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畢業(yè)設計（論文）開題報告 設計（論文）題目:豐田轎車離合器的設計 院 系 名 稱: 汽車與交通工程學院 專 業(yè) 班 級: 車輛工程 B07-5 學 生 姓 名: 李龍 導 師 姓 名: 呂德剛 開 題 時 間: 指導委員會審查意見： 簽字： 年 月 日 開題報告撰寫要求 一、“開題報告”參考提綱 1. 課題研究目的和意義； 2. 文獻綜述（課題研究現(xiàn)狀及分析）； 3. 基本內(nèi)容、擬解決的主要問題； 4. 技術路線或研究方法； 5. 進度安排； 6. 主要參考文獻。 二、“開題報告”撰寫規(guī)范 請參照《黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計說明書及畢業(yè)論文撰寫規(guī)范》要求。字數(shù)應在4000字以上，文字要精練通順，條理分明，文字圖表要工整清楚。 畢業(yè)設計（論文）開題報告 學生姓名 李龍 系部 汽車與交通 工程學院 專業(yè)、班級 車輛工程B07-5班 指導教師姓名 呂德剛 職稱 講師 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是否 題目名稱 豐田轎車離合器設計 一、課題研究現(xiàn)狀，選題目的和意義及國內(nèi)外背景： 1、選題目的：本次選擇課題為豐田轎車離合器的設計，本次設計為膜片彈簧離合器，而此設計有重大的意義和廣泛的用途，因為離合器作為底盤傳動系統(tǒng)中的重要部件，它起著從發(fā)動機到傳動系中齒輪之間橋梁的作用，故它的重要性不可忽視，一個良好的離合器能夠提高汽車的壽命，所以設計一個操作簡便分離快速的離合器是十分必要的，且選擇了設計離合器能夠做到對汽車內(nèi)重要部件的了解。 2、選題意義：離合器是汽車傳動系中直接與發(fā)動機相連接的總成，其主要功用是切斷和實現(xiàn)對傳動系的動力傳遞，以保證汽車起步時將發(fā)動機與傳動系平順地接合，確保汽車平穩(wěn)起步；在換擋時將發(fā)動機與傳動系分離，減少變速器中換擋齒輪之間的沖擊；在工作中受到大的動載荷時，能限制傳動系所承受的最大轉矩，防止傳動系各零件因過載而損壞；有效地降低傳動系中的振動和噪聲。膜片彈簧離合器是用膜片彈簧代替了一般螺旋彈簧以及分離桿機構而做成的離合器，因為它布置在中央，所以也可算中央彈簧離合器。 它的優(yōu)點：首先，膜片彈簧本身兼起壓緊彈簧和分離桿的作用，使得零件數(shù)目減少，重量減輕；其次，離合器結構大大簡化并顯著地縮短了離合器的軸間尺寸；再者，膜片彈簧具有良好的非線性特性，設計合適可使摩擦片磨損到極限，壓緊力仍能維持很少改變，且減輕分離離合器時的踏板力，使操縱輕便。 因此，離合器作為汽車重要的基礎部件它的功能不能忽視，設計如此重要的汽車傳動系統(tǒng)意義重大。 ３、研究現(xiàn)狀，國內(nèi)外背景及發(fā)展趨勢：傳統(tǒng)離合器分有拉線和液壓式兩種，自動離合器也分為兩種：機械電機式自動離合器和液壓式自動離合器。機械電機式自動離合器的ECU匯集油門踏板、發(fā)動機轉速傳感器、車速傳感器等信號，經(jīng)處理后發(fā)送指令驅動伺服馬達，通過拉桿等機械形式驅使離合器動作；液壓式自動離合器則是由ECU發(fā)送信號驅動電動液壓系統(tǒng)，通過液壓操縱離合器動作。 液壓式自動離合器在目前通用的膜片離合器的基礎上增加了電子控制單元（ECU）和液壓執(zhí)行系統(tǒng)，將踏板操縱離合器油缸活塞改為由開關裝置控制電動油泵去操縱離合器油缸活塞。變速器控制單元（ECU）與發(fā)動機控制單元（ECU）是集成在一起的，根據(jù)油門踏板、變速器檔位、變速器輸入/輸出軸轉速、發(fā)動機轉速、節(jié)氣門開度等傳感器反饋信息，計算出離合器最佳的接合時間與速度。 自動離合器的執(zhí)行機構由電動油泵、電磁閥和離合器油缸組成，當ECU發(fā)出指令驅動電動油泵，電動油泵產(chǎn)生的高壓油液通過電磁閥輸送到離合器油缸。通過ECU控制電磁閥的電流量來控制油液流量和油液的通道變換，實現(xiàn)離合器油缸活塞的移動，從而完成汽車起動、換檔時的離合器動作。 為了實現(xiàn)離合器的自動操縱，采用自動離合器，可以省去離合器踏板，實現(xiàn)汽車的“雙踏板”操縱，與其他自動離合傳動系統(tǒng)（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(yōu)點。因此，在歐洲小排量汽車上曾得到廣泛的應用。但是在現(xiàn)有自動離合器的各種結構中，離合器的摩擦力矩調(diào)節(jié)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，離合器容易打滑。因此必須提前換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。 我國汽車業(yè)的高速發(fā)展，帶動我國汽車離合器市場需求持續(xù)大幅增長。隨著我國自動檔轎車的增加，我國傳統(tǒng)離合器行業(yè)的發(fā)展前景日益擔憂，不少企業(yè)都在尋求新的持續(xù)發(fā)展的途徑。2007年以前，我國汽車產(chǎn)量持續(xù)增長、汽車保有量的增加、出口市場需求的擴張等三大因素推動我國汽車離合器行業(yè)連續(xù)8年快速發(fā)展，2007年我國汽車離合器的產(chǎn)量突破1000萬套。自2008年以來，受全球金融危機影響，中國汽車銷量為938萬輛，增長率僅為6.7%，離合器的市場規(guī)模約為55億元。到2010年，我國離合器總銷售額將達84億元，其中，蓋總成2800萬件，從動盤總成5700萬件，液力變矩器100萬套以上。目前國產(chǎn)離合器已經(jīng)能夠全面覆蓋國內(nèi)各種車型產(chǎn)品并具有足夠的研發(fā)、制造和供貨能力，干摩擦式離合器仍將是“十一五”期間汽車動力系統(tǒng)中的主要應用部件。在技術目標方面，離合器的可靠性和壽命指標要達到或接近國外同類產(chǎn)品水平，傳遞轉矩超過3000牛米的大容量重型離合器要形成批量供貨，要掌握AT、LTD、DCT和DMF等關鍵技術，在離合器及其電子操控系統(tǒng)的集成開發(fā)方面取得突破，建立離合器的綜合自動檢測系統(tǒng)，以及建立模擬工況和實車試驗標準，形成更為完善的離合器產(chǎn)品評價體系。按照離合器行業(yè)的規(guī)劃，“十一五”期間，汽車離合器行業(yè)要形成3~5家年銷售量超過300萬套的“小巨人”企業(yè)和5~10家年銷售量超過120萬套的規(guī)模企業(yè)，并出現(xiàn)產(chǎn)銷規(guī)模進入世界離合器行業(yè)前10名的中國企業(yè)。 國內(nèi)外主要汽車離合器有摩擦式離合器、液力偶合器、電磁離合器等幾種。摩擦式離合器又分為濕式和干式兩種。而比較先進的離合器為液力偶合器、電磁離合器、具體如下介紹： （1）摩擦式離合器：發(fā)動機飛輪是離合器的主動件，帶有摩擦片的從動盤和從動轂借滑動花鍵與從動軸（即變速器的主動軸）相連。壓緊彈簧則將從動盤壓緊在飛輪端面上。發(fā)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，再由此經(jīng)過從動軸和傳動系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(jīng)常保持動力傳遞，而中斷傳動只是暫時的需要，因此汽車離合器的主動部分和從動部分是經(jīng)常處于接合和狀態(tài)的。摩擦副采用彈簧壓緊裝置即是為了適應這一要求。當希望離合器分離時，只要踩下離合器操縱機構中的踏板，套在從動盤轂的環(huán)槽中的拔叉便推動從動盤克服壓緊彈簧的壓力向松開的方向移動，而與飛輪分離，摩擦力消失，從而中斷了動力的傳遞。當需要重新恢復動力傳遞時，為使汽車速度和發(fā)動機轉速變化比較平穩(wěn)，應該適當控制離合器踏板回升的速度，使從動盤在壓緊彈簧壓力作用下，向接合的方向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，二者之間摩擦力矩比較小時，二者可以不同步旋轉，即離合器處于打滑狀態(tài)。隨著飛輪和從動盤接合緊密程度的逐步增大，二者轉速也漸趨相等。直到離合器完全接合而停止打滑時，汽車速度方能與發(fā)動機轉速成正比。 摩擦離合器又可分為： 單盤離合器：只有一片從動盤，其前后兩面都裝又摩擦片，因而具有兩個摩擦面。 雙盤離合器：即增加了一個從動盤。 周布彈簧離合器：采用若干個螺旋彈簧座壓緊彈簧，并沿摩擦盤圓周分布。 中央彈簧離合器：僅具有一個或兩個較強力的螺旋彈簧并安置在中央。 膜片彈簧離合器：是以膜片彈簧作為壓緊彈簧 （2）液力偶合器靠工作液（油液）傳遞轉矩，外殼與泵輪連為一體，是主動件；渦輪與泵輪相對，是從動件。當泵輪轉速較低時，渦輪不能被帶動，主動件與從動件之間處于分離狀態(tài)；隨著泵輪轉速的提高，渦輪被帶動，主動件與從動件之間處于接合狀態(tài)。 （3）電磁離合器靠線圈的通斷電來控制離合器的接合與分離。如在主動與從動件之間放置磁粉，則可以加強兩者之間的結合力，這樣的離合器稱為磁粉式電磁離合器。 （4）自動離合器隨著電子技術在汽車上應用，一種自動離合器系統(tǒng)也進入了汽車領域，這種由控制單元（ECU）控制的離合器已經(jīng)應用在一些轎車上，使手動變速器換擋的一個重要步驟——離合器的斷開與接合能夠自動地適時完成，簡化了駕駛員的操縱動作。 隨著汽車運輸?shù)陌l(fā)展，離合器還要在原有的基礎上不斷改進和提高，以使用心得使用條件。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)動機的功率和轉速不斷提高，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，提高使用壽命，簡化操作，已經(jīng)成為目前離合器的發(fā)展趨勢?！? 二、設計（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題 １、膜片彈簧離合器的基本結構尺寸和參數(shù)的選擇（摩擦片外徑Ｄ、離合器后備系數(shù)β和單位壓力ρ）、性能計算和設計。 ２、離合器零件的結構選型及設計計算 １）離合器裝配圖； ２）從動盤總成設計； ３）壓盤和離合器蓋總成設計； ４）膜片彈簧的強度校核、主要參數(shù)的選擇和優(yōu)化設計。 如何選擇離合器的這些參數(shù)，將直接影響到離合器的性能。根據(jù)合適的數(shù)據(jù)規(guī)格進行離合器的尺寸結構設計，對于提高汽車的變速性能將會起到很重要的作用。 三、技術路線（研究方法） 查找資料，了解離合器歷史及發(fā)展趨勢等。 結合離合器的實物，對離合器進行拆裝，了解摩擦式離合器的基本結構。 根據(jù)給定參數(shù)對摩擦片外徑、離合器后備系數(shù)和單位壓力，及其性能進行計算和設計?！? 畫出各個零件的零件圖。然后結合離合器的結構總成，完成離合器的裝配圖。 對從動盤、壓盤和離合器蓋進行總成設計。包括分離裝置的設計，以及從動盤設計和圓柱螺旋彈簧設計等。 最后對膜片彈簧進行強度校核、檢查其合理性。確定最終設計方案，完成設計。 四、進度安排 （1） 第1、2周確定課題，查閱相關的離合器設計資料并進行收集。完成開題報告。 （2） 第3 周研究 對離合器進行拆解和組裝，了解摩擦式離合器的基本結構。 （3） 第4 周對從動盤、壓盤和離合器蓋進行總成設計。膜片彈簧進行強度校核。 （4） 第5-6 周開始用軟件進行繪圖撰寫說明書。 （5） 第7-12 周完善設計內(nèi)容，畫出各個零件的零件圖。 （6） 第13 周進行預答辯。 （7） 第14 周結合離合器的結構總成，完成離合器的裝配圖。 （8） 第15-16周設計說明書修改及完善。 （9） 第17 周準備畢業(yè)設計答辯。 五、參考文獻 [1] 王江波. 雙離合器自動變速器的發(fā)展及展望[J]. 上海汽車 , 2008, (01) [2] 牛銘奎, 葛安林, 金倫, 徐彩琪. 雙離合器式自動變速器簡介[J]. 汽車工藝與材料 , 2002, (12) [3] 荊崇波, 苑士華, 郭曉林. 雙離合器自動變速器及其應用前景分析[J]. 機械傳動 , 2005, (03) [4] 吳詠, 張尚嬌. 注目中國的AMT技術[J]. 上海汽車 , 1999, (08) [5] 濮良貴 紀名剛《機械設計》第八版 機械工業(yè)出版社 2003 , (03) [6]《簡明機械零件設計手冊》 機械工業(yè)出版社2008, (01) [7] 徐立友，李金輝，張明柱，《濕式多片換擋離合器的設計》農(nóng)機化研究 2005, (08) [8] 余志生，夏群生《汽車理論》 機械工業(yè)出版社2009, (03) [9] 臧杰，閻巖《汽車構造》 機械工業(yè)出版社 2008, (01) [10] 馬彪 劉影 陳建文《車輛綜合傳動換擋離合器結合過程動態(tài)特性研究》 中國機械工程2005 [11] 陳家瑞. 汽車構造（第二版）[M]. 北京：機械工業(yè)出版社 ,2005, (03) [12] 林勝, 周運金. 在Pro/E中定制工程圖標準模板文件[J]. 廣西輕工業(yè) , 2008,(07) [13] 蔡興旺. 汽車構造與原理[M]. 北京：機械工業(yè)出版社 , 2004, (12) [14] 肖生發(fā). 汽車工程學基礎[M]. 北京：人民交通出版社 , 2002, (03) [15] Nigel Driffield. 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