CN110750842B - 可控斜撑离合器楔块设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可控斜撑离合器楔块设计方法，所述楔块包括分别与内环和外环的滚道抵接的上凸轮和下凸轮，通过设计确定楔块上凸轮圆弧半径、下凸轮圆弧圆心位置坐标或极坐标以及下凸轮圆弧半径。本发明采用完整的算法流程求解楔块上凸轮圆弧半径、下凸轮圆弧半径、及下凸轮圆弧相对于上凸轮圆弧的位置关系，楔块转角等设计关键参数，相较于原有斜撑离合器楔块系列化规格设计，增加了其使用的适应性，可更灵活地设计楔块以适应于不同的应用场景。能够根据接触力、楔角评价综合评价楔合性能最优的可控离合器楔块，获得可控斜撑离合器优良的传动性能。

Description

可控斜撑离合器楔块设计方法

技术领域

本发明属于机械零部件设计方法，具体涉及一种可控斜撑离合器楔块设计方法。

背景技术

斜撑离合器是发动机协同工作、传递主动力矩与运动的关键构件之一，其作用是实现发动机与主减速器的离合。在部分特殊的应用场合中，需要在离合器接合趋势的工况下(内外环处于使离合器接合的相对运动状态)使斜撑离合器楔块抬起脱离内环、不传递扭矩。

该种可控斜撑离合器如图1中所示，包括外环1、楔块2、弹簧3、控制架4和内环5组成，楔块2装配在外环1和内环5之间的环形空间内，其中楔块2的上部凸轮通过弹簧3嵌入安装在外环1的定位槽内部，通过控制架4控制楔块2绕上部凸轮进行摆动，使楔块的下部凸轮与内环5之间分离脱离，由于其与传统的斜撑离合器的结构不同，楔块的上、下凸轮圆弧尺寸的改变、上圆弧增加定位凹槽，使楔块可以保持在定位凹槽内运动，便于拨起楔块。

由于外环设置有定位凹槽的设计，需要在对斜撑离合器的楔块进行设计时考虑定位凹槽的参数，楔块设计引入了新的问题：一、楔块正常楔入过程中，赫兹接触应力过小，出现打滑现象，导致传递扭矩能力下降；二、楔块正常楔入过程中，楔块最大升程无法满足设计要求，出现翻转失效。而国内、外仅有的系列化的楔块无法满足需求，并且缺乏明确的设计方法指导正向设计，使得这种可控斜撑离合器楔块的设计难度大大增加。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对现有斜撑离合器的常规楔块设计方法不能够适应可控斜撑离合器的需要，提供一种针对可控斜撑离合器楔块的设计方法。

本发明采用如下技术方案实现：

可控斜撑离合器楔块设计方法，所述楔块包括分别与内环和外环的滚道抵接的上凸轮和下凸轮，以所述上凸轮圆弧的圆心为坐标原点，所述下凸轮圆弧的圆心坐标为(x,y)，其极坐标表达形式为(z,ρ)，其中z为圆心距，ρ为圆心与x轴正半轴夹角，所述设计方法确定以下三个参数：上凸轮圆弧半径r_o、下凸轮圆弧圆心位置坐标(x,y)或极坐标(z,ρ)以及下凸轮圆弧半径r_i；

具体设计步骤如下：

步骤一，根据离合器应用场景的扭矩T、转速工况n_o，依据系列化的斜撑离合器规格参数，初步确定内外滚道差J、内环内径R_id、内环外径R_i、外环凹槽底部等效内径R_o、外环外径R_od、楔块数量n、楔块宽度b、楔块长度l，以及根据楔块所采用的材料属性确定材料的泊松比v、弹性模量E；

步骤二，根据上述参数结合楔块需要摆动抬起的高度需求，通过动力学仿真，确定上凸轮对接的外环定位槽的半径r_ao以及楔块上凸轮圆弧半径r_o，并根据楔块抬起摆动的高度和干涉判断原则，确定楔块数量；

步骤三，以上凸轮圆弧的圆心为中心建立笛卡尔坐标系，取(z,ρ)下凸轮圆弧圆心坐标变量，求得与内环相切的下凸轮圆弧半径r_i；

步骤四，根据以上三个步骤得到的各参数，代入以下几何约束方程公式进行计算，

V＝W+Ψ

其中，Ω为楔块转角，Ψ为楔块上凸轮圆弧与外环内圈的交点和楔块下凸轮圆弧与内环的交点到离合器中心点的夹角；W为楔块的外楔角；V为楔块的内楔角，记录得到的楔块转角Ω与内楔角V；然后根据计算得到的楔块转角Ω与内楔角V通过如下力学方程进行计算：

其中，N_i为内环对楔块上凸轮的支持力，N_o为外环对楔块上凸轮的支持力；

步骤五，根据离合器应用场景计算出的楔块所受载荷，根据厚壁圆筒定理、赫兹接触定理及弹性变形公式，计算出楔块、内环、外环的变形量，将变形后的楔块、内环、外环尺寸参数更新至楔块、内环及外环的尺寸中，重新计算步骤四、五至楔块转角不再变化，剔除楔块转角Ω过大或不正常的数据，并记录符合要求的楔块参数及其对应转角、楔角、法向力及变形参数；

步骤六，将筛选出来的楔块参数对应的转角、楔角、法向力及变形参数进行比较，得到最优数据；

步骤七，根据步骤六求得的上凸轮圆弧半径r_o、下凸轮圆弧半径r_i及下凸轮圆弧圆心位置坐标(x,y)或极坐标(z,ρ)以及楔块转角Ω，在二维图中绘制建立楔块的几何模型，在下凸轮圆弧对应楔块转角初始侧和结束侧增加冗余角度Ω₀，确定下凸轮的圆弧位置范围，并根据确定的下凸轮圆弧轮廓线，补充上凸轮圆弧和下凸轮圆弧两侧的直线或弧线使其构成一个楔块轮廓，并根据干涉判断原则，修整轮廓。

进一步的，所述外环定位槽半径r_ao小于或等于外环内径R_o。

进一步的，所述步骤二中的干涉判断原则为楔块绕上凸轮圆弧圆心朝楔出方向旋转抬起至与内环分离0.5mm时，楔块的另一侧是否会与相邻楔块碰撞。

进一步的，所述步骤三中下凸轮圆弧圆心坐标变量取值范围依据的经验规律为：极角在(0,π/2)区间内，极径在(0,r_i/2)区间内，极角取值间隔为1，极径取值间隔为0.001。

进一步的，所述步骤三中，下凸轮半径r_i的求解公式为：

进一步的，所述步骤五中，所述楔块、内环、外环的变形量计算公式为：

其中，C_i为内环的变形影响系数，C_s为楔块的变形影响系数，C₁为赫兹接触变形影响系数，C₂为楔块与外环之间的赫兹接触变形影响系数，C₃为楔块与内环之间的赫兹接触变形影响系数；

Δ_i＝C_iN_i

Δ_sprag＝C_sN_i＝C_sN_o

ΔHi＝N_o(C₃-C₁lnN_i)

ΔHo＝N_o(C₃-C₁lnN_o)

其中，Δ_cent为外环由离心力引起的径向变形，Δ_i为内环的径向变形，Δ_sprag为楔块的压缩变形，ΔH_o为楔块与外环接触处的赫兹变形，ΔH_i为楔块与内环接触处的赫兹变形。

进一步的，所述步骤五中，变形后的尺寸参数更新至楔块、内环及外环的尺寸中的具体公式如下：

进一步的，所述步骤五中，剔除楔块转角Ω过大或不正常的数据具体公式如下：

V≤arctanμ

0≤Ω≤π/8

ImΩ＝0

其中，μ表示楔块与内、外环之间的摩擦系数，油脂润滑时为0.08～0.1，如公式所示，若楔块的楔角V大于内、外环之间的摩擦角arctanμ或楔块转角Ω不在0≤Ω≤π/8范围内或者楔块转角Ω求解出虚数解，则认为楔块转角Ω过大或不正常。

进一步的，所述步骤六中，将筛选出来的楔块参数对应的转角、楔角、法向力及变形参数进行比较的具体公式为：

其中下标k表示第k组参数，a、b分别为ΔV、N_o的无量纲化系数

ΔV表示楔块迭代过程中的楔角变化范围，ΔV_k、N_ok分别为第k组楔块迭代过程中的楔角变化范围以及外环对楔块上凸轮的支持力，t_k为第k组参数优选评价指标值，t_min为最优评价指标值。

进一步的，所述的步骤五中，当外环定位槽半径r_ao等于外环内径R_o时，该计算方法为楔块修形方法，同时需要新增变形公式以及R_o计算公式：

ΔH_o＝C_oN_o

其中，C_o为外环的变形影响系数。

本发明针对可控斜撑离合器的楔块提供了一套完整的设计方法，与现有的普通斜撑离合器的楔块设计方法相比，本发明具有如下有益效果：

1)本发明采用完整的算法流程求解楔块上凸轮圆弧半径、下凸轮圆弧半径、及下凸轮圆弧相对于上凸轮圆弧的位置关系(即下凸轮圆弧的圆心位置坐标)，楔块转角等设计关键参数，相较于原有斜撑离合器楔块系列化规格设计，增加了其使用的适应性，可更灵活地设计楔块以适应于不同的应用场景。

2)本发明采用遍历的算法流程，并结合工程经验，可以从众多参数中，寻找到最优解，从而设计出根据接触力、楔角评价综合评价楔合性能最优的可控离合器楔块，获得优良的传动性能。

3)本发明采用两种算法分支，分别可以匹配设计本发明的可控斜撑离合器楔块以及普通的斜撑离合器楔块修形。

4)本发明解决了部分在求得楔块关键参数后的部分数学模型，使设计更为合理。

以下结合附图和具体的设计过程对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为背景技术中的可控斜撑离合器的结构示意图。

图2为实施例中的可控斜撑离合器的楔块结构参数示意图。

图3为实施例中的楔块数学(几何)模型示意图。

图4为实施例中的楔块几何关系示意图。

图5为实施例中的楔块几何建模图。

具体实施方式

实施例

本实施例的可控斜撑离合器的楔块安装结构如图1和图2所示，若干楔块2安装在外环1和内环5之间的环形滚道内，楔块2包括上凸轮和下凸轮，并通过上凸轮和下凸轮分别与外环1和内环5的滚道抵接，楔块2之间相对外环和内环的径向方向倾斜设置，并且在外环1的内周滚道上设置若干与楔块2对应的弧形定位槽，楔块2的上凸轮嵌装在该弧形定位槽内，弹簧3使得楔块2压紧嵌入在外环1的弧形定位槽内，控制架4用于驱动楔块2绕弧形定位槽摆动，使得楔块下凸轮与内环5外周滚道的分离，实现斜撑离合器的主动分离控制。

本实施例针对该可控斜撑离合器的楔块轮廓进行建模设计，首先以楔块的上凸轮圆弧圆心为坐标原点，设楔块下凸轮圆弧的圆心坐标为(x,y)，其极坐标表达形式为(z,ρ)，其中z为圆心距，ρ为圆心与x轴正半轴夹角，通过本方法需要确定以下三个参数：楔块上凸轮的圆弧半径r_o、楔块下凸轮的圆弧圆心位置坐标(x,y)或极坐标(z,ρ)以及楔块下凸轮的圆弧半径r_i。

以下结合图4、图4和图5详细解释说明本设计方案的具体设计步骤：

步骤一，根据离合器应用场景的扭矩T、转速工况n_o，依据系列化的斜撑离合器规格参数，本实施例采用版权登记号为2014SR01541的离合器设计软件V1.0进行系列规格参数的设计，需要初步确定内外滚道差J、内环内径R_id、内环外径R_i、外环凹槽底部等效内径R_o、外环外径R_od、楔块数量n、楔块宽度b、楔块长度l(楔块长度是指在内环和外环轴向方向的长度，图中未示出)，以及根据楔块所采用的金属材料属性确定该材料泊松比v、弹性模量E。

步骤二，根据上述参数结合楔块需要摆动抬起的高度需求，通过动力学仿真，确定上凸轮对接的外环定位槽的弧形半径r_ao以及楔块上凸轮圆弧半径r_o，并根据楔块抬起摆动的高度和干涉判断原则，确定楔块数量。判断楔块是否干涉根据以下原则进行判断：当楔块绕上凸轮圆弧圆心朝楔出方向旋转抬起至与内环分离0.5mm时，楔块的另一侧是否会与相邻楔块碰撞。

步骤三，以上凸轮圆弧的圆心为中心建立笛卡尔坐标系，取(z,ρ)下凸轮圆弧圆心坐标变量，下凸轮圆弧圆心坐标变量取值范围依据如下经验规律：极角在(0,π/2)区间内，极径在(0,r_i/2)区间内，极角取值间隔为1，极径取值间隔为0.001。

然后根据如下公式计算求解得到下凸轮半径r_i

步骤四，根据以上三个步骤得到的各参数，代入以下几何约束方程公式进行计算，

V＝W+Ψ

其中，Ω为楔块转角，Ψ为楔块上凸轮圆弧与外环内圈的交点和楔块下凸轮圆弧与内环的交点到离合器中心点的夹角；W为楔块的外楔角；V为楔块的内楔角，记录得到的楔块转角Ω与内楔角V；然后根据计算得到的楔块转角Ω与内楔角V通过如下力学方程进行计算：

其中，N_i为内环对楔块上凸轮的支持力，N_o为外环对楔块上凸轮的支持力。

步骤五，根据离合器应用场景计算出的楔块所受载荷，有关斜撑离合器的楔块载荷计算属于常规计算方法，本实施例在此不做说明，根据厚壁圆筒定理、赫兹接触定理及弹性变形公式，计算出楔块、内环、外环的变形量，具体的计算公式如下：

其中，C_i为内环的变形影响系数，C_s为楔块的变形影响系数，C₁为赫兹接触变形影响系数，C₂为楔块与外环之间的赫兹接触变形影响系数，C₃为楔块与内环之间的赫兹接触变形影响系数；

Δ_i＝C_iN_i

Δ_sprag＝C_sN_i＝C_sN_o

ΔHi＝N_o(C₃-C₁lnN_i)

ΔHo＝N_o(C₃-C₁lnN_o)

其中，Δ_cent为外环由离心力引起的径向变形，Δ_i为内环的径向变形，Δ_sprag为楔块的压缩变形，ΔH_o为楔块与外环接触处的赫兹变形，ΔH_i为楔块与内环接触处的赫兹变形。

然后将变形后的楔块、内环、外环尺寸参数更新至楔块、内环及外环的尺寸中，重新计算步骤四、五至楔块转角不再变化，变形后的尺寸参数更新至楔块、内环及外环的尺寸中的具体公式如下：

通过重新计算的结果，根据如下公式条件剔除楔块转角Ω过大或不正常的数据，

V≤arctanμ

0≤Ω≤π/8

ImΩ＝0

其中，μ表示楔块与内、外环之间的摩擦系数，油脂润滑时取0.08～0.1，如公式所示，若楔块的楔角V大于内、外环之间的摩擦角arctanμ或楔块转角Ω不在0≤Ω≤π/8范围内或者楔块转角Ω求解出虚数解，则认为楔块转角Ω过大或不正常。

并记录符合要求的楔块参数及其对应转角、楔角、法向力及变形参数。

步骤六，将步骤五筛选出来的楔块参数对应的转角、楔角、法向力及变形参数通过如下公式进行比较，得到最优数据；

其中下标k表示第k组参数，a、b分别为ΔV、N_o的无量纲化系数

ΔV表示楔块迭代过程中的楔角变化范围，ΔV_k、N_ok分别为第k组楔块迭代过程中的楔角变化范围以及外环对楔块上凸轮的支持力，t_k为第k组参数优选评价指标值，t_min为最优评价指标值。

步骤七，根据步骤六求得的上凸轮圆弧半径r_o、下凸轮圆弧半径r_i及下凸轮圆弧圆心位置坐标(x,y)或极坐标(z,ρ)以及楔块转角Ω，同构确定下凸轮圆弧圆心位置，即可得到下凸轮圆弧相对于上凸轮圆弧的位置关系，在二维图中绘制建立楔块的几何模型，在下凸轮圆弧对应楔块转角初始侧和结束侧增加冗余角度Ω₀，如图5所示，Ω_o根据斜撑离合器的工况使用，在(需反复离合)磨损程度较高的场合及温度与常温区别较大的场合，取10°～20°，普通应用场合一般为5°～10°。确定下凸轮的圆弧位置范围，并根据确定的下凸轮圆弧轮廓线，补充上凸轮圆弧和下凸轮圆弧两侧的直线或弧线使其构成一个楔块轮廓，并根据干涉判断原则，修整轮廓，补充的直线或弧线也可以是其他形式的曲线，修正轮廓的方式可以但不限于是修整补充的直线、弧线、增加导角等。

以上是针对外环设置有弧形定位槽的可控斜撑离合器的设计方案，即外环定位槽半径r_ao小于外环内径R_o。本发明的设计方法同样可以用于普通的斜撑离合器的楔块修形设计，只需要设定外环定位槽半径r_ao等于外环内径R_o，在此条件下，以上设计步骤五中需要，同时需要新增变形公式以及R_o计算公式：

ΔH_o＝C_oN_o

其中，C_o为外环的变形影响系数。

其他设计步骤不变。

以下通过一个具体的设计实例来说明本发明的设计方法的可行性。

步骤一：根据设计需求：离合器内环(轴)外直径不小于20，离合器外环内直径不大于46，选择内外环滚道差J＝9.5规格的楔块，楔块数量n＝22个、楔块上凸轮直径为r_o＝4.9233mm、楔块宽度b＝9.745mm、楔块长度l＝20.4mm，并根据应用场景的扭矩T＝370.2N·m、转速n_o＝1769.4rpm/min工况，得到楔块参数内环内径R_id＝22、内环外径R_i＝44.859mm、外环凹槽底部等效内径R_o＝63.859mm、外环外径R_od，由于材料有耐温性能需要，选择CCr15材料，根据材料属性，得到泊松比v＝0.28、弹性模量E＝202000参数；

步骤二：根据离合器标准系列化的楔块上凸轮r_o＝4.9233mm，由于需要将楔块上凸轮放置在凹槽内，半径过大会导致凹槽尺寸过大，造成抬起不便，因此选择缩小2个毫米的半径r_o＝2.923mm，凹槽需比楔块大0.2毫米，因此r_ao＝3.123mm，根据ADAMS动力学仿真，确认该方案可行，并于CAD辅助软件中，将楔块旋转至与内环滚道面距离为0.5mm时，可最大阵列楔块数目为16，因此n＝16个。

步骤三：以楔块上凸轮圆弧中心为原点，建立笛卡尔坐标系，取极径间隔为0.1，极角间隔1，在极径

和极角ρ∈(0,90°)区间内，取14*90个坐标点。

根据公式：

利用计算机matlab计算软件依次计算出各坐标点对应的下圆弧半径，具体如表1中计算的数值。

表1α为0时，z从0.001～1.462之间取值时，r_i的取值。

步骤四：根据步骤一、步骤二、步骤三中得到的各参数，代入新型可控斜撑离合器楔块的几何约束方程及力学方程中进行计算：

V＝W+Ψ

步骤五：根据厚壁圆筒定理、赫兹接触定理及弹性变形公式，计算出楔块、内环、外环的变形量，将变形后的尺寸更新至楔块、内环及外环的尺寸中，重新计算步骤四、五至楔块转角不再变化或变化幅度微小，剔除楔块转角Ω过大或不正常的数据，并记录符合要求的楔块参数及其对应转角、楔角、法向力及变形参数；

本实例中是可控离合器楔块的设计，因此选择的变形量计算及尺寸更新计算公式如下：

Δ_i＝C_iN_i

Δ_sprag＝C_sN_i＝C_sN_o

ΔHi＝N_o(C₃-C₁lnN_i)

ΔHo＝N_o(C₃-C₁ln N_o)

在计算机软件matlab迭代计算中，筛选条件为tan(max(V))<＝0.08、imag(Ommiga(i))～＝0、Ommiga(i)*180/pi<＝-60，并记录出满足要求的每一组数据，具体数值如表2所示。

序号	Z	alpha	ri	detlaV
					10	0.201	0.349	6.6481	0.0028
20	0.201	0.5235	6.6794	0.1619
					30	0.201	0.6981	6.7076	0.3123
40	0.301	0.0174	6.5888	0.0848
					50	0.301	0.1919	6.6407	0.0276
60	0.301	0.3665	6.6904	0.1352
					70	0.301	0.541	6.7366	0.2619
80	0.301	0.7155	6.7779	0.4241
					90	0.301	0.8901	6.8132	0.6434
100	0.301	1.0646	6.8415	0.9437

表2取出10组筛选后的数据

步骤六：将筛选出来的10组楔块参数对应的转角、楔角、法向力及变形进行比较，根据如下优选评价指标公式进行优选：

择选出的最优的数据为：

t＝0.1096；i＝267；ΔV＝0.0025；N_oi＝14885.4

其对应楔块部分几何参数为：r_i＝6.6145；α＝0.0175；Z＝0.6010。

步骤七：根据步骤一至步骤六求得的上凸轮圆弧半径、下凸轮圆弧半径、及下凸轮圆弧相对于上凸轮圆弧的位置关系，楔块转角，绘制在二维图中建立几何模型，在楔块转角初始侧和结束侧增加冗余角度Ω₀，取Ω₀＝10°，确定下凸轮的圆弧位置范围，并根据确定的下凸轮圆弧轮廓线，补充直线。

将生成的新楔块的模型，CAD辅助软件中，将楔块旋转至与内环滚道面距离为0.5mm时，直线未与与凹槽发生干涉，且最大可阵列16个，因此，该设计参数方案合理，满足楔角小于摩擦角0.08，且传动过程中，楔角平稳，接触压力较小。

Claims (7)

1.可控斜撑离合器楔块设计方法，其特征在于：所述楔块包括分别与内环和外环的滚道抵接的上凸轮和下凸轮，以所述上凸轮圆弧的圆心为坐标原点，所述下凸轮圆弧的圆心坐标为(x,y)，其极坐标表达形式为(z,ρ)，其中z为圆心距，ρ为圆心与x轴正半轴夹角，所述设计方法确定以下三个参数：上凸轮圆弧半径r_o、下凸轮圆弧圆心位置坐标(x,y)或极坐标(z,ρ)以及下凸轮圆弧半径r_i；

具体设计步骤如下：

步骤一，根据离合器应用场景的扭矩T、转速工况n_o，依据系列化的斜撑离合器规格参数，初步确定内外滚道差J、内环内径R_id、内环外径R_i、外环凹槽底部等效内径R_o、外环外径R_od、楔块数量n、楔块宽度b、楔块长度l，以及根据楔块所采用的材料属性确定材料的泊松比v、弹性模量E；

步骤二，根据上述参数结合楔块需要摆动抬起的高度需求，通过动力学仿真，确定上凸轮对接的外环定位槽的半径r_ao以及楔块上凸轮圆弧半径r_o，并根据楔块抬起摆动的高度和干涉判断原则，确定楔块数量；

步骤三，以上凸轮圆弧的圆心为中心建立笛卡尔坐标系，取(z,ρ)下凸轮圆弧圆心坐标变量，求得与内环相切的下凸轮圆弧半径r_i；下凸轮半径r_i的求解公式为：

步骤四，根据以上三个步骤得到的各参数，代入以下几何约束方程公式进行计算，

V＝W+Ψ

其中，Ω为楔块转角，Ψ为楔块上凸轮圆弧与外环内圈的交点和楔块下凸轮圆弧与内环的交点到离合器中心点的夹角；W为楔块的外楔角；V为楔块的内楔角，计算得到的楔块转角Ω与内楔角V；然后根据计算得到的楔块转角Ω与内楔角V通过如下力学方程进行计算：

其中，N_i为内环对楔块上凸轮的支持力，N_o为外环对楔块上凸轮的支持力；

步骤五，根据离合器应用工况计算出的楔块所受载荷，根据厚壁圆筒定理、赫兹接触定理及弹性变形公式，计算出楔块、内环、外环的变形量，将变形后的楔块、内环、外环尺寸参数更新至楔块、内环及外环的尺寸中，重新计算步骤四、五至楔块转角不再变化，剔除楔块转角Ω过大或不正常的数据，并记录符合要求的楔块参数及其对应转角、楔角、法向力及变形参数；

剔除楔块转角Ω过大或不正常的数据具体公式如下：

V≤arctanμ

0≤Ω≤π/8

ImΩ＝0

其中，μ表示楔块与内、外环之间的摩擦系数；

步骤六，将筛选出来的楔块参数对应的转角、楔角、法向力及变形参数进行比较，得到最优数据；将筛选出来的楔块参数对应的转角、楔角、法向力及变形参数进行比较的具体公式为：

其中a、b分别为ΔV、N_o的无量纲化系数

t_min为最优评价指标值；

步骤七，根据步骤六求得的上凸轮圆弧半径r_o、下凸轮圆弧半径r_i及下凸轮圆弧圆心位置坐标(x,y)或极坐标(z,ρ)以及楔块转角Ω，在二维图中绘制建立楔块的几何模型，在下凸轮圆弧对应楔块转角初始侧和结束侧增加冗余角度Ω₀，确定下凸轮的圆弧位置范围，并根据确定的下凸轮圆弧轮廓线，补充上凸轮圆弧和下凸轮圆弧两侧的直线或弧线使其构成一个楔块轮廓，并根据干涉判断原则，修整轮廓。

2.根据权利要求1所述的可控斜撑离合器楔块设计方法，所述外环定位槽半径r_ao小于或等于外环内径R_o。

3.根据权利要求2所述的可控斜撑离合器楔块设计方法，所述步骤二中的干涉判断原则为楔块绕上凸轮圆弧圆心朝楔出方向旋转抬起至与内环分离0.5mm时，楔块的另一侧是否会与相邻楔块碰撞。

4.根据权利要求2所述的可控斜撑离合器楔块设计方法，所述步骤三中下凸轮圆弧圆心坐标变量取值范围依据的经验规律为：极角在(0,π/2)区间内，极径在(0,r_i/2)区间内，极角取值间隔为1，极径取值间隔为0.001。

5.根据权利要求2所述的可控斜撑离合器楔块设计方法，所述步骤五中，所述楔块、内环、外环的变形量计算公式为：

其中，C_i为内环的变形影响系数，C_s为楔块的变形影响系数，C₁为赫兹接触变形影响系数，C₂为楔块与外环之间的赫兹接触变形影响系数，C₃为楔块与内环之间的赫兹接触变形影响系数；

Δ_i＝C_iN_i

Δ_sprag＝C_sN_i＝C_sN_o

ΔHi＝N_o(C₃-C₁lnN_i)

ΔHo＝N_o(C₃-C₁lnN_o)

其中，Δ_cent为外环由离心力引起的径向变形，Δ_i为内环的径向变形，Δ_sprag为楔块的压缩变形，ΔH_o为楔块与外环接触处的赫兹变形，ΔH_i为楔块与内环接触处的赫兹变形。

6.根据权利要求5所述的可控斜撑离合器楔块设计方法，所述步骤五中，变形后的尺寸参数更新至楔块、内环及外环的尺寸中的具体公式如下：

7.根据权利要求2所述的可控斜撑离合器楔块设计方法，所述的步骤五中，当外环定位槽半径r_ao等于外环内径R_o时，该计算方法为普通斜撑离合器的楔块修形方法，同时需要新增变形公式以及R_o计算公式：

ΔH_o＝C_oN_o

其中，C_o为外环的变形影响系数，Δ_cent为外环由离心力引起的径向变形，C₁为赫兹接触变形影响系数，C₃为楔块与内环之间的赫兹接触变形影响系数。

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