桑塔纳轿车离合器设计

毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目桑塔纳轿车离合器设计院系名称汽车与交通工程学院专业班级车辆工程073学生姓名导师姓名开题时间指导委员会审查意见签字年月日毕业设计（论文）开题报告学生姓名系部汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程B073指导教师姓名职称教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称桑塔纳轿车离合器设计一、课题研究现状、选题目的和意义1、研究现状从1891年摩擦式汽车离合器的诞生，到1948年液力变矩器的出现，再到各种智能控制技术不断应用于汽车工业，汽车离合器技术始终伴随着汽车工业的发展而发展。随着新兴汽车传动技术的越来越普及应用，传统的汽车离合器将逐渐淡出历史舞台。据环咨人员调查，目前全国有汽车离合器生产企业约200多家，其中具有一定生产能力和规模的汽车离合器生产企业只有30多家，主要有长春一东、湖北三环、杭州西湖、杭州奇碟、桂林福达、东传苏汽配、上海萨克斯、南京法雷奥、重庆爱思帝、珠海华粤、宁波宏协等。2005年，我国14家离合器生产企业离合器总成产量约为51649万套。2006年，受国内汽车市场的迅猛发展的影响，汽车离合器产量也获得快速增长，12家企业离合器总成产量突破862万套。但是从传统汽车离合器所占市场份额来看，由于乘用车中自动档比例的上升，汽车离合器市场份额受挫，呈现下跌趋势。目前国内主要汽车离合器生产企业按目标市场的不同，可分为OEM市场、售后市场和出口市场三类。其中，OEM市场如长春一东、湖北三环、东传苏汽配等；售后市场如杭州西湖、杭州奇碟、重庆长安等；出口市场如杭州西湖、珠海华粤、宁波宏协等。由于各目标市场对企业规模、供货能力的要求不同，因而进入各市场的难易程度也不同。目前，售后市场中企业间的差别最大，从小作坊到大型国企，从民营私企到外方独资、国有控股等呈多样化，产品质量也参差不齐。据环咨人员统计2006年我国汽车零部件市场中，正规企业产品约占市场份额的30，仿制产品约占40，翻新产品约占30。从各类企业性质来看，国企约占262，外企占348，民企占39。在产品配套方面，乘用车领域体系内配套的情况较为明显，而商用车的采购范围则较广。我国汽车离合器行业在经历了改革改造、引进消化、改制重组，在激烈的市场竞争中，汽车离合器市场在行业规模、产品技术、经营管理等方面取得了较好的发展。目前，国内汽车离合器企业约100余家不含家庭作坊。2005年汽车离合器市场总销售额约35亿元；从业人员12880人，其中工程技术人员1075人；固定资产总额151亿元；利税总额279亿元；全年共产销汽车离合器盖总成1000万件，汽车离合器从动盘总成2000万件，液力变矩器10万套。到2010年,我国离合器总销售额将达84亿元。国内汽车工业的快速发展吸引了零部件巨头的加入，国际著名汽车离合器企业LVALEO、LUK、SACHS、EXEDY、EATON等都在中国设立了合资或独资企业，完成了在华的战略布局，使得该行业竞争加剧。他们不仅向原来并无份额的配套市场和售后市场渗透，还不断扩大其投资规模，改变股比，提高控制力。加大了专利在中国申报及保护力度，使得国内传统汽车零部件企业面临巨大的技术挑战和壁垒。供应商的资金实力、技术质量水平和管理水平影响着企业生产规模的维持及扩大；技术进步所带来的替代品如AT、CVT、DCT所引发传动产品概念的改变对部分汽车离合器行业带来根本性的改变。从企业内部能力分析，总体上看，我国汽车离合器企业与国外企业相比处于明显劣势。在劳动力成本、售价、售后服务、客户关系和供应商关系等方面，我国企业处于明显优势；在市场营销能力、采购成本和交货期方面，我国企业与国外竞争者基本持平；在品牌价值、产品技术含量、产品质量、规模效应、生产效率、技术水平、研发能力和员工素质方面，我国企业与国际同类先进企业相比差距较大。在产品技术方面，国内汽车离合器企业经过不断地产品结构调整，国产膜片弹簧离合器的品种已经能全面覆盖国内重、中、轻、轿、微及农用等车型的需求，跟踪国外动力传动系统技术，研发新一代产品也取得了可喜成果，如双质量飞轮、液力变矩器、适用于300马力以上动力配套的由430拉式膜片弹簧离合器都获得了成功。在发展过程中，离合器企业无论是为了提高自身的竞争力，还是为了进入配套、出口市场，都十分重视强化企业内部管理。在离合器委员会注册的95以上企业都先后通过了ISO9000、QS9000、ISOTSL6949等质量体系的认证。在采用离合器的传动系统中，早期离合器的结果形式是锥形摩擦离合器。锥形摩擦离合器传递扭矩的能力，比相同直径的其他结构形式的摩擦离合器要大。但是，其最大的缺点是从动部分的转动惯量太大，引起变速器换挡困难。而且这种离合器在接合时也不够柔和，容易卡住。次后，在油中工作的所谓湿式的多片离合器逐渐取代了锥形摩擦离合器。但是多片湿式摩擦离合器的片与片之间容易被油粘住（尤其是在冷天油液变浓时更容易发生），导致分离不彻底，造成换挡困难。所以它又被干式所取代。多片干式摩擦离合器的主要优点是由于接触面数多，故接合平顺柔和，保证了汽车的平稳起步。但因片数较多，从动部分的转动惯量较大，还是感到换挡不够容易。另外，中间压盘的通风散热不良，易引起过热，加快了摩擦片的磨损甚至烧伤和破裂。如果调整不当还可能引起离合器分离不彻底。多年的实践经验使人们逐渐趋向于采用单片干式摩擦离合器。它具有从动部分转动惯量小，散热性好，结构简单，调整方便，尺寸紧凑，分离彻底等优点。而且只要在结构上采取一定措施，也能使其接合平顺。因此，它得到了极为广泛的应用。如今，单片干式摩擦离合器在结构设计方面也相当完善采用具有轴向弹性的从动盘，提高了离合器的接合平顺性；离合器中装有扭转减振器，防止了传动系统的共振，减少了噪音；以及采用了摩擦较小的分离杆机构等。另外，采用了膜片弹簧作为压簧，可同时兼起到分离杠杆的作用，使离合器结构大为简化，并显著地缩短了离合器的轴向尺寸。膜片弹簧和压盘的环行接触，可保证压盘上的压力均匀。由于膜片弹簧本身的特性，当摩擦片磨损时，弹簧的压力几乎没有改变，且可减轻分离离合器时所需要的踏板力。为了提高离合器的传扭能力，在重型汽车上多采用多片干式离合器。次外，近年来由于多片湿式离合器在技术上的不段改善，在国外的某些重型牵引汽车和自卸车上又开始采用多片湿式离合器，并有不断增加的倾向。与干式离合器相比，由于用油泵进行强制制冷的结果，摩擦表面的温度较低（不超过93）。因此，允许起步时长时间地打滑或用高档起步而不致烧损摩擦片，具有良好的起步能力。为了实现离合器的自动操纵，有自动离合器。采用自动离合器时可以省去离合器踏板，实现汽车的“双踏板”操纵。与其他自动传动系统（如液力传动）相比，它具有结构简单，成本低廉及传动效率高的优点。因此，在欧洲小排量汽车上曾得到广泛的应用。但是在现有自动离合器的各种结构中，离合器的摩擦力矩的力矩调节特性还不够理想，使用性能不尽完善。例如，汽车以高档低速上坡时，离合器往往容易打滑。因此必须提前换如低档以防止摩擦片的早期磨损以至烧坏。这些都需要进一步改善。随着汽车运输的发展，离合器还要在原有的基础上不断改进和提高，以适应新的使用条件。从国外的发展动向来看，近年来汽车的性能在向高速发展，发动机的功率和转速不断提高，载重汽车趋向大型化，国内也有类似的情况。此外，对离合器的使用要求也越来越高。所以，增加离合器的传扭能力，提高其使用寿命，简化操作，已经成为目前离合器的发展趋势。2、选题目的和意义在以内燃机作为为动力的机械传动汽车中离合器作为一个独立的部件而存在。在中国乘用车中自动挡车款式只占全国平均数的2653。离合器便手动挡变速器的主要助手，从目前到将来离合器这一部件将会伴随着内燃机一起存在，不可以在汽车上消失。研究意义实现离合器产厂内标准化，减少试制周期及其过程中可能会产生的浪费提高了生产效率，降低了生产成本，对于离合器厂有重要的经济意义，同时也为中国的离合器生产的国产化和标准化作出了一定的贡献。通过进行离合器的设计，使学生综合运用所学专业知识，熟练CAD绘图技术，力求设计合理，理论联系实际，结构和性能有所改进，设计手段具有一定的先进性。当离合器工作时，发动机飞轮是离合器的主动部件，带有摩擦片的从动盘和从动盘毂借滑动花键与变速器第一轴（离合器从动轴）相连。压紧弹簧将从动盘紧在飞轮端面上。发动机转矩即靠飞轮与从动盘接触面之间的摩擦作用而传到从动盘上，在由此经过变速器的第一轴和传动系统中一系列部件传给驱动轮。压紧弹簧的压紧力越大，则离合器所能传递的转矩也越大。由于汽车在行驶过程中需经常保持动力传递，而中断传动只是暂时的需要，所以汽车离合器的主动部分和从动部分应经常处于接合状态。摩擦副之间采用弹簧作为压紧装置即是为了适应这一要求。欲使离合器分离时，只要踩下操纵机构中的离合器踏板，套在从动盘毂环槽中的拨叉便拨动从动盘，克服压紧弹簧的压力向右移动而与飞轮分离，摩擦副之间的摩擦力消失，从而中断了动力传递。当需要重新恢复动力传递时，为使汽车速度和发动机转速的变化比较平稳，应该适当控制放松离合器踏板的速度，使从动盘在压紧弹簧的压力作用下向左移动，与飞轮恢复接触，二者接触面间的压力逐渐增加，相应的摩擦力矩也逐渐增加。当飞轮和从动盘接合还不紧密，摩擦力矩比较小时，二者可以不同步旋转，即离合器处于打滑状态。随着飞轮和从动盘接合紧密程度的逐步增大，二者的转速也渐趋相等。直到离合器完全接合而停止打滑时，汽车速度才与发动机转速成正比。摩擦离合器所能传递的最大转矩取决于摩擦副间的最大静摩擦力矩，而后者又取决于摩擦间的压紧力、摩擦因数以及摩擦面的数目和尺寸。因此，对于结构一定的离合器来说，最大静摩擦力矩是一个定值。当输入转矩达到此值时，则离压合器出现打滑现象，因而限制了传给传动系统的转矩，以防止超载。由上述工作原理可以看出，摩擦离合器主要由主动部分、从动部分、压紧机构和操纵机构四部分组成。主、从动部分和压紧机构是保证离合器处于接合状态并能传递动力的基本结构，而离合器的操纵机构主要是使离合器分离的装置。在保证可靠的传递发动机最大转矩的前提下，离合器的具体结构应能满足主、从动部分分离彻底，接合柔和，从动部分的转动惯量要尽可能小，散热良好，操纵轻便，良好的动平衡等基本性能要求。二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题本次毕业设计的基本内容有1摩擦式离合器的基本结构尺寸和参数的选择摩擦片外径D、离合器后备系数和单位压力P及计算。2离合器零件的结构选型及设计计算1绘制离合器装配图；2从动盘总成设计；3离合器盖总成设计；现在轿车上应用最广泛的离合器是干式盘形摩擦式离合器。摩擦式离合器主要由主动部分发动机飞轮、离合器盖和压盘等、从动部分从动盘、压紧机构压紧弹簧和操纵机构分离叉、分离轴承、离合器踏板及传动部件等四部分组成。通过毕业设计，对轿车离合器的结构、从动盘总成、压盘和离合器盖总成及膜片弹簧的设计有比较深入的熟悉并掌握。首先通过查阅文献、上网查阅资料，了解汽车离合器的基本工作原理，结构组成及功能；通过自己动手拆装桑塔纳2000轿车膜片弹簧离合器，对其有进一步的了解，并在指导老师的帮助下完成膜片弹簧离合器设计。设计内容拟定目录如下第一章绪论1111研究动机与目的1112研究背景1113研究方法与系统描述1114论文內容概述第二章轿车离合器的结构型式选择1121从动盘数及干、湿式的结构型式211单片干式摩擦离合器212双片干式摩擦离合器213多片湿式离合器1122压紧弹簧的结构型式及布置221周置弹簧离合器222中央弹簧离合器223斜置弹簧离合器224膜片弹簧离合器1123从动盘的结构型式1124离合器的结构型式第三章离合器基本参数的确定1131离合器后备系数1132单位压力1133摩擦片外径、内径和厚度1134离合器基本参数的确定第四章离合器零件的结构选型及设计计算1141从动盘总成设计1142离合器盖总成设计421离合器盖设计422压盘设计1143膜片弹簧设计431膜片弹簧主要参数的选择432绘制膜片弹簧的特性曲线433确定膜片弹簧的工作点位置434求离合器彻底分离时分离轴承作用的载荷435求分离轴承的行程436膜片弹簧强度校核436膜片弹簧材料及制造工艺第五章结论为了保证离合器具有良好的工作性能，对汽车离合器设计提出如下基本要求1在任何行驶条件下均能可靠地传递发动机的最大转矩，并有适当的转矩储备。2接合时要平顺柔和，以保证汽车起步时没有抖动和冲击。3分离时要迅速、彻底。4离合器从动部分转动惯量要小，以减轻换挡时变速器齿轮间的冲击，便于换挡和减小同步器的磨损。5应有足够的吸热能力和良好的通风散热效果，以保证工作温度不致过高，延长其使用寿命。6应使传动系避免扭转共振，并具有吸收振动、缓和冲击和减小噪声的能力。7操纵轻便、准确，以减轻驾驶员的疲劳。8作用在从动盘上的压力和摩擦材料的摩擦因数在使用过程中变化要尽可能小，以保证有稳定的工作性能。9应有足够的强度和良好的动平衡，以保证其工作可靠、寿命长。10结构应简单、紧凑、质量小，制造工艺性好，拆装简单拟解决的主要问题1、区别各类型离合器，根据桑塔纳轿车参数选取离合器类型2、如何优化现有离合器，使其成本更低，性能更好3、如何提高离合器的使用寿命三、技术路线（研究方法）调研、收集资料及总体方案论证离合器的基本组成和工作原理根据车型进行离合器的参数选择离合器传动部分设计计算是否合理利用AUTOCAD软件绘制离合器图纸校核、修改、完善离合器操纵系统的设计四、进度安排（1）调研、资料收集、完成开题报告第1、2周（2月28日3月13日）（2）方案设计与分析、整理第3、4周（3月14日3月27日）（3）结构设计、计算与分析第57周（3月28日4月10日）（4）完成绘图工作第810周（4月11日5月8日）（5）说明书撰写第11、12周（5月9日5月22日）（6）校对、完善和打印第13、14周（5月23日6月5日）（7）毕业设计审核、修改第15、16周（6月6日6月19日）（8）毕业设计答辩准备及答辩第17周（6月20日6月26日）五、参考文献1曹志刚著常克勤，刘之镭指导自动同步离合器设计技术及啮合动力学研究D20092王云成著王庆年指导重型商用车不分离离合器AMT关键技术研究D，20103王博著吕振华指DS350型膜片弹簧离合器压盘总成结构分析D，北京清华大学,20064王东华著孟永钢指导隔离片形貌对纸基湿式摩擦离