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SY-025-BY-3 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 學(xué)生姓名 耿新鐘 系部 汽車工程系 專業(yè)、班級 車輛工程B05-18班 指導(dǎo)教師姓名 趙雨旸 職稱 副教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是√否 題目名稱 基于有限元分析的離合器設(shè)計 一、課題研究現(xiàn)狀,選題的目的、依據(jù)和意義 1、研究現(xiàn)狀 我國汽車離合器行業(yè)在經(jīng)歷了改革改造、引進消化、改制重組，在激烈的市場競爭中在行業(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。技術(shù)進步所帶來的替代品(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。在產(chǎn)品技術(shù)方面，國內(nèi)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。目前，膜片彈簧優(yōu)化設(shè)計主要是圍繞單目標優(yōu)化進行，多標優(yōu)化設(shè)計方法也得到了使用。 通過對離合器零部件結(jié)構(gòu)進行有限元分析，得到其結(jié)構(gòu)極限承載能力，對離合器零部件的設(shè)計是相當重要的。隨著計算機技術(shù)和以CAE技術(shù)的不斷發(fā)展，有限元技術(shù)在離合器設(shè)計中的運用越來越多，其優(yōu)越性得到了人們的認可，有限元技術(shù)己經(jīng)成為產(chǎn)品設(shè)計、開發(fā)中的一種重要手段。 在離合器蓋的設(shè)計上，1997年江蘇理工大學(xué)朱茂桃和邱梅開就開始運用有限單元法分析了某離臺器蓋的剛度，闡述了蓋變形對離臺器工作性能的影響，并用試驗對有限元計算進行了驗證，有限元計算與試驗結(jié)果吻合，從而為離合器蓋的結(jié)構(gòu)形狀設(shè)計提供了可靠依據(jù)，并可以縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。 在離合器盤轂的設(shè)計上，1989年日本的大金公司加藤雅家和真導(dǎo)秀和共同運用有限元技術(shù)對離合器的壓盤和從動盤毅進行了設(shè)計和研究。南京理工大學(xué)張鐵山和袁念詩老師運用有限元程序?qū)σ谰S柯Φ267離合器盤毅進行計算，得出該盤毅強度滿足使用要求的結(jié)論，并分析了該種盤毅在中Φ267離合器從動盤總成臺架試驗中損壞的原因，指出該種盤毅臺架試驗中損壞的原因應(yīng)從材質(zhì)，加工過程等方面來查找。天津市汽車研究所的王力在1998年基于夏利轎車的離合器運用UG軟件的CAE軟件包，在UG軟件中建立離合器壓盤、盤毅等零件的三維實體并自動生成高質(zhì)量的立體網(wǎng)格，并運用有限元技術(shù)對它們進行了有限元分析，確定了離壓盤、盤毅等零件的應(yīng)力分布及大小，對各個零部件的強度和剛度有了定量的數(shù)據(jù)，為離合器的有限元設(shè)計提供了參考。 由此可見，伴隨著以CAE技術(shù)的不斷發(fā)展有限元在離合器設(shè)計上的運用將變得越來越普遍，己經(jīng)成為設(shè)計離合器的一種重要的手段，使得以往的循環(huán)設(shè)計變得簡單，從而縮短了設(shè)計周期，節(jié)省了大量的時間。 2、目的、依據(jù)和意義 離合器是汽車傳動系統(tǒng)中直接與發(fā)動機相連接的部件，其主要作用是：傳遞和切斷發(fā)動機傳給傳動系的動力，以保證汽車的平穩(wěn)起步、停車和換擋；當傳給離合器的轉(zhuǎn)矩超過它所能傳遞的最大摩擦轉(zhuǎn)矩時，離合器主、從動部分之間產(chǎn)生滑磨，從而對傳動系統(tǒng)起到保護作用。此外，離合器還可以有效地降低傳動系中的振動和噪聲。課題研究對象是應(yīng)用最廣泛的膜片彈簧離合器，具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、操縱輕便、傳動可靠、傳遞準確以及效率高等特點。主要零件包括膜片彈簧、離合器蓋、壓盤、傳動片和分離軸承總成等，這些關(guān)鍵零部件的設(shè)計對整個離合器性能具有很大的影響。傳統(tǒng)設(shè)計是設(shè)計工程師根據(jù)自己的理論知識和豐富的工程設(shè)計經(jīng)驗首先針對用戶的需求進行概念設(shè)計，定出結(jié)構(gòu)的類型和形式，選擇材料，按規(guī)定要求和標準給出受力情況，提出初始設(shè)計方案，然后進行結(jié)構(gòu)分析，再根據(jù)分析結(jié)果進行各個方面的校核;如果不符合經(jīng)濟和安全的要求，則修改初始設(shè)計，再進行結(jié)構(gòu)的重分析，重校核，直到滿足為止。這種設(shè)計的一個主要缺點是難以找到材料的合理分布，因而不易做出比較理想的既經(jīng)濟又安全的設(shè)計方案。 采用有限元技術(shù)研究這些關(guān)鍵零部件的靜力學(xué)特性，對其結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，是非常重要和必須的。在此基礎(chǔ)上，再進行離合器設(shè)計不但可以獲得最佳的離合器基本參數(shù)，還可以大大縮短離合器總成開發(fā)周期、降低開發(fā)費用，提高設(shè)計質(zhì)量，保證其設(shè)計的精確性。 二、設(shè)計（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題 1、研究的基本內(nèi)容 （1）離合器主、從動裝置、膜片彈簧等主要零部件的設(shè)計； （2）主要零部件的有限元分析； （3）在CAE分析的基礎(chǔ)上完成設(shè)計圖紙。 2、擬解決的主要問題 （1）離合器主要零部件的設(shè)計； （2）離合器零部件建模和受力分析； （3）基于ANSYS軟件的有限元結(jié)構(gòu)分析。 壓緊彈簧布置形式選擇 三、技術(shù)路線（研究方法）壓緊彈簧布置形式選擇 結(jié)構(gòu)方案分析 選擇輕型車發(fā)動機參數(shù) 膜片彈簧支撐形式 壓盤驅(qū)動方式 從動盤數(shù)量選擇 離合器主要零件的有限元分析 離合器基本尺寸的計算確定 離合器主要參數(shù)選擇 繪制裝配圖、零件圖 四、進度安排 （1）調(diào)研、資料收集，完成開題報告 第1、2周（3月2日～3月15日） （2）研究汽車離合器的設(shè)計步驟與設(shè)計方法，分析汽車離合器受力情況 第3周（3月16日～3月22日） （3）按照傳統(tǒng)的汽車設(shè)計方法設(shè)計離合器 第4、5周（3月23日～4月5日） （4）對按方法設(shè)計的離合器建立有限元模型 第6周（4月6日～4月12日） （5）施加載荷和邊界條件，求解 第7、8周（4月13日～4月26日） （6）完成所設(shè)計裝配圖與零件圖圖紙 第9、10、11周（4月27日～5月17日） （7）完成設(shè)計說明書的撰寫 第12、13周（5月18日～5月31日） （8）對設(shè)計圖紙與設(shè)計說明書進行修改 第14周（6月1日～6月7日） （9）畢業(yè)設(shè)計（論文）審核、修改 第15、16周（6月8日～6月21日） （10）畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯準備及答辯 第17周（6月22日～6月28日） 五、參考文獻 [1] 嚴正峰等.Φ395膜片彈簧離合器校核設(shè)計[J].汽車技術(shù)，2004，5. [2] 司傳勝.汽車膜片彈簧離合器的優(yōu)化設(shè)計[J].林業(yè)機械與木工設(shè)備，2004，2. [3] 何佑之.微型汽車膜片彈簧離合器改進設(shè)計[J].廣西機械，2005，3. [4] 葉先磊. ANSYS工程分析軟件應(yīng)用實例[M].清華大學(xué)出版社，2003，9. [5] 譚繼錦.汽車有限元法[M].人民交通出版社，2005,1. [6] 張衛(wèi)波等.基于ANSYS的離合器壓盤有限元設(shè)計[J].中國工程機械報，2007，10 . [7] 焦廣龍等.雙離合器膜片彈簧應(yīng)力有限元分析[J].傳動技術(shù)，2008，3. [8] 王博.基于有限元法的膜片彈簧特性曲線仿真分析[J].拖拉機與農(nóng)用運輸車，2007，2. [9] 王洋等.膜片彈簧設(shè)計的概率化優(yōu)化研究[J].江蘇理工大學(xué)報，2001年第22卷第1期 [10] 劉惟信.汽車設(shè)計[M].北京:清華大學(xué)出版社，2004. [11] 王望予.汽車設(shè)計[M].北京:機械工業(yè)出版社，2007. [12] 陳家瑞. 汽車構(gòu)造[M].北京:機械工業(yè)出版社，2003. [13] 成大先.機械設(shè)計手冊[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2004. [14] Automotive clutch diaphragm spring．U．S．Patent．mar．6,2007. [15] Wenming Shen.Design of a Friction Clutch Using Dual Belleville Structures Weileun Fang[J]．Journal of Mechanical Design ,Sep2007 V01.129 Issue 9，p986-990 六、備注 指導(dǎo)教師意見： 簽字： 年 月 日