汽車離合器設計方案

1、:工A0/郭學砥畢業(yè)設計開題報告學生姓名系部汽車與交通工程學上力丁/專業(yè)、班級院指導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EQ1090E膜片彈簧離合器開題報告一、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)動機與變速器之間，汽車從啟動到行駛的整個過程中，經(jīng)常需要使用離合器。它的作用是使發(fā)動機與變速器之間能逐漸接合，從而保證汽車平穩(wěn)起步；暫時切斷發(fā)動機與變速器之間的聯(lián)系，以便于換檔和減少換檔時的沖擊；當汽車緊急制動時能起分離作用，防止變速器等傳動系統(tǒng)過載，起到一定的保護作用。離合器類似開關，接合或斷離動力傳遞作用，因此，任何形式的汽車都有離合裝置，只是形

2、式不同而已。現(xiàn)在，電子技術也進入了離合器系統(tǒng)。一種由控制單兀（ECU）控制的離合器已經(jīng)應用在多款的轎跑車上。本設計以東風EQ1090E車離合器為研究對象。離合器原始數(shù)據(jù)車型東風汽車的質(zhì)量1300kg汽車最大加載質(zhì)量600kg發(fā)動機取大轉(zhuǎn)速3600r/min發(fā)動機最大扭矩180N.m發(fā)動機最大功率68KW主減速比3.38汽車取大時速180km/h3.設計意義設計采用單片膜片彈簧離合器。本車采用的摩擦式離合器是因為其結構簡單，可靠性強，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為濕式離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、器是因為膜片彈簧離合器具有很多優(yōu)點：首先，由于膜片彈簧具有非線性特性，因此可設計成當摩擦片磨損后，彈簧壓力幾乎可以保持不變，且可減輕分離離合器時的踏板力，使操縱輕便；其次，膜片彈簧的安裝位置對離合器軸的中心線是對的，因此其壓力實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，使離合器的結構大為簡化，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，也易于實現(xiàn)良好的散熱通風等。由于膜片彈簧離合器具有上述一系列的優(yōu)點，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，而且逐漸擴展到載貨汽車上。從動盤選擇單片式從動盤是一位其結構簡單，調(diào)整方便。壓盤驅(qū)動方式采用傳動片式是因為其沒有太明顯的缺點且簡化了結構，降低了裝配要求又有利于壓盤定中。選擇拉式離合器是因為其較拉式離合器零件數(shù)目更少，結構更簡化，軸向尺寸更小，質(zhì)量更??；并且分離杠桿較大，使其踏板操縱力較輕。二、設計的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題1.基本內(nèi)容1）收集資料，仔細研究現(xiàn)有的離合器，結合實際項目選擇出設計方案；2）根據(jù)先前做出的分析確定離合器方案，方案設計就是要確定這些組成部件的結構型式及主要設計參數(shù)，并實現(xiàn)這些設計參數(shù)之間的最佳匹配，繪制一份草圖；3）結構設

5、計與計算；4）運用有限元分析軟件ANSYSS行分析，根據(jù)分析結果對設計進行修正。2.擬解決的主要問題1）校核問題：進行校核時會發(fā)現(xiàn)之前設計的不正確處，需要重新修改先前某些設計參數(shù)。為避免大范圍的重復修改，提高設計效率，在設計的每一步都細心計算并及時驗證計算結果。比如前述膜片彈簧的載荷與變形之間的關系式，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。轉(zhuǎn)動的條件下推導出的。根據(jù)這一假定可知，截面在O點處沿圓周方向的切向應變?yōu)榱?，因而該點處的切向應力亦為零。點以外的截面上的點，一般均產(chǎn)生切向應變，故亦有切向應力。若如圖7.2所示以中性點。為坐標原點在子午截面處建立

6、x-y坐標系，則截面上任意點的切向應力為：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)時的圓錐底角，rad；圖7.2中性點。為坐標原點在子午截面處建立x-y坐標系-中性點。的半徑，mm;”晶。了分析斷面中斷向應力的分布規(guī)律，將（3-14）式寫成Y與X軸的關系式:(7.9)由上式可知，當膜片彈簧變形位置小一定時，一定的切向應力0t在X-Y坐標系里呈線性分布。中中中當四=0時Y=（2）X,因為（a-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，對于一定的零應力分布在中性點中。而與X軸承（支-一）角的直線上。從式（3.

7、16）可以看出當X=-e時無論取任何值，者B2有Y=_（口一2）e。顯然零應力直線為K點與。點的連線，在零應力直線內(nèi)側(cè)為壓應力2區(qū)，外側(cè)位拉應力區(qū)，等應力直線離應力直線越遠，其應力越高。由此可知，碟簧部分內(nèi)緣點B處切向壓應力最大，A處切向拉應力最大，分析表明，B點的切向應力最大,計算膜片彈簧的應力只需校核B處應力就可以了，將B點的坐標*=（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可以求出切向壓應力達極大值的轉(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點作為分離指根部的一點，在分離軸承推力F2作用下還受有彎曲應力:-'rB6r-rf F2n br h2(7.11)式中n分離指數(shù)目n=18br單個分離指的根部寬br2 二 r02 二 32= 11.17 mm1818因止匕：:汨二689.80N/mm2B點的由于例是與切向壓應力舶垂直的拉應力，所以根據(jù)最大剪應力強度理論,當量應力為：2；Bj-；rB-；tB=689.802047.39-1357.59N/mm2-Bj“二Bj=1700N/mm膜片彈簧的設計應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：先對其進行調(diào)質(zhì)處理，得到具有較高抗疲勞能力的回火索氏體，對膜片彈簧進行強壓處理(將彈簧壓平并保持1214h),使其高應力區(qū)產(chǎn)生塑性變形以產(chǎn)生殘余反向應力，對膜片彈簧的凹表面進行噴丸處理，提高彈簧疲勞壽命，對分離指進行局部高頻淬火或鍍鋁，以提高其耐磨性。故膜片彈簧和當量應力不超出允許應力范圍，所以符合使用強度。2)首先，應在保證發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩的前提下，滿足兩個基本性能要求：1.分離徹底；2.接合柔和。三、技術路線(研究方法)(1)能在任何行駛情況下，可靠地傳遞發(fā)動機的最大扭矩。為此，離合器的摩擦力矩()應大于發(fā)動機最大扭矩(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；(3)分離迅速、徹底。換檔時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，會使換檔困難，引起齒輪的沖擊響聲；(4)從動盤的轉(zhuǎn)動慣量小。離合器分離時，和變速器主動齒輪相連接的質(zhì)量就只有離合器的從動盤。減小從動盤的轉(zhuǎn)動慣量，換檔時的沖擊即降低；(5)具有吸收振動、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，傳動方案的設計。第4-5周（3月21日4月3日），齒輪傳動方案設計，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），軸的結構設計。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），軸段強度剛度校核。第10-11周（5月2日5月15日），進行CADI®,進行有限元分析。第12周（5月16日5月22日），修改及完善設計說明書，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)設計預答辯。第15-

12、16周（6月6日6月19日），畢業(yè)設計修改。第17周（6月20日6月26日），畢業(yè)設計答辯。五、參考文獻1 .崔勝民.汽車主減速器的優(yōu)化設計C.會議論文，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.武漢理工大學學位論文，2008.3 .楊波，羅金橋.基于ANSYS（車驅(qū)動橋殼的有限元分析D.武漢理工大學學位論文，2005.4 .劉惟信.汽車設計M.北京：清華大學出版社,20035 .鄒慧君等主編.機械原理M.上海：高等教育出版社，1998.6 .龔微寒等主編.汽車現(xiàn)代設計制造M.北京：人民交通出版社,1995.7 .王望予等主編.汽車設計M.北京：機械工業(yè)出版社,2004.8 .郭竹亭主編.汽車車身設計M.長春：吉林科學技術出版社,1994.9 .陳家瑞等主編.汽車構造M.北京：機械工業(yè)出版社,2004.10 .儷明等.汽車結構抗疲勞設計M.合肥：中國科技大學出版社,1995.11 .余志生主編.汽車理論M.北京：機械工業(yè)出版社,2000.12 .DanaCorp.Newtandemandsingledriveaxlesbuiltforbetterfuelefficienc