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轻型
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轻型拖拉机用单盘离合器的设计,轻型,拖拉机,用单盘,离合器,设计
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毕业设计(论文)开题报告题目：轻型拖拉机用单盘离合器的设计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 拖拉机是现代农业生产中不可替代的农业机械，在农业生产中与相应的农具配合具有广泛的用途1。随着科技进步，拖拉机将进一步创新2。拖拉机离合器的主要功用是分离发动机传来的动力以使变速箱顺利挂挡或换挡柔顺地接合动力保证车辆平稳起步超负荷时离合器打滑以保护零件免受损坏3。拖拉机离合器结构简单、工作原理明确，其结构发展经历了上百年，应用现代设计手段和技术对其进行改造和提高，具有重要的应用价值4。 1.2 国内外相关研究情况 上世纪80年代，我国几个厂家先后从国外引进了膜片弹簧设计与制造技术。这些企业引进工作有力地促进国内离合器行业的发展，为今后工作打下了一定的基础5。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。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6。但由于技术与资金的有限，与国外先进产家相比仍有相当大的差距。在生产规模方面，由于受车辆市场，制造工艺和装备的制约，我国的生产规模与国外先进厂家相差甚远。试比较如下：法国Valeo公司1992年离合器产量为1000万套，销售收入26.81亿法郎，而我国目前最大生产厂家上海离合器总厂今年产量预计40万套，相差几十倍。在技术水平方面在产品技术方面， 国内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7。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。但由于引进产品品种比较窄，产品比较落后。而国外各厂家不仅产品品种多，从160mm到430mm有几千种产品，而且深度上不断突破，如复合整体双飞轮及紧凑离合器系统、液力变矩器、电子控制离合器系统等均已商业化。随着科技的发展，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，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8。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9。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）了解轻型拖拉机用单盘离合器的性能要求； （2）了解轻型拖拉机用单盘离合器的工作原理，进行结构设计和计算分析； （3）设计指标：发动机功率36.7kW，发动机转速2000r/min； （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、研究方法轻型拖拉机用单盘离合器，其结构如图1示10：1-分离杠杆；2-输出轴；3-球形联轴器；4-压簧；5-隔热片；6-压力盘；7-摩擦盘；8-壳体 图1 轻型拖拉机用单盘离合器2.2.1 轻型拖拉机用单盘离合器研究方案 本车设计采用单盘膜片弹簧离合器。本车采用的摩擦式离合器是因为其结构简单，可靠性强，维修方便，目前大多数汽车都采用这种形式的离合器。摩擦式离合器按摩擦表面工作条件分为干式和湿式。而采用干式离合器是因为湿式离合器大多是多盘式离合器，用于需要传递较大转矩的离合器，受温度影响分离不彻底，同时考虑到经济性所以选择干式。 采用膜片弹簧离合器是因为膜片弹簧离合器具有很多优点：首先，由于膜片弹簧具有非线性特性，因此可设计成当摩擦片磨损后，弹簧压力几乎可以保持不变，且可减轻分离离合器时的踏板力，使操纵轻便；其次，膜片弹簧的安装位置对离合器轴的中心线是对的，因此其压力实际上不受离心力的影响，性能稳定，平衡性也好；再者，膜片弹簧本身兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，使离合器的结构大为简化，零件数目减少，质量减小并显著地缩短了其轴向尺寸；另外，由于膜片弹簧与压盘是以整个圆周接触，使压力分布均匀，摩擦片的接触良好，磨损均匀，也易于实现良好的散热通风等。 摩擦离合器按片数可分为单片、双片和多片,离合器片材料摩擦行为强烈影响离合器的使用和整个车辆的动态行为11。从动盘选择单片式从动盘是因位其结构简单，调整方便，分离彻底，轴向尺寸紧凑，从动件转动惯量小，散热好。 压盘驱动方式一般有螺栓驱动、凸块驱动、销驱动、传动片驱动、键驱动和花键驱动。采用传动片式是因为其没有太明显的缺点且简化了结构，降低了装配要求又有利于压盘定中。选择拉式离合器是因为其较推式离合器零件数目更少，结构更简化，轴向尺寸更小，质量更小；并且分离杠杆较大，使其踏板操纵力较轻。综上本次设计选择单片拉式膜片弹簧离合器。2.2.2 轻型拖拉机用单盘离合器设计(1）离合器主要参数的选择 拖拉机离合器式传动系中直接与发动机连接的总成，其主要功用，起步是将发动机与传动系平顺结合，确保平稳起步。在设计离合器时主要考虑以下参数，离合器的储备系数、摩擦衬面外径D2、摩擦衬面内径D1、压紧力F（N）、滑摩功W、等参数12。(2）压紧装置弹簧压紧式离合器在离合器盖和压盘之间装有压紧弹簧，由于压盘和从动盘都可以做轴向移动在弹簧的作用下将它们与主动盘压紧在一起，而处于接合状态。主动盘转动时压盘随着一起转动，通过摩擦作用将动力传到从动盘和离合器轴上。压紧装置中的弹簧采用膜片弹簧。膜片弹簧的设计 膜片弹簧离合器优点，可缩短离合器的轴向尺寸；使离合器总成质量减少；传动可靠不易产生打滑；对压盘压力分布均匀操作轻便；离合器容易达到动平衡13。(3）从动部分离合器从动盘总体设计： 从动盘一般由从动片、摩擦片、从动盘毂组成。1) 从动片：从动片的重量应尽量小质量分布尽可能靠近旋转中心；有数条径向切口，防止热变形；为使接合平顺，起步平稳应做成具有轴向弹性结构。2) 摩擦片：其工作条件比较恶劣，应具有高而稳定的摩擦系数、耐磨、热稳定性好必须要求它能长期稳定地工作。目前广泛采用的石棉塑料摩擦片是由耐热性及化学稳定性好的石棉与黏合剂及其他辅助材料混合热压制成。3) 从动盘毂：一般用内花键孔与离合器花键轴连接，使从动盘可以在轴上移动。 (4）主动部分压盘和离合器盖设计1) 压盘：传动发动机扭矩时，压盘和飞轮一起带动从动盘。为增大压盘热容量应具有足够的质量；压盘表面要有较低的粗糙度减少摩擦片磨损。2) 离合器盖：离合器盖与飞轮固定在一起，通过它传动一部分扭矩。他还是离合器压紧弹簧和分离杠杆的支承壳体。一般采用钢板冲压或灰铸铁制造。冲压的离合器盖要保证有足够的刚度,防止分离杠杆支点处产生过大变形而增加分离行程。(5) 分离机构分离机构由分离轴承、分离套筒、分离叉、离合器踏板等14组成。分离轴承设计：离合器的分离轴承主要有径向球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。(6）扭转减振器设计 为了降低传动系统中的共振载荷，消减传动系统的扭振，本设计在从动盘中装置具有弹性元件和阻尼原件的扭转减振器15。(7）离合器操纵机构设计由于机械式操纵机构结构简单，制造容易，工作可靠多应用于货车中，结合本设计的条件，在本次设计中选用了机械式操纵机构。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）拖拉机应用广泛其工作条件较差外负荷波动频繁，所以要求离合器也能适应各种环境。（2）研究单盘离合器部件的工作原理，完成轻型拖拉机用单盘离合器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。（2）深入了解本课题内容以及主轴部件的具体工作状况，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 （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 郑春丽 . 小型拖拉机在农业中的发展空间J. 农友之家，2008，（14）：79-86.2 Andreas Fuchs . New Tractors with Dual-clutch TransmissionsJ. ATZoffhighway, 2012,(1):33-39.3 管文 . 拖拉机离合器的发展与研究J. 农机化研究，2008，（1）：66-70.4 邰凤鸣 , 关正春. 论农用拖拉机的更新换代J .农机化研究，1990（4）：39-41.5 离合器技术发展史一N . 汽车与配件技术与市场，2012，（7）：30-33.6 管文 . 拖拉机离合器设计与研究J . 拖拉机与农用运输车，2008，（1）：93-94.7 杨小辉 ,徐颖强,王耀峰 . 膜片弹簧离合器分离特性的分析与计算N. 邢台职业技术学院学报，2009，（1）61-65.8 崔惠萍. 膜片离合器在重型车上的应用现状R. 重型汽车 9 温力, 徐海港 . 小四轮拖拉机离合器可靠性的分析与改进J . 农业装备与车辆工程，2012（11）：66-69.10 段广汉, 舒森茂 , 王传贤等 . 离合器结构图册M. 北京：国防工业出版社.11 Qian Zou, Chethan Rao , Gary Barber . Investigation of surface characteristics and tribological behavior of clutch plate materialsJ . Wear,2013Vol.302(06).pp.1378-1383,2012,(24):43-45.12 李光明,
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