汽車離合器設(shè)計(jì)方案VIP

1、:工A0/郭學(xué)砥畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告學(xué)生姓名系部汽車與交通工程學(xué)上力丁/專業(yè)、班級(jí)院指導(dǎo)教師姓名職稱講師部車輛工程是否外聘口是否題目名稱東風(fēng)EQ1090E膜片彈簧離合器開題報(bào)告一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義1 .課題研究現(xiàn)狀2 .選題目的離合器裝在發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間，汽車從啟動(dòng)到行駛的整個(gè)過程中，經(jīng)常需要使用離合器。它的作用是使發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間能逐漸接合，從而保證汽車平穩(wěn)起步；暫時(shí)切斷發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間的聯(lián)系，以便于換檔和減少換檔時(shí)的沖擊；當(dāng)汽車緊急制動(dòng)時(shí)能起分離作用，防止變速器等傳動(dòng)系統(tǒng)過載，起到一定的保護(hù)作用。離合器類似開關(guān)，接合或斷離動(dòng)力傳遞作用，因此，任何形式的汽車都有離合裝置，只是形

2、式不同而已?，F(xiàn)在，電子技術(shù)也進(jìn)入了離合器系統(tǒng)。一種由控制單兀（ECU）控制的離合器已經(jīng)應(yīng)用在多款的轎跑車上。本設(shè)計(jì)以東風(fēng)EQ1090E車離合器為研究對(duì)象。離合器原始數(shù)據(jù)車型東風(fēng)汽車的質(zhì)量1300kg汽車最大加載質(zhì)量600kg發(fā)動(dòng)機(jī)取大轉(zhuǎn)速3600r/min發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩180N.m發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率68KW主減速比3.38汽車取大時(shí)速180km/h3.設(shè)計(jì)意義設(shè)計(jì)采用單片膜片彈簧離合器。本車采用的摩擦式離合器是因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)簡單，可靠性強(qiáng)，維修方便，目前大多數(shù)汽車都采用這種形式的離合器。而采用干式離合器是因?yàn)闈袷诫x合器大多是多盤式離合器，用于需要傳遞較大轉(zhuǎn)矩的離合器，而該車型不在此列。采用膜片彈簧離合

3、器是因?yàn)槟て瑥椈呻x合器具有很多優(yōu)點(diǎn)：首先，由于膜片彈簧具有非線性特性，因此可設(shè)計(jì)成當(dāng)摩擦片磨損后，彈簧壓力幾乎可以保持不變，且可減輕分離離合器時(shí)的踏板力，使操縱輕便；其次，膜片彈簧的安裝位置對(duì)離合器軸的中心線是對(duì)的，因此其壓力實(shí)際上不受離心力的影響，性能穩(wěn)定，平衡性也好；再者，膜片彈簧本身兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，使離合器的結(jié)構(gòu)大為簡化，零件數(shù)目減少，質(zhì)量減小并顯著地縮短了其軸向尺寸；另外，由于膜片彈簧與壓盤是以整個(gè)圓周接觸，使壓力分布均勻，摩擦片的接觸良好，磨損均勻，也易于實(shí)現(xiàn)良好的散熱通風(fēng)等。由于膜片彈簧離合器具有上述一系列的優(yōu)點(diǎn)，并且制造膜片彈簧的工藝水平也在不斷地提高，因而這種離合

4、器在轎車及微型、輕型客車上已得到廣泛的采用，而且逐漸擴(kuò)展到載貨汽車上。從動(dòng)盤選擇單片式從動(dòng)盤是一位其結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便。壓盤驅(qū)動(dòng)方式采用傳動(dòng)片式是因?yàn)槠錄]有太明顯的缺點(diǎn)且簡化了結(jié)構(gòu)，降低了裝配要求又有利于壓盤定中。選擇拉式離合器是因?yàn)槠漭^拉式離合器零件數(shù)目更少，結(jié)構(gòu)更簡化，軸向尺寸更小，質(zhì)量更小；并且分離杠桿較大，使其踏板操縱力較輕。二、設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題1.基本內(nèi)容1）收集資料，仔細(xì)研究現(xiàn)有的離合器，結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目選擇出設(shè)計(jì)方案；2）根據(jù)先前做出的分析確定離合器方案，方案設(shè)計(jì)就是要確定這些組成部件的結(jié)構(gòu)型式及主要設(shè)計(jì)參數(shù)，并實(shí)現(xiàn)這些設(shè)計(jì)參數(shù)之間的最佳匹配，繪制一份草圖；3）結(jié)構(gòu)設(shè)

5、計(jì)與計(jì)算；4）運(yùn)用有限元分析軟件ANSYSS行分析，根據(jù)分析結(jié)果對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行修正。2.擬解決的主要問題1）校核問題：進(jìn)行校核時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)之前設(shè)計(jì)的不正確處，需要重新修改先前某些設(shè)計(jì)參數(shù)。為避免大范圍的重復(fù)修改，提高設(shè)計(jì)效率，在設(shè)計(jì)的每一步都細(xì)心計(jì)算并及時(shí)驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果。比如前述膜片彈簧的載荷與變形之間的關(guān)系式，是在假定膜片彈簧在承載過程中，其子午截面無變形而只是剛性地繞該截面上的某一中性點(diǎn)。轉(zhuǎn)動(dòng)的條件下推導(dǎo)出的。根據(jù)這一假定可知，截面在O點(diǎn)處沿圓周方向的切向應(yīng)變?yōu)榱悖蚨擖c(diǎn)處的切向應(yīng)力亦為零。點(diǎn)以外的截面上的點(diǎn)，一般均產(chǎn)生切向應(yīng)變，故亦有切向應(yīng)力。若如圖7.2所示以中性點(diǎn)。為坐標(biāo)原點(diǎn)在子午截面處建立

6、x-y坐標(biāo)系，則截面上任意點(diǎn)的切向應(yīng)力為：E一2(7.8)式中：一碟簧部分子午截面的轉(zhuǎn)角，rad;一膜片彈簧自由狀態(tài)時(shí)的圓錐底角，rad；圖7.2中性點(diǎn)。為坐標(biāo)原點(diǎn)在子午截面處建立x-y坐標(biāo)系-中性點(diǎn)。的半徑，mm;”晶。了分析斷面中斷向應(yīng)力的分布規(guī)律，將（3-14）式寫成Y與X軸的關(guān)系式:(7.9)由上式可知，當(dāng)膜片彈簧變形位置小一定時(shí)，一定的切向應(yīng)力0t在X-Y坐標(biāo)系里呈線性分布。中中中當(dāng)四=0時(shí)Y=（2）X,因?yàn)椋╝-曠的值很小，我們可以將9-耳）看成邛中一tg（a-2）,由上式可寫成Y=tg（a-）Xo此式表明，對(duì)于一定的零應(yīng)力分布在中性點(diǎn)中。而與X軸承（支-一）角的直線上。從式（3.

7、16）可以看出當(dāng)X=-e時(shí)無論取任何值，者B2有Y=_（口一2）e。顯然零應(yīng)力直線為K點(diǎn)與。點(diǎn)的連線，在零應(yīng)力直線內(nèi)側(cè)為壓應(yīng)力2區(qū)，外側(cè)位拉應(yīng)力區(qū)，等應(yīng)力直線離應(yīng)力直線越遠(yuǎn)，其應(yīng)力越高。由此可知，碟簧部分內(nèi)緣點(diǎn)B處切向壓應(yīng)力最大，A處切向拉應(yīng)力最大，分析表明，B點(diǎn)的切向應(yīng)力最大,計(jì)算膜片彈簧的應(yīng)力只需校核B處應(yīng)力就可以了，將B點(diǎn)的坐標(biāo)*=（e-r）和Y=h/2代入（3-17）式有:_ e=1-2 re-r .2 . e-rd h . ' 2_22'(7.10)令誓=0可以求出切向壓應(yīng)力達(dá)極大值的轉(zhuǎn)角中P=a+-d:P2e-rR-r118-94由于：e105.55mmln(Rr)

8、ln(118/94)所以：P=0.38,仃舊=-2047.39N/mm2B點(diǎn)作為分離指根部的一點(diǎn)，在分離軸承推力F2作用下還受有彎曲應(yīng)力:-'rB6r-rf F2n br h2(7.11)式中n分離指數(shù)目n=18br單個(gè)分離指的根部寬br2 二 r02 二 32= 11.17 mm1818因止匕：:汨二689.80N/mm2B點(diǎn)的由于例是與切向壓應(yīng)力舶垂直的拉應(yīng)力，所以根據(jù)最大剪應(yīng)力強(qiáng)度理論,當(dāng)量應(yīng)力為：2；Bj-；rB-；tB=689.802047.39-1357.59N/mm2-Bj“二Bj=1700N/mm膜片彈簧的設(shè)計(jì)應(yīng)力一般都稍高于材料的局限，為提高膜片彈簧的承載能力，一般要

9、經(jīng)過以下工藝：先對(duì)其進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，得到具有較高抗疲勞能力的回火索氏體，對(duì)膜片彈簧進(jìn)行強(qiáng)壓處理(將彈簧壓平并保持1214h),使其高應(yīng)力區(qū)產(chǎn)生塑性變形以產(chǎn)生殘余反向應(yīng)力，對(duì)膜片彈簧的凹表面進(jìn)行噴丸處理，提高彈簧疲勞壽命，對(duì)分離指進(jìn)行局部高頻淬火或鍍鋁，以提高其耐磨性。故膜片彈簧和當(dāng)量應(yīng)力不超出允許應(yīng)力范圍，所以符合使用強(qiáng)度。2)首先，應(yīng)在保證發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的前提下，滿足兩個(gè)基本性能要求：1.分離徹底；2.接合柔和。三、技術(shù)路線(研究方法)(1)能在任何行駛情況下，可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩。為此，離合器的摩擦力矩()應(yīng)大于發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩(Temax)；(2)接合平順、柔和。即要求離合器所傳遞的扭

10、矩能緩和地增加，以免汽車起步?jīng)_撞或抖動(dòng)；(3)分離迅速、徹底。換檔時(shí)若離合器分離不徹底，則飛輪上的力矩繼續(xù)有一部份傳入變速器，會(huì)使換檔困難，引起齒輪的沖擊響聲；(4)從動(dòng)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小。離合器分離時(shí)，和變速器主動(dòng)齒輪相連接的質(zhì)量就只有離合器的從動(dòng)盤。減小從動(dòng)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，換檔時(shí)的沖擊即降低；(5)具有吸收振動(dòng)、噪聲和沖擊的能力；(6)散熱良好，以免摩擦零件因溫度過高而燒裂或因摩擦系數(shù)下降而打滑；（7）操縱輕便，以減少駕駛員的疲勞。（8）摩擦式離合器，摩擦襯面要耐高溫、耐磨損，襯面磨損在一定范圍內(nèi)，要能通過調(diào)整，使離合器正常工作。四、進(jìn)度安排第1-2周（2月28日3月13日），調(diào)研、資料收集，完

11、成開題報(bào)告。第3周（3月14日3月20日），開題答辯，基本參數(shù)的確定，傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)。第4-5周（3月21日4月3日），齒輪傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)，材料選擇與校核。第6周（4月4日4月10日），開始撰寫齒輪部分說明書。第7周（4月11日4月17日），軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。第8周（4月18日4月24日），繪制一份草圖，中期檢查。第9周（4月25日5月1日），軸段強(qiáng)度剛度校核。第10-11周（5月2日5月15日），進(jìn)行CADI®,進(jìn)行有限元分析。第12周（5月16日5月22日），修改及完善設(shè)計(jì)說明書，繪圖。第13周（5月22日5月29日），完善圖紙。第14周（5月30日6月5日），畢業(yè)設(shè)計(jì)預(yù)答辯。第15-

12、16周（6月6日6月19日），畢業(yè)設(shè)計(jì)修改。第17周（6月20日6月26日），畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。五、參考文獻(xiàn)1 .崔勝民.汽車主減速器的優(yōu)化設(shè)計(jì)C.會(huì)議論文，2007.2 .胡磊.汽車主減速器螺旋錐齒輪參數(shù)化建模與有限元分析D.武漢理工大學(xué)學(xué)位論文，2008.3 .楊波，羅金橋.基于ANSYS（車驅(qū)動(dòng)橋殼的有限元分析D.武漢理工大學(xué)學(xué)位論文，2005.4 .劉惟信.汽車設(shè)計(jì)M.北京：清華大學(xué)出版社,20035 .鄒慧君等主編.機(jī)械原理M.上海：高等教育出版社，1998.6 .龔微寒等主編.汽車現(xiàn)代設(shè)計(jì)制造M.北京：人民交通出版社,1995.7 .王望予等主編.汽車設(shè)計(jì)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2004.8 .郭竹亭主編.汽車車身設(shè)計(jì)M.長春：吉林科學(xué)技術(shù)出版社,1994.9 .陳家瑞等主編.汽車構(gòu)造M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2004.10 .儷明等.汽車結(jié)構(gòu)抗疲勞設(shè)計(jì)M.合肥：中國科技大學(xué)出版社,1995.11 .余志生主編.汽車?yán)碚揗.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2000.12 .DanaCorp.Newtandemandsingledriveaxlesbuiltforbetterfuelefficienc