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基于 有限元分析 离合器 设计

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内容简介：

SY-025-BY-3毕业设计（论文）开题报告学生姓名耿新钟系部汽车工程系专业、班级车辆工程B05-18班指导教师姓名赵雨旸职称副教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称基于有限元分析的离合器设计一、课题研究现状,选题的目的、依据和意义1、研究现状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在行业规模、产品技术、经营管理等方面取得了较好的发展。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，研发新一代产品也取得了可喜成果。目前，膜片弹簧优化设计主要是围绕单目标优化进行，多标优化设计方法也得到了使用。通过对离合器零部件结构进行有限元分析，得到其结构极限承载能力，对离合器零部件的设计是相当重要的。随着计算机技术和以CAE技术的不断发展，有限元技术在离合器设计中的运用越来越多，其优越性得到了人们的认可，有限元技术己经成为产品设计、开发中的一种重要手段。在离合器盖的设计上，1997年江苏理工大学朱茂桃和邱梅开就开始运用有限单元法分析了某离台器盖的刚度，阐述了盖变形对离台器工作性能的影响，并用试验对有限元计算进行了验证，有限元计算与试验结果吻合，从而为离合器盖的结构形状设计提供了可靠依据，并可以缩短产品开发周期。在离合器盘毂的设计上，1989年日本的大金公司加藤雅家和真导秀和共同运用有限元技术对离合器的压盘和从动盘毅进行了设计和研究。南京理工大学张铁山和袁念诗老师运用有限元程序对依维柯267离合器盘毅进行计算，得出该盘毅强度满足使用要求的结论，并分析了该种盘毅在中267离合器从动盘总成台架试验中损坏的原因，指出该种盘毅台架试验中损坏的原因应从材质，加工过程等方面来查找。天津市汽车研究所的王力在1998年基于夏利轿车的离合器运用UG软件的CAE软件包，在UG软件中建立离合器压盘、盘毅等零件的三维实体并自动生成高质量的立体网格，并运用有限元技术对它们进行了有限元分析，确定了离压盘、盘毅等零件的应力分布及大小，对各个零部件的强度和刚度有了定量的数据，为离合器的有限元设计提供了参考。由此可见，伴随着以CAE技术的不断发展有限元在离合器设计上的运用将变得越来越普遍，己经成为设计离合器的一种重要的手段，使得以往的循环设计变得简单，从而缩短了设计周期，节省了大量的时间。2、目的、依据和意义 离合器是汽车传动系统中直接与发动机相连接的部件，其主要作用是：传递和切断发动机传给传动系的动力，以保证汽车的平稳起步、停车和换挡；当传给离合器的转矩超过它所能传递的最大摩擦转矩时，离合器主、从动部分之间产生滑磨，从而对传动系统起到保护作用。此外，离合器还可以有效地降低传动系中的振动和噪声。课题研究对象是应用最广泛的膜片弹簧离合器，具有结构简单紧凑、操纵轻便、传动可靠、传递准确以及效率高等特点。主要零件包括膜片弹簧、离合器盖、压盘、传动片和分离轴承总成等，这些关键零部件的设计对整个离合器性能具有很大的影响。传统设计是设计工程师根据自己的理论知识和丰富的工程设计经验首先针对用户的需求进行概念设计，定出结构的类型和形式，选择材料，按规定要求和标准给出受力情况，提出初始设计方案，然后进行结构分析，再根据分析结果进行各个方面的校核;如果不符合经济和安全的要求，则修改初始设计，再进行结构的重分析，重校核，直到满足为止。这种设计的一个主要缺点是难以找到材料的合理分布，因而不易做出比较理想的既经济又安全的设计方案。采用有限元技术研究这些关键零部件的静力学特性，对其结构进行优化设计，是非常重要和必须的。在此基础上，再进行离合器设计不但可以获得最佳的离合器基本参数，还可以大大缩短离合器总成开发周期、降低开发费用，提高设计质量，保证其设计的精确性。二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题1、研究的基本内容（1）离合器主、从动装置、膜片弹簧等主要零部件的设计；（2）主要零部件的有限元分析；（3）在CAE分析的基础上完成设计图纸。2、拟解决的主要问题（1）离合器主要零部件的设计；（2）离合器零部件建模和受力分析；（3）基于ANSYS软件的有限元结构分析。压紧弹簧布置形式选择三、技术路线（研究方法）压紧弹簧布置形式选择结构方案分析选择轻型车发动机参数膜片弹簧支撑形式压盘驱动方式从动盘数量选择离合器主要零件的有限元分析离合器基本尺寸的计算确定离合器主要参数选择绘制装配图、零件图四、进度安排（1）调研、资料收集，完成开题报告 第1、2周（3月2日3月15日）（2）研究汽车离合器的设计步骤与设计方法，分析汽车离合器受力情况 第3周（3月16日3月22日）（3）按照传统的汽车设计方法设计离合器 第4、5周（3月23日4月5日）（4）对按方法设计的离合器建立有限元模型 第6周（4月6日4月12日）（5）施加载荷和边界条件，求解 第7、8周（4月13日4月26日）（6）完成所设计装配图与零件图图纸 第9、10、11周（4月27日5月17日）（7）完成设计说明书的撰写 第12、13周（5月18日5月31日）（8）对设计图纸与设计说明书进行修改 第14周（6月1日6月7日）（9）毕业设计（论文）审核、修改 第15、16周（6月8日6月21日）（10）毕业设计（论文）答辩准备及答辩 第17周（6月22日6月28日）五、参考文献1 严正峰等.395膜片弹簧离合器校核设计J.汽车技术，2004，5.2 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，2004，2.3 何佑之.微型汽车膜片弹簧离合器改进设计J.广西机械，2005，3.4 叶先磊. ANSYS工程分析软件应用实例M.清华大学出版社，2003，9.5 谭继锦.汽车有限元法M.人民交通出版社，2005,1.6 张卫波等.基于ANSYS的离合器压盘有限元设计J.中国工程机械报，2007，10 .7 焦广龙等.双离合器膜片弹簧应力有限元分析J.传动技术，2008，3.8 王博.基于有限元法的膜片弹簧特性曲线仿真分析J.拖拉机与农用运输车，2007，2.9 王洋等.膜片弹簧设计的概率化优化研究J.江苏理工大学报，2001年第22卷第1期10 刘惟信.汽车设计M.北京:清华大学出版社，2004.11 王望予.汽车设计M.北京:机械工业出版社，2007.12 陈家瑞. 汽车构造M.北京:机械工业出版社，2003.13 成大先.机械设计手册M.北京:化学工业出版社，2004.14 Automotive clutch diaphragm springUSPatentmar6,2007.15 Wenming Shen.Design