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多模式新型超越离合器的设计仿真与实验研究
| 论文题名： | 多模式新型超越离合器的设计仿真与实验研究 |
| 关键词： | 汽车工程;超越离合器;结构设计;性能参数 |
| 摘要： | 为打破传统超越离合器功能的单一性，以适应车辆传动系统的使用需求，本文通过将典型超越离合器进行可控化改造，设计出一种具备多模式的新型超越离合器。本文在对新型超越离合器机理分析的基础上，采用建模仿真与实验研究的方法对该离合器的接触特性，振动模态特性、多模式功能、动力学性能以及控制方案进行了研究。本文的主要研究内容有: (1)通过对典型超越离合器的可控化改造，设计了一种具备多种工作模式的新型超越离合器。对新型超越离合器的楔合与分离的运动过程进行了分析，确定了离合器预紧弹簧的作用。研究了其接触机构的自锁原理，分析了其接触应力，并完成离合器接触应力校核，初步确定了离合器主要结构尺寸参数。 (2)根据所设计离合器的主要结构参数，应用三维软件Solid Ege建立了新型超越离合器的各部件的几何模型，完成了该离合器分析模型的装配。对该离合器的接触性能进行了研究，应用ANSYS Workbench计算得到了该离合器的滚柱与主动环和楔块环间接触区域的最大变形、滑动距离以及接触应力值，验证了离合器满足所设定工况的接触强度要求。对比分析了接触摩擦系数的变化对该离合器接触特性的影响，提出了对该离合器接触特性的改进方案。 (3)为研究新型超越离合器的振动特性，应用ANSYS Workbench软件对新型超越离合器进行模态分析，计算得到了该离合器的前六阶模态的固有频率及其振型图。根据计算结果，正常工作情况下，离合器系统不会发生共振。分析了径向支承刚度及轴向支承刚度的变化对离合器系统的固有频率和振型的影响规律。 (4)根据新型超越离合器的结构特点，设计了测试该离合器基本性能的试验平台，根据测试需求，设计了离合器试验台的机械系统与测控系统。完成了数据采集卡和传感器等控制与采集电路的连接，编写了上位机软件，完成了离合器试验台的搭建。按照设计的实验要求，在低转速及低负载的范围内，测试了离合器的分离和结合时间，验证了该超越离合器的主要功能。 (5)借助ADAMS仿真平台，建立了新型超越离合器的非线性动力学模型，模拟了在实际运行应用工况下，离合器的楔合与解楔过程满足了所设计的多模式功能要求。分析了摩擦系数对该离合器楔合时间的影响。介绍了一个针对该离合器的控制装置，通过ADAMS与MATLAB的联合仿真平台，完成了控制机构对离合器的控制执行过程的仿真分析，验证了控制方案的可行性。 |
| 作者： | 孔令亮 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 导师： | 李平康 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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