輕型汽車的膜片式彈簧離合器設計開題報告

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開 題 報 告選題依據(jù)1.1 汽車離合器結構的演變1886 年世界上第一輛汽車的發(fā)動機與傳動系之間采用皮帶傳動,利用張緊輪使皮帶松弛或張緊將動力傳遞或中斷,這就是最早的汽車離合器 [1]。自此之后,汽車離合器不斷地改進,到 1990 年后,由于摩擦材料的改進開始采用干式與雙片摩擦離合器,這就是現(xiàn)代的汽車離合器 [2]。之后離合器的改進使的它的可靠性和舒適性不斷提高,而它的重量和價格卻不斷降低 [3]。(1）第一代產品一螺旋彈簧離合器它是最早的干式單片離合器,采用螺旋彈簧作為壓緊元件,1925 年開始采用石棉基摩擦襯片,至 1928 年結構已較完善,1930 年以來普遍使用于汽車中。 （2）第二代產品一推式膜片彈簧離合器推式膜片彈簧離合器最早由美國通用汽車公司于 1938 年開始應用于該公司的轎車產品,20 世紀 60 年代以來應用于各種汽車。（3）第三代產品一拉式膜片彈簧離合器20 世紀 60 年代末在原西德 F&S 公司首先研制成功,1980 年以來國外大、中、小型汽車都開始使用。1.2 膜片彈簧離合器介紹1.2.1 膜片彈簧離合器總成結構膜片彈簧離合器總成由膜片彈簧、離合器蓋、壓盤、傳動片和分離軸承總成等部分組成 [4]。（1）離合器蓋離合器蓋一般為度或度旋轉對稱的板殼沖壓結構,通過螺栓與飛輪聯(lián)結在一起。離合器蓋是離合器中結構形狀比較復雜的承載構件,壓緊彈簧的壓緊力最終都要由它來承受。（2）壓盤壓盤的結構一般是環(huán)形盤狀鑄件,離合器通過壓盤與發(fā)動機緊密相連.壓盤靠近外圓周處有斷續(xù)的環(huán)狀支承凸臺,最外緣均布有三個或四個傳力凸耳。 （3）膜片彈簧膜片彈簧是離合器中重要的壓緊元件,在其內孔圓周表面上開有許多均布的長徑向槽,在槽的根部制成較大的長圓形或矩形窗孔,可以穿過支承鉚釘,這部分稱之為分離指,從窗孔底部至彈簧外圓周的部分形狀像一個無底寬邊碟子,其截面為截圓錐形,稱之為碟簧部分 [5]。（4）傳動片、離合器接合時，飛輪驅動離合器蓋帶動壓盤一起轉動，并通過壓盤與從動盤摩擦片之間的摩擦力使從動盤轉動。在離合器分離時，壓盤相對于離合器蓋作自由軸向移動，使從動盤松開。這些動作均由傳動片完成。傳動片的兩端分別與離合器蓋和壓盤以鉚釘或螺栓聯(lián)接，一般采用周向布置。在離合器接合時，離合器蓋通過它來驅動壓盤共同旋轉:在離合器分離時，可利用它的彈性恢復力來牽動壓盤軸向分離并使操縱力減小。1.3 課題研究的目的和意義離合器接合時,飛輪驅動離合器蓋帶動壓盤一起轉動,并通過壓盤與從動盤摩擦片之間的摩擦力使從動盤轉動。在離合器分離時,壓盤相對于離合器蓋作自由軸向移動,使從動盤松開。這些動作均由傳動片完成。傳動片的兩端分別與離合器蓋和壓盤以鉚釘或螺栓聯(lián)接,一般采用周向布置。在離合器結合時，離合器蓋通過它來驅動壓盤共同旋轉在離合器分離時,可利用他的彈性恢復力來牽動壓盤軸向分離并使操縱力減小 [6]。離合器的主要功用是切斷和實現(xiàn)發(fā)動機對傳動系的動力傳遞，保證汽車起步時將發(fā)動機與傳動系平順地接合，確保汽車平穩(wěn)起步；在換擋時將發(fā)動機與傳動系分離，減少變速器中換擋齒輪之間的沖擊；在工作中受到較大的動載荷時，能限制傳動系所承受的最大轉矩，以防止傳動系各零部件因過載而損壞；有效地降低傳動系中的振動和噪聲 [7]。 近年來，由于材料性能的提高，制造工藝和設計方法的逐步完善，膜片彈簧的制造已日趨成熟。因此，膜片彈簧離合器不僅在乘用車上被大量采用，而且在各種形式的商用車上也被廣泛采用。與其他形式的離合器相比，膜片彈簧離合器具有以下優(yōu)點：膜片彈簧具有較理想的非線性彈性特性；膜片彈簧兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，結構簡單、緊湊，軸向尺寸小，零件數(shù)目少，質量小；高速旋轉時，彈簧壓緊力降低很少，性能較穩(wěn)定；壓力分布均勻，摩擦片接觸良好，磨損均勻；易于實現(xiàn)良好的通風散熱，使用壽命長；膜片彈簧中心與離合器中心線重合，平衡性好 [8]。由于使用過程中摩擦片的磨損，傳統(tǒng)離合器的實際壓緊力一直在增大，因而分離離合器的分離力也相應增大，使離合器踏板力增加，降低了駕駛的舒適度。膜片彈簧離合器可以消除這個缺陷。自膜片彈簧離合器是一種結構新穎的離合器，它與傳統(tǒng)離合器相比，增加了自調機構，使得離合器在使用過程中能自動調節(jié)以補償由于摩擦片的磨損而引起的工作壓緊力的變化，使其保持恒定不變，從而使離合器轉矩容量保持穩(wěn)定，使最大分離力減少，從而使離合器操作輕便 [9,10]。膜片彈簧離合器的優(yōu)越性能體現(xiàn)在：膜片彈簧離合器在摩擦片變薄時，彈簧的彈性就會下降，但此時的簧彈力卻沒有改變，膜片彈簧具有自動調節(jié)壓緊力的特點膜片彈簧的彈性壓力幾乎與轉速無關，具有高速時壓緊力穩(wěn)定的特點 [11]。膜片彈簧離合器的結構比較簡單，具有良好的彈性，而且能自動調節(jié)壓緊力。使用操作非常簡單方便，而且在高速時壓緊力穩(wěn)定、分離杠桿平整不需調整等特點。在中、小型汽車上廣泛應用 [12]。膜片彈簧離合器本身兼壓緊彈簧和分離杠桿的作用，使離合器結構大大簡化并顯著地縮短了離合器的軸間尺寸；再者，膜片彈簧具有良好的非線性特性，設計合適可使摩擦片磨損到極限，壓緊力仍能維持很少改變，且減輕分離離合器時的踏板力，使操縱輕便 [13,14]。膜片彈簧是一種旋轉對稱零件，平衡性好，在高速下，其壓緊力降低很小，而周置的螺旋彈簧在高速下因受離心力作用會產生橫向撓曲，彈簧嚴重鼓出，從而降低對壓盤的壓緊力 [15]。 參考文獻[1]王望予．汽車設計[M]．機械工業(yè)出版社，2004：20~37[2]徐石安．汽車離合器[M]．清華大學出版社，2005：100~130[3]林世裕主編.膜片彈簧與蝶形彈簧離合器的設計與制造[M].東南大學出版社，1995.12.58~72[4]林世裕．膜片彈簧離合器的設計制造[M]．東南大學出版社，1995：135~158[5]夏長高，朱茂桃等．膜片彈簧大端載荷－變形特性的研究[J]．機械研究與應用.1996，（4）;13~ 19[6]Osyczka A. Multicriterion Optimization in Engineering. Chichester: Ellis Horwood[M].1978 .88~101[7]胡加．汽車離合器技術的新發(fā)展[J]．專業(yè)汽車．2003，(3)：36~39[8]曹涌，陶華．基于靈敏度分析的離合器膜片彈簧優(yōu)化設計[J]．西北工業(yè)大學學報．2003，21(6)：761~764 [9]Albers, A. Self- adjusting Clutch(SAC) and Dual Mass Flywheel(DMFW) to Improve Drive Train Comfort[M]. VDI Reports. 1175: 153~168.[10]T Stutzle, H H Hoos. MAX-MIN Ant System. Future Generate Compute System[M].2000, 16(8): 889~914 [11]Robert A. Jones.Optimization of Computer Controlled Polishing. Applied Optics[J].1977, 16(1): 218~224 [12]袁念詩，婁岳海．自調式膜片簧離合器[J]．輕型汽車技術．2000，134(4)：24~31[13]司傳勝．汽車膜片彈簧離合器的優(yōu)化設計[J]．林業(yè)機械與木工設備．2004，(8)：33~34[14]YEH H G. Real- Time Implementation of a Narrow- Band Kalman Filter with aFloating- Point Proeessor DSP32. Electron, IEEETrans[J]. 1990, 37(1): 13~18. [15]Luigi Glielmo, Luigi Iannelli, Vladimiro Vacca, Francesco Vasca. Speed Controlfor Automated Manual Transmission with Dry Clutch.43rd IEEE Conference onDecision and Control December[M]. 2004: 14~17 開 題 報 告２．設計方案：研究的主要內容(1）離合器選型(2）離合器主要參數(shù)的選擇(3)膜片彈簧的設計(4）離合器從動盤總體設計(5）壓盤和離合器蓋設計研究途徑（1）調研和查閱資料（2）確定膜片彈簧離合器的基本結構方案（3）根據(jù)整車參數(shù)確定膜片彈簧離合器的尺寸和參數(shù)（4）對各零件進行設計，并繪制草圖（5）對各零件進行校核，完成結構參數(shù)設計（6）應用 CAD 軟件完成圖紙繪制（7）完成說明書 開 題 報 告指導教師意見：該生本次的研究課題是對膜片式彈簧離合器的設計進行研究，該生查閱了大量中外文參考文獻，學習了膜片式彈簧離合的結構和設計方面的有關知識，對于眾多學者在膜片式彈簧離合器結構、設計方面的研究現(xiàn)狀進行了深入分析，在此基礎上撰寫了開題報告，報告中對于以后的研究內容和途徑做了詳細安排，研究方案可行，同意開題。 指導教師： 年 月 日附件：參考文獻注釋格式學術期刊 作者﹒論文題目[J]﹒期刊名稱，出版年份，卷(期)：頁次如果作者的人數(shù)多于 3 人，則寫前三位作者的名字后面加“等”，作者之間以逗號隔開。例如：[1] 李峰,胡征,景蘇等. 納米粒子的控制生長和自組裝研究進展[J]. 無機化學學報， 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學術會議論文集 作者﹒論文題目﹒文集編者姓名﹒學術會議文集名稱[C]，出版地：出版者，出版年份：頁次例如：[3] 司宗國 謝去病 王群 ﹒重子湮沒快度關聯(lián)的研究 ﹒見趙維勤，高崇壽編﹒第五屆高能粒子產生和重離子碰撞理論研討會文集[C]，北京：中國高等科學技術中心，1996：105圖書 著者﹒書名[M]﹒版本﹒出版地：出版者，出版年﹒頁次如果該書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：北京大學出版社，1987﹒101學位論文 作者﹒論文題目[D]﹒學士(或碩士、博士 )學位論文. 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]. 碩士學位論文. 北京：中國科學院, 2002專利 專利所有者.專利名稱[P]. 專利國別：專利號，日期 .例如：[6] 姜錫洲 . 一種溫熱外敷藥制備方案[P]. 中國專利：881056073，1989-07-26.報紙類 作者.篇名[N].報紙名，出版日期（版次）[7] 李大倫.經濟全球化的重要性[N].光明日報，1998－12－27（3）