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外文翻译--汽车膜片弹簧离合器的优化设计.doc

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外文翻译--汽车膜片弹簧离合器的优化设计.doc

汽车膜片弹簧离合器的优化设计摘要:膜片弹簧离合器的工作性能主要取决于膜片弹簧的结构参数。在本文中,我们以膜片弹簧的最低应力危险点作为优化设计的目标函数,并使用复杂的方法来解决约束问题的极值。其计算方法和结果可以为设计者提供参考。关键词:离合器;膜片弹簧;优化设计1引言汽车离合器的压紧弹簧是一种特殊的碟形弹簧,其内锥面上开有许多径向通槽。锥体的外部和槽内的边缘分别起到弹簧和分离杠杆的功能。可以看出,膜片弹簧有压缩弹簧和分离杠杆两种功能,因而离合器的结构简化,轴向尺寸缩短。与此同时,由于膜片弹簧和压盘圆周接触,作用在压盘上的压力确保了分布均匀。因此膜片弹簧离合器得到了广泛的应用。然而,在过去的时间里膜片弹簧是由反复试验、反复修改计算结果的方法被设计的,并且非常困难地获得最优结果。在这篇文章里,这个问题很容易通过优化设计的程序来解决。2膜片弹簧优化设计的目标函数和设计变量膜片弹簧的形状和结构见图1。在离合器设计中,合理的结构参数的选择应考虑能使离合器可靠地传递发动机扭矩,这样膜片弹簧压力的危险点的可以达到最小程度,以便延长其使用寿命。所以,本文寻求危险点的最小压力的方法作为优化设计的目标函数。当力P2通过分离轴承作用在膜片弹簧内端时,外端将会产生变形λ1,如图2所示。他们的关系是:])2)([()()/ln(])1(6[)(21111112112112hrRrRHrRrRHrRrREhfP(2-1)式中,E为弹性模量,对于钢,E=2.1105MPa;μ为泊松比,对于钢,μ=0.3。其它尺寸符号见图1和2,其长度单位为毫米。图1膜片弹簧R—碟形弹簧外半径;r—支撑环作用半径;H—碟簧内截锥的高度;h—弹簧片的厚度;α——锥体角度;R0—碟形弹簧内半径;rc—窗孔内半径图2膜片弹簧受载时的变形图L—膜片弹簧和压盘间的接触半径;e—支撑环的平均半径;rp—分离轴承作用半径;λ1,λ2—膜片弹簧的外端、内端变形当膜片弹簧变形时,最大的应力是发生在碟形弹簧内半径尖端,这个应力值为:])(2)21()1ln[(131112222aeLrheLeLrRHrRrrREhPrrrddp(2-2)式中,β2为分离杠杆外围部分的宽度系数,其计算公式如下:)(1c22rrn式中,n为分离杆的数目,其它符号见图1

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