機械工程學院畢業(yè)設(shè)計開題報告螺旋彈簧離合器開題報告

1、機械工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告學生姓名： 汪偉學號： 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、尸,、-刖言汽車誕生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，或是用液體作為傳動介質(zhì)，或

2、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)速就比較容易變化，從而減輕

3、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使蹄緊貼鼓面。

4、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

5、時 相當一段時間內(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

6、在結(jié)構(gòu)上采取一定措施，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

7、越來越普及應(yīng)用，傳統(tǒng)的汽車離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

8、取得了可喜成果，如雙質(zhì)量飛輪、液力變矩器、 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 于接合狀態(tài) 。電磁離合器：靠線圈的通斷電

9、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?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，在布置空間有限的情況下，這種布置方式難以獲得

10、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、 一個帶槽口的鋼片和一個碟形彈簧墊圈構(gòu)成，

11、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 足夠的飛輪剛度，并借助激光焊

12、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)化了離合器各方面的性

13、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

14、的打齒現(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荷而損壞， 當車速急劇變化時，在慣性力的作用下， 負荷將大大增加，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

15、和分離軸承總成等部分組 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，其截面為截圓

16、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

17、成由分離軸承、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)量小；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

18、接觸，使壓力分布均勻，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 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solidwor

19、ks進行三維實體實體設(shè)計和裝配。（二）三維軟件 solidworksSolidWorks為達索系統(tǒng)（Dassault Systemes S.A ）下的子公司，專門負責研發(fā)與銷售機械設(shè) 計軟件的視窗產(chǎn)品。達索公司是負責系統(tǒng)性的軟件供應(yīng)，并為制造廠商提供具有 In ternet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，目前達索的CAC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

20、潮流和趨勢，SolidWorks公司于兩年間成為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、易學易用。6. 預(yù)期目的：畢業(yè)設(shè)計是教學計劃中最后一個綜合性實踐教學環(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