畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 開 題 報 告設(shè)計（論文）題目 : 離合器設(shè)計 院 系 名 稱: 汽車與交通工程學(xué)院 專 業(yè) 班 級: 學(xué) 生 姓 名: 導(dǎo) 師 姓 名: 開 題 時 間: 指導(dǎo)委員會審查意見：簽字： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告學(xué)生姓名 系部 汽車與交通工程學(xué) 院 專業(yè)、班級 車輛工程 B07-3指導(dǎo)教師姓名 職稱 教授 從事專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是■否題目名稱 離合器設(shè)計一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義1、研究現(xiàn)狀：從 1891 年摩擦式汽車離合器的誕生，到 1948 年液力變矩器的出現(xiàn)，再到各種智能控制技術(shù)不斷應(yīng)用于汽車工業(yè)，汽車離合器技術(shù)始終伴隨著汽車工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展。隨著新興汽車傳動技術(shù)的越來越普及應(yīng)用，傳統(tǒng)的汽車離合器將逐漸淡出歷史舞臺。據(jù)環(huán)咨人員調(diào)查，目前全國有汽車離合器生產(chǎn)企業(yè)約 200 多家，其中具有一定生產(chǎn)能力和規(guī)模的汽車離合器生產(chǎn)企業(yè)只有 30 多家，主要有：長春一東、湖北三環(huán)、杭州西湖、杭州奇碟、桂林福達(dá)、東傳蘇汽配、上海薩克斯、南京法雷奧、重慶愛思帝、珠海華粵、寧波宏協(xié)等。2005 年，我國14 家離合器生產(chǎn)企業(yè)離合器總成產(chǎn)量約為 516.49 萬套。2006 年，受國內(nèi)汽車市場的迅猛發(fā)展的影響，汽車離合器產(chǎn)量也獲得快速增長，12 家企業(yè)離合器總成產(chǎn)量突破 862 萬套。但是從傳統(tǒng)汽車離合器所占市場份額來看，由于乘用車中自動檔比例的上升，汽車離合器市場份額受挫，呈現(xiàn)下跌趨勢。目前國內(nèi)主要汽車離合器生產(chǎn)企業(yè)按目標(biāo)市場的不同，可分為 OEM 市場、售后市場和出口市場三類。其中，OEM 市場如：長春一東、湖北三環(huán)、東傳蘇汽配等；售后市場如：杭州西湖、杭州奇碟、重慶長安等；出口市場如：杭州西湖、珠海華粵、寧波宏協(xié)等。由于各目標(biāo)市場對企業(yè)規(guī)模、供貨能力的要求不同，因而進(jìn)入各市場的難易程度也不同。目前，售后市場中企業(yè)間的差別最大，從小作坊到大型國企，從民營私企到外方獨資、國有控股等呈多樣化，產(chǎn)品質(zhì)量也參差不齊。據(jù)環(huán)咨人員統(tǒng)計：2006 年我國汽車零部件市場中，正規(guī)企業(yè)產(chǎn)品約占市場份額的 30%，仿制產(chǎn)品約占40%，翻新產(chǎn)品約占 30%。從各類企業(yè)性質(zhì)來看，國企約占 26.2%，外企占 34.8%，民企占 39%。在產(chǎn)品配套方面，乘用車領(lǐng)域體系內(nèi)配套的情況較為明顯，而商用車的采購范圍則較廣。我國汽車離合器行業(yè)在經(jīng)歷了改革改造、引進(jìn)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(yè)規(guī)模、產(chǎn)品技術(shù)、經(jīng)營管理等方面取得了較好的發(fā)展。目前，國內(nèi)汽車離合器企業(yè)約 100 余家(不含家庭作坊)。2005 年汽車離合器市場總銷售額約 35 億元；從業(yè)人員 12880 人，其中工程技術(shù)人員 1075 人；固定資產(chǎn)總額 15．1 億元；利稅總額 2．79 億元；全年共產(chǎn)銷汽車離合器蓋總成 1 000 萬件，汽車離合器從動盤總成 2000 萬件，液力變矩器 10 萬套。到 2010 年,我國離合器總銷售額將達(dá) 84 億元。國內(nèi)汽車工業(yè)的快速發(fā)展吸引了零部件巨頭的加入， 國際著名汽車離合器企業(yè)：lValeo、 Luk、Sachs、Exedy、 Eaton 等都在中國設(shè)立了合資或獨資企業(yè)，完成了在華的戰(zhàn)略布局，使得該行業(yè)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(kuò)大其投資規(guī)模，改變股比，提高控制力。加大了專利在中國申報及保護(hù)力度，使得國內(nèi)傳統(tǒng)汽車零部件企業(yè)面臨巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)和壁壘。供應(yīng)商的資金實力、技術(shù)質(zhì)量水平和管理水平影響著企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的維持及擴(kuò)大；技術(shù)進(jìn)步所帶來的替代品(如 AT、CVT、DCT 所引發(fā)傳動產(chǎn)品概念的改變)對部分汽車離合器行業(yè)帶來根本性的改變。從企業(yè)內(nèi)部能力分析，總體上看，我國汽車離合器企業(yè)與國外企業(yè)相比處于明顯劣勢。在勞動力成本、售價、售后服務(wù)、客戶關(guān)系和供應(yīng)商關(guān)系等方面，我國企業(yè)處于明顯優(yōu)勢；在市場營銷能力、采購成本和交貨期方面，我國企業(yè)與國外競爭者基本持平；在品牌價值、產(chǎn)品技術(shù)含量、產(chǎn)品質(zhì)量、規(guī)模效應(yīng)、生產(chǎn)效率、技術(shù)水平、研發(fā)能力和員工素質(zhì)方面，我國企業(yè)與國際同類先進(jìn)企業(yè)相比差距較大。在產(chǎn)品技術(shù)方面， 國內(nèi)汽車離合器企業(yè)經(jīng)過不斷地產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，國產(chǎn)膜片彈簧離合器的品種已經(jīng)能全面覆蓋國內(nèi)重、中、輕、轎、微及農(nóng)用等車型的需求，跟蹤國外動力傳動系統(tǒng)技術(shù)，研發(fā)新一代產(chǎn)品也取得了可喜成果，如雙質(zhì)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。在發(fā)展過程中，離合器企業(yè)無論是為了提高自身的競爭力， 還是為了進(jìn)入配套、出口市場，都十分重視強(qiáng)化企業(yè)內(nèi)部管理。在離合器委員會注冊的 95％以上企業(yè)都先后通過了ISO9000、QS9000 、ISO／TSl 6949 等質(zhì)量體系的認(rèn)證。 在采用離合器的傳動系統(tǒng)中，早期離合器的結(jié)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(jié)構(gòu)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(zhuǎn)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(fā)生），導(dǎo)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(yōu)點是由于接觸面數(shù)多，故接合平順柔和，保證了汽車的平穩(wěn)起步。但因片數(shù)較多，從動部分的轉(zhuǎn)動慣量較大，還是感到換擋不夠容易。另外，中間壓盤的通風(fēng)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(diào)整不當(dāng)還可能引起離合器分離不徹底。多年的實踐經(jīng)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(zhuǎn)動慣量小，散熱性好，結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便，尺寸緊湊，分離徹底等優(yōu)點。而且只要在結(jié)構(gòu)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(yīng)用。如今，單片干式摩擦離合器在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面也相當(dāng)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(zhuǎn)減振器，防止了傳動系統(tǒng)的共振，減少了噪音；以及采用了摩擦較小的分離桿機(jī)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(huán)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(dāng)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(shù)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(jìn)行強(qiáng)制制冷的結(jié)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(xiàn)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(xiàn)汽車的“雙踏板”操縱。與其他自動傳動系統(tǒng)（如液力傳動）相比，它具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉及傳動效率高的優(yōu)點。因此，在歐洲小排量汽車上曾得到廣泛的應(yīng)用。但是在現(xiàn)有自動離合器的各種結(jié)構(gòu)中，離合器的摩擦力矩的力矩調(diào)節(jié)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(jìn)一步改善。隨著汽車運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，離合器還要在原有的基礎(chǔ)上不斷改進(jìn)和提高，以適應(yīng)新的使用條件。從國外的發(fā)展動向來看，近年來汽車的性能在向高速發(fā)展，發(fā)動機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速不斷提高，載重汽車趨向大型化，國內(nèi)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(jīng)成為目前離合器的發(fā)展趨勢。2、選題目的和意義：在以內(nèi)燃機(jī)作為為動力的機(jī)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(shù)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(nèi)燃機(jī)一起存在，不可以在汽車上消失。研究意義：實現(xiàn)離合器產(chǎn)廠內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化，減少試制周期及其過程中可能會產(chǎn)生的浪費．提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，對于離合器廠有重要的經(jīng)濟(jì)意義，同時也為中國的離合器生產(chǎn)的國產(chǎn)化和標(biāo)準(zhǔn)化作出了一定的貢獻(xiàn)。通過進(jìn)行離合器的設(shè)計，使學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識，熟練 CAD 繪圖技術(shù)，力求設(shè)計合理，理論聯(lián)系實際，結(jié)構(gòu)和性能有所改進(jìn)，設(shè)計手段具有一定的先進(jìn)性。當(dāng)離合器工作時，發(fā)動機(jī)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(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)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(jīng)過變速器的第一軸和傳動系統(tǒng)中一系列部件傳給驅(qū)動輪。壓緊彈簧的壓緊力越大，則離合器所能傳遞的轉(zhuǎn)矩也越大。由于汽車在行駛過程中需經(jīng)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(yīng)經(jīng)常處于接合狀態(tài)。摩擦副之間采用彈簧作為壓緊裝置即是為了適應(yīng)這一要求。欲使離合器分離時，只要踩下操縱機(jī)構(gòu)中的離合器踏板，套在從動盤轂環(huán)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(dāng)需要重新恢復(fù)動力傳遞時，為使汽車速度和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的變化比較平穩(wěn)，應(yīng)該適當(dāng)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(fù)接觸，二者接觸面間的壓力逐漸增加，相應(yīng)的摩擦力矩也逐漸增加。當(dāng)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(zhuǎn)，即離合器處于打滑狀態(tài)。隨著飛輪和從動盤接合緊密程度的逐步增大，二者的轉(zhuǎn)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(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速成正比。摩擦離合器所能傳遞的最大轉(zhuǎn)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(shù)以及摩擦面的數(shù)目和尺寸。因此，對于結(jié)構(gòu)一定的離合器來說，最大靜摩擦力矩是一個定值。當(dāng)輸入轉(zhuǎn)矩達(dá)到此值時，則離壓合器出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，因而限制了傳給傳動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)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(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)四部分組成。主、從動部分和壓緊機(jī)構(gòu)是保證離合器處于接合狀態(tài)并能傳遞動力的基本結(jié)構(gòu)，而離合器的操縱機(jī)構(gòu)主要是使離合器分離的裝置。在保證可靠的傳遞發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的前提下，離合器的具體結(jié)構(gòu)應(yīng)能滿足主、從動部分分離徹底，接合柔和，從動部分的轉(zhuǎn)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、設(shè)計（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題本次畢業(yè)設(shè)計的基本內(nèi)容有：1.摩擦式離合器的基本結(jié)構(gòu)尺寸和參數(shù)的選擇(摩擦片外徑 D、離合器后備系數(shù) β 和單位壓力p)及計算。2.離合器零件的結(jié)構(gòu)選型及設(shè)計計算1) 繪制離合器裝配圖；2) 從動盤總成設(shè)計；3) 離合器蓋總成設(shè)計；為了保證離合器具有良好的工作性能，對汽車離合器設(shè)計提出如下基本要求： 1)在任何行駛條件下均能可靠地傳遞發(fā)動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，并有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩儲備。 2)接合時要平順柔和，以保證汽車起步時沒有抖動和沖擊。 3)分離時要迅速、徹底。 4)離合器從動部分轉(zhuǎn)動慣量要小，以減輕換擋時變速器齒輪間的沖擊，便于換擋和減小同步器的磨損。 5)應(yīng)有足夠的吸熱能力和良好的通風(fēng)散熱效果，以保證工作溫度不致過高，延長其使用壽命。 6)應(yīng)使傳動系避免扭轉(zhuǎn)共振，并具有吸收振動、緩和沖擊和減小噪聲的能力。 7)操縱輕便、準(zhǔn)確，以減輕駕駛員的疲勞。 8)作用在從動盤上的壓力和摩擦材料的摩擦因數(shù)在使用過程中變化要盡可能小，以保證有穩(wěn)定的工作性能。 9)應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和良好的動平衡，以保證其工作可靠、壽命長。 10)結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單、緊湊、質(zhì)量小，制造工藝性好，拆裝簡單擬解決的主要問題：1、區(qū)別各類型離合器，根據(jù)參數(shù)選取離合器類型2、如何優(yōu)化現(xiàn)有離合器，使其成本更低，性能更好3、如何提高離合器的使用壽命三、技術(shù)路線（研究方法）調(diào)研、收集資料及總體方案論證離合器的基本組成和工作原理根據(jù)車型進(jìn)行離合器的參數(shù)選擇離合器傳動部分設(shè)計計算是否合理利用 Autocad 軟件繪制離合器圖紙是否合理校核、修改、完善離合器操縱系統(tǒng)的設(shè)計四、進(jìn)度安排（1）調(diào)研、資料收集、完成開題報告 第 1、2 周（2 月 28 日～3 月 13 日）（2）方案設(shè)計與分析、整理 第 3、4 周（3 月 14 日～3 月 27 日）（3）結(jié)構(gòu)設(shè)計、計算與分析 第 5～7 周（3 月 28 日～4 月 10 日）（4）完成繪圖工作 第 8～10 周（4 月 11 日～5 月 8 日）（5）說明書撰寫 第 11、12 周（5 月 9 日～5 月 22 日）（6）校對、完善和打印 第 13、14 周（5 月 23 日～6 月 5 日）（7）畢業(yè)設(shè)計審核、修改 第 15、16 周（6 月 6 日～6 月 19 日）（8）畢業(yè)設(shè)計答辯準(zhǔn)備及答辯 第 17 周（6 月 20 日～6 月 26 日）五、參考文獻(xiàn)[1]曹志剛著;?？饲?，劉之鐳指導(dǎo).自動同步離合器設(shè)計技術(shù)及嚙合動力學(xué)研究 [D]. 2009[2]王云成著;王慶年指導(dǎo).重型商用車不分離離合器 AMT 關(guān)鍵技術(shù)研究 [D]， 2010[3]王博著;呂振華指. 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