某車型雙質(zhì)量飛輪設(shè)計

某車型雙質(zhì)量飛輪設(shè)計摘要：本文對雙質(zhì)量飛輪振動特性做了簡要分析，對雙質(zhì)量飛輪的關(guān)鍵零件弧形彈簧進行了彈簧特性推導(dǎo)，并對彈簧進行了設(shè)計，確定了飛輪的材料及尺寸，后續(xù)對關(guān)鍵零件建立了結(jié)構(gòu)模型。最后對減振盤進行受力分析，最終確定減振盤性能可滿足日常使用需求。關(guān)鍵詞：離合器；雙質(zhì)量飛輪；彈簧；受力分析1刖言隨著科技迅速發(fā)展，人們對交通工具的舒適性有了更高的要求。隨著大功率發(fā)動機的出現(xiàn)，汽車的性能需求得到了極大滿足，但汽車傳動系統(tǒng)減振降噪的措施卻沒有得到多大改善。離合器的扭轉(zhuǎn)減振器雖然對傳動系統(tǒng)的噪聲降低有所作用，但是也有許多無法解決的問題，比如無法將汽車傳動系統(tǒng)的共振降到怠速以下，扭轉(zhuǎn)范圍偏小等，雙質(zhì)量飛輪的研究很好的解決了這一問題。2雙質(zhì)量飛輪振動特性分析分方便分析可將其結(jié)構(gòu)簡化為兩自由度扭振系統(tǒng)，如圖1所示。圖1雙質(zhì)量飛輪扭轉(zhuǎn)系統(tǒng)物理簡化模型由上圖可分析得出,雙質(zhì)量飛輪扭振減振器頻響應(yīng)公式:K+jc心|K-] |K-L^+jcoj-iC+jca)2.在降低動力傳動系扭振這一重要功能上，雙質(zhì)量飛輪扭振減振器具備著非常顯著的優(yōu)勢。對雙質(zhì)量扭轉(zhuǎn)減振器扭振特性進行推導(dǎo)計算、優(yōu)化改良后，可最終確定了相關(guān)的結(jié)構(gòu)性能參數(shù)，共振轉(zhuǎn)速得以降低到實際工作轉(zhuǎn)速范圍以下。3雙質(zhì)量飛輪結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1扭轉(zhuǎn)減振器主要參數(shù)本車型發(fā)動機相關(guān)參數(shù)指標如表1。表1某車型發(fā)動機參數(shù)排量（L）1.396汽缸排列形式L最大扭矩（N?m）216最大扭矩轉(zhuǎn)速（rpm）40003.2阻尼參數(shù)干摩擦阻尼力矩：決定了扭轉(zhuǎn)減振器降低動力傳動系統(tǒng)共振振幅的能力。如果其數(shù)值過小，那么系統(tǒng)的扭振振幅就不能得到有效的衰減;但如果干摩擦阻尼力矩丁值過大，就相當于變相地使扭轉(zhuǎn)剛度K變大，從而會導(dǎo)致扭轉(zhuǎn)減振器的性能降低。由此可見，干摩擦阻尼力矩..必有一個最佳值。一般來說，阻尼參數(shù)越小越好，但又不能過小，否則會影響從車輛的發(fā)動，本設(shè)計中阻尼參數(shù)取p—0.03O3.3轉(zhuǎn)動慣量的選擇1心:.. .. —I由固有頻率-，? ■' 分析可知：當；=時，固有頻率3有最小值，但在設(shè)計雙質(zhì)量飛輪的轉(zhuǎn)動慣量時不能僅僅只考慮主、副飛輪和離合器蓋以及摩擦片的轉(zhuǎn)動慣量，還要考慮整個傳動系的整體性。故有：（1）為滿足固有頻率3值最小，首先要保證雙質(zhì)量飛輪主飛輪和副飛輪及離合器蓋與摩擦片的轉(zhuǎn)動慣量盡可能接近。（2）根據(jù)實際動力傳動系的要求，二者慣量比范圍為0.7至1.4之間。3.4周向長弧形彈簧設(shè)計此次設(shè)計中采用的是兩組組合彈簧，其都是由內(nèi)外兩個彈簧鑲套而成，因此組成彈簧個數(shù).?：二一。初步選取彈簧半徑為.，則每一組彈簧的組合扭轉(zhuǎn)剛度2為：冉f 扭轉(zhuǎn)剛度h與線性剛度h存在如下關(guān)系公式：故單組彈簧的線性剛度.，?為:K— .kT— X10—B9570：N加i-9.14k^f/rnm死明3.1dX(O.OB5r本設(shè)計中采用的是材料作為彈簧材料，剪切模量，.二,頃1叭，許用應(yīng)力'?-廠III。具體參數(shù)如表2所示。表2組合彈簧尺寸表3.5飛輪轉(zhuǎn)動慣量及尺寸的確定3.5.1飛輪轉(zhuǎn)動慣量的確定1：=,尹1：=,尹548x3”陣■彳Ir阮dn3本設(shè)計中ni：,'=，-,..?.,,fr-O.22kg?Tt23.5.2飛輪尺寸確定（1）本車型選取平板型飛輪。可得：17.?-■"!>11.■■，，:頊，，?-II ，計算出由飛輪轉(zhuǎn)動慣量及飛輪慣性矩公式GD2=4gIf，上式中，口I—>，口II'、，’一"一，計算出“ I"■：-（2） 輪緣截面面積有二職H二％就上式中，H=0.10m，m=4.69kg，D=0.1875m，口二7為。燦打。計算出B=10.21mm。（3） 飛輪總質(zhì)量計算隊=吐*嗎1上式中，m為輻板質(zhì)量，m為飛輪輪緣質(zhì)量，h為輻板厚度，D為飛輪輪緣01 f f12內(nèi)徑，d為飛輪軸經(jīng)，P為飛輪材料的密度。其中，h=0.011m，蝦7為。頃應(yīng)，，勺=。計算出m=1.45kg。4雙質(zhì)量飛輪主要零件的三維建模使用Pro/E軟件，分別對初級飛輪、次級飛輪、彈簧組和減振盤進行建模，如下圖2所示?！?-H ■Iff|h1■9,■■?■■■■ EEr'二1_?1,: T ■*!?/.■三二■""""二■■_ ■ _r_r r■■ =吒-=? ―■ *■?..fia--■■j ■ WrSrFV-fVfvr'Fr'frfjflrttW*t圖2雙質(zhì)量飛輪主要零件模型5減振盤的ANSYS分析5.1減振盤ANSYS分析減振盤是副飛輪扭矩的中間傳遞者，它將彈簧擠壓傳遞的扭矩通過柳釘傳遞給副飛輪。通過StaticStruchural模塊靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析對EngineeringDate進行工程數(shù)據(jù)選擇，數(shù)據(jù)設(shè)置完畢后，點擊Geometry導(dǎo)入減振盤模型。進行網(wǎng)格劃分后，在靜態(tài)結(jié)構(gòu)中的分析設(shè)置里插入固定支撐，選取七個柳釘孔為支撐，圖3可得減振盤雙爪處的最大位移，通過最大位移可以計算出最大位移點的抗拉強度，其數(shù)值明顯小于45號鋼的最大抗拉強度600MPa而且其產(chǎn)生的最大應(yīng)力263MPa也小于本設(shè)計減振盤零件所選用的45號鋼屈服強度355MPa,因此減振盤設(shè)計能夠滿足使用需要。圖3最大應(yīng)變處放大圖7總結(jié)本研究對雙質(zhì)量彈簧的物理模型進行了簡化，建立了模型方程，并對參數(shù)進行了分析。推導(dǎo)出弧形彈簧的設(shè)計及計算方法，對周向長弧形彈簧形式和材料進行選擇，并對彈簧剛度、變形、應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)剛度進行計算。其中，阻尼特性是雙質(zhì)量飛輪設(shè)計過程中的一個重點內(nèi)容同時也是其設(shè)計難點，到現(xiàn)在為止并沒有一個完全適合的阻尼模型，實際應(yīng)用中應(yīng)采用試驗方法對其強度及應(yīng)變進行反復(fù)校核。參考文獻張曉斌，王泰堂,楊飛華，秦亮，羊奎，王瑞平.汽車中雙質(zhì)量