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机械毕业设计车辆工程
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CL01-142@大众速腾轿车离合器设计,机械毕业设计车辆工程
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毕业设计（论文） 开题报告 设计（论文）题目 : 大众速腾 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 07-7 学 生 姓 名 : 郭峰 导 师 姓 名 : 石美玉 开 题 时 间 : 2011 年 3 月 11 日 指导委员会 审查意见： 签字： 年 月 日 nts 毕业设计（论文） 开题报告 学生姓名 郭峰 系部 汽车与交通工程 学院 专业、班级 车辆工程 07-7 指导教师姓名 石美玉 职称 教授 从事 专业 车辆工程 是否 外聘 是 否 题目名称 大众速腾 轿车 离合器 设计 一、 课题研究 现状 、 选题 目的 和意义 1.课题 研究 现状 现代汽车工业具有世界性，是开发型的综合工业，竞争也越来越激烈。我国自 1953年创建第一汽车制造厂至今，已有 130多家汽车制造厂， 700多家汽车改装厂。 随着我国国民经济的快速发展和人们生活水平的不断提高，对汽车的使用功能不断提出新的要求。目前大部分汽车采用离合器作为汽车的动力传递机构。 离合器位于发动机和变速箱之间的飞轮壳内，用螺钉将离合器总成固定在飞轮的后平面上，离合器的输出轴就是变速箱的输入轴。在汽车行驶过程中，驾驶员可以根据需要踩下或松开离合器踏板，使发动机和变速箱暂时分离和逐渐接合，以切断或传递发动机向变速器输入的动力。 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。 在早期研发的离合器结构中，锥形离合器最为成功。它的原型设计曾装在 1889 年德国戴姆勒公司生产的钢制车轮的小汽车上。它是将发动机飞轮的内孔做成锥体作为离合器的主动件。采用锥形离合器的方案一直延续到 20 世纪 20 年代中叶，对当时来说，锥形离合器的制造比较简单，摩擦面容易修复 。它的摩擦材料曾用过骆毛带、皮革带等。那时曾出现过蹄 -鼓式离合器，其结构有利于在离心力作用下使蹄紧贴鼓面。蹄 -鼓式离合器用的摩擦元件是木块、皮革带等，蹄 -鼓式离合器的重量较锥形离合器轻。无论锥形离合器或蹄 -鼓式离合器，都容易造成分离不彻底甚至出现主、从动件根本无法分离的自锁现象。 现今所用的盘式离合器的先驱是多片盘式离合器，它是直到 1925年以后才出现的。多片离合器最主要的优点是，汽车起步时离合器的接合比较平顺，无冲击。早期的设计中，多片按成对布置设计，一个钢盘片对着一青铜盘片。采用纯粹的金属的摩擦副，把它 们浸在油中工作，能达到更为满意的性能。 SY-025-BY-3 nts浸在油中的盘片式离合器，盘子直径不能太大，以避免在高速时把油甩掉。此外，油也容易把金属盘片粘住，不易分离。但毕竟还是优点大于缺点。因为在当时，许多其他离合器还在原创阶段，性能很不稳定。 石棉基摩擦材料的引入和改进，使得盘片式离合器可以传递更大的转矩，能耐受更高的温度。此外，由于采用石棉基摩擦材料后可用较小的摩擦面积，因而可以减少摩擦片数，这是由多片离合器向单片离合器转变的关键。 20 世纪 20 年代末，直到进入30 年代时，只有工程车辆、赛车和大功率的轿车上才使用多片离合器。 早期的单片干式离合器由与锥形离合器相似的问题，即离合器接合时不够平顺。但是，由于单片干式离合器结构紧凑，散热良好，转动惯量小，所以以内燃机为动力的汽车经常采用它，尤其是成功地开发了价格便宜的冲压件离合器盖以后更是如此。 实际上早在 1920 年就出现了单片干式离合器，这和前面提到的发明了石棉基的摩擦面片有关。但在那时相当一段时间内，由于技术设计上的缺陷，造成了单片离合器在接合时不够平顺的问题。第一次世界大战后初期，单片离合器的从动盘金属片上是没有摩擦面片的，摩擦面片是贴附在主动件飞轮和压盘上的，弹簧布置在中央 ，通过杠杆放大后作用在压盘上。后来改用多个直径较小的弹簧，沿着圆周布置直接压在压盘上，成为现今最为通用的螺旋弹簧布置方法。这种布置在设计上带来了实实在在的好处，使压盘上的弹簧的工作压力分布更均匀，并减小了轴向尺寸。 多年的实践经验和技术上的改进使人们逐渐趋向于首选单片干式摩擦离合器，因为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，而且由于在结构上采取一定措施，已能做到接合盘式平顺，因此现在广泛采用于大、中、小各类车型中。 如今单片干式离合器在结构设计方面相当完善。采用具 有轴向弹性的从动盘，提高了离合器的接合平顺性。离合器从动盘总成中装有扭转 减振器 ，防止了传动系统的扭转共振，减小了传动系统噪声和载荷。 随着人们对汽车舒适性要求的提高，离合器已在原有基础上得到不断改进，乘用车上愈来愈多地采用具有双质量飞轮的扭转 减振器 ，能更好地降低传动系的噪声。 对于重型离合器，由于商用车趋于大型化，发动机功率不断加大，但离合器允许加大尺寸的空间有限，离合器的使用条件日酷一日，增加离合器传扭能力，提高使用寿命，简化操作，已成为重型离合器当前的发展趋势。为了提高离合器的传扭能力，在重型汽车上可采 用双片干式离合器。从理论上讲，在相同的径向尺寸下，双片离合器的传扭能力和使用寿命是单片的 2 倍。但受到其他客观因素的影响，实际的效果要比理论值低一些。 nts近年来湿式离合器在技术上不断改进，在国外某些重型车上又开始采用多片湿式离合器。与干式离合器相比，由于用油泵进行强制冷却的结果，摩擦表面温度较低 (不超过 93 )，因此，起步时长时间打滑也不致烧损摩擦片。查阅国内外资料获知，这种离合器的使用寿命可达干式离合器的 5-6 倍，但湿式离合器优点的发挥是一定要在某温度范围内才能实现的，超过这一温度范围将起负面效应。目前此技术 尚不够完善。 2.选题的 目的意义 了解轿车离合器的构造，掌握轿车离合器的工作原理。了解从动盘总成的结构，掌握从动盘总成的设计方法。了解压盘和膜片弹簧的结构。掌握压盘和膜片弹簧的设计方法。通过对以上几个方面的了解，从而熟悉轿车离合器的工作原理。学会如何查找文献资料、相关书籍，掌握设计课题和项目的方法，设计出满足整车要求并符合相关标准、具有良好的制造工艺性且结构简单、便于维护的轿车离合器，为以后从事汽车方面的工作或工作中设计其它项目奠定良好的基础。 离合器的发展也面临着用新的技术进行改造和提高的问题。我国的车辆工业相对世界上其他先进国家相对落后，虽然从国外引进了许多新产品、新技术，但是对传统技术的消化掌握还有一段距离。课题立足于国内，以最常用的膜片弹簧离合器进行设计，通过对汽车离合器现有的各种类型进行研究，并对部分结构进行改进，使设计的离合器具有较高的性能质量和较低的成本。 二、 设计（论文） 的基本内容 、 拟解决的主要问题 （一）设计的基本内容 1.大众速腾轿车及 离合器参数查阅 2.离合器总体结构方案确定 3.主要零件的参数设计与校核 4.主要零 件 CAD图纸的绘制 （二）拟解决的主要问题 1.摩擦式 离合器的基本结构尺寸和参数选择 2.离合器各零件的结构选型及设计计算 3.膜片弹簧强度校核、主要参数的选择 4.完成离合器装配图 nts三、 技术路线 （研究方法） 研究 摩擦式 离合器的基本结构 对离合器的各个零件进行数据计算 对膜片弹簧的选择及强度校核 对从动盘、压盘和离合器进行总成设计 离合器操纵机构的设计 完成离合器的装配图 完成设计说明书 完成设计 利用 CAD 画出各个零件的零件图 nts 四、 进度安排 （ 1）知识准备、调研、收集资料、完成开题报告 第 12周 （ 2.283.11） （ 2）整理资料、提出问题、撰写设计说明书草稿、绘制装配草图 第 35周（ 3.144.1） （ 3）理论联系实际、分析问题、解决问题，完成离 合器的设计计算，主要性能参数验算，离合器性能结构分析， CAD绘制离合器图纸等部分设计内容，中期检查 第68周（ 4.44.22） （ 4）改进完成设计，改进完成设计说明书， 指导 教师审核，学生修改 第 912周（ 4.255.20） （ 5）评阅教师评阅、学生修改 第 13周（ 5.235.27） （ 6）毕业设计预答辩 第 14周（ 5.306.3） （ 7）毕业设计修改 第 1516周（ 6.66.17） （ 8）毕业设计答辩 第 17周（ 6.206.24） 五、 参考文献 1.阮中堂 ,联轴器、离合器 设计选用指南 M, 北京 ,化学工业 出版社 2005-10 2.刘惟信 ,汽车 最优化 设计 M, 清华大学出版社 2002-7 3.李硕根 ,杨兴骏 ,互换性与技术测量 M, 中国计量出版社 2005-9 4.机械设计手册编委会 ,机械设计手册 M, 机械设计出版社 2007-3 5. 高翔 .膜片弹簧应力测试研究 J.江苏理工大学学报 , 1997,5： 35 36 6.刘红欣 .膜片弹簧应力分布的实验和有限元分析 J力学与实践 , 1997,(03)： 26 28 7.苏军 ,吴建国 .碟形弹簧特性曲线非线性有限元计 算 J力学与实践 , 1997,(04) ： 18 22 8.张卫波 .汽车膜片弹簧离合器智能优化设计技术研究 .中国工程机械学报 2007(01)：67 70 9.阎春利，张希栋 .汽车离合器膜片弹簧的优化设计 J.林业机械与木工设备 , 2006， 3：33 35 10.廖林清，曹建国 . 汽车离合器膜片弹簧的三次设计 J.四川兵工学报 , 1997， 2： 2426 11.司传胜 .汽车膜片弹簧离合器的优化设计 J.林业机械与木工设备 , 2004， 12： 33 34 12 .Liu Weixin， Ge Ping， Li Wei. Optimal Design Torsional Dampers in Automobile Clutch. Proceedings of the International Conference on CAD of Machinery.1991， Sept： 16 20， nts 13.Li WeiLiu ， Weixin. New Methods to Raise Accuracy for Road Unevenness Measureme
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