桑塔納2000MT轎車膜片彈簧離合器設(shè)計開題報告

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

2、 高 偉 職稱： 講 師 學(xué)科部主任： 審核日期： 一、課題的依據(jù)及意義 中國汽車產(chǎn)業(yè)經(jīng)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(chǔ)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(jīng)濟衰退沖擊下，全球汽車市場嚴(yán)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(chǎn)量和銷量均為第一位。中國汽車市場地位已由1999年世界產(chǎn)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(chǎn)量和銷量的都是第一的局面[1]。2010年中國汽車產(chǎn)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(chǎn)量基數(shù)已經(jīng)達(dá)到千萬輛規(guī)模，由于汽車離合器的需求規(guī)模和整車產(chǎn)量關(guān)系密切，因此我國汽車離合器產(chǎn)品市場增長迅速，2010年我國離合器總銷量額將達(dá)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(chǎn)企業(yè)約100多家，其中具有一定生產(chǎn)能力和規(guī)模的汽車離合器生產(chǎn)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(dá)、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(xié)等。近幾年，受國內(nèi)汽車市場的迅猛發(fā)展的影響，汽車離合器產(chǎn)量獲得快速增長，12家企業(yè)離合器總成年產(chǎn)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(nèi)汽車最為經(jīng)濟、實用的選擇，選購經(jīng)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(jīng)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(dāng)長的時期內(nèi)還是擁有廣闊的市場前景。 二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀發(fā)展趨勢 當(dāng)前，我國汽車離合器技術(shù)也正處于發(fā)生深刻變化的時期。隨著多種變速箱技術(shù)的發(fā)展和齊頭并進，我國離合器技術(shù)也逐漸由單一的、傳統(tǒng)的摩擦式離合器向多種傳動技術(shù)并存的方向發(fā)展。我國離合器技術(shù)發(fā)展也由傳統(tǒng)摩擦彈簧離合器向多種傳動技術(shù)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(jīng)成為我國目前離合器的主流技術(shù)。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(xiàn)了量產(chǎn)。雙質(zhì)量飛輪、自適應(yīng)離合器由于市場原因，國內(nèi)企業(yè)還沒有批量生產(chǎn)，但雙質(zhì)量飛輪也有望今年在湖北三環(huán)、吉林大華等企業(yè)實現(xiàn)量產(chǎn)。在自動檔領(lǐng)域，液力變矩器我國已經(jīng)在上海薩克斯實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，國內(nèi)還有數(shù)家企業(yè)的液力變矩器也已經(jīng)實現(xiàn)小批量生產(chǎn)。國內(nèi)技術(shù)開發(fā)最困難的是雙離合器。目前，國內(nèi)的杭維柯、上汽變速器等都已經(jīng)推出了雙離合器變速器樣品，但核心技術(shù)主要還是來自國外。國內(nèi)企業(yè)湖北三環(huán)曾經(jīng)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(shù)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(chǎn)企業(yè)如Luk、Exedy、ZF Sachs、Advics和Valeo等，都有比較豐富的產(chǎn)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(xí)慣叫傳統(tǒng)系統(tǒng)或者驅(qū)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(chǎn)品線長、產(chǎn)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(lǐng)先的產(chǎn)品如雙質(zhì)量飛輪、自調(diào)節(jié)離合器等。 隨著汽車工業(yè)的

8、發(fā)展,電子技術(shù)廣泛應(yīng)用,汽車離合器新技術(shù)也不斷涌現(xiàn)。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(zhuǎn)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(dāng)傳遞扭矩達(dá)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(dāng)主動軸的轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值時，由于離心力的作用能使傳動軸間自行聯(lián)接或超過某一轉(zhuǎn)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(dāng)主動軸反轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)速低于從動軸時，離合器

9、就自動分開）。 三、課題研究內(nèi)容 本設(shè)計是為桑塔納2000設(shè)計的膜片彈簧離合器 1、原始數(shù)據(jù)資料： 假定桑塔納2000轎車相關(guān)數(shù)據(jù)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(shè)計要求： 1）根據(jù)給定的參數(shù)，對其

10、離合器進行詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計和參數(shù)計算； 2）繪制出離合器總裝配圖及主要零件圖； 3）編寫設(shè)計說明書一份（包括：封面、中英文摘要、目錄、選題依據(jù)、原始數(shù)據(jù)與設(shè)計要求、設(shè)計與計算、結(jié)論、參考文獻，設(shè)計體會等）。 四、課題研究方案 1、 離合器結(jié)構(gòu)方案的確定： （1）從動盤的選擇：單盤式 鑒于本次設(shè)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(jié)構(gòu)[4]，以使結(jié)構(gòu)簡單、緊湊,減少零件數(shù)目和質(zhì)量。 （2）壓緊彈簧形式選?。豪侥て瑥椈? 鑒于本次設(shè)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(jié)構(gòu)更簡單、緊湊

11、,零件數(shù)目更少,質(zhì)量更小；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(zhuǎn)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(qū)動方式：彈性連接式 鑒于本次設(shè)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(jié)構(gòu)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(yīng)略大于或等于摩擦片的外徑，內(nèi)經(jīng)略小于或等于摩擦片的內(nèi)徑。 （5）從動盤： 摩擦片：所用材料有石棉基摩擦材料，燒結(jié)金屬和金屬陶瓷等材料。 從

12、動鋼片：現(xiàn)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(fēng)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(zhuǎn)減震器的設(shè)計[6]： 極限轉(zhuǎn)矩Tj： 扭轉(zhuǎn)角剛度C(N.m/rad)：按經(jīng)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(jié)構(gòu)布置決定，一般取Dc=11～15mm。 彈簧鋼絲

13、直徑dc：dc= 彈簧總?cè)?shù)n：n=ic+(1.5~2) 極限轉(zhuǎn)角θ： qmax=2arcsin（DL－） 2、離合器基本參數(shù)的設(shè)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(zhuǎn)矩，應(yīng)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(yīng)根據(jù)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(shè)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(shù)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(nèi)半徑r0即分離軸承作用半徑rf的選擇：r0應(yīng)大于變速器輸入軸半徑，而rf則應(yīng)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(yīng)滿足r-re=≥δ2。 五、研究目標(biāo)、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(fēng)散熱性好； （4）性能穩(wěn)定可靠、使用壽命長； （5）結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，便于制造、維修，方便操作； （6）既能可靠傳遞最大轉(zhuǎn)矩，又能防止過載； （7）轉(zhuǎn)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(nèi)基本保持不變,因而離合器在工作中能保持傳遞的轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)簡單,緊湊,軸向尺寸小,零件數(shù)目少,質(zhì)量小。另外，膜片彈簧的軸向尺寸小，可以適當(dāng)增加壓盤的厚度，提高熱容量，或者在壓盤上增設(shè)散熱筋及在離合器上開設(shè)較大的通風(fēng)孔來改善散熱條件。高速旋轉(zhuǎn)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(nèi)容 起訖日期 1 畢業(yè)實習(xí) 2012.2.13-2012.2.19 2 前期調(diào)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(jié)構(gòu)選型與設(shè)計計算 2012.3.5-2012.3.

17、25 5 （指導(dǎo)老師檢查，認(rèn)為妥當(dāng)后）進行圖紙繪制 2012.3.26-2012.4.15 6 出圖并編寫畢業(yè)設(shè)計論文 2012.4.16-2012.4.29 7 制作答辯用PPT并準(zhǔn)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(chǎn)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(yù)測. [4]陳家瑞.汽車構(gòu)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(shè)計與制造[M].南京：東南大學(xué)出版社，1995 [6]劉惟信.汽車設(shè)計[M].北京：清華大學(xué)出版社，2001 [7]過學(xué)迅，鄧亞東.汽車設(shè)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