双质量飞轮对汽车扭振起着重要作用,它能传递发动机动力,减振降噪,对汽车安全运行起着至关重要的作用。国内外对双质量飞轮的研究主要集中在提高其减振性和乘车舒适性方面,对双质量飞轮安全性方面的研究大部分都集中于提高其减振寿命方面,通常采用的方法有在减振室内改变弹簧与弹簧座接触条件,对双质量飞轮失效后进行安全保护的研究较少。本文结合周向短弹簧汽车双质量飞轮,设计开发了一种基于自锁原理的安全保护装置,它能在双质量飞轮内部失效后,即减振装置破坏后,仍能将初、次级飞轮联接起来,传递发动机动力,避免汽车运行过程中出现动力突断的危险。论文的研究由教育部博士点基金资助完成,并在与企业合作及前期研究的基础上,结合弹性力学部分知识,基于Winkler弹性理论模型,构造出基于自锁原理的能实现安全保护作用的联结盖外型线方程,对2.0L发动机所装配的双质量飞轮安全保护装置进行设计,得到转矩特性曲线,并通过实验与有限元进行了验证,所得结果与理论模型所得计算结果几乎一致。并提出安全保护装置的参数确定原则,所得的设计理论方法为今后安全保护装置的设计提供参考。本论文研究的具体工作有以下几个部分:①对安全保护装置结构进行接触分析,实现在飞轮内部失效后能通过联结盖外型线与凸台楔入接触后将初、次级飞轮联接为一体,实现自锁的功能。忽略弹性变形,考虑摩擦,导出基于自锁原理的联结盖最简外型线。又基于弹性理论,建立了力分析模型,得出接触应力、扭矩与楔入角的关系。②对所设计的实例进行计算,得到四条型线即最简型线、椭圆型线、心型线、阿基米德螺旋线所构造的联结盖的应力、扭矩与楔入角的对应关系,通过对比得出,最简型线为最优型线。同时将弹性变形后的长度代替变形前的长度,简化扭矩计算式,由于替换前后扭矩变化很小,因此在设计时可用变形前的长度代入扭矩计算式计算,大大提高了设计效率。③通过Pro/e建立最简型线安全保护装置的有限元分析的简化模型,导入静力学模块进行分析,设置各参数,模拟楔入过程的有限元分析,再对该保护装置进行试验验证,将理论计算结果分别与有限元分析和试验结果进行误差分析,验证所建力分析模型的正确性,提出安全保护装置的参数确定原则,为今后设计安全保护装置提供理论指导。