輕型汽車的膜片式彈簧離合器設計開題報告

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1、 中 北 大 學 畢業(yè)論文開題報告 學 生 姓 名： 陳文輝 學 號： 1101014107 學 院： 機械與動力工程 專 業(yè)： 車輛工程 設計(論文)題目： 輕型汽車的膜片式彈簧離合器設計 指導教師: 仝志輝 2015 年 3 月 17 日 畢 業(yè) 論 文 開 題 報 告 1．選題依據(jù)： 1.1汽車離合器的結構發(fā)展 當戴姆勒發(fā)明第一輛四輪車時,車輛并沒有所謂的變速箱,也就沒有離合器.速度的控制由外部的齒輪通過皮帶帶動

2、車軸實現(xiàn),后來皮帶改為了鏈條【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】。但是其最大的缺點是從動部分的轉動慣量太大，引起變速器換擋困難。而且這種離合器在結合時也不夠柔和，容易卡住。 由于需求研究出來的摩擦離合器已經不能滿足需求，直到1925年以后人們研究出了多片離合器。在汽車起步時離合器的結合比較平順，無沖擊。早期的設計中，多片按成對布置設計，一個鋼盤片對著一青銅盤片【3】。采用純粹的金屬對金屬的摩擦副，把它們浸在油中工作，能達到更加滿意的性能。浸在油中的盤式離合器，盤子直徑不能

3、太大，以避免在高速時把油甩掉。此外，油也容易把金屬盤片粘住，不易分離。所以后來被干式多片離合器所取代。 石棉基摩擦材料的引入和改進，使得盤式多片離合器可以傳遞更大的轉矩，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變的關鍵【4】。它具有從動部分轉動慣量小，散熱性好，結構簡單，調整方便，尺寸緊湊，分離徹底等優(yōu)點。而且只要在結構上采取一些措施，也能使其結合平順。因此它得到了極為廣泛的應用。 如今單片干式摩擦離合器在結構設計方面相當完善。采用具有軸向彈性的從動盤，提高了離合器的結合平順性【5】。離合器從動盤總成中裝有扭轉

4、減震器，防止了傳動系統(tǒng)的扭轉共振，減小了傳動系統(tǒng)噪聲和動載荷。 隨著人們對汽車舒適性要求的提高，離合器在原有基礎上得到不斷該進，乘用車上愈來愈多采用雙質量飛輪的扭轉減振器，能更有效地降低傳動系的噪聲。為了實現(xiàn)離合器的自動操控，有自動離合器。采用自動離合器時，可以省去離合器踏板，實現(xiàn)汽車的“雙踏板”操控，與其他自動傳動系統(tǒng)來比較，它具有結構簡單，成本低廉，傳動效率高等特點【6】。因此在很多小型汽車得到廣泛的應用。但是在現(xiàn)有的自動離合器的各種結構來看，離合器的摩擦力矩的力矩調節(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，簡化操作是現(xiàn)在離合器的發(fā)展趨勢。 1

5、.2研究意義： 膜片彈簧離合器是汽車傳動系中與發(fā)動機直接聯(lián)系的一個重要部件,起著保證汽車平穩(wěn)起步，變速器順利換擋和防止傳動器過載等作用【7】?？焖儆行У脑O計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。 以往設計膜片彈簧主要是依據(jù)經驗制成試樣試運行，再修改原始數(shù)據(jù)，再次試運行，如此反復直到滿足設計要求為止。由于現(xiàn)代汽車工業(yè)在國際范圍內的激烈競爭，對離合器的綜合性能和使用效率要求日漸提高，不同客戶的要求對于離合器也有著不同的要求，這種既費事又費力的設計方法己不能跟上現(xiàn)代設計工程的步伐。因此，研究膜片彈簧力學性能，采用先進的優(yōu)化方法開發(fā)新型膜片彈簧離合器將成為離合器設計理論

6、和方法體系的發(fā)展趨勢。 膜片彈簧離合器相對于螺旋彈簧離合器有著一系列的優(yōu)點：膜片彈簧的非線性特性使在摩擦片整個磨損過程中保證壓盤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，在有限的空間內便于布置，使離合器的結構更為緊湊；同時膜片彈簧是圓形旋轉對稱零件，平衡性好，在高速時，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越廣泛運用在現(xiàn)在汽車中。 本課題的意義在于采用先進的優(yōu)化軟件對膜片彈簧離合器進行優(yōu)化設計，由

7、于優(yōu)化設計是產品定量精確設計的核心基礎 ，因此本文的工作內容具有廣泛的應用前景。 1.3國內外發(fā)展現(xiàn)狀: 我國汽車業(yè)的高速發(fā)展，帶動我國汽車離合器市場需求持續(xù)大幅增長。隨著我國自動擋轎車的增加，我國傳統(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【9】。 在乘用車領域，國內技術和國外技術差距比較明顯。在中國還在轎車普及階段，國外轎車已經向舒適、環(huán)保節(jié)能方向發(fā)展。今后離合器行業(yè)發(fā)展的一個方向就是如何提高換擋的舒適性，國外各種自動變速器技術和減震、降噪的離合器

8、技術應用而生。國內不僅在技術上還是在工業(yè)基礎上都比較薄弱。 在商用車離合器方面我們是有競爭優(yōu)勢的，很多外資企業(yè)都無法進入我國載貨汽車的配套體系。為什么呢，難到國外公司沒有開發(fā)出不適合載貨汽車用的離合器？不是的，最主要的差別是國情造成的。在中國，載貨汽車超載已經成為一個普遍的現(xiàn)象，即“大噸小標”現(xiàn)象非常突出，離合器也是這樣設計的。所以能在市場上運用自如。我們可以發(fā)現(xiàn)商用離合器基本上都是中國在做，盡管如此，我國在離合器的的發(fā)展上還有很長路要走，以適應新的發(fā)展趨勢【10】。 1.4主要參考文獻： [1]

9、王望予主編. 汽車設計（M） 第4版. 北京:機械工業(yè)出版社，2006 [2]陳家瑞主編. 汽車構造(下)（M） 第5版. 北京：人民交通出版社，2006 [3]余志生主編. 汽車理論(M) 第4版. 北京：機械工業(yè)出版社，2006 [4]徐石安 江發(fā)潮編著.汽車離合器(M). 北京:清華大學出版社，2005 [5]林世裕主編. 膜片彈簧與碟形彈簧離合器的設計與制造(M). 南京：東南大學出版社，1995 [6]汽車工程手冊編輯委員會. 汽車工程手冊：基礎篇(M).北京：人民交通出版社，2001 [7]汽車工程手冊編輯委員會. 汽車工程手冊：設計篇(M).北京：人民交通出版社，20

10、01 [8]劉惟信主編. 汽車設計(M). 北京：清華大學出版社，2001 [9]劉惟信主編. 機械最優(yōu)化設計(M). 北京：清華大學出版社，1994 [10]劉朝儒 彭福蔭 高政一主編. 機械制圖(M). 第4版. 北京：高等教育出版社，2001 [11]邱宣懷主編. 機械設計(M). 第4版. 北京：高等教育出版社，1997 [12]楊坤怡主編. 制造技術(M).北京：國防工業(yè)出版社，2006 [13]李林，劉惟信. 汽車離合器膜片彈簧的優(yōu)化設計(J). 清華大學學報，2000.5 [14]林明芳等.汽車離合器膜片彈簧的優(yōu)化設計(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)化設計(J). 公路與汽運，2007.4 [16]程漢應.汽車離合器摩擦片數(shù)量選擇及其參數(shù)優(yōu)化設計(J). 汽車工程，2001.7 [17]浦定真.膜片彈簧離合器的設計與研究(J). 汽車技術，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 題 報 告 2、設計方案 2.1研究內容： 1）汽車總體參數(shù)設計 2）離合器選型 3）離合器主要參數(shù)的選擇 4）膜片彈簧的設計 5）離合器從動盤總體設計 6）壓盤和離合器蓋設計

13、7）扭轉減振器設計 8）離合器操縱機構設計 2.2設計方法 1）離合器設計知識 離合器是汽車傳動系統(tǒng)中直接與發(fā)動機相連接的總成。本畢業(yè)設計要求設計者仔細研究輕型車傳動系統(tǒng)的工作原理。根據(jù)輕型乘用車的裝備質量、前后軸荷，設計膜片彈簧離合器的基本參數(shù)和結構。并進行較為深入的理論分析。同時基于MATLAB進行數(shù)據(jù)分析、CATIA進行三維實體設計和裝配，繪制膜片彈簧離合器主要零部件圖。 2） MATLAB MATLAB是美國MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學軟件，用于算法開

14、發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計算的高級技術計算語言和交互式環(huán)境，主要包括MATLAB和Simulink兩大部分。 MATLAB是matrix&laboratory兩個詞的組合，意為矩陣工廠（矩陣實驗室）。是由美國mathworks公司發(fā)布的主要面對科學計算、可視化以及交互式程序設計的高科技計算環(huán)境。它將數(shù)值分析、矩陣計算、科學數(shù)據(jù)可視化以及非線性動態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強大功能集成在一個易于使用的視窗環(huán)境中，為科學研究、工程設計以及必須進行有效數(shù)值計算的眾多科學領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)非交互式程序設計語言（如C、Fortran）的編輯模式，代表了當今國際科

15、學計算軟件的先進水平。 3）CATIA是法國達索公司的產品開發(fā)旗艦解決方案。作為PLM協(xié)同解決方案的一個重要組成部分，它可以幫助制造廠商設計他們未來的產品，并支持從項目前階段、具體的設計、分析、模擬、組裝到維護在內的全部工業(yè)設計流程。 2.3、進度安排 3月9日至3月22日：收集資料，完成開題報告。 3月22日至3月31日：結構方案設計。 4月22日至5月24日：設計計算。 5月24日至5月31日：整理設計方案和設計圖紙。  畢 業(yè) 論 文 開 題 報 告 指導教師意見：

16、 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

17、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[

18、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）