桑塔納2000MT轎車(chē)膜片彈簧離合器設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告

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1、 科學(xué)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告 題 目： 桑塔納2000MT轎車(chē)膜片彈簧離合器設(shè)計(jì) 學(xué) 科 部： 理 工 專(zhuān) 業(yè)： 車(chē)輛工程 班 級(jí)： 081 學(xué) 號(hào)： 7012908022 學(xué)生姓名： 徐子芬 起訖日期： 2012.2.13—2012.5.4 指導(dǎo)教師：

2、 高 偉 職稱(chēng)： 講 師 學(xué)科部主任： 審核日期： 一、課題的依據(jù)及意義 中國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了57年，特別是改革開(kāi)放30年的發(fā)展，從1999年汽車(chē)市場(chǎng)進(jìn)入以大眾消費(fèi)為基礎(chǔ)的成長(zhǎng)發(fā)展期。由1999年的183.2萬(wàn)輛的市場(chǎng)規(guī)模成長(zhǎng)為2009年的1364.5萬(wàn)輛，10年來(lái)汽車(chē)的平均增長(zhǎng)率超過(guò)20%。在全球金融危機(jī)和經(jīng)濟(jì)衰退沖擊下，全球汽車(chē)市場(chǎng)嚴(yán)重萎縮，在此背景下，中國(guó)汽車(chē)市場(chǎng)2008年仍保持6.8%的增長(zhǎng)率，2009年更保持了46.15%的

3、高增長(zhǎng)率。與此同時(shí)，中國(guó)汽車(chē)在全球地位已躍入產(chǎn)量和銷(xiāo)量均為第一位。中國(guó)汽車(chē)市場(chǎng)地位已由1999年世界產(chǎn)量排名第9位躍升為2006、2007、2008年連續(xù)三年的第3位，市場(chǎng)銷(xiāo)量連續(xù)三年連續(xù)第2位，2009年成為全球汽車(chē)產(chǎn)量和銷(xiāo)量的都是第一的局面[1]。2010年中國(guó)汽車(chē)產(chǎn)量和銷(xiāo)量分別為1826.47萬(wàn)輛和1806.19萬(wàn)輛，同比分別增長(zhǎng)32.44%和32.37%，連續(xù)第二年全球第一。我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)量基數(shù)已經(jīng)達(dá)到千萬(wàn)輛規(guī)模，由于汽車(chē)離合器的需求規(guī)模和整車(chē)產(chǎn)量關(guān)系密切，因此我國(guó)汽車(chē)離合器產(chǎn)品市場(chǎng)增長(zhǎng)迅速，2010年我國(guó)離合器總銷(xiāo)量額將達(dá)84億元，是2005年的2.4倍；其中，蓋總成2800萬(wàn)件，從動(dòng)盤(pán)

4、總成5700萬(wàn)件，液力變矩器100萬(wàn)套以上[2]。。 目前全國(guó)有汽車(chē)離合器生產(chǎn)企業(yè)約100多家，其中具有一定生產(chǎn)能力和規(guī)模的汽車(chē)離合器生產(chǎn)企業(yè)只有30多家，主要有：長(zhǎng)春一東、湖北三環(huán)、杭州西湖、杭州奇碟、桂林福達(dá)、東傳蘇汽配、上海薩克斯、南京法雷奧、重慶愛(ài)思帝、珠海華奧、寧波宏協(xié)等。近幾年，受?chē)?guó)內(nèi)汽車(chē)市場(chǎng)的迅猛發(fā)展的影響，汽車(chē)離合器產(chǎn)量獲得快速增長(zhǎng)，12家企業(yè)離合器總成年產(chǎn)量突破862萬(wàn)套，這些企業(yè)基本上都是以配套市場(chǎng)為主[3]。分析原因，主要在于汽車(chē)離合器仍是目前國(guó)內(nèi)汽車(chē)最為經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的選擇，選購(gòu)經(jīng)濟(jì)性車(chē)輛的消費(fèi)者仍占主流。而如今追求享受生活的時(shí)代，消費(fèi)者對(duì)車(chē)的操控性要求不斷提高。自動(dòng)擋車(chē)

5、操作簡(jiǎn)單，開(kāi)上它的朋友，剛開(kāi)始感覺(jué)很好，但時(shí)間一長(zhǎng)，就感覺(jué)駕駛自動(dòng)擋車(chē)沒(méi)什么意思，沒(méi)有駕駛的樂(lè)趣。油價(jià)上漲后，用車(chē)成本再一次增加。于是人們不得不把目光投向耗油量較小的手動(dòng)擋車(chē)，手動(dòng)擋車(chē)作為市場(chǎng)上的主要車(chē)型在爆發(fā)力、經(jīng)濟(jì)性、駕駛樂(lè)趣方面都占有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。因此離合器在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)還是擁有廣闊的市場(chǎng)前景。 二、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀發(fā)展趨勢(shì) 當(dāng)前，我國(guó)汽車(chē)離合器技術(shù)也正處于發(fā)生深刻變化的時(shí)期。隨著多種變速箱技術(shù)的發(fā)展和齊頭并進(jìn)，我國(guó)離合器技術(shù)也逐漸由單一的、傳統(tǒng)的摩擦式離合器向多種傳動(dòng)技術(shù)并存的方向發(fā)展。我國(guó)離合器技術(shù)發(fā)展也由傳統(tǒng)摩擦彈簧離合器向多種傳動(dòng)技術(shù)方式的發(fā)展。螺旋彈簧離合器基本上

6、即將退出市場(chǎng)，目前只是在維修市場(chǎng)因價(jià)格便宜還有一些車(chē)主使用。膜片彈簧已經(jīng)成為我國(guó)目前離合器的主流技術(shù)。一些特殊需求如要求傳遞扭矩大的多片干式離合器、拉式離合器等，在我國(guó)也實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)。雙質(zhì)量飛輪、自適應(yīng)離合器由于市場(chǎng)原因，國(guó)內(nèi)企業(yè)還沒(méi)有批量生產(chǎn)，但雙質(zhì)量飛輪也有望今年在湖北三環(huán)、吉林大華等企業(yè)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。在自動(dòng)檔領(lǐng)域，液力變矩器我國(guó)已經(jīng)在上海薩克斯實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，國(guó)內(nèi)還有數(shù)家企業(yè)的液力變矩器也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)。國(guó)內(nèi)技術(shù)開(kāi)發(fā)最困難的是雙離合器。目前，國(guó)內(nèi)的杭維柯、上汽變速器等都已經(jīng)推出了雙離合器變速器樣品，但核心技術(shù)主要還是來(lái)自國(guó)外。國(guó)內(nèi)企業(yè)湖北三環(huán)曾經(jīng)與青山變速器合作開(kāi)發(fā)干式離合器，但由于青山離合

7、器技術(shù)傾向于開(kāi)發(fā)濕式離合器，所以這個(gè)項(xiàng)目雙方目前沒(méi)有繼續(xù)合作。而國(guó)外的主要汽車(chē)離合器生產(chǎn)企業(yè)如Luk、Exedy、ZF Sachs、Advics和Valeo等，都有比較豐富的產(chǎn)品線(xiàn)，具有模塊化和系統(tǒng)化供貨的能力。從系統(tǒng)化供貨來(lái)講，他們一般都習(xí)慣叫傳統(tǒng)系統(tǒng)或者驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，機(jī)械變速箱系統(tǒng)部件、自動(dòng)變速箱系統(tǒng)部件等不同系統(tǒng)的部件都有，可以給各種不同的變速箱系統(tǒng)配套；從模塊化供貨來(lái)講，從離合器壓盤(pán)、從動(dòng)盤(pán)、總泵、分泵、離合器分離部件等全系列。由于他們產(chǎn)品線(xiàn)長(zhǎng)、產(chǎn)品豐富，所以他們能夠滿(mǎn)足更多的客戶(hù)群體。同時(shí)，為了滿(mǎn)足客戶(hù)更高的要求，他們也開(kāi)發(fā)了全球領(lǐng)先的產(chǎn)品如雙質(zhì)量飛輪、自調(diào)節(jié)離合器等。 隨著汽車(chē)工業(yè)的

8、發(fā)展,電子技術(shù)廣泛應(yīng)用,汽車(chē)離合器新技術(shù)也不斷涌現(xiàn)。一是操縱式離合器。其操縱方法有機(jī)械的、電磁的、氣動(dòng)的和液力的等如嵌入離合器、摩擦離合器、空氣柔性離合器、電磁轉(zhuǎn)差離合器和磁粉離合器等，形成磁粉鏈以傳遞扭矩）。二是自動(dòng)式離合器。用簡(jiǎn)單的機(jī)械方法自動(dòng)完成接合或分開(kāi)動(dòng)作，又分為安全離合器（當(dāng)傳遞扭矩達(dá)到一定值時(shí)傳動(dòng)軸能自動(dòng)分離，從而防止過(guò)載，避免機(jī)器中重要零件損壞）、離心離合器（當(dāng)主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值時(shí)，由于離心力的作用能使傳動(dòng)軸間自行聯(lián)接或超過(guò)某一轉(zhuǎn)速后能自行分離）、定向離合器（又叫超越離合器，利用棘輪-棘爪的嚙合或滾柱、楔塊的楔緊作用單向傳遞運(yùn)動(dòng)或扭矩，當(dāng)主動(dòng)軸反轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)速低于從動(dòng)軸時(shí)，離合器

9、就自動(dòng)分開(kāi)）。 三、課題研究?jī)?nèi)容 本設(shè)計(jì)是為桑塔納2000設(shè)計(jì)的膜片彈簧離合器 1、原始數(shù)據(jù)資料： 假定桑塔納2000轎車(chē)相關(guān)數(shù)據(jù)如下： 發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩：155N.m（3800r/min） 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率：74 kW (5200r/min) 車(chē)輛最大總重：1560kg (空車(chē)1140 Kg) 輪胎型號(hào)：195/60R14 85H 變速器速比：一檔 3.455 二檔 1.944 三檔 1.286 四檔 0.969 五檔 0.800 主減速比：4.444 2、設(shè)計(jì)要求： 1）根據(jù)給定的參數(shù)，對(duì)其

10、離合器進(jìn)行詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和參數(shù)計(jì)算； 2）繪制出離合器總裝配圖及主要零件圖； 3）編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份（包括：封面、中英文摘要、目錄、選題依據(jù)、原始數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)要求、設(shè)計(jì)與計(jì)算、結(jié)論、參考文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)體會(huì)等）。 四、課題研究方案 1、 離合器結(jié)構(gòu)方案的確定： （1）從動(dòng)盤(pán)的選擇：?jiǎn)伪P(pán)式 鑒于本次設(shè)計(jì)是為桑塔納2000MT轎車(chē)配套，考慮其為小轎車(chē)，傳遞扭矩不大，故而選用單盤(pán)式結(jié)構(gòu)[4]，以使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊,減少零件數(shù)目和質(zhì)量。 （2）壓緊彈簧形式選取：拉式膜片彈簧 鑒于本次設(shè)計(jì)是為桑塔納2000MT轎車(chē)配套，采用拉式膜片彈簧有以下優(yōu)點(diǎn)[5]:取消了中間的支承零件,使結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、緊湊

11、,零件數(shù)目更少,質(zhì)量更??；以中部與壓盤(pán)相壓,在同樣壓盤(pán)尺寸的條件下可采用直徑較大的膜片彈簧,提高了壓緊力與傳遞轉(zhuǎn)矩的能力,且并不增加踏板力；在接合或分離的狀態(tài)下,離合器蓋的變形量小,剛度大,分離效率高。 （3）壓盤(pán)的驅(qū)動(dòng)方式：彈性連接式 鑒于本次設(shè)計(jì)是為桑塔納2000MT轎車(chē)配套,采用彈性連接式不會(huì)因磨損引發(fā)振動(dòng)和噪音，結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)化，對(duì)裝配精度要求也低。 （4）壓盤(pán)和中間盤(pán)： 壓盤(pán)和中間盤(pán)一般做成圓環(huán)形的盤(pán)狀壓盤(pán)的外形應(yīng)略大于或等于摩擦片的外徑，內(nèi)經(jīng)略小于或等于摩擦片的內(nèi)徑。 （5）從動(dòng)盤(pán)： 摩擦片：所用材料有石棉基摩擦材料，燒結(jié)金屬和金屬陶瓷等材料。 從

12、動(dòng)鋼片：現(xiàn)代從動(dòng)盤(pán)的從動(dòng)鋼片為獲得軸向彈性，往往特意制成錐形而使其小端面向飛輪。 （6）離合器通風(fēng)散熱：正常使用條件下的離合器壓盤(pán)工作表面溫度一般在180 ℃以下，離合器摩擦片的磨損是隨壓盤(pán)溫度的升高而增大的。 （7）扭轉(zhuǎn)減震器的設(shè)計(jì)[6]： 極限轉(zhuǎn)矩Tj： 扭轉(zhuǎn)角剛度C(N.m/rad)：按經(jīng)驗(yàn)初選：C≤13Tj 阻尼摩擦力矩Tf：Tf=(0.06~0.17)Temax 減振彈簧位置半徑R0：R0=(0.6~0.75)d/2 減振彈簧中徑Dc： Dc由總體結(jié)構(gòu)布置決定，一般取Dc=11～15mm。 彈簧鋼絲

13、直徑dc：dc= 彈簧總?cè)?shù)n：n=ic+(1.5~2) 極限轉(zhuǎn)角θ： qmax=2arcsin（DL－） 2、離合器基本參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算： （1）離合器靜摩擦力矩TC[7]：Tc= （2）為保證能有效傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，應(yīng)使Tc>Temax,即： （3）單位壓力P0：P0對(duì)離合器工作性能和使用壽命影響很大,應(yīng)根據(jù)使用條件、摩擦片尺寸、材料、汽車(chē)重量等因素來(lái)選取。 3、膜片彈簧的設(shè)計(jì)[8]： （1）比值H/h的選擇：一般汽車(chē)離合器用膜片彈簧一般H/

14、h為1.5～2.0，厚度為2～4mm。 （2）R、r的選擇：R/r一般為1.2～1.35。壓式離合器R值取大于或等于摩擦片的平均半徑Rc，拉式離合器r值取大于或等于Rc，且對(duì)于同尺寸摩擦片，拉式R值較壓式大。 （3）錐角α的選擇[9]： （4）分離指數(shù)目n的選擇通常為18，大尺寸膜片彈簧可取24，小尺寸的可取12。 （5）小端內(nèi)半徑r0即分離軸承作用半徑rf的選擇：r0應(yīng)大于變速器輸入軸半徑，而rf則應(yīng)大于r0。 （6）切槽寬度δ1、δ2和半徑re的確定： δ1=3.2～3.5mm，δ2 =9～10mm，re應(yīng)滿(mǎn)足r-re=≥δ2。 五、研究目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度

15、 1、研究目的： 汽車(chē)離合器具有傳遞扭拒、減振和防止傳動(dòng)系統(tǒng)過(guò)載的作用。必須具備以下特性： （1）具有良好的動(dòng)平衡特性； （2）接合平順、柔和，分離迅速、徹底； （3）通風(fēng)散熱性好； （4）性能穩(wěn)定可靠、使用壽命長(zhǎng)； （5）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，便于制造、維修，方便操作； （6）既能可靠傳遞最大轉(zhuǎn)矩，又能防止過(guò)載； （7）轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要小，并具有一定的吸振、降噪的能力。 2、主要特色: 膜片彈簧離合器具有較理想的非線(xiàn)性彈簧特性,彈簧壓力在摩擦片的磨損范圍內(nèi)基本保持不變,因而離合器在工作中能保持傳遞的轉(zhuǎn)矩大致不變,相對(duì)圓柱螺旋彈簧,其壓力大大下降,離合器分離時(shí),彈簧壓力有所下降,從而

16、降低的踏板力。膜片彈簧兼壓緊彈簧與分離杠桿的作用,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,緊湊,軸向尺寸小,零件數(shù)目少,質(zhì)量小。另外，膜片彈簧的軸向尺寸小，可以適當(dāng)增加壓盤(pán)的厚度，提高熱容量，或者在壓盤(pán)上增設(shè)散熱筋及在離合器上開(kāi)設(shè)較大的通風(fēng)孔來(lái)改善散熱條件。高速旋轉(zhuǎn)時(shí),彈簧壓緊力降低很小,性能穩(wěn)定。 3、工作進(jìn)度： 序號(hào) 各階段工作內(nèi)容 起訖日期 1 畢業(yè)實(shí)習(xí) 2012.2.13-2012.2.19 2 前期調(diào)研和外文資料翻譯 2012.2.20-2012.2.26 3 完成并提交開(kāi)題報(bào)告 2012.2.27-2012.3.4 4 進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型與設(shè)計(jì)計(jì)算 2012.3.5-2012.3.

17、25 5 （指導(dǎo)老師檢查，認(rèn)為妥當(dāng)后）進(jìn)行圖紙繪制 2012.3.26-2012.4.15 6 出圖并編寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 2012.4.16-2012.4.29 7 制作答辯用PPT并準(zhǔn)備答辯 2012.4.30-2012.5.12 8 進(jìn)行畢業(yè)答辯 2012.5.14-2012.5.18 六、主要參考資料 [1]榮惠康:中國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景和全. [2] [3] 2011年中國(guó)汽車(chē)離合器市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè). [4]陳家瑞.汽車(chē)構(gòu)造[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008 [5]林世裕.膜片彈簧與蝶形彈簧離合器的設(shè)計(jì)與制造[M].南京：東南大學(xué)出版社，1995 [6]劉惟信.汽車(chē)設(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2001 [7]過(guò)學(xué)迅，鄧亞?wèn)|.汽車(chē)設(shè)計(jì)[M].北京：人民交通出版社，2005 [8]機(jī)械工程手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械工程手冊(cè)（第二版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005 [9]孫恒，陳作模.機(jī)械原理[M].北京：高等教育出版社，2001