桑塔納轎車離合器設計

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1、 畢業(yè)設計（論文）開題報告 設計（論文）題目:桑塔納轎車離合器設計 院系名 稱:汽車與交通工程學院 專業(yè)班級:車輛工程07-3 學生姓名: 唐國箸 導師姓名: 付百學 開題時間:2011-2-28 指導委員會審查意見: 簽字: ，3 :書寫現(xiàn) 畢業(yè)設計（論文）開題報告 學生姓名 唐國箸 系部 汽車與交通工程學 院 專業(yè)、班級 車輛工程B07-3 指導教師姓名 付百學 職稱 教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 口是■否 題目名稱 桑塔納轎車離合器設計 一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義 1、研究現(xiàn)狀： 從1891年摩擦式汽車離合器的誕

2、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)的越來 越普及應用，傳統(tǒng)的汽車離合器將逐漸淡出歷史舞臺。 據(jù)環(huán)咨人員調(diào)查，目前全國有汽車離合器生產(chǎn)企業(yè)約 200多家，其中具有一定生產(chǎn)能力和規(guī)模的 汽車離合器生產(chǎn)企業(yè)只有 30多家，主要有：長春一東、湖北三環(huán)、杭州西湖、杭州奇碟、桂林福達、 東傳蘇汽配、上海薩克斯、南京法雷奧、重慶愛思帝、珠海華粵、寧波宏協(xié)等。 2005年，我國14家 離合器生產(chǎn)企業(yè)離合器總成產(chǎn)量約為 516.49萬套。2006年，受國內(nèi)汽車市場的迅猛發(fā)展的影響，汽 車離

3、合器產(chǎn)量也獲得快速增長， 12家企業(yè)離合器總成產(chǎn)量突破 862萬套。但是從傳統(tǒng)汽車離合器所 占市場份額來看，由于乘用車中自動檔比例的上升，汽車離合器市場份額受挫，呈現(xiàn)下跌趨勢。 目前國內(nèi)主要汽車離合器生產(chǎn)企業(yè)按目標市場的不同， 可分為OEMU場、售后市場和出口市場三 類。其中，OE師場如：長春一東、湖北三環(huán)、東傳蘇汽配等；售后市場如：杭州西湖、杭州奇碟、 重慶長安等；出口市場如：杭州西湖、珠海華粵、寧波宏協(xié)等。由于各目標市場對企業(yè)規(guī)模、供貨能 力的要求不同，因而進入各市場的難易程度也不同。目前，售后市場中企業(yè)間的差別最大，從小作坊 到大型國企，從民營私企到外方獨資、國有控股等呈多樣化，產(chǎn)

4、品質(zhì)量也參差不齊。據(jù)環(huán)咨人員統(tǒng)計： 2006年我國汽車零部件市場中，正規(guī)企業(yè)產(chǎn)品約占市場份額的 30%仿制產(chǎn)品約占40%翻新產(chǎn)品約 占30%從各類企業(yè)性質(zhì)來看，國企約占 26.2%,外企占34.8%,民企占39%在產(chǎn)品配套方面，乘用 車領域體系內(nèi)配套的情況較為明顯，而商用車的采購范圍則較廣。 我國汽車離合器行業(yè)在經(jīng)歷了改革改造、引進消化、改制重組， 在激烈的市場競爭中，汽車離 合器市場在行業(yè)規(guī)模、產(chǎn)品技術(shù)、經(jīng)營管理等方面取得了較好的發(fā)展。目前，國內(nèi)汽車離合器企業(yè)約 100余家（不含家庭作坊）。2005年汽車離合器市場總銷售額約 35億元；從業(yè)人員12880人，其中工 程技術(shù)人員107

5、5人；固定資產(chǎn)總額15. 1億元；利稅總額 2. 79億元；全年共產(chǎn)銷汽車離合器蓋總 成1 000萬件，汽車離合器從動盤總成 2000萬件，液力變矩器10萬套。到2010年，我國離合器總銷 售額將達84億元。 國內(nèi)汽車工業(yè)的快速發(fā)展吸引了零部件巨頭的加入， 國際著名汽車離合器企業(yè)：IValeo、Luk、 Sachs、Exedy、Eaton等都在中國設立了合資或獨資企業(yè)，完成了在華的戰(zhàn)略布局，使得該行業(yè)競爭 加劇。他們不僅向原來并無份額的配套市場和售后市場滲透，還不斷擴大其投資規(guī)模，改變股比，提 高控制力。加大了專利在中國申報及保護力度， 使得國內(nèi)傳統(tǒng)汽車零部件企業(yè)面臨巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)和

6、壁壘。供應商的資金實力、 技術(shù)質(zhì)量水平和管理水平影響著企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的維持及擴大； 技術(shù)進步所 帶來的替代品（如AT、CVT DCT所引發(fā)傳動產(chǎn)品概念的改變 ）對部分汽車離合器行業(yè)帶來根本性的改 變。 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、客戶關(guān)系和供應商關(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、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

7、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。在離合器委員會注冊的 95%以上企業(yè)都先后通過了 ISO9000、QS9000、 ISO/TSl 6949等質(zhì)量體系的認證。 在采用離合器的傳動系統(tǒng)中，早期離合器的結(jié)果形式是錐形摩擦離合器。 錐形摩

8、擦離合器傳遞扭 矩的能力，比相同直徑的其他結(jié)構(gòu)形式的摩擦離合器要大。 但是，其最大的缺點是從動部分的轉(zhuǎn)動慣 量太大，引起變速器換擋困難。而且這種離合器在接合時也不夠柔和，容易卡住。 次后，在油中工作的所謂濕式的多片離合器逐漸取代了錐形摩擦離合器。 但是多片濕式摩擦離合 器的片與片之間容易被油粘?。ㄓ绕涫窃诶涮煊鸵鹤儩鈺r更容易發(fā)生），導致分離不徹底，造成換擋 困難。所以它又被干式所取代。 多片干式摩擦離合器的主要優(yōu)點是由于接觸面數(shù)多， 故接合平順柔和， 保證了汽車的平穩(wěn)起步。但因片數(shù)較多，從動部分的轉(zhuǎn)動慣量較大，還是感到換擋不夠容易。另外， 中間壓盤的通風散熱不良， 易引起過熱，加快了

9、摩擦片的磨損甚至燒傷和破裂。 如果調(diào)整不當還可能 引起離合器分離不徹底。 多年的實踐經(jīng)驗使人們逐漸趨向于采用單片干式摩擦離合器。 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。而且只要在結(jié)構(gòu)上采取一定措施，也能使 其接合平順。因此，它得到了極為廣泛的應用。 如今，單片干式摩擦離合器在結(jié)構(gòu)設計方面也相當完善： 采用具有軸向彈性的從動盤， 提高了離 合器的接合平順性；離合器中裝有扭轉(zhuǎn)減振器，防止了傳動系統(tǒng)的共振，減少了噪音；以及采用了摩 擦較小的分離桿機構(gòu)等。另外，采用了膜片彈簧作為壓簧，可同時兼起到分離杠桿的作用，使離合器 結(jié)構(gòu)大為簡化，并顯著地縮

10、短了離合器的軸向尺寸。 膜片彈簧和壓盤的環(huán)行接觸，可保證壓盤上的壓 力均勻。由于膜片彈簧本身的特性，當摩擦片磨損時，彈簧的壓力幾乎沒有改變，且可減輕分離離合 器時所需要的踏板力。為了提高離合器的傳扭能力，在重型汽車上多采用多片干式離合器。次外，近 年來由于多片濕式離合器在技術(shù)上的不段改善， 在國外的某些重型牽引汽車和自卸車上又開始采用多 片濕式離合器，并有不斷增加的傾向。與干式離合器相比，由于用油泵進行強制制冷的結(jié)果，摩擦表 面的溫度較低（不超過 93 C）。因此，允許起步時長時間地打滑或用高檔起步而不致燒損摩擦片， 具有良好的起步能力。 為了實現(xiàn)離合器的自動操縱， 有自動離合器。采用自

11、動離合器時可以省去離合器踏板， 實現(xiàn)汽車 的“雙踏板”操縱。與其他自動傳動系統(tǒng)（如液力傳動）相比，它具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉及傳動效 率高的優(yōu)點。因此，在歐洲小排量汽車上曾得到廣泛的應用。但是在現(xiàn)有自動離合器的各種結(jié)構(gòu)中， 離合器的摩擦力矩的力矩調(diào)節(jié)特性還不夠理想，使用性能不盡完善。例如，汽車以高檔低速上坡時， 離合器往往容易打滑。因此必須提前換如低檔以防止摩擦片的早期磨損以至燒壞。 這些都需要進一步 改善。 隨著汽車運輸?shù)陌l(fā)展，離合器還要在原有的基礎上不斷改進和提高， 以適應新的使用條件。從國 外的發(fā)展動向來看，近年來汽車的性能在向高速發(fā)展， 發(fā)動機的功率和轉(zhuǎn)速不斷提高， 載重汽車趨向

12、 大型化，國內(nèi)也有類似的情況。此外，對離合器的使用要求也越來越高。所以，增加離合器的傳扭能 力，提高其使用壽命，簡化操作，已經(jīng)成為目前離合器的發(fā)展趨勢。 2、選題目的和意義： 在以內(nèi)燃機作為為動力的機械傳動汽車中離合器作為一個獨立的部件而存在。在中國乘用車中 自動擋車款式只占全國平均數(shù)的 26.53%。離合器便手動擋變速器的主要助手，從目前到將來離合器 這一部件將會伴隨著內(nèi)燃機一起存在，不可以在汽車上消失。研究意義：實現(xiàn)離合器產(chǎn)廠內(nèi)標準化， 減少試制周期及其過程中可能會產(chǎn)生的浪費. 提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，對于離合器廠有重 要的經(jīng)濟意義，同時也為中國的離合器生產(chǎn)的國產(chǎn)化和標準

13、化作出了一定的貢獻。 通過進行離合器的 設計，使學生綜合運用所學專業(yè)知識，熟練 CAM圖技術(shù)，力求設計合理，理論聯(lián)系實際，結(jié)構(gòu)和性 能有所改進，設計手段具有一定的先進性。當離合器工作時，發(fā)動機飛輪是離合器的主動部件，帶有 摩擦片的從動盤和從動盤轂借滑動花鍵與變速器第一軸 （離合器從動軸）相連。壓緊彈簧將從動盤緊 在飛輪端面上。發(fā)動機轉(zhuǎn)矩即靠飛輪與從動盤接觸面之間的摩擦作用而傳到從動盤上， 在由此經(jīng)過變 速器的第一軸和傳動系統(tǒng)中一系列部件傳給驅(qū)動輪。 壓緊彈簧的壓緊力越大，則離合器所能傳遞的轉(zhuǎn) 矩也越大。 由于汽車在行駛過程中需經(jīng)常保持動力傳遞，而中斷傳動只是暫時的需要，所以汽車離合

14、器的 主動部分和從動部分應經(jīng)常處于接合狀態(tài)。摩擦副之間采用彈簧作為壓緊裝置即是為了適應這一要 求。欲使離合器分離時， 只要踩下操縱機構(gòu)中的離合器踏板， 套在從動盤轂環(huán)槽中的撥叉便撥動從動 盤，克服壓緊彈簧的壓力向右移動而與飛輪分離，摩擦副之間的摩擦力消失，從而中斷了動力傳遞。 當需要重新恢復動力傳遞時，為使汽車速度和發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化比較平穩(wěn)，應該適當控制放松 離合器踏板的速度， 使從動盤在壓緊彈簧的壓力作用下向左移動， 與飛輪恢復接觸，二者接觸面間的 壓力逐漸增加，相應的摩擦力矩也逐漸增加。當飛輪和從動盤接合還不緊密，摩擦力矩比較小時，二 者可以不同步旋轉(zhuǎn)，即離合器處于打滑狀態(tài)。隨著飛輪

15、和從動盤接合緊密程度的逐步增大， 二者的轉(zhuǎn) 速也漸趨相等。直到離合器完全接合而停止打滑時，汽車速度才與發(fā)動機轉(zhuǎn)速成正比。 摩擦離合器所能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩取決于摩擦副間的最大靜摩擦力矩，而后者又取決于摩擦間的 壓緊力、摩擦因數(shù)以及摩擦面的數(shù)目和尺寸。因此，對于結(jié)構(gòu)一定的離合器來說，最大靜摩擦力矩是 一個定值。當輸入轉(zhuǎn)矩達到此值時，則離壓合器出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，因而限制了傳給傳動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩，以 防止超載。 由上述工作原理可以看出，摩擦離合器主要由主動部分、從動部分、壓緊機構(gòu)和操縱機構(gòu)四部 分組成。主、從動部分和壓緊機構(gòu)是保證離合器處于接合狀態(tài)并能傳遞動力的基本結(jié)構(gòu)， 而離合器的 操縱機構(gòu)主要是使離

16、合器分離的裝置。 在保證可靠的傳遞發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩的前提下， 離合器的具體結(jié)構(gòu)應能滿足主、 從動部分分離徹底， 接合柔和，從動部分的轉(zhuǎn)動慣量要盡可能小，散熱良好，操縱輕便，良好的動平衡等基本性能要求。 二、設計（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題 本次畢業(yè)設計的基本內(nèi)容有： 1 .摩擦式離合器的基本結(jié)構(gòu)尺寸和參數(shù)的選擇 （摩擦片外徑D、離合器后備系數(shù)3和單位壓力 p） 及計算。 2 .離合器零件的結(jié)構(gòu)選型及設計計算 1）繪制離合器裝配圖； 2）從動盤總成設計； 3）離合器蓋總成設計； 現(xiàn)在轎車上應用最廣泛的離合器是干式盤形摩擦式離合器。摩擦式離合器主要由主動部分 （發(fā)動

17、機飛輪、離合器蓋和壓盤等）、從動部分（從動盤）、壓緊機構(gòu)（壓緊弓t簧）和操縱機構(gòu)（分離叉、分離軸 承、離合器踏板及傳動部件等 ）四部分組成。通過畢業(yè)設計，對轎車離合器的結(jié)構(gòu)、從動盤總成、壓 盤和離合器蓋總成及膜片彈簧的設計有比較深入的熟悉并掌握。首先通過查閱文獻、上網(wǎng)查閱資料， 了解汽車離合器的基本工作原理，結(jié)構(gòu)組成及功能；通過自己動手拆裝桑塔納 2000轎車膜片彈簧離 合器，對其有進一步的了解，并在指導老師的幫助下完成膜片彈簧離合器設計。 設計內(nèi)容擬定目錄如下： 第一章 緒論 1.1 1.1研究動機與目的 1.1 1.2研究背景 1.1 1.3研究方法與系統(tǒng)描述 1.1 1.4

18、論文內(nèi)容概述 第二章 轎車離合器的結(jié)構(gòu)型式選擇 1.1 2.1 從動盤數(shù)及干、濕式的結(jié)構(gòu)型式 1.1.1 單片干式摩擦離合器 1.1.2 雙片干式摩擦離合器 1.1.3 多片濕式離合器 1.1 2.2 壓緊彈簧的結(jié)構(gòu)型式及布置 1.1.1 周置彈簧離合器 1.1.2 中央彈簧離合器 1.1.3 斜置彈簧離合器 1.1.4 膜片彈簧離合器 1.1 2.3 從動盤的結(jié)構(gòu)型式 1.1 2.4 離合器的結(jié)構(gòu)型式 第三章 離合器基本參數(shù)的確定 1.1 3.1 離合器后備系數(shù) 1.1 3.2 單位壓力 1.1 3.3 摩擦片外徑、內(nèi)徑和厚度 1.1 3.4 離合器基本參數(shù)的

19、確定 第四章 離合器零件的結(jié)構(gòu)選型及設計計算 1.1 4.1 從動盤總成設計 1.1 4.2 離合器蓋總成設計 4.2.1 離合器蓋設計 4.2.2 壓盤設計 1.1 4.3 膜片彈簧設計 1.1.1 膜片彈簧主要參數(shù)的選擇 1.1.2 繪制膜片彈簧的特性曲線 1.1.3 確定膜片彈簧的工作點位置 1.1.4 求離合器徹底分離時分離軸承作用的載荷 1.1.5 求分離軸承的行程 1.1.6 膜片彈簧強度校核 1.1.7 膜片彈簧材料及制造工藝 第五章 結(jié)論 為了保證離合器具有良好的工作性能，對汽車離合器設計提出如下基本要求： 1）在任何行駛條件下均能可靠地傳遞發(fā)動

20、機的最大轉(zhuǎn)矩，并有適當?shù)霓D(zhuǎn)矩儲備。 2）接合時要平順柔和，以保證汽車起步時沒有抖動和沖擊。 3）分離時要迅速、徹底。 4）離合器從動部分轉(zhuǎn)動慣量要小，以減輕換擋時變速器齒輪間的沖擊，便于換擋和減小同步器 的磨損。 5）應有足夠的吸熱能力和良好的通風散熱效果，以保證工作溫度不致過高，延長其使用壽命。 6）應使傳動系避免扭轉(zhuǎn)共振，并具有吸收振動、緩和沖擊和減小噪聲的能力。 7）操縱輕便、準確，以減輕駕駛員的疲勞。 8）作用在從動盤上的壓力和摩擦材料的摩擦因數(shù)在使用過程中變化要盡可能小，以保證有穩(wěn)定 的工作性能。 9）應有足夠的強度和良好的動平衡，以保證其工作可靠、壽命長。 10）

21、結(jié)構(gòu)應簡單、緊湊、質(zhì)量小，制造工藝性好，拆裝簡單 擬解決的主要問題： 1、區(qū)別各類型離合器，根據(jù)桑塔納轎車參數(shù)選取離合器類型 2、如何優(yōu)化現(xiàn)有離合器，使其成本更低，性能更好 3、如何提高離合器的使用壽命 三、技術(shù)路線（研究方法） 四、進度安排 (1) (2) (3) (4) (5) (6) ⑺ (8) 調(diào)研、資料收集、完成開題報告 方案設計與分析、整理 結(jié)構(gòu)設計、計算與分析 完成繪圖工作 說明書撰寫 校對、完善和打印 畢業(yè)設計審核、修改 畢業(yè)設計答辯準備及答辯 第1、2周（2月 第3、4周（3月 第5?7周（3月 28 14 28 日?3月

22、 日?3月 日?4月 13日） 27日） 10日） 第8?10周（4月11日?5月8日） 第11、12周（5月9日?5月22日） 第13、14周（5月23日?6月5日） 第15、16周（6月6日?6月19日） 第17周（6月20日?6月26日） 五、參考文獻 [1]曹志剛著；常克勤，劉之鐳指導.自動同步離合器設計技術(shù)及嚙合動力學研究 [D]. 200

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