桑塔納2000MT轎車膜片彈簧離合器設計開題報告

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1、 科學技術學院 畢業(yè)設計開題報告 題 目： 桑塔納2000MT轎車膜片彈簧離合器設計 學 科 部： 理 工 專 業(yè)： 車輛工程 班 級： 081 學 號： 7012908022 學生姓名： 徐子芬 起訖日期： 2012.2.13—2012.5.4 指導教師：

2、 高 偉 職稱： 講 師 學科部主任： 審核日期： 一、課題的依據及意義 中國汽車產業(yè)經歷了57年，特別是改革開放30年的發(fā)展，從1999年汽車市場進入以大眾消費為基礎的成長發(fā)展期。由1999年的183.2萬輛的市場規(guī)模成長為2009年的1364.5萬輛，10年來汽車的平均增長率超過20%。在全球金融危機和經濟衰退沖擊下，全球汽車市場嚴重萎縮，在此背景下，中國汽車市場2008年仍保持6.8%的增長率，2009年更保持了46.15%的

3、高增長率。與此同時，中國汽車在全球地位已躍入產量和銷量均為第一位。中國汽車市場地位已由1999年世界產量排名第9位躍升為2006、2007、2008年連續(xù)三年的第3位，市場銷量連續(xù)三年連續(xù)第2位，2009年成為全球汽車產量和銷量的都是第一的局面[1]。2010年中國汽車產量和銷量分別為1826.47萬輛和1806.19萬輛，同比分別增長32.44%和32.37%，連續(xù)第二年全球第一。我國汽車產量基數已經達到千萬輛規(guī)模，由于汽車離合器的需求規(guī)模和整車產量關系密切，因此我國汽車離合器產品市場增長迅速，2010年我國離合器總銷量額將達84億元，是2005年的2.4倍；其中，蓋總成2800萬件，從動盤

4、總成5700萬件，液力變矩器100萬套以上[2]。。 目前全國有汽車離合器生產企業(yè)約100多家，其中具有一定生產能力和規(guī)模的汽車離合器生產企業(yè)只有30多家，主要有：長春一東、湖北三環(huán)、杭州西湖、杭州奇碟、桂林福達、東傳蘇汽配、上海薩克斯、南京法雷奧、重慶愛思帝、珠海華奧、寧波宏協等。近幾年，受國內汽車市場的迅猛發(fā)展的影響，汽車離合器產量獲得快速增長，12家企業(yè)離合器總成年產量突破862萬套，這些企業(yè)基本上都是以配套市場為主[3]。分析原因，主要在于汽車離合器仍是目前國內汽車最為經濟、實用的選擇，選購經濟性車輛的消費者仍占主流。而如今追求享受生活的時代，消費者對車的操控性要求不斷提高。自動擋車

5、操作簡單，開上它的朋友，剛開始感覺很好，但時間一長，就感覺駕駛自動擋車沒什么意思，沒有駕駛的樂趣。油價上漲后，用車成本再一次增加。于是人們不得不把目光投向耗油量較小的手動擋車，手動擋車作為市場上的主要車型在爆發(fā)力、經濟性、駕駛樂趣方面都占有較強的優(yōu)勢。因此離合器在相當長的時期內還是擁有廣闊的市場前景。 二、國內外研究現狀發(fā)展趨勢 當前，我國汽車離合器技術也正處于發(fā)生深刻變化的時期。隨著多種變速箱技術的發(fā)展和齊頭并進，我國離合器技術也逐漸由單一的、傳統(tǒng)的摩擦式離合器向多種傳動技術并存的方向發(fā)展。我國離合器技術發(fā)展也由傳統(tǒng)摩擦彈簧離合器向多種傳動技術方式的發(fā)展。螺旋彈簧離合器基本上

6、即將退出市場，目前只是在維修市場因價格便宜還有一些車主使用。膜片彈簧已經成為我國目前離合器的主流技術。一些特殊需求如要求傳遞扭矩大的多片干式離合器、拉式離合器等，在我國也實現了量產。雙質量飛輪、自適應離合器由于市場原因，國內企業(yè)還沒有批量生產，但雙質量飛輪也有望今年在湖北三環(huán)、吉林大華等企業(yè)實現量產。在自動檔領域，液力變矩器我國已經在上海薩克斯實現了產業(yè)化，國內還有數家企業(yè)的液力變矩器也已經實現小批量生產。國內技術開發(fā)最困難的是雙離合器。目前，國內的杭維柯、上汽變速器等都已經推出了雙離合器變速器樣品，但核心技術主要還是來自國外。國內企業(yè)湖北三環(huán)曾經與青山變速器合作開發(fā)干式離合器，但由于青山離合

7、器技術傾向于開發(fā)濕式離合器，所以這個項目雙方目前沒有繼續(xù)合作。而國外的主要汽車離合器生產企業(yè)如Luk、Exedy、ZF Sachs、Advics和Valeo等，都有比較豐富的產品線，具有模塊化和系統(tǒng)化供貨的能力。從系統(tǒng)化供貨來講，他們一般都習慣叫傳統(tǒng)系統(tǒng)或者驅動系統(tǒng)，機械變速箱系統(tǒng)部件、自動變速箱系統(tǒng)部件等不同系統(tǒng)的部件都有，可以給各種不同的變速箱系統(tǒng)配套；從模塊化供貨來講，從離合器壓盤、從動盤、總泵、分泵、離合器分離部件等全系列。由于他們產品線長、產品豐富，所以他們能夠滿足更多的客戶群體。同時，為了滿足客戶更高的要求，他們也開發(fā)了全球領先的產品如雙質量飛輪、自調節(jié)離合器等。 隨著汽車工業(yè)的

8、發(fā)展,電子技術廣泛應用,汽車離合器新技術也不斷涌現。一是操縱式離合器。其操縱方法有機械的、電磁的、氣動的和液力的等如嵌入離合器、摩擦離合器、空氣柔性離合器、電磁轉差離合器和磁粉離合器等，形成磁粉鏈以傳遞扭矩）。二是自動式離合器。用簡單的機械方法自動完成接合或分開動作，又分為安全離合器（當傳遞扭矩達到一定值時傳動軸能自動分離，從而防止過載，避免機器中重要零件損壞）、離心離合器（當主動軸的轉速達到一定值時，由于離心力的作用能使傳動軸間自行聯接或超過某一轉速后能自行分離）、定向離合器（又叫超越離合器，利用棘輪-棘爪的嚙合或滾柱、楔塊的楔緊作用單向傳遞運動或扭矩，當主動軸反轉或轉速低于從動軸時，離合器

9、就自動分開）。 三、課題研究內容 本設計是為桑塔納2000設計的膜片彈簧離合器 1、原始數據資料： 假定桑塔納2000轎車相關數據如下： 發(fā)動機最大扭矩：155N.m（3800r/min） 發(fā)動機最大功率：74 kW (5200r/min) 車輛最大總重：1560kg (空車1140 Kg) 輪胎型號：195/60R14 85H 變速器速比：一檔 3.455 二檔 1.944 三檔 1.286 四檔 0.969 五檔 0.800 主減速比：4.444 2、設計要求： 1）根據給定的參數，對其

10、離合器進行詳細的結構設計和參數計算； 2）繪制出離合器總裝配圖及主要零件圖； 3）編寫設計說明書一份（包括：封面、中英文摘要、目錄、選題依據、原始數據與設計要求、設計與計算、結論、參考文獻，設計體會等）。 四、課題研究方案 1、 離合器結構方案的確定： （1）從動盤的選擇：單盤式 鑒于本次設計是為桑塔納2000MT轎車配套，考慮其為小轎車，傳遞扭矩不大，故而選用單盤式結構[4]，以使結構簡單、緊湊,減少零件數目和質量。 （2）壓緊彈簧形式選?。豪侥て瑥椈? 鑒于本次設計是為桑塔納2000MT轎車配套，采用拉式膜片彈簧有以下優(yōu)點[5]:取消了中間的支承零件,使結構更簡單、緊湊

11、,零件數目更少,質量更??；以中部與壓盤相壓,在同樣壓盤尺寸的條件下可采用直徑較大的膜片彈簧,提高了壓緊力與傳遞轉矩的能力,且并不增加踏板力；在接合或分離的狀態(tài)下,離合器蓋的變形量小,剛度大,分離效率高。 （3）壓盤的驅動方式：彈性連接式 鑒于本次設計是為桑塔納2000MT轎車配套,采用彈性連接式不會因磨損引發(fā)振動和噪音，結構更加簡化，對裝配精度要求也低。 （4）壓盤和中間盤： 壓盤和中間盤一般做成圓環(huán)形的盤狀壓盤的外形應略大于或等于摩擦片的外徑，內經略小于或等于摩擦片的內徑。 （5）從動盤： 摩擦片：所用材料有石棉基摩擦材料，燒結金屬和金屬陶瓷等材料。 從

12、動鋼片：現代從動盤的從動鋼片為獲得軸向彈性，往往特意制成錐形而使其小端面向飛輪。 （6）離合器通風散熱：正常使用條件下的離合器壓盤工作表面溫度一般在180 ℃以下，離合器摩擦片的磨損是隨壓盤溫度的升高而增大的。 （7）扭轉減震器的設計[6]： 極限轉矩Tj： 扭轉角剛度C(N.m/rad)：按經驗初選：C≤13Tj 阻尼摩擦力矩Tf：Tf=(0.06~0.17)Temax 減振彈簧位置半徑R0：R0=(0.6~0.75)d/2 減振彈簧中徑Dc： Dc由總體結構布置決定，一般取Dc=11～15mm。 彈簧鋼絲

13、直徑dc：dc= 彈簧總圈數n：n=ic+(1.5~2) 極限轉角θ： qmax=2arcsin（DL－） 2、離合器基本參數的設計計算： （1）離合器靜摩擦力矩TC[7]：Tc= （2）為保證能有效傳遞發(fā)動機最大轉矩，應使Tc>Temax,即： （3）單位壓力P0：P0對離合器工作性能和使用壽命影響很大,應根據使用條件、摩擦片尺寸、材料、汽車重量等因素來選取。 3、膜片彈簧的設計[8]： （1）比值H/h的選擇：一般汽車離合器用膜片彈簧一般H/

14、h為1.5～2.0，厚度為2～4mm。 （2）R、r的選擇：R/r一般為1.2～1.35。壓式離合器R值取大于或等于摩擦片的平均半徑Rc，拉式離合器r值取大于或等于Rc，且對于同尺寸摩擦片，拉式R值較壓式大。 （3）錐角α的選擇[9]： （4）分離指數目n的選擇通常為18，大尺寸膜片彈簧可取24，小尺寸的可取12。 （5）小端內半徑r0即分離軸承作用半徑rf的選擇：r0應大于變速器輸入軸半徑，而rf則應大于r0。 （6）切槽寬度δ1、δ2和半徑re的確定： δ1=3.2～3.5mm，δ2 =9～10mm，re應滿足r-re=≥δ2。 五、研究目標、主要特色及工作進度

15、 1、研究目的： 汽車離合器具有傳遞扭拒、減振和防止傳動系統(tǒng)過載的作用。必須具備以下特性： （1）具有良好的動平衡特性； （2）接合平順、柔和，分離迅速、徹底； （3）通風散熱性好； （4）性能穩(wěn)定可靠、使用壽命長； （5）結構簡單、緊湊，便于制造、維修，方便操作； （6）既能可靠傳遞最大轉矩，又能防止過載； （7）轉動慣量要小，并具有一定的吸振、降噪的能力。 2、主要特色: 膜片彈簧離合器具有較理想的非線性彈簧特性,彈簧壓力在摩擦片的磨損范圍內基本保持不變,因而離合器在工作中能保持傳遞的轉矩大致不變,相對圓柱螺旋彈簧,其壓力大大下降,離合器分離時,彈簧壓力有所下降,從而

16、降低的踏板力。膜片彈簧兼壓緊彈簧與分離杠桿的作用,結構簡單,緊湊,軸向尺寸小,零件數目少,質量小。另外，膜片彈簧的軸向尺寸小，可以適當增加壓盤的厚度，提高熱容量，或者在壓盤上增設散熱筋及在離合器上開設較大的通風孔來改善散熱條件。高速旋轉時,彈簧壓緊力降低很小,性能穩(wěn)定。 3、工作進度： 序號 各階段工作內容 起訖日期 1 畢業(yè)實習 2012.2.13-2012.2.19 2 前期調研和外文資料翻譯 2012.2.20-2012.2.26 3 完成并提交開題報告 2012.2.27-2012.3.4 4 進行結構選型與設計計算 2012.3.5-2012.3.

17、25 5 （指導老師檢查，認為妥當后）進行圖紙繪制 2012.3.26-2012.4.15 6 出圖并編寫畢業(yè)設計論文 2012.4.16-2012.4.29 7 制作答辯用PPT并準備答辯 2012.4.30-2012.5.12 8 進行畢業(yè)答辯 2012.5.14-2012.5.18 六、主要參考資料 [1]榮惠康:中國汽車產業(yè)發(fā)展前景和全. [2] [3] 2011年中國汽車離合器市場發(fā)展趨勢預測. [4]陳家瑞.汽車構造[M].北京：機械工業(yè)出版社，2008 [5]林世裕.膜片彈簧與蝶形彈簧離合器的設計與制造[M].南京：東南大學出版社，1995 [6]劉惟信.汽車設計[M].北京：清華大學出版社，2001 [7]過學迅，鄧亞東.汽車設計[M].北京：人民交通出版社，2005 [8]機械工程手冊編委會.機械工程手冊（第二版）[M].北京：機械工業(yè)出版社，2005 [9]孫恒，陳作模.機械原理[M].北京：高等教育出版社，2001