離合器壓盤總成高速破壞試驗臺設計【含CAD高清圖紙和文檔】

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畢業(yè)設計（論文）開題報告 設計（論文）題目: 離合器壓盤總成高速破壞 試驗臺設計 院 系 名 稱: 汽車與交通工程學院 專 業(yè) 班 級: 車輛工程B07-5班 學 生 姓 名: 薛 強 導 師 姓 名: 紀峻嶺 開 題 時 間: 2011年3月11日 指導委員會審查意見： 簽字： 年 月 日 畢業(yè)設計（論文）開題報告 學生姓名 薛 強 系部 汽車與交通工程學院 專業(yè)、班級 車輛工程07-5班 指導教師姓名 紀峻嶺 職稱 副教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是■否 題目名稱 離合器壓盤總成高速破壞試驗臺設計 一、 課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義 前言 超速試驗是利用高速旋轉所產生的強大離心力在超出旋轉構件實際轉速1至幾倍的工況下，對構件預加載荷，來驗證旋轉構件工作安全可靠性的一種試驗方法。這種以實際構件經受應力考核來確定構件可靠性的試驗方法稱為超速試驗技術．是超應力技術的一個分支。超速試驗必須在確保安全的專門試驗設備—— 超速試驗機中進行。 高速旋轉構件的理論計算十分必要。它是設計的基本前提。隨著材料科學、斷裂理論的發(fā)展以及計算機技術的綜合應用，理論計算更趨近實際情況。但是復雜零件的局部結構可能存在應力集中，材料內部存在內應力或材料本身組織不均以及材料中可能存在三向應力，使理論計算與實際工況仍存在一定差異，甚至較大差異。在這種情況下．超速試驗技術幾乎成為確保高速大應力旋轉構件工作可靠性的唯一手段。在發(fā)達國家，超速試驗機在生產高速旋轉機械的企業(yè)中已成為不可缺少的關鍵設備。 1982年我國一機部部標JB2668—8O《汽車離合器臺架試驗方法》 的試驗項目中把“高速破壞試驗”列為汽車離合器6項臺架試驗之一，明確指出試驗目的是“確定離合器壓盤和從動盤在一定超速工況下的可靠性” 這一標準的實旋，將為我國汽車離合器的使用可靠性提高到一個新水平，也為超速試驗技術在我國的推廣應用開辟了廣闊的前景。 1、研究現(xiàn)狀 隨著現(xiàn)代汽車發(fā)動機轉速的不斷提高，對離合器也提出了新的要求，除了要求它在高速下仍能保證傳遞發(fā)動機的最大扭矩外，還要求其必須具有足夠的旋轉機械強度，以保證安全可靠的工作。離合器在工作過程中與變速器飛輪相連，其結構構成比較復雜，零件極易在高速旋轉過程中在離心力的作用下，產生破壞，因此開發(fā)其具有破壞性的性能試驗臺，檢驗其承受高速運轉的能力，避免其在使用過程中出現(xiàn)事故是十分必要的。 國外超速技術的產生、發(fā)展和應用： 高速旋轉機件由于失效而爆破的例子屢見不鮮。如導至飛機墜毀，壓縮機葉輪飛裂，離合器、飛輪爆炸，離心機轉子爆炸等，嚴重事故不僅造成重大經濟損失，并對設備和生命安全造成很大威脅。嚴酷的事實迫使人們開始研究事故發(fā)生的原因并極力找出其解決辦法 。 美國是最早研究并推廣超速技術的國家。1943年，美國G ·E公司首次利用超速試驗研究汽輪機輪盤的強度。經過數十年的發(fā)展與完善，目前已有美、英、日、法、意、瑞典、原蘇聯(lián)和原捷克等國家建立了各種超速裝置。其中美國的TDI，Barbour Stock Will，日本的三菱、丸和電機，西德的Schench等公司已系列地生產各種超速試驗設備。最大的可容納試件重4 t，直徑2.5 m，最大試驗轉速達25萬r／rain。1948年美國西屋公司建立了高溫超速試驗臺以進行噴氣發(fā)動機葉輪的熱超速試驗。1 947年，麻省理工學院在超速試驗基礎上對輪盤強度進行了研究。超速試驗研究工作得到許多生產廠家的支持。1 974年起9年間，美國的Warren Brother Roads公司共售出大小超速試驗臺60臺套。其中汽車工業(yè)如Parkard，Studebaker各6臺，F(xiàn)ord汽車公司4臺，意大利Fiat汽車公司1臺。在英國的航空公司中，僅R·R公司就擁有各種超速試驗機12臺。目前國外的航空和汽車工業(yè)中，各企業(yè)都擁有數臺超速試驗機。 日本對超速試驗技術的研究比美國晚10年。三菱重工橫濱造船所于60年代中期制造了高溫高速試驗臺，以后又生產了其他形式的超速裝置數十臺 原蘇聯(lián)于1 970年在試驗盤直徑為500 mm 的BPa一500基礎上，又建成盤徑1500 mm，重達6 t的超速試驗裝置BP丑一1500，用于1.2 GW 汽輪機輪盤的超速試驗。 原捷克Skoda廠為發(fā)展200 Mw 汽輪機，于1969年建立了一個研究輪盤爆裂強度和確定材料斷裂韌性的超速試驗坑。 目前，各國的離合器高速破壞性試驗臺的最高轉速多在20000r/min左右。英國AP公司于60年代研制的一種離合器高速破壞性試驗臺設計原理如下：零件破壞時刻的判定，是借助于裝在破壞艙頂部角落里的傳聲器實現(xiàn)的。當零件破壞時，傳聲器將此時的聲響傳至控制間的揚聲器，操作者聽見聲音后，立即記錄下當時的轉速表讀數，即為破壞轉速。當然，對于零件破壞時的轉速，現(xiàn)在已經能比較容易地實現(xiàn)自動記錄了。 在試驗時，如果被試離合器壓盤及蓋總成中某個零件斷裂、飛出，就會造成旋轉件的不平衡。在如此高的轉速下，即使是微小的不平衡，也會長生很大的離心力，它作用于試驗臺本身和驅動裝置的軸和軸承上，將有損于試驗臺。為了避免這種情況，在被試壓盤及蓋總成與驅動裝置之間，增加一個相當于保險銷的連接法蘭。該法蘭的軸頸斷面系數設計的很小。一旦平衡遭到破壞，新的不平衡量所產生的彎矩，就會將連接法蘭的軸頸折斷，因而使整個被試總成與驅動裝置脫開，從而使試驗臺得到保護。 當然，該項試驗所用的試驗設備還有許多不同的結構形式，如有的應用直流電動機作為動力，經齒輪升速箱升速后，驅動被試件，這樣可使試驗的操縱控制較為簡單，占地面積也可縮小。 國內超速試驗機的應用： 國內自60年代開始引進原蘇聯(lián)資料，但直到70年代才陸續(xù)在一些學校、研究單位建成這種設備。70年代中期又引進一些超速試驗臺，但這些試驗臺體積龐大，結構復雜，價格昂貴，難以推廣使用。80年代中期，我國開始獨立設計汽車離合器的超速試驗臺。它們的體積較小，重量較輕，安裝方便，價格低廉，安全可靠。試驗參數如轉速、加速度、恒速時間等均由微機控制，預先設定。試驗后數據圖表及報告可一次打印完成，自動化程度高。QHCSJ-I型超速試驗機就是在這個基礎上進一步完善起來的。 我國超速試驗技術的應用仍十分落后，目前國內生產的絕大部分旋轉機械產品沒有應用超速試驗技術。而引進國外技術生產的壓縮機，透平轉子、離心機、離合器、燃汽輪機、飛輪和砂輪等產品都規(guī)定要進行超速試驗?？梢哉f，沒有進行超速試驗的高速旋轉構件均潛伏著危險性。而一旦嚴格地實行超速試驗技術，已經發(fā)生的許多事故實際上都有可能避 2、選題目的和意義： 該項試驗的目的是，在離合器壓盤及蓋總成高速破壞旋轉時，測定總成內的零部件在離心力的作用，因機械強度不足而發(fā)生斷裂損壞時的破壞轉速。本設計根據給定的技術參數設計主要完成一套減速機構及相關傳動機構的設計，繪制機構總裝圖及零件圖，為研制開發(fā)汽車零部件試驗裝置提供理論參考。 二、設計（論文）的基本內容、擬解決的主要問題 1、基本內容 依據給定參數設計汽車離合器壓盤高速旋轉破壞試驗裝置，重點完成減速機構以及相關傳動機構的設計?，F(xiàn)在通常要求該破壞轉速應大于發(fā)動機最高轉速的1.5倍。為此，有時也進行這樣的試驗，即讓離合器壓盤及總成在規(guī)定的高速（通常為1.5倍于發(fā)動機的最高轉速）下，穩(wěn)定地連續(xù)運轉一段時間，考驗其零部件是否斷裂損壞。 2、解決的主要問題 （一）電機參數：滿足汽車實際工作狀態(tài)的需求，確定離合器輸入功率、轉矩和轉 速的極限值。 （二）減速機構：確定傳動系統(tǒng)總傳動比，確定傳動機構，完成減速機構設計。 （三）設計裝置應充分考慮破壞安全性的要求。 三、技術路線（研究方法） 調研并查閱相關資料 確定總體設計方案 電機選擇 試驗臺結構設計 傳動裝置 變速機構 參數計算與分析核………………………、、、、 繪制總成圖和零部件圖 完成設計 撰寫說明書 四、進度安排 1、進行文獻檢索查，查看資料，撰寫開題報告。 第1-2周 （2月28日～3月13日） 2、確定設計的總體方案，對總體布置進行初步設計。 第3-6周 （3月14日～4月10日） 3、繪制總體草圖 第 7 周 （4月11日～4月17日） 4、完善減速機構及傳動機構和安全裝置的設計，繪制圖紙。第8-12周 （4月18日～5月22日） 5、提交設計，教師審核。 第13-14周（5月23日～6月5日） 6、修改設計。 第 15 周 （6月6日～6月12日） 7、裝訂設計，準備答辯。 第 16 周 （6月13日～6月19日） 8、畢業(yè)設計答辯。 第 1 7周 （6月20日～6月26日） 五、參考文獻 [1] 劉惟信.汽車設計[M].北京：清華大學出版社，2001 [2] 蔣和生、陳炎武.賈華偉.基于虛擬儀器的汽車離合器從動盤總成性能試驗機的開發(fā)[J].機床與液壓，2006 [3] 張渭攏.機械設計基礎[M].北京：機械工業(yè)出版社，2002 [4] 秦松濤主編.汽車離合器摩擦磨損性能及機理研究[J].裝備制造，2009.09 [5] 吳傳宏、吳清漪.離合器試驗臺測控系統(tǒng)[J].拖拉機與農用運輸車，1998 [6] 申永勝.機械原理教程[M].北京：清華大學出版社，2004 [7] 李立斌、唐應時.離合器實驗臺的開發(fā)與應用[J]. 湖南工業(yè)職業(yè)技術學院學報， 2004 [8] 何鋒、楊寧.機械設計[M].貴州：貴州科技出版社，2003 [9] 楊曉輝主編.膜片彈簧分離特性分析與計算[J]，2009.02 [10] 林寧.汽車試驗學[M].北京：機械工業(yè)出版社，1998 [11] 肖文穎等.汽車膜片彈簧離合器的優(yōu)化設計[J].汽車工程，2009.02 [12] 顧曉陽主編.現(xiàn)代設計技術在汽車離合器行業(yè)研發(fā)中的應用[J].汽車與配件，2007.01 [13] 徐灝.新編機械設計師手冊（上、下冊）[M].北京：機械工業(yè)出版社，1995 [14] 程水生.離合器總成動平衡機力學分析與參數選擇[J].機械設計，1994 [15] [蘇]д.H.列謝多夫.機械零件試驗機與試驗臺[M].北京：機械工業(yè)出版社，1985 [16] 張嵐.基于有限元方法的汽車離合器從動盤超速旋轉模擬實驗分析[J]. 2008 [17] 陸君毅、吳榮仁.帶高速攝影系統(tǒng)的汽車離合器[J].北京：中國機械工程，1999 [18] W. Scott, P. Suntiwattana. Effect of Oil Additives on the Performance of a Wet Friction Clutch Material. Wear，1995. 六、備注 指導教師意見： 簽字： 年 月 日