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畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
設(shè)計（論文）題目: 離合器壓盤總成高速破壞
試驗臺設(shè)計
院 系 名 稱: 汽車與交通工程學(xué)院
專 業(yè) 班 級: 車輛工程B07-5班
學(xué) 生 姓 名: 薛 強(qiáng)
導(dǎo) 師 姓 名: 紀(jì)峻嶺
開 題 時 間: 2011年3月11日
指導(dǎo)委員會審查意見：
簽字： 年 月 日
畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
學(xué)生姓名
薛 強(qiáng)
系部
汽車與交通工程學(xué)院
專業(yè)、班級
車輛工程07-5班
指導(dǎo)教師姓名
紀(jì)峻嶺
職稱
副教授
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是■否
題目名稱
離合器壓盤總成高速破壞試驗臺設(shè)計
一、 課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義
前言
超速試驗是利用高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的強(qiáng)大離心力在超出旋轉(zhuǎn)構(gòu)件實際轉(zhuǎn)速1至幾倍的工況下，對構(gòu)件預(yù)加載荷，來驗證旋轉(zhuǎn)構(gòu)件工作安全可靠性的一種試驗方法。這種以實際構(gòu)件經(jīng)受應(yīng)力考核來確定構(gòu)件可靠性的試驗方法稱為超速試驗技術(shù)．是超應(yīng)力技術(shù)的一個分支。超速試驗必須在確保安全的專門試驗設(shè)備—— 超速試驗機(jī)中進(jìn)行。
高速旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的理論計算十分必要。它是設(shè)計的基本前提。隨著材料科學(xué)、斷裂理論的發(fā)展以及計算機(jī)技術(shù)的綜合應(yīng)用，理論計算更趨近實際情況。但是復(fù)雜零件的局部結(jié)構(gòu)可能存在應(yīng)力集中，材料內(nèi)部存在內(nèi)應(yīng)力或材料本身組織不均以及材料中可能存在三向應(yīng)力，使理論計算與實際工況仍存在一定差異，甚至較大差異。在這種情況下．超速試驗技術(shù)幾乎成為確保高速大應(yīng)力旋轉(zhuǎn)構(gòu)件工作可靠性的唯一手段。在發(fā)達(dá)國家，超速試驗機(jī)在生產(chǎn)高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械的企業(yè)中已成為不可缺少的關(guān)鍵設(shè)備。
1982年我國一機(jī)部部標(biāo)JB2668—8O《汽車離合器臺架試驗方法》 的試驗項目中把“高速破壞試驗”列為汽車離合器6項臺架試驗之一，明確指出試驗?zāi)康氖恰按_定離合器壓盤和從動盤在一定超速工況下的可靠性” 這一標(biāo)準(zhǔn)的實旋，將為我國汽車離合器的使用可靠性提高到一個新水平，也為超速試驗技術(shù)在我國的推廣應(yīng)用開辟了廣闊的前景。
1、研究現(xiàn)狀
隨著現(xiàn)代汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的不斷提高，對離合器也提出了新的要求，除了要求它在高速下仍能保證傳遞發(fā)動機(jī)的最大扭矩外，還要求其必須具有足夠的旋轉(zhuǎn)機(jī)械強(qiáng)度，以保證安全可靠的工作。離合器在工作過程中與變速器飛輪相連，其結(jié)構(gòu)構(gòu)成比較復(fù)雜，零件極易在高速旋轉(zhuǎn)過程中在離心力的作用下，產(chǎn)生破壞，因此開發(fā)其具有破壞性的性能試驗臺，檢驗其承受高速運(yùn)轉(zhuǎn)的能力，避免其在使用過程中出現(xiàn)事故是十分必要的。
國外超速技術(shù)的產(chǎn)生、發(fā)展和應(yīng)用：
高速旋轉(zhuǎn)機(jī)件由于失效而爆破的例子屢見不鮮。如導(dǎo)至飛機(jī)墜毀，壓縮機(jī)葉輪飛裂，離合器、飛輪爆炸，離心機(jī)轉(zhuǎn)子爆炸等，嚴(yán)重事故不僅造成重大經(jīng)濟(jì)損失，并對設(shè)備和生命安全造成很大威脅。嚴(yán)酷的事實迫使人們開始研究事故發(fā)生的原因并極力找出其解決辦法 。
美國是最早研究并推廣超速技術(shù)的國家。1943年，美國G ·E公司首次利用超速試驗研究汽輪機(jī)輪盤的強(qiáng)度。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展與完善，目前已有美、英、日、法、意、瑞典、原蘇聯(lián)和原捷克等國家建立了各種超速裝置。其中美國的TDI，Barbour Stock Will，日本的三菱、丸和電機(jī)，西德的Schench等公司已系列地生產(chǎn)各種超速試驗設(shè)備。最大的可容納試件重4 t，直徑2.5 m，最大試驗轉(zhuǎn)速達(dá)25萬r／rain。1948年美國西屋公司建立了高溫超速試驗臺以進(jìn)行噴氣發(fā)動機(jī)葉輪的熱超速試驗。1 947年，麻省理工學(xué)院在超速試驗基礎(chǔ)上對輪盤強(qiáng)度進(jìn)行了研究。超速試驗研究工作得到許多生產(chǎn)廠家的支持。1 974年起9年間，美國的Warren Brother Roads公司共售出大小超速試驗臺60臺套。其中汽車工業(yè)如Parkard，Studebaker各6臺，F(xiàn)ord汽車公司4臺，意大利Fiat汽車公司1臺。在英國的航空公司中，僅R·R公司就擁有各種超速試驗機(jī)12臺。目前國外的航空和汽車工業(yè)中，各企業(yè)都擁有數(shù)臺超速試驗機(jī)。
日本對超速試驗技術(shù)的研究比美國晚10年。三菱重工橫濱造船所于60年代中期制造了高溫高速試驗臺，以后又生產(chǎn)了其他形式的超速裝置數(shù)十臺
原蘇聯(lián)于1 970年在試驗盤直徑為500 mm 的BPa一500基礎(chǔ)上，又建成盤徑1500 mm，重達(dá)6 t的超速試驗裝置BP丑一1500，用于1.2 GW 汽輪機(jī)輪盤的超速試驗。
原捷克Skoda廠為發(fā)展200 Mw 汽輪機(jī)，于1969年建立了一個研究輪盤爆裂強(qiáng)度和確定材料斷裂韌性的超速試驗坑。
目前，各國的離合器高速破壞性試驗臺的最高轉(zhuǎn)速多在20000r/min左右。英國AP公司于60年代研制的一種離合器高速破壞性試驗臺設(shè)計原理如下：零件破壞時刻的判定，是借助于裝在破壞艙頂部角落里的傳聲器實現(xiàn)的。當(dāng)零件破壞時，傳聲器將此時的聲響傳至控制間的揚(yáng)聲器，操作者聽見聲音后，立即記錄下當(dāng)時的轉(zhuǎn)速表讀數(shù)，即為破壞轉(zhuǎn)速。當(dāng)然，對于零件破壞時的轉(zhuǎn)速，現(xiàn)在已經(jīng)能比較容易地實現(xiàn)自動記錄了。
在試驗時，如果被試離合器壓盤及蓋總成中某個零件斷裂、飛出，就會造成旋轉(zhuǎn)件的不平衡。在如此高的轉(zhuǎn)速下，即使是微小的不平衡，也會長生很大的離心力，它作用于試驗臺本身和驅(qū)動裝置的軸和軸承上，將有損于試驗臺。為了避免這種情況，在被試壓盤及蓋總成與驅(qū)動裝置之間，增加一個相當(dāng)于保險銷的連接法蘭。該法蘭的軸頸斷面系數(shù)設(shè)計的很小。一旦平衡遭到破壞，新的不平衡量所產(chǎn)生的彎矩，就會將連接法蘭的軸頸折斷，因而使整個被試總成與驅(qū)動裝置脫開，從而使試驗臺得到保護(hù)。
當(dāng)然，該項試驗所用的試驗設(shè)備還有許多不同的結(jié)構(gòu)形式，如有的應(yīng)用直流電動機(jī)作為動力，經(jīng)齒輪升速箱升速后，驅(qū)動被試件，這樣可使試驗的操縱控制較為簡單，占地面積也可縮小。
國內(nèi)超速試驗機(jī)的應(yīng)用：
國內(nèi)自60年代開始引進(jìn)原蘇聯(lián)資料，但直到70年代才陸續(xù)在一些學(xué)校、研究單位建成這種設(shè)備。70年代中期又引進(jìn)一些超速試驗臺，但這些試驗臺體積龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格昂貴，難以推廣使用。80年代中期，我國開始獨(dú)立設(shè)計汽車離合器的超速試驗臺。它們的體積較小，重量較輕，安裝方便，價格低廉，安全可靠。試驗參數(shù)如轉(zhuǎn)速、加速度、恒速時間等均由微機(jī)控制，預(yù)先設(shè)定。試驗后數(shù)據(jù)圖表及報告可一次打印完成，自動化程度高。QHCSJ-I型超速試驗機(jī)就是在這個基礎(chǔ)上進(jìn)一步完善起來的。
我國超速試驗技術(shù)的應(yīng)用仍十分落后，目前國內(nèi)生產(chǎn)的絕大部分旋轉(zhuǎn)機(jī)械產(chǎn)品沒有應(yīng)用超速試驗技術(shù)。而引進(jìn)國外技術(shù)生產(chǎn)的壓縮機(jī)，透平轉(zhuǎn)子、離心機(jī)、離合器、燃汽輪機(jī)、飛輪和砂輪等產(chǎn)品都規(guī)定要進(jìn)行超速試驗?？梢哉f，沒有進(jìn)行超速試驗的高速旋轉(zhuǎn)構(gòu)件均潛伏著危險性。而一旦嚴(yán)格地實行超速試驗技術(shù)，已經(jīng)發(fā)生的許多事故實際上都有可能避
2、選題目的和意義：
該項試驗的目的是，在離合器壓盤及蓋總成高速破壞旋轉(zhuǎn)時，測定總成內(nèi)的零部件在離心力的作用，因機(jī)械強(qiáng)度不足而發(fā)生斷裂損壞時的破壞轉(zhuǎn)速。本設(shè)計根據(jù)給定的技術(shù)參數(shù)設(shè)計主要完成一套減速機(jī)構(gòu)及相關(guān)傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計，繪制機(jī)構(gòu)總裝圖及零件圖，為研制開發(fā)汽車零部件試驗裝置提供理論參考。
二、設(shè)計（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題
1、基本內(nèi)容
依據(jù)給定參數(shù)設(shè)計汽車離合器壓盤高速旋轉(zhuǎn)破壞試驗裝置，重點(diǎn)完成減速機(jī)構(gòu)以及相關(guān)傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計?，F(xiàn)在通常要求該破壞轉(zhuǎn)速應(yīng)大于發(fā)動機(jī)最高轉(zhuǎn)速的1.5倍。為此，有時也進(jìn)行這樣的試驗，即讓離合器壓盤及總成在規(guī)定的高速（通常為1.5倍于發(fā)動機(jī)的最高轉(zhuǎn)速）下，穩(wěn)定地連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)一段時間，考驗其零部件是否斷裂損壞。
2、解決的主要問題
（一）電機(jī)參數(shù)：滿足汽車實際工作狀態(tài)的需求，確定離合器輸入功率、轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)
速的極限值。
（二）減速機(jī)構(gòu)：確定傳動系統(tǒng)總傳動比，確定傳動機(jī)構(gòu)，完成減速機(jī)構(gòu)設(shè)計。
（三）設(shè)計裝置應(yīng)充分考慮破壞安全性的要求。
三、技術(shù)路線（研究方法）
調(diào)研并查閱相關(guān)資料
確定總體設(shè)計方案
電機(jī)選擇
試驗臺結(jié)構(gòu)設(shè)計
傳動裝置
變速機(jī)構(gòu)
參數(shù)計算與分析核………………………、、、、
繪制總成圖和零部件圖
完成設(shè)計
撰寫說明書
四、進(jìn)度安排
1、進(jìn)行文獻(xiàn)檢索查，查看資料，撰寫開題報告。 第1-2周 （2月28日～3月13日）
2、確定設(shè)計的總體方案，對總體布置進(jìn)行初步設(shè)計。 第3-6周 （3月14日～4月10日）
3、繪制總體草圖 第 7 周 （4月11日～4月17日）
4、完善減速機(jī)構(gòu)及傳動機(jī)構(gòu)和安全裝置的設(shè)計，繪制圖紙。第8-12周 （4月18日～5月22日）
5、提交設(shè)計，教師審核。 第13-14周（5月23日～6月5日）
6、修改設(shè)計。 第 15 周 （6月6日～6月12日）
7、裝訂設(shè)計，準(zhǔn)備答辯。 第 16 周 （6月13日～6月19日）
8、畢業(yè)設(shè)計答辯。 第 1 7周 （6月20日～6月26日）
五、參考文獻(xiàn)
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六、備注
指導(dǎo)教師意見：
簽字： 年 月 日