Φ430重型载货汽车膜片弹簧离合器的设计【含6张CAD图纸】
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XX设计(XX)开题报告题目：430重型车膜片弹簧离合器的设计 1 毕业设计（论文）综述（题目背景、研究意义及国内外相关研究情况）1.1 题目背景、研究意义 在早期研发的离合器中，锥形离合器最为成功。现今所用的盘片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。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采用多片离合器。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1。 随着膜片弹簧离合器逐步在重型车上得到广泛应用，其压紧力均匀、结构简单、使用寿命长的优点也得到充分的体现2。开发重型车膜片弹簧离合器并使其产业化的呼声越来越高，拉式膜片离合器是一种新结构。其膜片弹簧反装，具有结构简单，轴向尺寸小、质量小、散热条件好、操纵轻等优点3。因此，提高离合器的可靠性和延长其使用寿命，适应发动机的高转速，增加离合器传递转矩的能力和简化操纵，已成为离合器的发展趋势。1.2 国内外相关研究情况1.2.1 国外离合器研究状况 近年来,汽车的车速一直向高速发展。发动机的功率和转速不断提高。在汽车中,排量2升以下汽油机的最高转速普遍为5006000转/分,最高已达7000转/分以上。汽车的产量和保有量日益增加,例如在美国和欧洲,平均每2一5人就保有一辆汽车,造成城市交通阻塞,汽车行驶困难。市区行驶时汽车需频繁变速,离合器踏板每公里内的使用次数已高达20次之多,“半离合器”的使用频度也相应增加。对载重汽车来说,吨马力逐渐提高。如西德规定重型载重汽车,从1970年起,每吨总重的发动机功率不得小于8马力。这样,总重38吨的汽车列车,就得装用功率320马力、扭矩120公斤米的大型发动机。为此,需要设计容量更大的离合器。所有这些,都使离合器的使用条件日酷一日。因此,增加扭矩容量、提高寿命、简化操作,以至于向自动化发展已成为离合器目前发展的明显趋势4。1.2.2 国内离合器研究状况 我国汽车离合器企业与国外企业相比处于明显劣势,到目前为止重型车还基本上采用螺旋弹簧压紧的单片离合器,有的甚至仍在采用双片离合器,究其原因,首先是膜片弹簧离合器总成中的关键件膜片材料生产难度大5。离合器的使用条件也日酷一日。因此,提高离合器的传动扭矩能力、提高其使用寿命、简化操作已成为离合器目前发展的趋势6。2 本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施2.1 主要内容 （1）了解重型车膜片弹簧离合器的性能要求； （2）了解重型车膜片弹簧离合器的工作原理，进行结构设计和计算分析； （3）设计指标：离合器设计压紧力为327501850N，从动盘外径为430，内径为240； （4）应用CAD系统对系统零件和装配的设计。2.2 拟采用的研究方案、研究方法 2.2.1 膜片弹簧离合器结构图膜片弹簧离合器如图17 图1 拉式膜片弹簧离合器1飞轮；2从动盘；3压盘；4膜片弹簧；5支撑环；6离合器盖；7分离轴承；8传动片；9驱动销 膜片弹簧离合器有推式和拉式两种。在推式膜片弹簧离合器中，当支撑环磨损后，使膜片弹簧于支撑环之间间隙增大，从而导致离合器踏板的自由行程增大。而拉式膜片弹簧离合器的膜片周围有支点环，而本身与压盘时刻保持压紧状态。这布置有三个优点：第一，支撑点在离合器盖的边缘；第二，减少金属在覆盖要求，因此更轻、更便宜；第三，膜片弹簧的工作时它是更容易获得较高的机械优势对膜片弹簧的工作8，在相同的磨损情况下,膜片弹簧与支撑环接触而不会产生间隙。拉式膜片弹簧离合器工作原理如图1所示为一种拉式膜片弹簧离合器。其特点是膜片反装(即接合状态下锥顶向前1，离合器的支承环5移动到膜片弹簧4的外端，分离离合器时，须通过分离套筒将膜片中央部分向后拉 9。2.2.2 膜片弹簧离合器部件设计 1)压紧弹簧选择 离合器压紧装置可分为周布弹簧式、中央弹簧式、斜置弹簧式、膜片弹簧式等10。由于膜片弹簧离合器较传统的螺旋弹簧离合器有较多的优点,所以它在汽车上的应用正日益广泛11,膜片弹簧特点12： (1)由于膜片弹簧有理想的非线性特征,弹簧压力在摩擦片磨损范围内能保证大致不变，从而使离合器在使用中能保持其传递转矩的能力不变。当离合器分离时，弹簧压力不像圆柱弹簧那样升高，而是降低，从而降低踏板力； (2)膜片弹簧兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，使结构简单紧凑，轴向尺寸小，零件数目少，质量小； (3)高速旋转时，压紧力降低很少，性能较稳定；而圆柱弹簧压紧力明显下降； (4)由于膜片弹簧大断面环形与压盘接触，故其压力分布均匀，摩擦片磨损均匀，可提高使用寿命； (5)易于实现良好的通风散热，使用寿命长； (6)平衡性好； (7)有利于大批量生产，降低制造成本； 所以选择膜片弹簧。 2) 压盘的连接方式 压盘的另个面上有多个凸起的凸耳，其中有数个凸耳是用来装固螺柱弹簧之用，使曲轴飞轮离合器压盘起转13压盘与飞轮的连接方式或其驱动方式有：凸块窗孔式、传力销式、键式以及弹性传动片式等。但凸块与窗孔的配合处磨损后易使定心精度降低而失去平衡，且会产生冲击和噪声。因此，在现代离合器中已很少采用，为弹性传动片所取代1。所以选择弹性传动片式驱动压盘。 3) 分离轴承选择 分离轴承总成由分离轴承、分离套筒等组成。离合器的分离轴承主要有径向止推轴承和止推轴承两种。前者适合于高速低轴向负荷，后者适合于相反情况 14。使膜片弹簧处于常接触，并随之在各种转速下运转由于轴承受力缓慢，不受冲击，故无噪声，适应于整车性能的要求15。 4) 从动盘选择 摩擦片式离合器的类型较多，按从动盘的数目不同可分为单片、双片和多片式16。离合器摩擦片受到剧烈摩擦而产生的热量时间比较短17。因为单片干式摩擦这种结构的离合器结构简单，调整方便，分离彻底，轴向尺寸紧凑，从动件转动惯量小，散热性好1。所以选取单片干式摩擦。 5）离合器的盖 离合器分离杆支承在离合器盖上，如果盖的刚度不够，则当离合器分离时，可能会使盖产生较大的变形，这样就会降低离合器操纵部分的传动效率，严重时可能导致分离不彻底，引起摩擦片的早期磨损，还会造成变速器换挡困难。离合器盖内装有压盘、分离杆、压紧弹簧等零件，因此它相对发动机飞轮曲轴中心线必须要有良好的定心对中，否则会破坏系统整体的平衡，严重影响离合器的正常工作1。由发动机的旋转组件产生的热量可能导致零件被损坏。例如，离合器摩擦片通常在长时间使用后会产生翘曲，这是由于发动机旋转组件产生的热量为了加强离合器的冷却，离合器盖上必须开许多通风口将在离合器盖外部的空气带进来，以帮助摩擦片冷却18。3 本课题研究的重点及难点，前期已开展工作本课题的重点和难点：(1)研究430重型车膜片弹簧离合器的设计工作原理以及后期的装配；(2)完成膜片弹簧离合器部件的设计内容及其装配图。前期已开展的工作：(1)查阅各种学术文献，期刊杂志，科技报纸等资料深入了解本课题内容以及膜片弹簧离合器部件的具体工作状况；(2)分析部件的工作原理。4 完成本课题的工作方案及进度计划（按周次填写) （1）13周：调研并收集资料，完成基础知识的积累并撰写开题报告； （2）46周：确定设计方案和整体结构特点； （3）711周：完成结构设计计算，图纸绘制，并准备中期答辩； （4）1215周：撰写毕业论文，论文修改，准备毕业答辩。指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见） 指导教师： 年 月 日 所在系审查意见： 系主管领导： 年 月 日参考文献1 徐石安,江发潮.汽车离合器M.北京：清华大学出版社,2005.2 严正峰,颜东,彭东升.430重型车拉式膜片弹簧离合器的开发J.重型汽车, 2007,(03):11-12.3 严红.浅谈汽车膜片离合器J.洛阳理工学院学报.2012,22(2):38-40.4 任雪萍.浅谈汽车离合器的设计及优化J.科技创新导报.2011,(18):41-43.5 崔慧萍.膜片离合器在重型车上的应用现状J.重型汽车.2001,(03):15-16.6 郝琪,过学迅,罗永革,冯樱等.车用离合器的发展分析及应用研究J.汽车的研究与开发.2001,(04):25-26.7 肖兴宇.汽车底盘构造M.重庆:重庆大学出版社,2008.8 T.K. Garrett.The Motor VehicleM. NL: Amsterdam,2000.9 幺居标,李晓,崔树平.汽车底盘构造与维修M. 北京：机械工业出版社,2004.10 景占宇.典型载货汽车拉式膜片离合器系统设计分析J.机械管理开发，2011,(06)：69-72.11 毛务本.拉式膜片弹簧优化设计方法与分析J.汽车技术.1995,(12):6-11.12 崔鹏.浅谈汽车离合器的设计与优化J.科技传播.2011,(01):68-69.13 刘冰，于建淑编著.红旗轿车维修技术M.山东:山东科学技术出版社,2000.14 陈家瑞.汽车构造M.北京：机械工业出版社,2005.15 金志铨.车用柴油机修理大全M.浙江:浙江科学技术出版社,1996.16 张为春.汽车构造
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