輕型汽車的膜片式彈簧離合器設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告

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1、 中 北 大 學(xué) 畢業(yè)論文開(kāi)題報(bào)告 學(xué) 生 姓 名： 陳文輝 學(xué) 號(hào)： 1101014107 學(xué) 院： 機(jī)械與動(dòng)力工程 專 業(yè)： 車輛工程 設(shè)計(jì)(論文)題目： 輕型汽車的膜片式彈簧離合器設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師: 仝志輝 2015 年 3 月 17 日 畢 業(yè) 論 文 開(kāi) 題 報(bào) 告 1．選題依據(jù)： 1.1汽車離合器的結(jié)構(gòu)發(fā)展 當(dāng)戴姆勒發(fā)明第一輛四輪車時(shí),車輛并沒(méi)有所謂的變速箱,也就沒(méi)有離合器.速度的控制由外部的齒輪通過(guò)皮帶帶動(dòng)

2、車軸實(shí)現(xiàn),后來(lái)皮帶改為了鏈條【1】 。離合器的出現(xiàn)是隨著變速箱的出現(xiàn)而出現(xiàn)的,1889年戴姆勒在他的汽車上首次應(yīng)用了四速變速箱和摩擦離合器（錐形離合器）， 但扭矩仍然由皮帶傳到后輪【2】。但是其最大的缺點(diǎn)是從動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量太大，引起變速器換擋困難。而且這種離合器在結(jié)合時(shí)也不夠柔和，容易卡住。 由于需求研究出來(lái)的摩擦離合器已經(jīng)不能滿足需求，直到1925年以后人們研究出了多片離合器。在汽車起步時(shí)離合器的結(jié)合比較平順，無(wú)沖擊。早期的設(shè)計(jì)中，多片按成對(duì)布置設(shè)計(jì)，一個(gè)鋼盤(pán)片對(duì)著一青銅盤(pán)片【3】。采用純粹的金屬對(duì)金屬的摩擦副，把它們浸在油中工作，能達(dá)到更加滿意的性能。浸在油中的盤(pán)式離合器，盤(pán)子直徑不能

3、太大，以避免在高速時(shí)把油甩掉。此外，油也容易把金屬盤(pán)片粘住，不易分離。所以后來(lái)被干式多片離合器所取代。 石棉基摩擦材料的引入和改進(jìn)，使得盤(pán)式多片離合器可以傳遞更大的轉(zhuǎn)矩，能耐受更高的溫度。此外，由于采用石棉基摩擦材料后可用較小的摩擦面積，因而可以減少摩擦片數(shù)，這是由多片離合器向單片離合器轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵【4】。它具有從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，散熱性好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便，尺寸緊湊，分離徹底等優(yōu)點(diǎn)。而且只要在結(jié)構(gòu)上采取一些措施，也能使其結(jié)合平順。因此它得到了極為廣泛的應(yīng)用。 如今單片干式摩擦離合器在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面相當(dāng)完善。采用具有軸向彈性的從動(dòng)盤(pán)，提高了離合器的結(jié)合平順性【5】。離合器從動(dòng)盤(pán)總成中裝有扭轉(zhuǎn)

4、減震器，防止了傳動(dòng)系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)共振，減小了傳動(dòng)系統(tǒng)噪聲和動(dòng)載荷。 隨著人們對(duì)汽車舒適性要求的提高，離合器在原有基礎(chǔ)上得到不斷該進(jìn)，乘用車上愈來(lái)愈多采用雙質(zhì)量飛輪的扭轉(zhuǎn)減振器，能更有效地降低傳動(dòng)系的噪聲。為了實(shí)現(xiàn)離合器的自動(dòng)操控，有自動(dòng)離合器。采用自動(dòng)離合器時(shí)，可以省去離合器踏板，實(shí)現(xiàn)汽車的“雙踏板”操控，與其他自動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)來(lái)比較，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，傳動(dòng)效率高等特點(diǎn)【6】。因此在很多小型汽車得到廣泛的應(yīng)用。但是在現(xiàn)有的自動(dòng)離合器的各種結(jié)構(gòu)來(lái)看，離合器的摩擦力矩的力矩調(diào)節(jié)性能還不夠理想，使用性能不盡完善。所以，提高離合器的傳扭能力，提高其使用壽命，簡(jiǎn)化操作是現(xiàn)在離合器的發(fā)展趨勢(shì)。 1

5、.2研究意義： 膜片彈簧離合器是汽車傳動(dòng)系中與發(fā)動(dòng)機(jī)直接聯(lián)系的一個(gè)重要部件,起著保證汽車平穩(wěn)起步，變速器順利換擋和防止傳動(dòng)器過(guò)載等作用【7】?？焖儆行У脑O(shè)計(jì)方案的建立與論證是加快汽車用離合器膜片彈簧研制步伐的首要因素。 以往設(shè)計(jì)膜片彈簧主要是依據(jù)經(jīng)驗(yàn)制成試樣試運(yùn)行，再修改原始數(shù)據(jù)，再次試運(yùn)行，如此反復(fù)直到滿足設(shè)計(jì)要求為止。由于現(xiàn)代汽車工業(yè)在國(guó)際范圍內(nèi)的激烈競(jìng)爭(zhēng)，對(duì)離合器的綜合性能和使用效率要求日漸提高，不同客戶的要求對(duì)于離合器也有著不同的要求，這種既費(fèi)事又費(fèi)力的設(shè)計(jì)方法己不能跟上現(xiàn)代設(shè)計(jì)工程的步伐。因此，研究膜片彈簧力學(xué)性能，采用先進(jìn)的優(yōu)化方法開(kāi)發(fā)新型膜片彈簧離合器將成為離合器設(shè)計(jì)理論

6、和方法體系的發(fā)展趨勢(shì)。 膜片彈簧離合器相對(duì)于螺旋彈簧離合器有著一系列的優(yōu)點(diǎn)：膜片彈簧的非線性特性使在摩擦片整個(gè)磨損過(guò)程中保證壓盤(pán)受到壓緊力基本保持不變，保證離合器工作性能更穩(wěn)定；膜片彈簧的分離指起到分離杠桿的作用，這樣，省去了多組分離杠桿裝置，零件數(shù)目減少，質(zhì)量也減輕；在滿足相同壓緊力的情況下，膜片彈簧的軸向尺寸較螺旋彈簧小，在有限的空間內(nèi)便于布置，使離合器的結(jié)構(gòu)更為緊湊；同時(shí)膜片彈簧是圓形旋轉(zhuǎn)對(duì)稱零件，平衡性好，在高速時(shí)，其壓緊力降低很少【8】。并且制造工藝水平的不斷提高，膜片彈簧離合器越來(lái)越廣泛運(yùn)用在現(xiàn)在汽車中。 本課題的意義在于采用先進(jìn)的優(yōu)化軟件對(duì)膜片彈簧離合器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，由

7、于優(yōu)化設(shè)計(jì)是產(chǎn)品定量精確設(shè)計(jì)的核心基礎(chǔ) ，因此本文的工作內(nèi)容具有廣泛的應(yīng)用前景。 1.3國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀: 我國(guó)汽車業(yè)的高速發(fā)展，帶動(dòng)我國(guó)汽車離合器市場(chǎng)需求持續(xù)大幅增長(zhǎng)。隨著我國(guó)自動(dòng)擋轎車的增加，我國(guó)傳統(tǒng)離合器行業(yè)的發(fā)展前景堪憂，不少企業(yè)都在尋求新的持續(xù)發(fā)展的途徑。隨著多種變速箱技術(shù)的發(fā)展和齊頭并進(jìn)，我國(guó)離合器技術(shù)也逐漸由單一的、傳統(tǒng)的摩擦式離合器向多種傳動(dòng)技術(shù)并存的方向發(fā)展【9】。 在乘用車領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)技術(shù)和國(guó)外技術(shù)差距比較明顯。在中國(guó)還在轎車普及階段，國(guó)外轎車已經(jīng)向舒適、環(huán)保節(jié)能方向發(fā)展。今后離合器行業(yè)發(fā)展的一個(gè)方向就是如何提高換擋的舒適性，國(guó)外各種自動(dòng)變速器技術(shù)和減震、降噪的離合器

8、技術(shù)應(yīng)用而生。國(guó)內(nèi)不僅在技術(shù)上還是在工業(yè)基礎(chǔ)上都比較薄弱。 在商用車離合器方面我們是有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的，很多外資企業(yè)都無(wú)法進(jìn)入我國(guó)載貨汽車的配套體系。為什么呢，難到國(guó)外公司沒(méi)有開(kāi)發(fā)出不適合載貨汽車用的離合器？不是的，最主要的差別是國(guó)情造成的。在中國(guó)，載貨汽車超載已經(jīng)成為一個(gè)普遍的現(xiàn)象，即“大噸小標(biāo)”現(xiàn)象非常突出，離合器也是這樣設(shè)計(jì)的。所以能在市場(chǎng)上運(yùn)用自如。我們可以發(fā)現(xiàn)商用離合器基本上都是中國(guó)在做，盡管如此，我國(guó)在離合器的的發(fā)展上還有很長(zhǎng)路要走，以適應(yīng)新的發(fā)展趨勢(shì)【10】。 1.4主要參考文獻(xiàn)： [1]

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10、01 [8]劉惟信主編. 汽車設(shè)計(jì)(M). 北京：清華大學(xué)出版社，2001 [9]劉惟信主編. 機(jī)械最優(yōu)化設(shè)計(jì)(M). 北京：清華大學(xué)出版社，1994 [10]劉朝儒 彭福蔭 高政一主編. 機(jī)械制圖(M). 第4版. 北京：高等教育出版社，2001 [11]邱宣懷主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)(M). 第4版. 北京：高等教育出版社，1997 [12]楊坤怡主編. 制造技術(shù)(M).北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2006 [13]李林，劉惟信. 汽車離合器膜片彈簧的優(yōu)化設(shè)計(jì)(J). 清華大學(xué)學(xué)報(bào)，2000.5 [14]林明芳等.汽車離合器膜片彈簧的優(yōu)化設(shè)計(jì)(J). 汽車工程，2003.2 [15]肖文

11、穎，許海華. 離合器膜片彈簧的優(yōu)化設(shè)計(jì)(J). 公路與汽運(yùn)，2007.4 [16]程漢應(yīng).汽車離合器摩擦片數(shù)量選擇及其參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)(J). 汽車工程，2001.7 [17]浦定真.膜片彈簧離合器的設(shè)計(jì)與研究(J). 汽車技術(shù)，2006.6 [18]Shaver R. Manual transmission Clutch Systems, AE17.USA:SAE,1997 [19] Heisler H. Advanced Vehicle Technology. London: Edward Arnold,1989 [20] Ahern,Kathy,Manathung,Cathe

12、rine. Clutch-Staring Stalled Research StuDets. Innovative Higher Education,2004  畢 業(yè) 論 文 開(kāi) 題 報(bào) 告 2、設(shè)計(jì)方案 2.1研究?jī)?nèi)容： 1）汽車總體參數(shù)設(shè)計(jì) 2）離合器選型 3）離合器主要參數(shù)的選擇 4）膜片彈簧的設(shè)計(jì) 5）離合器從動(dòng)盤(pán)總體設(shè)計(jì) 6）壓盤(pán)和離合器蓋設(shè)計(jì)

13、7）扭轉(zhuǎn)減振器設(shè)計(jì) 8）離合器操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.2設(shè)計(jì)方法 1）離合器設(shè)計(jì)知識(shí) 離合器是汽車傳動(dòng)系統(tǒng)中直接與發(fā)動(dòng)機(jī)相連接的總成。本畢業(yè)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)者仔細(xì)研究輕型車傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理。根據(jù)輕型乘用車的裝備質(zhì)量、前后軸荷，設(shè)計(jì)膜片彈簧離合器的基本參數(shù)和結(jié)構(gòu)。并進(jìn)行較為深入的理論分析。同時(shí)基于MATLAB進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、CATIA進(jìn)行三維實(shí)體設(shè)計(jì)和裝配，繪制膜片彈簧離合器主要零部件圖。 2） MATLAB MATLAB是美國(guó)MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，用于算法開(kāi)

14、發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的高級(jí)技術(shù)計(jì)算語(yǔ)言和交互式環(huán)境，主要包括MATLAB和Simulink兩大部分。 MATLAB是matrix&laboratory兩個(gè)詞的組合，意為矩陣工廠（矩陣實(shí)驗(yàn)室）。是由美國(guó)mathworks公司發(fā)布的主要面對(duì)科學(xué)計(jì)算、可視化以及交互式程序設(shè)計(jì)的高科技計(jì)算環(huán)境。它將數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個(gè)易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)以及必須進(jìn)行有效數(shù)值計(jì)算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言（如C、Fortran）的編輯模式，代表了當(dāng)今國(guó)際科

15、學(xué)計(jì)算軟件的先進(jìn)水平。 3）CATIA是法國(guó)達(dá)索公司的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)旗艦解決方案。作為PLM協(xié)同解決方案的一個(gè)重要組成部分，它可以幫助制造廠商設(shè)計(jì)他們未來(lái)的產(chǎn)品，并支持從項(xiàng)目前階段、具體的設(shè)計(jì)、分析、模擬、組裝到維護(hù)在內(nèi)的全部工業(yè)設(shè)計(jì)流程。 2.3、進(jìn)度安排 3月9日至3月22日：收集資料，完成開(kāi)題報(bào)告。 3月22日至3月31日：結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)。 4月22日至5月24日：設(shè)計(jì)計(jì)算。 5月24日至5月31日：整理設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)圖紙。  畢 業(yè) 論 文 開(kāi) 題 報(bào) 告 指導(dǎo)教師意見(jiàn)：

16、 指導(dǎo)教師： 年 月 日 附件：參考文獻(xiàn)注釋格式 學(xué)術(shù)期刊 作者﹒論文題目[J]﹒期刊名稱，出版年份，卷(期)：頁(yè)次 如果作者的人數(shù)多于3人，則寫(xiě)前三位作者的名字后面加“等”，作者之間以逗號(hào)隔開(kāi)。例如： [1] 李峰,胡征,景蘇等. 納米粒子的控制生長(zhǎng)和自組裝研究進(jìn)

17、展[J]. 無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào)， 2001, 17(3): 315~324 [2] J.Y.Li, X.L.Chen,H.Li. Fabrication of zinc oxide nanorods[J]. Journal of Crystal Growth, 2001,233:5～7 學(xué)術(shù)會(huì)議論文集 作者﹒論文題目﹒文集編者姓名﹒學(xué)術(shù)會(huì)議文集名稱[C]，出版地：出版者，出版年份：頁(yè)次 例如： [3] 司宗國(guó) 謝去病 王群﹒重子湮沒(méi)快度關(guān)聯(lián)的研究﹒見(jiàn)趙維勤，高崇壽編﹒第五屆高能粒子產(chǎn)生和重離子碰撞理論研討會(huì)文集[C]，北京：中國(guó)高等科學(xué)技術(shù)中心，1996：105 圖書(shū) 著者﹒書(shū)名[

18、M]﹒版本﹒出版地：出版者，出版年﹒頁(yè)次 如果該書(shū)是第一版則可以略去版次。 例如： [4]韓其智 孫洪洲﹒群論[M]﹒北京：北京大學(xué)出版社，1987﹒101 學(xué)位論文 作者﹒論文題目[D]﹒學(xué)士(或碩士、博士)學(xué)位論文. 出版地：出版者，出版年份 例如： [5] 陳異.納米粒子形貌控制研究[D]. 碩士學(xué)位論文. 北京：中國(guó)科學(xué)院, 2002 專利 專利所有者.專利名稱[P]. 專利國(guó)別：專利號(hào)，日期. 例如： [6] 姜錫洲 . 一種溫?zé)嵬夥笏幹苽浞桨竅P]. 中國(guó)專利：881056073，1989-07-26. 報(bào)紙類 作者.篇名[N].報(bào)紙名，出版日期（版次） [7] 李大倫.經(jīng)濟(jì)全球化的重要性[N].光明日?qǐng)?bào)，1998－12－27（3）