轻型汽车的膜片式弹簧离合器设计开题报告

开 题 报 告选题依据1.1 汽车离合器结构的演变1886 年世界上第一辆汽车的发动机与传动系之间采用皮带传动,利用张紧轮使皮带松弛或张紧将动力传递或中断,这就是最早的汽车离合器 1。自此之后,汽车离合器不断地改进,到 1990 年后,由于摩擦材料的改进开始采用干式与双片摩擦离合器,这就是现代的汽车离合器 2。之后离合器的改进使的它的可靠性和舒适性不断提高,而它的重量和价格却不断降低 3。(1）第一代产品一螺旋弹簧离合器它是最早的干式单片离合器,采用螺旋弹簧作为压紧元件,1925 年开始采用石棉基摩擦衬片,至 1928 年结构已较完善,1930 年以来普遍使用于汽车中。 （2）第二代产品一推式膜片弹簧离合器推式膜片弹簧离合器最早由美国通用汽车公司于 1938 年开始应用于该公司的轿车产品,20 世纪 60 年代以来应用于各种汽车。（3）第三代产品一拉式膜片弹簧离合器20 世纪 60 年代末在原西德 F&S 公司首先研制成功,1980 年以来国外大、中、小型汽车都开始使用。1.2 膜片弹簧离合器介绍1.2.1 膜片弹簧离合器总成结构膜片弹簧离合器总成由膜片弹簧、离合器盖、压盘、传动片和分离轴承总成等部分组成 4。（1）离合器盖离合器盖一般为度或度旋转对称的板壳冲压结构,通过螺栓与飞轮联结在一起。离合器盖是离合器中结构形状比较复杂的承载构件,压紧弹簧的压紧力最终都要由它来承受。（2）压盘压盘的结构一般是环形盘状铸件,离合器通过压盘与发动机紧密相连.压盘靠近外圆周处有断续的环状支承凸台,最外缘均布有三个或四个传力凸耳。 （3）膜片弹簧膜片弹簧是离合器中重要的压紧元件,在其内孔圆周表面上开有许多均布的长径向槽,在槽的根部制成较大的长圆形或矩形窗孔,可以穿过支承铆钉,这部分称之为分离指,从窗孔底部至弹簧外圆周的部分形状像一个无底宽边碟子,其截面为截圆锥形,称之为碟簧部分 5。（4）传动片、离合器接合时，飞轮驱动离合器盖带动压盘一起转动，并通过压盘与从动盘摩擦片之间的摩擦力使从动盘转动。在离合器分离时，压盘相对于离合器盖作自由轴向移动，使从动盘松开。这些动作均由传动片完成。传动片的两端分别与离合器盖和压盘以铆钉或螺栓联接，一般采用周向布置。在离合器接合时，离合器盖通过它来驱动压盘共同旋转:在离合器分离时，可利用它的弹性恢复力来牵动压盘轴向分离并使操纵力减小。1.3 课题研究的目的和意义离合器接合时,飞轮驱动离合器盖带动压盘一起转动,并通过压盘与从动盘摩擦片之间的摩擦力使从动盘转动。在离合器分离时,压盘相对于离合器盖作自由轴向移动,使从动盘松开。这些动作均由传动片完成。传动片的两端分别与离合器盖和压盘以铆钉或螺栓联接,一般采用周向布置。在离合器结合时，离合器盖通过它来驱动压盘共同旋转在离合器分离时,可利用他的弹性恢复力来牵动压盘轴向分离并使操纵力减小 6。离合器的主要功用是切断和实现发动机对传动系的动力传递，保证汽车起步时将发动机与传动系平顺地接合，确保汽车平稳起步；在换挡时将发动机与传动系分离，减少变速器中换挡齿轮之间的冲击；在工作中受到较大的动载荷时，能限制传动系所承受的最大转矩，以防止传动系各零部件因过载而损坏；有效地降低传动系中的振动和噪声 7。 近年来，由于材料性能的提高，制造工艺和设计方法的逐步完善，膜片弹簧的制造已日趋成熟。因此，膜片弹簧离合器不仅在乘用车上被大量采用，而且在各种形式的商用车上也被广泛采用。与其他形式的离合器相比，膜片弹簧离合器具有以下优点：膜片弹簧具有较理想的非线性弹性特性；膜片弹簧兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，结构简单、紧凑，轴向尺寸小，零件数目少，质量小；高速旋转时，弹簧压紧力降低很少，性能较稳定；压力分布均匀，摩擦片接触良好，磨损均匀；易于实现良好的通风散热，使用寿命长；膜片弹簧中心与离合器中心线重合，平衡性好 8。由于使用过程中摩擦片的磨损，传统离合器的实际压紧力一直在增大，因而分离离合器的分离力也相应增大，使离合器踏板力增加，降低了驾驶的舒适度。膜片弹簧离合器可以消除这个缺陷。自膜片弹簧离合器是一种结构新颖的离合器，它与传统离合器相比，增加了自调机构，使得离合器在使用过程中能自动调节以补偿由于摩擦片的磨损而引起的工作压紧力的变化，使其保持恒定不变，从而使离合器转矩容量保持稳定，使最大分离力减少，从而使离合器操作轻便 9,10。膜片弹簧离合器的优越性能体现在：膜片弹簧离合器在摩擦片变薄时，弹簧的弹性就会下降，但此时的簧弹力却没有改变，膜片弹簧具有自动调节压紧力的特点膜片弹簧的弹性压力几乎与转速无关，具有高速时压紧力稳定的特点 11。膜片弹簧离合器的结构比较简单，具有良好的弹性，而且能自动调节压紧力。使用操作非常简单方便，而且在高速时压紧力稳定、分离杠杆平整不需调整等特点。在中、小型汽车上广泛应用 12。膜片弹簧离合器本身兼压紧弹簧和分离杠杆的作用，使离合器结构大大简化并显著地缩短了离合器的轴间尺寸；再者，膜片弹簧具有良好的非线性特性，设计合适可使摩擦片磨损到极限，压紧力仍能维持很少改变，且减轻分离离合器时的踏板力，使操纵轻便 13,14。膜片弹簧是一种旋转对称零件，平衡性好，在高速下，其压紧力降低很小，而周置的螺旋弹簧在高速下因受离心力作用会产生横向挠曲，弹簧严重鼓出，从而降低对压盘的压紧力 15。 参考文献1王望予汽车设计M机械工业出版社，2004：20372徐石安汽车离合器M清华大学出版社，2005：1001303林世裕主编.膜片弹簧与蝶形弹簧离合器的设计与制造M.东南大学出版社，1995.12.58724林世裕膜片弹簧离合器的设计制造M东南大学出版社，1995：1351585夏长高，朱茂桃等膜片弹簧大端载荷变形特性的研究J机械研究与应用.1996，（4）;13 196Osyczka A. Multicriterion Optimization in Engineering. Chichester: Ellis HorwoodM.1978 .881017胡加汽车离合器技术的新发展J专业汽车2003，(3)：36398曹涌，陶华基于灵敏度分析的离合器膜片弹簧优化设计J西北工业大学学报2003，21(6)：761764 9Albers, A. Self- adjusting Clutch(SAC) and Dual Mass Flywheel(DMFW) to Improve Drive Train ComfortM. VDI Reports. 1175: 153168.10T Stutzle, H H Hoos. MAX-MIN Ant System. Future Generate Compute SystemM.2000, 16(8): 889914 11Robert A. Jones.Optimization of Computer Controlled Polishing. Applied OpticsJ.1977, 16(1): 218224 12袁念诗，娄岳海自调式膜片簧离合器J轻型汽车技术2000，134(4)：243113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，(8)：333414YEH H G. Real- Time Implementation of a Narrow- Band Kalman Filter with aFloating- Point Proeessor DSP32. Electron, IEEETransJ. 1990, 37(1): 1318. 15Luigi Glielmo, Luigi Iannelli, Vladimiro Vacca, Francesco Vasca. Speed Controlfor Automated Manual Transmission with Dry Clutch.43rd IEEE Conference onDecision and Control DecemberM. 2004: 1417 开 题 报 告设计方案：研究的主要内容(1）离合器选型(2）离合器主要参数的选择(3)膜片弹簧的设计(4）离合器从动盘总体设计(5）压盘和离合器盖设计研究途径（1）调研和查阅资料（2）确定膜片弹簧离合器的基本结构方案（3）根据整车参数确定膜片弹簧离合器的尺寸和参数（4）对各零件进行设计，并绘制草图（5）对各零件进行校核，完成结构参数设计（6）应用 CAD 软件完成图纸绘制（7）完成说明书 开 题 报 告指导教师意见：该生本次的研究课题是对膜片式弹簧离合器的设计进行研究，该生查阅了大量中外文参考文献，学习了膜片式弹簧离合的结构和设计方面的有关知识，对于众多学者在膜片式弹簧离合器结构、设计方面的研究现状进行了深入分析，在此基础上撰写了开题报告，报告中对于以后的研究内容和途径做了详细安排，研究方案可行，同意开题。 指导教师： 年 月 日附件：参考文献注释格式学术期刊 作者论文题目J期刊名称，出版年份，卷(期)：页次如果作者的人数多于 3 人，则写前三位作者的名字后面加“等”，作者之间以逗号隔开。例如：1 李峰,胡征,景苏等. 纳米粒子的控制生长和自组装研究进展J. 无机化学学报， 2001, 17(3): 3153242 J.Y.Li, X.L.Chen,H.Li. Fabrication of zinc oxide nanorodsJ. Journal of Crystal Growth, 2001,233:57学术会议论文集 作者论文题目文集编者姓名学术会议文集名称C，出版地：出版者，出版年份：页次例如：3 司宗国 谢去病 王群 重子湮没快度关联的研究 见赵维勤，高崇寿编第五届高能粒子产生和重离子碰撞理论研讨会文集C，北京：中国高等科学技术中心，1996：105图书 著者书名M版本出版地：出版者，出版年页次如果该书是第一版则可以略去版次。例如：4韩其智 孙洪洲群论M北京：北京大学出版社，1987101学位论文 作者论文题目D学士(或硕士、博士 )学位论文. 出版地：出版者，出版年份例如：5 陈异.纳米粒子形貌控制研究D. 硕士学位论文. 北京：中国科学院, 2002专利 专利所有者.专利名称P. 专利国别：专利号，日期 .例如：6 姜锡洲 . 一种温热外敷药制备方案P. 中国专利：881056073，1989-07-26.报纸类 作者.篇名N.报纸名，出版日期（版次）7 李大伦.经济全球化的重要性N.光明日报，19981227（3）