機械工程學院畢業(yè)設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)設計（論文）開題報告 學 生 姓 名： 汪偉 學號： 090007624 專 業(yè)： 機械80906 設計（論文）題目： 螺旋彈簧離合器設計 指 導 老 師： 高曉宏 2013年 04 月 10 日畢業(yè)設計（論文）開題報告1、結合畢業(yè)設計（論文）課題情況，根據所查閱的文獻資料，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,希望汽車運行更加快捷、舒適、安全、可靠。對于以內燃機為動力的汽車，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，或是用磁力傳動來傳遞轉矩，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)出的最大轉矩，并且還有一定的傳遞轉矩余力。 (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速就比

3、較容易變化，從而減輕齒輪間沖擊。(4)具有緩和轉動方向沖擊，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)的離合器結構中，錐形離合器最為成功。它的原型設計曾裝在1889年德國戴姆勒公司生產的鋼質車輪的小汽車上。它是將發(fā)動機飛輪的內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。它的摩擦材料曾用過駝毛帶、皮革帶等。那時也曾出現過蹄-鼓式離合器來替代錐形離合器。該結構采用內蹄-鼓式。這種結構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主、從動件根本無法分離的自鎖現象（當時所提供的材料符合體的摩擦系數變化很大，容易引起自鎖）。現今所用的盤式離合器的先驅是多片盤式離合器，它是直到1925年以后才出現的。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。早期的設計中，多片按成對布置設計，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年出現了單片干式離合器，這和發(fā)明了石棉基的摩擦面片有關。但在那時相

5、當一段時間內，由于技術設計上的缺陷，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，成為現今最為通用的螺旋彈簧布置方法。這種布置在設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。多年的實踐經驗和技術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動慣量小、散熱性好、結構簡單、調整方便、尺寸緊湊、分離徹底等優(yōu)點，而且由于在結構上采取一定措施

6、，已能做到接合平順，因此現在廣泛用于大、中、小各類車型中。如今單片干式摩擦離合器在結構設計方面相當完善。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減振器，防止了傳動系統(tǒng)的扭轉共振，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上得到不斷改進，乘用車上越來越多地采用具有雙質量飛輪的扭轉減振器，能更有效地降低傳動系的噪聲。二、國內現狀 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，再到各種智能控制技術不斷應用于汽車工業(yè)，汽車離合器技術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的越來越普及應用，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、客戶關系和供應商關系等方面，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、產品技術含量、產品質量、規(guī)模效應、生產效率、技術水平、研發(fā)能力和員工素質方面，我國企業(yè)與國際同類先進企業(yè)相比差距較大。在產品技術方面， 國內汽車離合器企業(yè)經過不斷地產品結構調整，國產膜片彈簧離合器的品種已經能全面覆蓋國內重、中、輕、轎、微及農用等車型的需求，跟蹤國外動力傳動系統(tǒng)技術，研發(fā)新一代產品也取得了可喜成果，如雙質量飛輪、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，出現了扭轉減振器特性和性能價格比較理想的雙質量飛輪結構，這種飛輪由初級飛輪、扭轉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，另一方面也以適當的轉動慣量確保汽車起動，并減少向后傳遞的振幅。通常雙質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動慣量。該轉動慣量過小會增加發(fā)動機和離合器相關零件的速度波動，縮短它們的使用壽命。為避免上述現象發(fā)生，常需附加設置特殊的阻尼，這樣會增加可開發(fā)難度和產品成本。 采用徑向布置減振彈簧的雙質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，并產生與傳統(tǒng)飛輪相近的轉動慣量。這種布置有利于在小空間上，以較小的質量獲得最大的轉動慣量，有利于減少總成結構的軸向尺寸，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成，它們設置在阻尼盤上，靠阻尼盤內孔翻邊定位并壓緊，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，較之以往的雙質量飛輪，這種結構可在有限空間內獲得相當好的減振效果。 發(fā)動機工作所需的轉動慣量通常由飛輪、離合器壓盤和離合器蓋一起提供。理想的飛輪結構應在提供相同轉動慣量，并保證足夠結構剛度的前提下，盡可能減少飛輪質量，以鋼板沖壓方式取代吃傳統(tǒng)鑄造方式生產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)和鋼鐵沖制的驅動盤三部分組成，齒環(huán)焊接在驅動盤上，壓環(huán)與驅動盤鉚接，壓環(huán)構成飛輪轉動慣量的主體，同時為離合器提供摩擦面和傳導熱量，驅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，這種結構形式的改變可較傳統(tǒng)鑄鐵飛輪減少相當質量。而目前汽車技術發(fā)展的方向表現在以下幾個方面：(1) 安全可靠 應用汽車防抱死制動系統(tǒng)(ABS)、汽車驅動防滑系統(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。 通過以上可以看出，如今的汽車離合器無論從性能、結構方面，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，結果會造成發(fā)動機的啟動負荷增加；設置離合器后，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。 離合器的設置還可以使換擋時減輕變速器的

14、打齒現象。一方面使換擋時將進入嚙合的齒輪的轉速差減小，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，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°旋轉堆成的板殼沖壓結構，通過螺栓與飛輪聯結在一起。離合器蓋是離合器中結構形狀比較復雜的承載構件，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 壓盤的結構一般是環(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動壓盤共同旋轉；在離合器分離時，可利用它的彈性恢復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時離心力作用下的徑向力。目前國產的汽車中多使用角接觸推力球軸承，采用全密封結構和高溫鏗基潤滑脂，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，結構簡單、緊湊，軸向尺寸小，零件數目少，質量??； 3. 高速旋轉時。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.研究主要內容1.汽車的結構型式和主要參數進行選擇2.對離合器的結構方案進行分析對比3.選擇離合器形式，對離合器基本尺寸、參數進行選擇4.對離合器各零部件進行選型、匹配性設計和校核計算5.擬采用的研究手段（一）離合器設計知識 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)設計要求設計者仔細研究輕型車傳動系統(tǒng)的工作原理。根據輕型乘用車的裝備質量、前后軸荷，設計螺旋彈簧離合器的基本參數和結構。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)與銷售機械設計軟件的視窗產品。達索公司是負責系統(tǒng)性的軟件供應，并為制造廠商提供具有Internet整合能力的支援服務。該集團提供涵蓋整個產品生命周期的系統(tǒng)，包括設計、工程、制造和產品數據管理等各個領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CAD產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)，由于技術創(chuàng)新符合CAD技術的發(fā)展潮流和趨勢，SolidWorks公司于兩

20、年間成為CAD/CAM產業(yè)中獲利最高的公司。由于SolidWorks出色的技術和市場表現，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、直觀式設計技術、先進的parasolid內核（由劍橋提供）以及良好的與第三方軟件的集成技術，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、易學易用和技術創(chuàng)新是SolidWorks 的三大特點，使得SolidWorks 成為領先的、主流的三維CAD解決方案。SolidWorks 能夠提供不同的設計方案、減少設計過程中的錯誤以及提高產品質量。SolidWorks 不僅提供如此強大的功能，同時對每個工程師和設計者來說，操作簡單方便、易學易用。6.預期目的： 畢業(yè)設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下，獨立從事車輛設計工作的初步嘗試，可以培養(yǎng)我們綜合運用所學的基礎理論、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、總結和深化的過程。通過考察、立題、收集素材、設計方案、工藝制作等過