桑塔纳2000MT轿车膜片弹簧离合器设计开题报告

科学技术学院毕业设计开题报告题 目： 桑塔纳2000MT轿车膜片弹簧离合器设计 学 科 部： 理 工 专 业： 车辆工程 班 级： 081 学 号： 7012908022 学生姓名： 徐子芬 起讫日期： 2012.2.132012.5.4 指导教师： 高 伟 职称： 讲 师 学科部主任： 审核日期： 一、课题的依据及意义中国汽车产业经历了57年，特别是改革开放30年的发展，从1999年汽车市场进入以大众消费为基础的成长发展期。由1999年的183.2万辆的市场规模成长为2009年的1364.5万辆，10年来汽车的平均增长率超过20%。在全球金融危机和经济衰退冲击下，全球汽车市场严重萎缩，在此背景下，中国汽车市场2008年仍保持6.8%的增长率，2009年更保持了46.15%的高增长率。与此同时，中国汽车在全球地位已跃入产量和销量均为第一位。中国汽车市场地位已由1999年世界产量排名第9位跃升为2006、2007、2008年连续三年的第3位，市场销量连续三年连续第2位，2009年成为全球汽车产量和销量的都是第一的局面1。2010年中国汽车产量和销量分别为1826.47万辆和1806.19万辆，同比分别增长32.44%和32.37%，连续第二年全球第一。我国汽车产量基数已经达到千万辆规模，由于汽车离合器的需求规模和整车产量关系密切，因此我国汽车离合器产品市场增长迅速，2010年我国离合器总销量额将达84亿元，是2005年的2.4倍；其中，盖总成2800万件，从动盘总成5700万件，液力变矩器100万套以上2。目前全国有汽车离合器生产企业约100多家，其中具有一定生产能力和规模的汽车离合器生产企业只有30多家，主要有：长春一东、湖北三环、杭州西湖、杭州奇碟、桂林福达、东传苏汽配、上海萨克斯、南京法雷奥、重庆爱思帝、珠海华奥、宁波宏协等。近几年，受国内汽车市场的迅猛发展的影响，汽车离合器产量获得快速增长，12家企业离合器总成年产量突破862万套，这些企业基本上都是以配套市场为主3。分析原因，主要在于汽车离合器仍是目前国内汽车最为经济、实用的选择，选购经济性车辆的消费者仍占主流。而如今追求享受生活的时代，消费者对车的操控性要求不断提高。自动挡车操作简单，开上它的朋友，刚开始感觉很好，但时间一长，就感觉驾驶自动挡车没什么意思，没有驾驶的乐趣。油价上涨后，用车成本再一次增加。于是人们不得不把目光投向耗油量较小的手动挡车，手动挡车作为市场上的主要车型在爆发力、经济性、驾驶乐趣方面都占有较强的优势。因此离合器在相当长的时期内还是拥有广阔的市场前景。二、国内外研究现状发展趋势当前，我国汽车离合器技术也正处于发生深刻变化的时期。随着多种变速箱技术的发展和齐头并进，我国离合器技术也逐渐由单一的、传统的摩擦式离合器向多种传动技术并存的方向发展。我国离合器技术发展也由传统摩擦弹簧离合器向多种传动技术方式的发展。螺旋弹簧离合器基本上即将退出市场，目前只是在维修市场因价格便宜还有一些车主使用。膜片弹簧已经成为我国目前离合器的主流技术。一些特殊需求如要求传递扭矩大的多片干式离合器、拉式离合器等，在我国也实现了量产。双质量飞轮、自适应离合器由于市场原因，国内企业还没有批量生产，但双质量飞轮也有望今年在湖北三环、吉林大华等企业实现量产。在自动档领域，液力变矩器我国已经在上海萨克斯实现了产业化，国内还有数家企业的液力变矩器也已经实现小批量生产。国内技术开发最困难的是双离合器。目前，国内的杭维柯、上汽变速器等都已经推出了双离合器变速器样品，但核心技术主要还是来自国外。国内企业湖北三环曾经与青山变速器合作开发干式离合器，但由于青山离合器技术倾向于开发湿式离合器，所以这个项目双方目前没有继续合作。而国外的主要汽车离合器生产企业如Luk、Exedy、ZF Sachs、Advics和Valeo等，都有比较丰富的产品线，具有模块化和系统化供货的能力。从系统化供货来讲，他们一般都习惯叫传统系统或者驱动系统，机械变速箱系统部件、自动变速箱系统部件等不同系统的部件都有，可以给各种不同的变速箱系统配套；从模块化供货来讲，从离合器压盘、从动盘、总泵、分泵、离合器分离部件等全系列。由于他们产品线长、产品丰富，所以他们能够满足更多的客户群体。同时，为了满足客户更高的要求，他们也开发了全球领先的产品如双质量飞轮、自调节离合器等。随着汽车工业的发展,电子技术广泛应用,汽车离合器新技术也不断涌现。一是操纵式离合器。其操纵方法有机械的、电磁的、气动的和液力的等如嵌入离合器、摩擦离合器、空气柔性离合器、电磁转差离合器和磁粉离合器等，形成磁粉链以传递扭矩）。二是自动式离合器。用简单的机械方法自动完成接合或分开动作，又分为安全离合器（当传递扭矩达到一定值时传动轴能自动分离，从而防止过载，避免机器中重要零件损坏）、离心离合器（当主动轴的转速达到一定值时，由于离心力的作用能使传动轴间自行联接或超过某一转速后能自行分离）、定向离合器（又叫超越离合器，利用棘轮-棘爪的啮合或滚柱、楔块的楔紧作用单向传递运动或扭矩，当主动轴反转或转速低于从动轴时，离合器就自动分开）。三、课题研究内容本设计是为桑塔纳2000设计的膜片弹簧离合器1、原始数据资料：假定桑塔纳2000轿车相关数据如下：发动机最大扭矩：155N.m（3800r/min）发动机最大功率：74 kW (5200r/min)车辆最大总重：1560kg (空车1140 Kg)轮胎型号：195/60R14 85H变速器速比：一档 3.455 二档 1.944 三档 1.286 四档 0.969 五档 0.800主减速比：4.4442、设计要求：1）根据给定的参数，对其离合器进行详细的结构设计和参数计算；2）绘制出离合器总装配图及主要零件图；3）编写设计说明书一份（包括：封面、中英文摘要、目录、选题依据、原始数据与设计要求、设计与计算、结论、参考文献，设计体会等）。四、课题研究方案1、 离合器结构方案的确定：（1）从动盘的选择：单盘式鉴于本次设计是为桑塔纳2000MT轿车配套，考虑其为小轿车，传递扭矩不大，故而选用单盘式结构4，以使结构简单、紧凑,减少零件数目和质量。（2）压紧弹簧形式选取：拉式膜片弹簧鉴于本次设计是为桑塔纳2000MT轿车配套，采用拉式膜片弹簧有以下优点5:取消了中间的支承零件,使结构更简单、紧凑,零件数目更少,质量更小；以中部与压盘相压,在同样压盘尺寸的条件下可采用直径较大的膜片弹簧,提高了压紧力与传递转矩的能力,且并不增加踏板力；在接合或分离的状态下,离合器盖的变形量小,刚度大,分离效率高。（3）压盘的驱动方式：弹性连接式 鉴于本次设计是为桑塔纳2000MT轿车配套,采用弹性连接式不会因磨损引发振动和噪音，结构更加简化，对装配精度要求也低。（4）压盘和中间盘：压盘和中间盘一般做成圆环形的盘状压盘的外形应略大于或等于摩擦片的外径，内经略小于或等于摩擦片的内径。（5）从动盘： 摩擦片：所用材料有石棉基摩擦材料，烧结金属和金属陶瓷等材料。 从动钢片：现代从动盘的从动钢片为获得轴向弹性，往往特意制成锥形而使其小端面向飞轮。 （6）离合器通风散热：正常使用条件下的离合器压盘工作表面温度一般在180 以下，离合器摩擦片的磨损是随压盘温度的升高而增大的。（7）扭转减震器的设计6： 极限转矩Tj： 扭转角刚度C(N.m/rad)：按经验初选：C13Tj 阻尼摩擦力矩Tf：Tf=(0.060.17)Temax 减振弹簧位置半径R0：R0=(0.60.75)d/2 减振弹簧中径Dc： Dc由总体结构布置决定，一般取Dc=1115mm。 弹簧钢丝直径dc：dc= 弹簧总圈数n：n=ic+(1.52) 极限转角： qmax=2arcsin（DL）2、离合器基本参数的设计计算： （1）离合器静摩擦力矩TC7：Tc=（2）为保证能有效传递发动机最大转矩，应使TcTemax,即： （3）单位压力P0：P0对离合器工作性能和使用寿命影响很大,应根据使用条件、摩擦片尺寸、材料、汽车重量等因素来选取。3、膜片弹簧的设计8：（1）比值H/h的选择：一般汽车离合器用膜片弹簧一般H/h为1.52.0，厚度为24mm。（2）R、r的选择：R/r一般为1.21.35。压式离合器R值取大于或等于摩擦片的平均半径Rc，拉式离合器r值取大于或等于Rc，且对于同尺寸摩擦片，拉式R值较压式大。（3）锥角的选择9：（4）分离指数目n的选择通常为18，大尺寸膜片弹簧可取24，小尺寸的可取12。（5）小端内半径r0即分离轴承作用半径rf的选择：r0应大于变速器输入轴半径，而rf则应大于r0。（6）切槽宽度1、2和半径re的确定： 1=3.23.5mm，2 =910mm，re应满足r-re=2。五、研究目标、主要特色及工作进度1、研究目的：汽车离合器具有传递扭拒、减振和防止传动系统过载的作用。必须具备以下特性：（1）具有良好的动平衡特性；（2）接合平顺、柔和，分离迅速、彻底；（3）通风散热性好；（4）性能稳定可靠、使用寿命长；（5）结构简单、紧凑，便于制造、维修，方便操作；（6）既能可靠传递最大转矩，又能防止过载；（7）转动惯量要小，并具有一定的吸振、降噪的能力。2、主要特色:膜片弹簧离合器具有较理想的非线性弹簧特性,弹簧压力在摩擦片的磨损范围内基本保持不变,因而离合器在工作中能保持传递的转矩大致不变,相对圆柱螺旋弹簧,其压力大大下降,离合器分离时,弹簧压力有所下降,从而降低的踏板力。膜片弹簧兼压紧弹簧与分离杠杆的作用,结构简单,紧凑,轴向尺寸小,零件数目少,质量小。另外，膜片弹簧的轴向尺寸小，可以适当增加压盘的厚度，提高热容量，或者在压盘上增设散热筋及在离合器上开设较大的通风孔来改善散热条件。高速旋转时,弹簧压紧力降低很小,性能稳定。3、工作进度：序号各阶段工作内容起讫日期1毕业实习2012.2.13-2012.2.192前期调研和外文资料翻译2012.2.20-2012.2.263完成并提交开题报告2012.2.27-2012.3.44进行结构选型与设计计算2012.3.5-2012.3.255（指导老师检查，认为妥当后）进行图纸绘制2012.3.26-2012.4.156出图并编写毕业设计论文2012.4.16-2012.4.297制作答辩用PPT并准备答辩2012.4.30-2012.5.128进行毕业答辩2012.5.14-2012.5.18六、主要参考资料1荣惠康:中国汽车产业发展前景和全. 2 3 2011年中国汽车离合器市场发展趋势预测. 4陈家瑞.汽车构造M.北京：机械工业出版社，20085林世裕.膜片弹簧与蝶形弹簧离合器的设计与制造M.南京：东南大学出版社，19956刘惟信.汽车设计M.北京：清华大学出版社，20017过学迅，邓亚东.汽车设计M.北京：人民交通出版社，20058机械工程手册编委会.机械工程手册（第二版）M.北京：机械工业出版社，20059孙恒，陈作模.机械原理M.北京：高等教育出版社，2001