機械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計開題報告螺旋彈簧離合器開題報告

1、機械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 學(xué) 生 姓 名： 汪偉 學(xué)號： 090007624 專 業(yè)： 機械80906 設(shè)計（論文）題目： 螺旋彈簧離合器設(shè)計 指 導(dǎo) 老 師： 高曉宏 2013年 04 月 10 日畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告1、結(jié)合畢業(yè)設(shè)計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，每人撰寫2000字左右的文獻綜述：文 獻 綜 述前言汽車誕生100多年來,人們一直在研究汽車離合器技術(shù),希望汽車運行更加快捷、舒適、安全、可靠。對于以內(nèi)燃機為動力的汽車，離合器在機械傳動系統(tǒng)中作為一個獨立的總成而存在的，它是汽車傳動系中直接與發(fā)動機相連接的總成。離合器的主動部分和從動部分借接觸面間的摩擦作用

2、，或是用液體作為傳動介質(zhì)，或是用磁力傳動來傳遞轉(zhuǎn)矩，使兩者之間可以暫時分離，又可逐漸接合，在傳動過程中又允許兩部分相互轉(zhuǎn)動。目前在汽車上廣泛采用的是用彈簧壓緊的摩擦離合器。發(fā)動機發(fā)出的轉(zhuǎn)矩，通過飛輪及壓盤與從動盤接觸面的摩擦作用，傳給從動盤。當(dāng)駕駛員踩下離合器踏板時，通過機件的傳遞，使膜片彈簧大端帶動壓盤后移，此時從動部分與主動部分分離。摩擦離合器應(yīng)能滿足以下基本要求：(1)保證能傳遞發(fā)動機發(fā)出的最大轉(zhuǎn)矩，并且還有一定的傳遞轉(zhuǎn)矩余力。 (2)能作到分離時，徹底分離，接合時柔和，并具有良好的散熱能力。 (3)從動部分的轉(zhuǎn)動慣量盡量小一些。這樣，在分離離合器換檔時，與變速器輸入軸相連部分的轉(zhuǎn)速就比

3、較容易變化，從而減輕齒輪間沖擊。(4)具有緩和轉(zhuǎn)動方向沖擊，衰減該方向振動的能力，且噪音小。 (5)壓盤壓力和摩擦片的摩擦系數(shù)變化小，工作穩(wěn)定。 (6)操縱省力，維修保養(yǎng)方便。一、離合器的發(fā)展史在早期研發(fā)的離合器結(jié)構(gòu)中，錐形離合器最為成功。它的原型設(shè)計曾裝在1889年德國戴姆勒公司生產(chǎn)的鋼質(zhì)車輪的小汽車上。它是將發(fā)動機飛輪的內(nèi)孔做成錐體作為離合器的主動件。采用錐形離合器的方案一直延續(xù)到20世界20年代中葉，對當(dāng)時來說，錐形離合器的制造比較容易，摩擦面容易修復(fù)。它的摩擦材料曾用過駝毛帶、皮革帶等。那時也曾出現(xiàn)過蹄-鼓式離合器來替代錐形離合器。該結(jié)構(gòu)采用內(nèi)蹄-鼓式。這種結(jié)構(gòu)型式有利于在離心力作用下

4、使蹄緊貼鼓面。蹄-鼓式離合器用的摩擦元件為木塊、皮革帶等，蹄-鼓式離合器的重量較錐形離合器輕。無論錐形離合器或蹄-鼓式式離合器，都容易造成分離不徹底甚至出現(xiàn)主、從動件根本無法分離的自鎖現(xiàn)象（當(dāng)時所提供的材料符合體的摩擦系數(shù)變化很大，容易引起自鎖）?，F(xiàn)今所用的盤式離合器的先驅(qū)是多片盤式離合器，它是直到1925年以后才出現(xiàn)的。多片離合器最主要的優(yōu)點是，在汽車起步時離合器的接合比較平順，無沖擊。早期的設(shè)計中，多片按成對布置設(shè)計，一個鋼盤片對著一青銅盤片。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(dá)到更為滿意的性能。在1920年出現(xiàn)了單片干式離合器，這和發(fā)明了石棉基的摩擦面片有關(guān)。但在那時相

5、當(dāng)一段時間內(nèi)，由于技術(shù)設(shè)計上的缺陷，造成了單片離合器在接合時不夠平順等問題。第一次世界大戰(zhàn)后初期，單片離合器的從動盤金屬片上是沒有摩擦面片的，摩擦面片是帖附在主動件飛輪和壓盤上，彈簧布置在中央，通過杠桿放大后作用在壓盤上。后來改用多個直徑較小的彈簧（一般至少6個），沿著圓周布置直接壓在壓盤上，成為現(xiàn)今最為通用的螺旋彈簧布置方法。這種布置在設(shè)計上帶來了實實在在的好處，使壓盤上彈簧的工作壓力分布更均勻，并減小軸向尺寸。多年的實踐經(jīng)驗和技術(shù)上的改進使人們逐漸趨向于首選單片干式摩擦離合器，因為它具有從動部分轉(zhuǎn)動慣量小、散熱性好、結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)整方便、尺寸緊湊、分離徹底等優(yōu)點，而且由于在結(jié)構(gòu)上采取一定措施

6、，已能做到接合平順，因此現(xiàn)在廣泛用于大、中、小各類車型中。如今單片干式摩擦離合器在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面相當(dāng)完善。采用具有軸向性的從動盤，提高了離合器的接合平順性。離合器從動盤總成中裝有扭轉(zhuǎn)減振器，防止了傳動系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)共振，減小了傳動系噪聲和動載荷。隨著人們對汽車舒適性要求的提高，離合器已在原有基礎(chǔ)上得到不斷改進，乘用車上越來越多地采用具有雙質(zhì)量飛輪的扭轉(zhuǎn)減振器，能更有效地降低傳動系的噪聲。二、國內(nèi)現(xiàn)狀 從1891年摩擦式汽車離合器的誕生，到1948年液力變矩器的出現(xiàn)，再到各種智能控制技術(shù)不斷應(yīng)用于汽車工業(yè)，汽車離合器技術(shù)始終伴隨著汽車工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展。隨著新興汽車傳動技術(shù)的越來越普及應(yīng)用，傳統(tǒng)的汽車離

7、合器將逐漸淡出歷史舞臺。從企業(yè)內(nèi)部能力分析，總體上看，我國汽車離合器企業(yè)與國外企業(yè)相比處于明顯劣勢。在勞動力成本、售價、售后服務(wù)、客戶關(guān)系和供應(yīng)商關(guān)系等方面，我國企業(yè)處于明顯優(yōu)勢；在市場營銷能力、采購成本和交貨期方面，我國企業(yè)與國外競爭者基本持平；在品牌價值、產(chǎn)品技術(shù)含量、產(chǎn)品質(zhì)量、規(guī)模效應(yīng)、生產(chǎn)效率、技術(shù)水平、研發(fā)能力和員工素質(zhì)方面，我國企業(yè)與國際同類先進企業(yè)相比差距較大。在產(chǎn)品技術(shù)方面， 國內(nèi)汽車離合器企業(yè)經(jīng)過不斷地產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，國產(chǎn)膜片彈簧離合器的品種已經(jīng)能全面覆蓋國內(nèi)重、中、輕、轎、微及農(nóng)用等車型的需求，跟蹤國外動力傳動系統(tǒng)技術(shù)，研發(fā)新一代產(chǎn)品也取得了可喜成果，如雙質(zhì)量飛輪、液力變矩器

8、、適用于300馬力以上動力配套的由430拉式膜片彈簧離合器都獲得了成功。在發(fā)展過程中，離合器企業(yè)無論是為了提高自身的競爭力， 還是為了進入配套、出口市場，都十分重視強化企業(yè)內(nèi)部管理。三、離合器的分類汽車離合器有摩擦式離合器、液力偶合器、電磁離合器等幾種。摩擦式離合器又分為濕式和干式兩種。 液力偶合器 ：靠工作液(油液)傳遞轉(zhuǎn)矩 ，外殼與泵輪連為一體 ，是主動件；渦輪與泵輪相對 ，是從動件 。當(dāng)泵輪轉(zhuǎn)速較低時 ，渦輪不能被帶動 ，主動件與從動件之間處于分離狀態(tài)；隨著泵輪轉(zhuǎn)速的提高 ，渦輪被帶動 ，主動件與從動件之間處

9、于接合狀態(tài) 。 電磁離合器 ：靠線圈的通斷電來控制離合器的接合與分離。如在主動與從動件之間放置磁粉，則可以加強兩者之間的接合力，這樣的離合器稱為磁粉式電磁離合器。 摩擦式離合器：按其從動盤的數(shù)目，又分為單盤式、雙盤式和多盤式等幾種。濕式摩擦式離合器一般為多盤式的，浸在油中以便于散熱。四、離合器發(fā)展趨勢近年來，出現(xiàn)了扭轉(zhuǎn)減振器特性和性能價格比較理想的雙質(zhì)量飛輪結(jié)構(gòu)，這種飛輪由初級飛輪、扭轉(zhuǎn)減振器和次級飛輪組成。其中，初級飛輪一方面要為減振器和離合器提供安裝空間，另一方面也以適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)動慣量確保汽車起動，并減少向后傳遞的振幅。通常雙質(zhì)量飛輪均采用以圓弧狀螺旋彈簧沿初級飛輪外圓周布置的方式,

10、在布置空間有限的情況下，這種布置方式難以獲得較大的初級飛輪轉(zhuǎn)動慣量。該轉(zhuǎn)動慣量過小會增加發(fā)動機和離合器相關(guān)零件的速度波動，縮短它們的使用壽命。為避免上述現(xiàn)象發(fā)生，常需附加設(shè)置特殊的阻尼，這樣會增加可開發(fā)難度和產(chǎn)品成本。 采用徑向布置減振彈簧的雙質(zhì)量飛輪可改進以上缺陷。它由初級飛輪、3-4個減振彈簧盒、阻尼盤和次級飛輪組成。由于這種減振彈簧盒徑向布置，在初級飛輪上依靠四根寬厚的筋肋形成足夠的飛輪剛度，并產(chǎn)生與傳統(tǒng)飛輪相近的轉(zhuǎn)動慣量。這種布置有利于在小空間上，以較小的質(zhì)量獲得最大的轉(zhuǎn)動慣量，有利于減少總成結(jié)構(gòu)的軸向尺寸，為次級飛輪和離合器讓出更多的布置空間。其阻尼裝置由一個耐磨塑料墊圈、一個帶槽口

11、的鋼片和一個碟形彈簧墊圈構(gòu)成，它們設(shè)置在阻尼盤上，靠阻尼盤內(nèi)孔翻邊定位并壓緊，阻尼盤與初級飛輪鉚接，塑料墊圈由次級飛輪上的槽口帶動。實際證明，較之以往的雙質(zhì)量飛輪，這種結(jié)構(gòu)可在有限空間內(nèi)獲得相當(dāng)好的減振效果。 發(fā)動機工作所需的轉(zhuǎn)動慣量通常由飛輪、離合器壓盤和離合器蓋一起提供。理想的飛輪結(jié)構(gòu)應(yīng)在提供相同轉(zhuǎn)動慣量，并保證足夠結(jié)構(gòu)剛度的前提下，盡可能減少飛輪質(zhì)量，以鋼板沖壓方式取代吃傳統(tǒng)鑄造方式生產(chǎn)的飛輪可獲得這種效果。該飛輪由鑄鐵制的壓環(huán)、起動齒環(huán)和鋼鐵沖制的驅(qū)動盤三部分組成，齒環(huán)焊接在驅(qū)動盤上，壓環(huán)與驅(qū)動盤鉚接，壓環(huán)構(gòu)成飛輪轉(zhuǎn)動慣量的主體，同時為離合器提供摩擦面和傳導(dǎo)熱量，驅(qū)動盤提高足夠的飛輪剛

12、度，并借助激光焊接與離合器蓋相連，這種結(jié)構(gòu)形式的改變可較傳統(tǒng)鑄鐵飛輪減少相當(dāng)質(zhì)量。而目前汽車技術(shù)發(fā)展的方向表現(xiàn)在以下幾個方面：(1) 安全可靠 應(yīng)用汽車防抱死制動系統(tǒng)(ABS)、汽車驅(qū)動防滑系統(tǒng)(ASR)、電控穩(wěn)定程序(ESP)、電子巡航控制系統(tǒng)(CCS)、安全帶、安全氣囊(SRS)等。(2) 環(huán)境保護 采用電控燃油噴射(EFI)、無分電器點火(DLI)、廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)、燃油蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)、氣門升程與配氣相位可變控制系統(tǒng)、斷油控制、進氣壓力波增壓及廢氣渦輪增壓控制、共軌電控柴油噴射系統(tǒng)等技術(shù)。 通過以上可以看出，如今的汽車離合器無論從性能、結(jié)構(gòu)方面，都在發(fā)生諸多的變化，它們大大優(yōu)化了離合

13、器各方面的性能，也反映了離合器作為汽車中十分重要的一部分，今后的發(fā)展方向。畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告2、本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：開題報告1.汽車離合器的作用汽車離合器是汽車傳動系統(tǒng)中的一個重要部件，主要用來接合和切斷動力的傳遞，以滿足汽車的起步、行駛、制動等情況時的需要，汽車在啟動時如果不設(shè)置離合器則變速器中的一些齒輪及軸將會參與到工作中來，結(jié)果會造成發(fā)動機的啟動負(fù)荷增加；設(shè)置離合器后，在汽車啟動時，分離離合器使變速器不參與工作，這樣發(fā)動機啟動負(fù)荷減小，便于啟動，尤其對于一些較大功率的發(fā)動機或蓄電池存點不足的發(fā)動機而言尤為重要。 離合器的設(shè)置還可以使換擋時減輕變速器的

14、打齒現(xiàn)象。一方面使換擋時將進入嚙合的齒輪的轉(zhuǎn)速差減小，是換擋更加輕便，另一方面，讓發(fā)動機逐步地承受載荷同時通過油門的控制來加大牽引力，以克服汽車的全部載荷，使汽車平穩(wěn)地進入運行狀態(tài)，這樣才能保證乘坐的舒適性，另外使機件逐步參與工作，而延長使用壽命。 離合器不但能完成以上任務(wù)，它在汽車上還可以承擔(dān)一個保險器的作用，用來防止發(fā)動機及相關(guān)傳動部件因承受過大負(fù)荷而損壞，當(dāng)車速急劇變化時，在慣性力的作用下，負(fù)荷將大大增加，這是已超過離合器所傳遞的扭矩，它便通過離合器打滑的形式對這種超負(fù)荷加以限制，保護了機件免遭損壞。2.螺旋彈簧式離合器組成 螺旋彈簧式離合器由螺旋彈簧、離合器蓋、壓蓋、傳動片和分離軸承總

15、成等部分組成。 1. 離合器蓋 離合器蓋一般僅為120°或90°旋轉(zhuǎn)堆成的板殼沖壓結(jié)構(gòu)，通過螺栓與飛輪聯(lián)結(jié)在一起。離合器蓋是離合器中結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜的承載構(gòu)件，壓緊彈簧的壓緊力最終都要由它來承受。離合器蓋是離合器的主動件之一，它與飛輪固定在一起，通過它傳遞發(fā)動機的一部分轉(zhuǎn)矩給壓盤。此外它還是離合器壓緊彈簧和分離桿的支撐殼體。因此他需要具有足夠的剛度。 2. 螺旋彈簧 螺旋彈簧是離合器中重要的壓緊元件，在其內(nèi)孔圓周表面上揩油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，可以穿過支撐鉚釘，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

16、為截圓錐形，稱之為碟簧部分。 3. 壓盤 壓盤的結(jié)構(gòu)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)狀支撐凸臺，最外緣均布有三個或四個傳力凸耳。 4. 傳動片 離合器接合時，飛輪驅(qū)動離合器蓋帶動壓盤一起傳動，并通過壓盤與從動盤摩擦片之間的摩擦力使從動盤轉(zhuǎn)動；在離合器分離時，壓盤相對于離合器作自由軸向移動，使從動盤松開。這些動作均有傳動片完成。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，一般采用軸向布置。在離合器接合時，離合器蓋通過它來驅(qū)動壓盤共同旋轉(zhuǎn)；在離合器分離時，可利用它的彈性恢復(fù)力來牽動壓盤軸向分離并使操縱力減小。 5. 分離軸承總成 分離軸承總成由分

17、離軸承、分離套筒等組成。分離軸承在工作時主要承受軸向分離力。同時還承受在告訴旋轉(zhuǎn)時離心力作用下的徑向力。目前國產(chǎn)的汽車中多使用角接觸推力球軸承，采用全密封結(jié)構(gòu)和高溫鏗基潤滑脂，其端面形狀與分離指舌尖部形狀相配合，舌尖部為平面時采用球形端面，舌尖部位為弧形時采用平斷面或凹弧形端面。3.螺旋彈簧式離合器的優(yōu)點螺旋彈簧式離合器與其他形式的離合器相比，具有一些列優(yōu)點： 1. 螺旋彈簧式離合器具有比較理想的非線性彈性特性 2. 螺旋彈簧兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，軸向尺寸小，零件數(shù)目少，質(zhì)量??； 3. 高速旋轉(zhuǎn)時。彈簧壓緊力降低很少，性能較穩(wěn)定； 4. 螺旋彈簧以整個圓周與壓盤接觸，使

18、壓力分布均勻，摩擦片接觸良好，磨損均勻； 5. 易于實現(xiàn)良好的通風(fēng)散熱，使用壽命長 6. 螺旋彈簧中心與離合器中心線重合，平衡性好 4.研究主要內(nèi)容1.汽車的結(jié)構(gòu)型式和主要參數(shù)進行選擇2.對離合器的結(jié)構(gòu)方案進行分析對比3.選擇離合器形式，對離合器基本尺寸、參數(shù)進行選擇4.對離合器各零部件進行選型、匹配性設(shè)計和校核計算5.擬采用的研究手段（一）離合器設(shè)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(shè)計要求設(shè)計者仔細(xì)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(zhì)量、前后軸荷，設(shè)計螺旋彈簧離合器的基本參數(shù)和結(jié)構(gòu)。并進行較為深入的理論分析。同時基于 solidworks進行三維實

19、體實體設(shè)計和裝配。（二）三維軟件solidworksSolidWorks為達(dá)索系統(tǒng)（Dassault Systemes S.A）下的子公司，專門負(fù)責(zé)研發(fā)與銷售機械設(shè)計軟件的視窗產(chǎn)品。達(dá)索公司是負(fù)責(zé)系統(tǒng)性的軟件供應(yīng)，并為制造廠商提供具有Internet整合能力的支援服務(wù)。該集團提供涵蓋整個產(chǎn)品生命周期的系統(tǒng)，包括設(shè)計、工程、制造和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等各個領(lǐng)域中的最佳軟件系統(tǒng)，著名的CATIAV5就出自該公司之手，目前達(dá)索的CAD產(chǎn)品市場占有率居世界前列。SolidWorks軟件是世界上第一個基于Windows開發(fā)的三維CAD系統(tǒng)，由于技術(shù)創(chuàng)新符合CAD技術(shù)的發(fā)展潮流和趨勢，SolidWorks公司于兩

20、年間成為CAD/CAM產(chǎn)業(yè)中獲利最高的公司。由于SolidWorks出色的技術(shù)和市場表現(xiàn)，不僅成為CAD行業(yè)的一顆耀眼的明星，也成為華爾街青睞的對象。由于使用了Windows OLE技術(shù)、直觀式設(shè)計技術(shù)、先進的parasolid內(nèi)核（由劍橋提供）以及良好的與第三方軟件的集成技術(shù)，SolidWorks成為全球裝機量最大、最好用的軟件。Solidworks軟件功能強大，組件繁多。 Solidworks 功能強大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新是SolidWorks 的三大特點，使得SolidWorks 成為領(lǐng)先的、主流的三維CAD解決方案。SolidWorks 能夠提供不同的設(shè)計方案、減少設(shè)計過程中的錯誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。SolidWorks 不僅提供如此強大的功能，同時對每個工程師和設(shè)計者來說，操作簡單方便、易學(xué)易用。6.預(yù)期目的： 畢業(yè)設(shè)計是教學(xué)計劃中最后一個綜合性實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是我們在教師的指導(dǎo)下，獨立從事車輛設(shè)計工作的初步嘗試，可以培養(yǎng)我們綜合運用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識、基本技能研究和處理問題的能力。是對四年所學(xué)知識和技能進行系統(tǒng)化、綜合化運用、總結(jié)和深化的過程。通過考察、立題、收集素材、設(shè)計方案、工藝制作等過