離合器畢業(yè)設(shè)計開題報告

─PAGE1─四川工業(yè)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計開題報告姓 名：童鑫指導(dǎo)教師：專業(yè):車輛工程所屬院（所）：交通學(xué)院2017年10月30日姓名童鑫專業(yè)車輛工程指導(dǎo)教師設(shè)計方向周置離合器畢業(yè)設(shè)計題目400N.m周置彈簧離合器論文類型理論研究應(yīng)用研究用于生產(chǎn)其它·一．選題依據(jù)和意義：1、本次選擇課題為離合器設(shè)計，設(shè)計離合器意義重大，因為離合器作為底盤傳動系統(tǒng)中的重要部件，在以內(nèi)燃機為動力的機械傳動汽車中，無論是AMT還是MT,離合器都作為一個獨立的部件存在。它起著從發(fā)動機到傳動系中齒輪之間橋梁的作用，故它的重要性不可忽視，一個良好的離合器能夠提高汽車的壽命。2、離合器作為汽車的重要部件，它的功能不能忽視，離合器基本功用。eq\o\ac(○,1)在汽車起步時，通過離合器主，從動件之間的滑磨，使轉(zhuǎn)速逐漸接近，以確保汽車起步平衡。eq\o\ac(○,2)當(dāng)變速器換擋時，通過離合器主從動部分的迅速分離切斷動力的傳遞，以減輕齒輪與齒輪之間的沖擊，保證換擋時工作平穩(wěn)。eq\o\ac(○,3)當(dāng)傳給離合器的轉(zhuǎn)矩超過其所能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩時，其主，從動件之間產(chǎn)生滑磨，防止傳動系統(tǒng)過載，目前汽車上使用比較廣泛的是彈簧壓緊的摩擦離合器，因此設(shè)計如此重要的汽車傳動系統(tǒng)意義重大。3、隨著汽車發(fā)動機轉(zhuǎn)速和功率的不斷提高、汽車電子技術(shù)高速發(fā)展，人們對離合器的要求越來越高。離合器是將發(fā)動機的動力傳遞給驅(qū)動輪的關(guān)鍵構(gòu)建，它的功能的優(yōu)劣直接影響到汽車的各大性能，比如舒適性、動力性、安全性、經(jīng)濟性。

目前，與手動變速器相配合的絕大多數(shù)離合器為干式摩擦式離合器，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。

采用若干個螺旋彈簧作為壓緊彈簧，并將這些彈簧沿壓盤圓周分布的離合器稱為周布彈簧離合器（如圖所示）。采用膜片彈簧作為壓緊彈簧的離合器稱為膜片彈簧離合器。(4)自動離合器隨著電子技術(shù)在汽車上應(yīng)用，一種自動離合器系統(tǒng)也進入了汽車領(lǐng)域。這種由控制單元（ECU）控制的離合器已經(jīng)應(yīng)用在一些轎車上，使手動變速器換檔的一個重要步驟—離合器的斷開與接合能夠自動地適時完成，簡化了駕駛員的操縱動作。離合器分有拉線和液壓式兩種，自動離合器也分為兩種：機械電機式自動離合器和液壓式自動離合器。機械電機式自動離合器的ECU匯集油門踏板、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器、車速傳感器等信號，經(jīng)處理后發(fā)送指令驅(qū)動伺服馬達，通過拉桿等機械形式驅(qū)使離合器動作；液壓式自動離合器則是由ECU發(fā)送信號驅(qū)動電動液壓系統(tǒng)，通過液壓操縱離合器動作。下文主要介紹液壓式自動離合器。

液壓式自動離合器在目前通用的膜片離合器的基礎(chǔ)上增加了電子控制單元（ECU）和液壓執(zhí)行系統(tǒng)，將踏板操縱離合器油缸活塞改為由開關(guān)裝置控制電動油泵去操縱離合器油缸活塞。變速器控制單元（ECU）與發(fā)動機控制單元（ECU）是集成在一起的，根據(jù)油門踏板、變速器檔位、變速器輸入/輸出軸轉(zhuǎn)速、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度等傳感器反饋信息，計算出離合器最佳的接合時間與速度。

自動離合器的執(zhí)行機構(gòu)由電動油泵、電磁閥和離合器油缸組成，當(dāng)ECU發(fā)出指令驅(qū)動電動油泵，電動油泵產(chǎn)生的高壓油液通過電磁閥輸送到離合器油缸。通過ECU控制電磁閥的電流量來控制油液流量和油液的通道變換，實現(xiàn)離合器油缸活塞的移動，從而完成汽車起動、換檔時的離合器動作。

液壓式自動離合器工作原理圖ECU1指發(fā)動機ECU，ECU2指自動離合器ECU具有自動離合器裝置的汽車與自動變速器（AT）和無級變速器（CVT）汽車相比，它在運行經(jīng)濟性方面有優(yōu)勢，因為它的變速器還是手動變速器，因此耗油比較低，制造成本也低于AT和CVT。當(dāng)然，汽車操縱的便利性也會遜色于AT和CVT，畢竟它是裝配手動變速器，仍然要手動換檔。三．進度安排：1．第4周到第6周主要任務(wù)是收集資料eq\o\ac(○,1)包括外文資料，通過學(xué)習(xí)和翻譯外文資料要達到對外文資料的理解并能夠達到把握國內(nèi)外的動態(tài)eq\o\ac(○,2)寫開題報告要通過收集各種資料對設(shè)計方案的選擇進行比較真正達到選型恰當(dāng)經(jīng)濟實惠的效果eq\o\ac(○,3)學(xué)習(xí)如何書寫專利，通過學(xué)習(xí)如何寫申請專利，了解如何保護知識產(chǎn)權(quán)的方法。2．第7周到第8周主要任務(wù)是對選型好的離合器進行各種零件的設(shè)計計算和校核，通過這個過程要鞏固以往的學(xué)習(xí)的專業(yè)知識包括理論力學(xué)，材料力學(xué)，機械設(shè)計及以內(nèi)燃機學(xué)和汽車構(gòu)造等相關(guān)的專業(yè)知識。3．第9周到第10周主要任務(wù)是AutoCAD繪制離合器的裝配圖，在這個過程中要熟悉如何用電腦繪制工程圖并學(xué)習(xí)以往學(xué)過的畫法幾何和互換技術(shù)的知識，達到繪制一個較好的離合器裝配圖。4．第11周到第12周主要任務(wù)讓導(dǎo)師檢查第6周到第9周的錯誤，然后認(rèn)真改正從而達到選型和繪圖完整正確的目的。5．第12周到第13周主要任務(wù)是手工繪制離合器的重要零件圖以提高手工繪圖的熟練性，從而熟悉一個零件圖上應(yīng)該有的東西，包括公差配合等要求。6．第14周到第15周寫說明書并校核以往做的任務(wù)，達到任務(wù)正確，做圖完整，計算明確的目的。并讓導(dǎo)師檢查以往的任務(wù)包括外文翻譯開題報告、專利申請、裝配圖、零件圖、說明書。 四．文獻綜述：通過翻譯英文文獻，懂得了離合器的最新發(fā)展動態(tài)，例如離合器如何加快散熱，以確保延長離和器的使用壽命，從而達到正確的選擇比較合適的離合器，而這份英文文獻正是說明濕式離合器如何加快散熱，以及通過理論上數(shù)學(xué)模型的建立達到了選擇最佳的離合器。通過查閱大量的離合器設(shè)計資料懂得了如何正確選擇離合器，通過對陳家瑞和劉惟信出版的《汽車構(gòu)造》和《離合器的設(shè)計》，明白了如何選擇合適的離合器，常見的摩擦離合器有周置彈簧離合器，中央彈簧離合器以及膜片彈簧離合器，而周置彈簧離合器和中央彈簧離合器由于缺點比較多，所以周置彈簧離合器和中央彈簧離合器已經(jīng)逐步被淘汰了，而膜片彈簧離合器正是由于有很多的優(yōu)點越來越被市場看好，比如膜片彈簧離合器有以下諸多優(yōu)點eq\o\ac(○,1)膜片彈簧的軸的尺寸較小而徑向尺寸很大，這有利于在提高離合器傳遞扭矩能力的情況下，減小離合器的軸向尺寸eq\o\ac(○,2)膜片彈簧的分離指起分離杠桿的作用。故不需專門的分離杠桿，使離合器結(jié)構(gòu)大大簡化，零件數(shù)目少，是輕。eq\o\ac(○,3)由于膜片彈簧軸向尺寸小，所以可以適當(dāng)增加壓盤的厚度，提高勢容量；而且還可以在壓盤上增設(shè)散勢筋以及在離合器蓋上開設(shè)較大的通風(fēng)孔來改蓋散熱條件。eq\o\ac(○,4)膜片彈簧離合器的主要部件形式簡單，可以采用沖壓加工，大批量生產(chǎn)時可以降低生產(chǎn)成本，而對單片和雙片離合器的比較我們更選擇雙片膜片彈簧離合器，因為eq\o\ac(○,1)由于雙片允許磨損的體積是單片的2倍數(shù)其使用壽命要長eq\o\ac(○,2)由于有兩個摩擦片平行工作，離合器接合能力從動息逐步壓緊，所以汽車起步平穩(wěn)，變速器快速轉(zhuǎn)換擋時，快速換擋時轉(zhuǎn)矩值。也較小，可以延長變速器的壽命?？梢哉f經(jīng)過這三周對文獻的大量查閱，最終選擇了比較適合自己課題的離合器類型，這三周的過程對自己的幫助很大，使自己獲益淺。并且了解關(guān)于電控離合器的內(nèi)容,﹙1﹚電控離合器起動時電子系統(tǒng)從已經(jīng)存儲的發(fā)動機萬有特性中得到最佳起動轉(zhuǎn)速，把這個最佳傳動轉(zhuǎn)速輸送到離合器控制回路，驅(qū)動離合器液壓(氣壓或機電)執(zhí)行機構(gòu)，將離合器柔和地聯(lián)結(jié)，如此實現(xiàn)穩(wěn)定柔和地起動。不論在平路起動還是在坡路起動，駕駛都象正常駕駛一樣，僅僅是操縱油門踏板就足夠了，既不必擔(dān)心發(fā)動機熄火又不必擔(dān)心引起發(fā)動機的突然提速。﹙2﹚電控離合器換檔時一個安裝在變速器上的傳感器感應(yīng)到駕駛者想換檔，于是通知電子控制系統(tǒng)給離合器一個分開的指令。當(dāng)傳感器發(fā)出已經(jīng)掛入新檔的信號時，離合器即在規(guī)定的打滑限度之內(nèi)去自動結(jié)合。換檔時駕駛員不再需要點一下油門，進一步提高駕駛的舒適性，這是由于在換檔時，節(jié)氣門自動進入受電子控制離合器控制狀態(tài)，而在換檔結(jié)束后又自動脫離電子控制離合器的控制緣故。﹙3﹚電控離合器正常行駛時電子控制離合器為駕駛員提供的最重要的功能是控制打滑。電子控制離合器能計算出發(fā)動機轉(zhuǎn)速和變速器傳動軸轉(zhuǎn)速之間的差值，把液力(氣壓或機電)驅(qū)動離合器的打滑控制在最小的程度，保證離合器總能傳遞發(fā)動機全部輸出扭矩。這個在控制之內(nèi)的離合器打滑，緩沖了發(fā)動機運轉(zhuǎn)的不均勻性。該系統(tǒng)所設(shè)定的打滑轉(zhuǎn)速差為10r／min到100r／rain之間。其具體數(shù)值的決定應(yīng)在提高駕駛舒適性和降低能量消耗之間進行優(yōu)化，優(yōu)化的值與汽車的類型、行駛性能以及所采用的發(fā)動機的萬有發(fā)動機。﹙4﹚電控離合器改變負荷時因為發(fā)動機運轉(zhuǎn)的不均勻性還與負荷有關(guān)，所以電子控制離合器還為此采集節(jié)氣門開度信號。通過在變負荷時節(jié)氣門開度的控制，使汽車的竄動現(xiàn)象被很好地抑制。如果采用傳統(tǒng)離合器，當(dāng)駕駛員變負荷猛踩油門時，汽車通常會出現(xiàn)向前和向后竄動.每一位汽車駕駛員都知道，在光滑路面上掛倒檔時應(yīng)剎住驅(qū)動輪，此時不需防抱死系統(tǒng)和防發(fā)動機一變速箱打滑系統(tǒng)的幫助。此時電圖3改變負荷時電子控制離合器子控制離合器能對驅(qū)動減振效果圖已經(jīng)被剎住的電信號進行處理：自動地分開離合器，并且同時松開對車輪的制動。如果制動過程即將結(jié)束時，發(fā)動機又已經(jīng)連接上的話，那么離合器在此時自動分開是很有意義的。除此以外，電子控制離合器還能避免從制動到汽車停住過程中的發(fā)動機熄滅現(xiàn)象。電子控制離合器和離合器踏板聯(lián)結(jié)是有意義的，雖然這樣做失去了不用踩離合器踏板就能換檔的舒適性，卻能解決換檔嘎嘎聲、沖擊和嗡嗡聲的問題。電子控制器通過帶快速比例控制閥的液壓(氣壓、機電)執(zhí)行機構(gòu)，控制離合器的驅(qū)動油缸(氣缸、桿)。打滑所消耗的能量轉(zhuǎn)化成熱能傳到大氣中。對暢銷的干式摩擦片的測試表明：干式摩擦片能承受打滑產(chǎn)生的熱負荷。這種電子控制離合器從隔振出發(fā)，通過富有重要意義的對ABS和ASR的補充，直至不需踩離合器踏板的換檔，明顯提高了駕駛的舒適性。電子控制離合器的優(yōu)點綜合來說，電子控制離合器有如下優(yōu)點：不用踩離合器踏板的起步；在坡路上起步?jīng)]有問題；沒有憋車現(xiàn)象；換檔時不用踩離合器；換檔時不用收油門；沒有怠速噪聲；沒有前后沖擊噪聲；明顯降低車身的嗡嗡聲；扭矩過載限制；再也沒有所謂的竄動現(xiàn)象；對ABS和ASR的有益補充；通過滑行作用節(jié)油。了解了關(guān)于超越離合器的知識,超越離合器是隨著機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展而出現(xiàn)的新興基礎(chǔ)件，它是用于原動機和工作機之間或機器內(nèi)部主動軸與從動軸之間動力傳遞與分離功能的重要部件。利用主、從動部分的速度變化或旋轉(zhuǎn)方向的變換，具有自行離合功能的裝置。滾柱式超越離合器的應(yīng)用歷史較早，據(jù)文獻報道于1878年就以“換向電動機”為題載入DRP2804．47h5專利中，用在換向機構(gòu)上，有一百多年發(fā)展史，結(jié)構(gòu)形式繁多。我國在五、六十年代曾普遍的使用滾柱式超越離合器，進入七十年代以來，在引進的機床、印刷機械、包括機械等因滾柱式超越離合器的工作可靠性差、承載能力低、星輪加工困難、工藝性差、特別新開發(fā)研制的機械設(shè)備上，都很少使用，而采用更為優(yōu)越的楔塊式超越離合器。楔塊式超越離合器是繼滾柱式超越離合器之后開發(fā)的一種新型離合器，由德國人于1916年發(fā)明，但對整個結(jié)構(gòu)沒有作說明。六年后又一發(fā)明者，對楔塊工作面的形狀作了介紹，為楔塊式超越離合器的進一步發(fā)展打下基礎(chǔ)。并以承載能力大、自鎖可靠、解脫輕便、結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便，在機械傳動中得到廣泛的應(yīng)用。首先美國在飛機和汽車上推廣應(yīng)用，例如美國在波音707飛機和F4一L轟炸機及M102—105輕榴彈炮上采用。美國蘭斯頓包裝機械、德國的海德堡及日本小森、三菱等印刷機械德國、DANA制造工廠遍布世界8個國家，員工總?cè)藬?shù)約45000人，德國的STIEBER為DANA多種系列產(chǎn)品，特別是設(shè)計制造特殊孔徑、較大力矩、特種功能的超越離合器供應(yīng)世界各國。另外瑞典SKF、日本精工、椿木等都是具有一定規(guī)模的專業(yè)工廠研發(fā)和生產(chǎn)各種類型的超越離合器。我國對楔塊式超越離合器的研發(fā)較晚，二十世紀(jì)七十年代由于新開發(fā)產(chǎn)品的要求和引進產(chǎn)品的國產(chǎn)化，促使對楔塊超越離合器的研制。歷經(jīng)三十多個春秋，我國自行研制和生產(chǎn)的楔塊式超越離合器基本能滿足一般工況的生產(chǎn)和科研要求。但是生產(chǎn)的楔塊式超越離合器大都是接觸式的，在高速運轉(zhuǎn)時，由于楔塊與內(nèi)環(huán)間的摩擦和磨損及其發(fā)熱，使之離合器早期失效。而非接觸式楔塊超越離合器優(yōu)越性之一就是在高速運轉(zhuǎn)時實現(xiàn)無摩擦運轉(zhuǎn)，減小磨損和發(fā)熱，提高了產(chǎn)品壽命。非接觸式楔塊超越離合器研制與開發(fā)將使超越離合器發(fā)展提高到一個嶄新的向式超越離合器.新型的非接觸式楔塊超越離合器在安裝使用時將內(nèi)環(huán)安裝在主機高速軸上,靠鍵和軸伸連接。外環(huán)靠裝在內(nèi)環(huán)上的兩個軸承托持著,并由螺釘與兩個端蓋緊固在一起。內(nèi)環(huán)工作面與外環(huán)之間的滾道裝有由若干個楔塊，軛板和擋銷組成的楔塊裝配，復(fù)位彈簧分別套在楔塊兩端圓柱上，扭簧的一端插入楔塊面小孔中，另一端靠在擋銷上，固定擋環(huán)將內(nèi)環(huán)和楔塊裝配可連在一起，外環(huán)通過螺釘與半體(法蘭)連接。當(dāng)主機啟動(按較高速度轉(zhuǎn)動)時，高速驅(qū)動裝置軸伸將帶動內(nèi)環(huán)和楔塊裝配在一起旋轉(zhuǎn)，這時必然會產(chǎn)生離心力，這個離心力將會對楔塊的支承點有個轉(zhuǎn)矩，其方向與扭簧施加給楔塊的轉(zhuǎn)矩相反，并有使楔塊與外環(huán)脫離接觸的趨勢，但是,當(dāng)楔塊離心力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩不足以克服扭簧施加給楔塊的轉(zhuǎn)矩，楔塊是與內(nèi)環(huán)工作面互相接觸的，它與外環(huán)產(chǎn)生相對滑動摩擦。隨著軸伸轉(zhuǎn)速的提高，楔塊離心力而迅速的增加，當(dāng)內(nèi)環(huán)轉(zhuǎn)速達到或超過離合器的非接觸轉(zhuǎn)速時，楔塊離心力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩增加到大于扭簧施加給楔塊的轉(zhuǎn)矩.并對日本和德國等汽車制造強國關(guān)于離合器圖冊方面的分析，我們學(xué)到了關(guān)于離合器結(jié)構(gòu)的選擇以及如何優(yōu)化設(shè)計離合器，更懂得了離合器的重要性，以及設(shè)計離合器在工程上的應(yīng)用可以說經(jīng)過這三周對文獻的大量查閱，最終選擇了比較適合自己課題的離合器類型，這三周的過程對自己的幫助很大，使自己獲益非淺。五．參考文獻：1陳家瑞主編，汽車構(gòu)造，上下冊。北京，機械工業(yè)出版社，20022吉林大學(xué)汽車工程編著，陳家瑞主編，汽車構(gòu)造，上下冊。（第4版）北京，人民交通出版社3徐石安，肖德炳，劉惟信，離合器（汽車設(shè)計）北京，人民交通出版社19814林世裕主編，膜片彈簧與蝶形彈簧理合器設(shè)計與制造，南京，東南大學(xué)出版社，1995 5王望予主編，汽車設(shè)計，北京，機械工業(yè)出版社，2004 6劉惟信，離合器設(shè)計，北京，清華大學(xué)出版社，20037孫恒，陳作摸主編機械原理，北京高等教育出版社，20018．機械設(shè)計手冊。9．汽車工程手冊，人民交通出版社，200110．YuboYangandRobertC.LamTvibologyletters5(1998)57-6711.Ya,Krasil’nsnowchemlcalandpetroleumEnglneevingVol,38,No