開題報告：載貨汽車離合器設計

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開題報告 課題名稱載貨汽車離合器設計 學號 姓名 專業 指導教師 評閱教師 開題時間年月日一、立論依據本課題的目的和意義在以內燃機作為為動力的機械傳動汽車中離合器作為一個獨立的部件而存在。在中國乘用車中自動擋車款式只占全國平均數的26.53%。離合器便手動擋變速器的主要助手，從目前到將來離合器這一部件將會伴隨著內燃機一起存在，不可以在汽車上消失。研究意義：實現離合器產廠內標準化，減少試制周期及其過程中可能會產生的浪費．提高了生產效率，降低了生產成本，對于離合器廠有重要的經濟意義，同時也為中國的離合器生產的國產化和標準化作出了一定的貢獻。通過進行離合器的設計，使學生綜合運用所學專業知識，熟練CAD繪圖技術，力求設計合理，理論聯系實際，結構和性能有所改進，設計手段具有一定的先進性。當離合器工作時，發動機飛輪是離合器的主動部件，帶有摩擦片的從動盤和從動盤轂借滑動花鍵與變速器第一軸（離合器從動軸）相連。壓緊彈簧將從動盤緊在飛輪端面上。發動機轉矩即靠飛輪與從動盤接觸面之間的摩擦作用而傳到從動盤上，在由此經過變速器的第一軸和傳動系統中一系列部件傳給驅動輪。壓緊彈簧的壓緊力越大，則離合器所能傳遞的轉矩也越大。由于汽車在行駛過程中需經常保持動力傳遞，而中斷傳動只是暫時的需要，所以汽車離合器的主動部分和從動部分應經常處于接合狀態。摩擦副之間采用彈簧作為壓緊裝置即是為了適應這一要求。欲使離合器分離時，只要踩下操縱機構中的離合器踏板，套在從動盤轂環槽中的撥叉便撥動從動盤，克服壓緊彈簧的壓力向右移動而與飛輪分離，摩擦副之間的摩擦力消失，從而中斷了動力傳遞。當需要重新恢復動力傳遞時，為使汽車速度和發動機轉速的變化比較平穩，應該適當控制放松離合器踏板的速度，使從動盤在壓緊彈簧的壓力作用下向左移動，與飛輪恢復接觸，二者接觸面間的壓力逐漸增加，相應的摩擦力矩也逐漸增加。當飛輪和從動盤接合還不緊密，摩擦力矩比較小時，二者可以不同步旋轉，即離合器處于打滑狀態。隨著飛輪和從動盤接合緊密程度的逐步增大，二者的轉速也漸趨相等。直到離合器完全接合而停止打滑時，汽車速度才與發動機轉速成正比。摩擦離合器所能傳遞的最大轉矩取決于摩擦副間的最大靜摩擦力矩，而后者又取決于摩擦間的壓緊力、摩擦因數以及摩擦面的數目和尺寸。因此，對于結構一定的離合器來說，最大靜摩擦力矩是一個定值。當輸入轉矩達到此值時，則離壓合器出現打滑現象，因而限制了傳給傳動系統的轉矩，以防止超載。由上述工作原理可以看出，摩擦離合器主要由主動部分、從動部分、壓緊機構和操縱機構四部分組成。主、從動部分和壓緊機構是保證離合器處于接合狀態并能傳遞動力的基本結構，而離合器的操縱機構主要是使離合器分離的裝置。在保證可靠的傳遞發動機最大轉矩的前提下，離合器的具體結構應能滿足主、從動部分分離徹底，接合柔和，從動部分的轉動慣量要盡可能小，散熱良好，操縱輕便，良好的動平衡等基本性能要求。二、文獻綜述國內外研究現狀、發展動態我國汽車離合器行業在經歷了改革改造、引進消化、改制重組，在激烈的市場競爭中，汽車離合器市場在行業規模、產品技術、經營管理等方面取得了較好的發展。國內汽車工業的快速發展吸引了零部件巨頭的加入，國際著名汽車離合器企業：lValeo、Luk、Sachs、Exedy、Eaton等都在中國設立了合資或獨資企業，完成了在華的戰略布局，使得該行業競爭加劇。他們不僅向原來并無份額的配套市場和售后市場滲透，還不斷擴大其投資規模，改變股比，提高控制力。加大了專利在中國申報及保護力度，使得國內傳統汽車零部件企業面臨巨大的技術挑戰和壁壘。供應商的資金實力、技術質量水平和管理水平影響著企業生產規模的維持及擴大；技術進步所帶來的替代品(如AT、CVT、DCT所引發傳動產品概念的改變)對部分汽車離合器行業帶來根本性的改變；從企業內部能力分析，總體上看，我國汽車離合器企業與國外企業相比處于明顯劣勢。在勞動力成本、售價、售后服務、客戶關系和供應商關系等方面，我國企業處于明顯優勢；在市場營銷能力、采購成本和交貨期方面，我國企業與國外競爭者基本持平；在品牌價值、產品技術含量、產品質量、規模效應、生產效率、技術水平、研發能力和員工素質方面，我國企業與國際同類先進企業相比差距較大；在產品技術方面，國內汽車離合器企業經過不斷地產品結構調整，國產膜片彈簧離合器的品種已經能全面覆蓋國內重、中、輕、轎、微及農用等車型的需求，跟蹤國外動力傳動系統技術，研發新一代產品也取得了可喜成果，如雙質量飛輪、液力變矩器、適用于300馬力以上動力配套的由430拉式膜片彈簧離合器都獲得了成功。在采用離合器的傳動系統中，早期離合器的結果形式是錐形摩擦離合器。錐形摩擦離合器傳遞扭矩的能力，比相同直徑的其他結構形式的摩擦離合器要大。但是，其最大的缺點是從動部分的轉動慣量太大，引起變速器換擋困難。而且這種離合器在接合時也不夠柔和，容易卡住。次后，在油中工作的所謂濕式的多片離合器逐漸取代了錐形摩擦離合器。但是多片濕式摩擦離合器的片與片之間容易被油粘住（尤其是在冷天油液變濃時更容易發生），導致分離不徹底，造成換擋困難。所以它又被干式所取代。多片干式摩擦離合器的主要優點是由于接觸面數多，故接合平順柔和，保證了汽車的平穩起步。但因片數較多，從動部分的轉動慣量較大，還是感到換擋不夠容易。另外，中間壓盤的通風散熱不良，易引起過熱，加快了摩擦片的磨損甚至燒傷和破裂。如果調整不當還可能引起離合器分離不徹底。多年的實踐經驗使人們逐漸趨向于采用單片干式摩擦離合器。它具有從動部分轉動慣量小，散熱性好，結構簡單，調整方便，尺寸緊湊，分離徹底等優點。而且只要在結構上采取一定措施，也能使其接合平順。因此，它得到了極為廣泛的應用。單片干式摩擦離合器在結構設計方面也相當完善：采用具有軸向彈性的從動盤，提高了離合器的接合平順性；離合器中裝有扭轉減振器，防止了傳動系統的共振，減少了噪音；以及采用了摩擦較小的分離桿機構等。另外，采用了膜片彈簧作為壓簧，可同時兼起到分離杠桿的作用，使離合器結構大為簡化，并顯著地縮短了離合器的軸向尺寸。膜片彈簧和壓盤的環行接觸，可保證壓盤上的壓力均勻。由于膜片彈簧本身的特性，當摩擦片磨損時，彈簧的壓力幾乎沒有改變，且可減輕分離離合器時所需要的踏板力。為了提高離合器的傳扭能力，在重型汽車上多采用多片干式離合器。次外，近年來由于多片濕式離合器在技術上的不段改善，在國外的某些重型牽引汽車和自卸車上又開始采用多片濕式離合器，并有不斷增加的傾向。與干式離合器相比，由于用油泵進行強制制冷的結果，摩擦表面的溫度較低（不超過93℃）。因此，允許起步時長時間地打滑或用高檔起步而不致燒損摩擦片，具有良好的起步能力。為了實現離合器的自動操縱，有自動離合器。采用自動離合器時可以省去離合器踏板，實現汽車的“雙踏板”操縱。與其他自動傳動系統（如液力傳動）相比，它具有結構簡單，成本低廉及傳動效率高的優點。因此，在歐洲小排量汽車上曾得到廣泛的應用。但是在現有自動離合器的各種結構中，離合器的摩擦力矩的力矩調節特性還不夠理想，使用性能不盡完善。例如，汽車以高檔低速上坡時，離合器往往容易打滑。因此必須提前換如低檔以防止摩擦片的早期磨損以至燒壞。這些都需要進一步改善。

隨著汽車運輸的發展，離合器還要在原有的基礎上不斷改進和提高，以適應新的使用條件。從國外的發展動向來看，近年來汽車的性能在向高速發展，發動機的功率和轉速不斷提高，載重汽車趨向大型化，國內也有類似的情況。此外，對離合器的使用要求也越來越高。所以，增加離合器的傳扭能力，提高其使用壽命，簡化操作，已經成為目前離合器的發展趨勢。所閱文獻的查閱范圍及手段查閱范圍：單片離合器所閱文獻基本都是來自圖書館和網絡，部分書籍是自己相關專業課。通過“超星讀秀圖書搜索”網，查了很多相關書籍，另外主要利用如下資源：網絡資源東北大學圖書館-萬方學位論文數據庫東北大學圖書館-中國優秀博碩士學位論文全文數據庫東北大學圖書館-中國期刊全文數據庫；東北大學圖書館－ElsevierScience數據庫Baidu,google和yahoo搜索引擎圖書資源東北大學圖書館參考文獻[1]陳家瑞.汽車構造（下冊）[M].北京：機械工業出版社，2005.[2]劉惟信.汽車設計[M].北京：清華大學出版社，2001.[3]GB18320—2001，農用運輸車安全技術條件[S].[4]汽車工程手冊編輯委員會.汽車工程手冊（設計篇）[M].北京：人民交通出版社，2001.[5]王望予.汽車設計[M].北京：機械工業出版社，2005.[6]JB1457—74，汽車離合器摩擦片尺寸系列[S].[7]GB7258—2004，機動車運行安全技術條件[S].[8]汽車工程手冊編輯委員會.汽車工程手冊（基礎篇）[M].北京：人民交通出版社，2001.[9]GB1144—74，矩形花鍵聯接，技術標準出版社[S].[10]徐灝.新編機械設計師手冊[M].北京：機械工業出版社，1995.[11]成大先.機械設計手冊（1—4冊）[M].北京：化學工業出版社，1993[12]馮海辰,王宜君.離合器軸的淬火工藝，機械研究與應用,MechanicalResearch&Application,編輯部郵箱2007年01期

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三、研究內容1．課題的構想與思路本設計題目以載貨汽車離合器為內容。以機械設計、汽車設計、二維制圖模型為主線，離合器采用單片圓周布置式。壓盤驅動形式為凸塊-窗臺式。操縱機構采用液壓式。主要采用CAXA設計一個載貨汽車離合器總成。2．主要設計內容1、離合器結構形式及布置方案的確定。2、離合器零部件尺寸參數確定：（1）完成摩擦片的基本參數選擇與設計計算；（2）完成壓緊彈簧的設計與計算；（3）離合器蓋總成設計與計算；