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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 設(shè)計(jì)（論文）題目: 離合器壓盤總成高速破壞 試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì) 院 系 名 稱: 汽車與交通工程學(xué)院 專 業(yè) 班 級(jí): 車輛工程B07-5班 學(xué) 生 姓 名: 薛 強(qiáng) 導(dǎo) 師 姓 名: 紀(jì)峻嶺 開 題 時(shí) 間: 2011年3月11日 指導(dǎo)委員會(huì)審查意見(jiàn)： 簽字： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 學(xué)生姓名 薛 強(qiáng) 系部 汽車與交通工程學(xué)院 專業(yè)、班級(jí) 車輛工程07-5班 指導(dǎo)教師姓名 紀(jì)峻嶺 職稱 副教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是■否 題目名稱 離合器壓盤總成高速破壞試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì) 一、 課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義 前言 超速試驗(yàn)是利用高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的強(qiáng)大離心力在超出旋轉(zhuǎn)構(gòu)件實(shí)際轉(zhuǎn)速1至幾倍的工況下，對(duì)構(gòu)件預(yù)加載荷，來(lái)驗(yàn)證旋轉(zhuǎn)構(gòu)件工作安全可靠性的一種試驗(yàn)方法。這種以實(shí)際構(gòu)件經(jīng)受應(yīng)力考核來(lái)確定構(gòu)件可靠性的試驗(yàn)方法稱為超速試驗(yàn)技術(shù)．是超應(yīng)力技術(shù)的一個(gè)分支。超速試驗(yàn)必須在確保安全的專門試驗(yàn)設(shè)備—— 超速試驗(yàn)機(jī)中進(jìn)行。 高速旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的理論計(jì)算十分必要。它是設(shè)計(jì)的基本前提。隨著材料科學(xué)、斷裂理論的發(fā)展以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的綜合應(yīng)用，理論計(jì)算更趨近實(shí)際情況。但是復(fù)雜零件的局部結(jié)構(gòu)可能存在應(yīng)力集中，材料內(nèi)部存在內(nèi)應(yīng)力或材料本身組織不均以及材料中可能存在三向應(yīng)力，使理論計(jì)算與實(shí)際工況仍存在一定差異，甚至較大差異。在這種情況下．超速試驗(yàn)技術(shù)幾乎成為確保高速大應(yīng)力旋轉(zhuǎn)構(gòu)件工作可靠性的唯一手段。在發(fā)達(dá)國(guó)家，超速試驗(yàn)機(jī)在生產(chǎn)高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械的企業(yè)中已成為不可缺少的關(guān)鍵設(shè)備。 1982年我國(guó)一機(jī)部部標(biāo)JB2668—8O《汽車離合器臺(tái)架試驗(yàn)方法》 的試驗(yàn)項(xiàng)目中把“高速破壞試驗(yàn)”列為汽車離合器6項(xiàng)臺(tái)架試驗(yàn)之一，明確指出試驗(yàn)?zāi)康氖恰按_定離合器壓盤和從動(dòng)盤在一定超速工況下的可靠性” 這一標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)旋，將為我國(guó)汽車離合器的使用可靠性提高到一個(gè)新水平，也為超速試驗(yàn)技術(shù)在我國(guó)的推廣應(yīng)用開辟了廣闊的前景。 1、研究現(xiàn)狀 隨著現(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的不斷提高，對(duì)離合器也提出了新的要求，除了要求它在高速下仍能保證傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩外，還要求其必須具有足夠的旋轉(zhuǎn)機(jī)械強(qiáng)度，以保證安全可靠的工作。離合器在工作過(guò)程中與變速器飛輪相連，其結(jié)構(gòu)構(gòu)成比較復(fù)雜，零件極易在高速旋轉(zhuǎn)過(guò)程中在離心力的作用下，產(chǎn)生破壞，因此開發(fā)其具有破壞性的性能試驗(yàn)臺(tái)，檢驗(yàn)其承受高速運(yùn)轉(zhuǎn)的能力，避免其在使用過(guò)程中出現(xiàn)事故是十分必要的。 國(guó)外超速技術(shù)的產(chǎn)生、發(fā)展和應(yīng)用： 高速旋轉(zhuǎn)機(jī)件由于失效而爆破的例子屢見(jiàn)不鮮。如導(dǎo)至飛機(jī)墜毀，壓縮機(jī)葉輪飛裂，離合器、飛輪爆炸，離心機(jī)轉(zhuǎn)子爆炸等，嚴(yán)重事故不僅造成重大經(jīng)濟(jì)損失，并對(duì)設(shè)備和生命安全造成很大威脅。嚴(yán)酷的事實(shí)迫使人們開始研究事故發(fā)生的原因并極力找出其解決辦法 。 美國(guó)是最早研究并推廣超速技術(shù)的國(guó)家。1943年，美國(guó)G ·E公司首次利用超速試驗(yàn)研究汽輪機(jī)輪盤的強(qiáng)度。經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展與完善，目前已有美、英、日、法、意、瑞典、原蘇聯(lián)和原捷克等國(guó)家建立了各種超速裝置。其中美國(guó)的TDI，Barbour Stock Will，日本的三菱、丸和電機(jī)，西德的Schench等公司已系列地生產(chǎn)各種超速試驗(yàn)設(shè)備。最大的可容納試件重4 t，直徑2.5 m，最大試驗(yàn)轉(zhuǎn)速達(dá)25萬(wàn)r／rain。1948年美國(guó)西屋公司建立了高溫超速試驗(yàn)臺(tái)以進(jìn)行噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)葉輪的熱超速試驗(yàn)。1 947年，麻省理工學(xué)院在超速試驗(yàn)基礎(chǔ)上對(duì)輪盤強(qiáng)度進(jìn)行了研究。超速試驗(yàn)研究工作得到許多生產(chǎn)廠家的支持。1 974年起9年間，美國(guó)的Warren Brother Roads公司共售出大小超速試驗(yàn)臺(tái)60臺(tái)套。其中汽車工業(yè)如Parkard，Studebaker各6臺(tái)，F(xiàn)ord汽車公司4臺(tái)，意大利Fiat汽車公司1臺(tái)。在英國(guó)的航空公司中，僅R·R公司就擁有各種超速試驗(yàn)機(jī)12臺(tái)。目前國(guó)外的航空和汽車工業(yè)中，各企業(yè)都擁有數(shù)臺(tái)超速試驗(yàn)機(jī)。 日本對(duì)超速試驗(yàn)技術(shù)的研究比美國(guó)晚10年。三菱重工橫濱造船所于60年代中期制造了高溫高速試驗(yàn)臺(tái)，以后又生產(chǎn)了其他形式的超速裝置數(shù)十臺(tái) 原蘇聯(lián)于1 970年在試驗(yàn)盤直徑為500 mm 的BPa一500基礎(chǔ)上，又建成盤徑1500 mm，重達(dá)6 t的超速試驗(yàn)裝置BP丑一1500，用于1.2 GW 汽輪機(jī)輪盤的超速試驗(yàn)。 原捷克Skoda廠為發(fā)展200 Mw 汽輪機(jī)，于1969年建立了一個(gè)研究輪盤爆裂強(qiáng)度和確定材料斷裂韌性的超速試驗(yàn)坑。 目前，各國(guó)的離合器高速破壞性試驗(yàn)臺(tái)的最高轉(zhuǎn)速多在20000r/min左右。英國(guó)AP公司于60年代研制的一種離合器高速破壞性試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)原理如下：零件破壞時(shí)刻的判定，是借助于裝在破壞艙頂部角落里的傳聲器實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)零件破壞時(shí)，傳聲器將此時(shí)的聲響傳至控制間的揚(yáng)聲器，操作者聽見(jiàn)聲音后，立即記錄下當(dāng)時(shí)的轉(zhuǎn)速表讀數(shù)，即為破壞轉(zhuǎn)速。當(dāng)然，對(duì)于零件破壞時(shí)的轉(zhuǎn)速，現(xiàn)在已經(jīng)能比較容易地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)記錄了。 在試驗(yàn)時(shí)，如果被試離合器壓盤及蓋總成中某個(gè)零件斷裂、飛出，就會(huì)造成旋轉(zhuǎn)件的不平衡。在如此高的轉(zhuǎn)速下，即使是微小的不平衡，也會(huì)長(zhǎng)生很大的離心力，它作用于試驗(yàn)臺(tái)本身和驅(qū)動(dòng)裝置的軸和軸承上，將有損于試驗(yàn)臺(tái)。為了避免這種情況，在被試壓盤及蓋總成與驅(qū)動(dòng)裝置之間，增加一個(gè)相當(dāng)于保險(xiǎn)銷的連接法蘭。該法蘭的軸頸斷面系數(shù)設(shè)計(jì)的很小。一旦平衡遭到破壞，新的不平衡量所產(chǎn)生的彎矩，就會(huì)將連接法蘭的軸頸折斷，因而使整個(gè)被試總成與驅(qū)動(dòng)裝置脫開，從而使試驗(yàn)臺(tái)得到保護(hù)。 當(dāng)然，該項(xiàng)試驗(yàn)所用的試驗(yàn)設(shè)備還有許多不同的結(jié)構(gòu)形式，如有的應(yīng)用直流電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力，經(jīng)齒輪升速箱升速后，驅(qū)動(dòng)被試件，這樣可使試驗(yàn)的操縱控制較為簡(jiǎn)單，占地面積也可縮小。 國(guó)內(nèi)超速試驗(yàn)機(jī)的應(yīng)用： 國(guó)內(nèi)自60年代開始引進(jìn)原蘇聯(lián)資料，但直到70年代才陸續(xù)在一些學(xué)校、研究單位建成這種設(shè)備。70年代中期又引進(jìn)一些超速試驗(yàn)臺(tái)，但這些試驗(yàn)臺(tái)體積龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，難以推廣使用。80年代中期，我國(guó)開始獨(dú)立設(shè)計(jì)汽車離合器的超速試驗(yàn)臺(tái)。它們的體積較小，重量較輕，安裝方便，價(jià)格低廉，安全可靠。試驗(yàn)參數(shù)如轉(zhuǎn)速、加速度、恒速時(shí)間等均由微機(jī)控制，預(yù)先設(shè)定。試驗(yàn)后數(shù)據(jù)圖表及報(bào)告可一次打印完成，自動(dòng)化程度高。QHCSJ-I型超速試驗(yàn)機(jī)就是在這個(gè)基礎(chǔ)上進(jìn)一步完善起來(lái)的。 我國(guó)超速試驗(yàn)技術(shù)的應(yīng)用仍十分落后，目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的絕大部分旋轉(zhuǎn)機(jī)械產(chǎn)品沒(méi)有應(yīng)用超速試驗(yàn)技術(shù)。而引進(jìn)國(guó)外技術(shù)生產(chǎn)的壓縮機(jī)，透平轉(zhuǎn)子、離心機(jī)、離合器、燃汽輪機(jī)、飛輪和砂輪等產(chǎn)品都規(guī)定要進(jìn)行超速試驗(yàn)。可以說(shuō)，沒(méi)有進(jìn)行超速試驗(yàn)的高速旋轉(zhuǎn)構(gòu)件均潛伏著危險(xiǎn)性。而一旦嚴(yán)格地實(shí)行超速試驗(yàn)技術(shù)，已經(jīng)發(fā)生的許多事故實(shí)際上都有可能避 2、選題目的和意義： 該項(xiàng)試驗(yàn)的目的是，在離合器壓盤及蓋總成高速破壞旋轉(zhuǎn)時(shí)，測(cè)定總成內(nèi)的零部件在離心力的作用，因機(jī)械強(qiáng)度不足而發(fā)生斷裂損壞時(shí)的破壞轉(zhuǎn)速。本設(shè)計(jì)根據(jù)給定的技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)主要完成一套減速機(jī)構(gòu)及相關(guān)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，繪制機(jī)構(gòu)總裝圖及零件圖，為研制開發(fā)汽車零部件試驗(yàn)裝置提供理論參考。 二、設(shè)計(jì)（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問(wèn)題 1、基本內(nèi)容 依據(jù)給定參數(shù)設(shè)計(jì)汽車離合器壓盤高速旋轉(zhuǎn)破壞試驗(yàn)裝置，重點(diǎn)完成減速機(jī)構(gòu)以及相關(guān)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)?，F(xiàn)在通常要求該破壞轉(zhuǎn)速應(yīng)大于發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速的1.5倍。為此，有時(shí)也進(jìn)行這樣的試驗(yàn)，即讓離合器壓盤及總成在規(guī)定的高速（通常為1.5倍于發(fā)動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速）下，穩(wěn)定地連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間，考驗(yàn)其零部件是否斷裂損壞。 2、解決的主要問(wèn)題 （一）電機(jī)參數(shù)：滿足汽車實(shí)際工作狀態(tài)的需求，確定離合器輸入功率、轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn) 速的極限值。 （二）減速機(jī)構(gòu)：確定傳動(dòng)系統(tǒng)總傳動(dòng)比，確定傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，完成減速機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。 （三）設(shè)計(jì)裝置應(yīng)充分考慮破壞安全性的要求。 三、技術(shù)路線（研究方法） 調(diào)研并查閱相關(guān)資料 確定總體設(shè)計(jì)方案 電機(jī)選擇 試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 傳動(dòng)裝置 變速機(jī)構(gòu) 參數(shù)計(jì)算與分析核………………………、、、、 繪制總成圖和零部件圖 完成設(shè)計(jì) 撰寫說(shuō)明書 四、進(jìn)度安排 1、進(jìn)行文獻(xiàn)檢索查，查看資料，撰寫開題報(bào)告。 第1-2周 （2月28日～3月13日） 2、確定設(shè)計(jì)的總體方案，對(duì)總體布置進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。 第3-6周 （3月14日～4月10日） 3、繪制總體草圖 第 7 周 （4月11日～4月17日） 4、完善減速機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和安全裝置的設(shè)計(jì)，繪制圖紙。第8-12周 （4月18日～5月22日） 5、提交設(shè)計(jì)，教師審核。 第13-14周（5月23日～6月5日） 6、修改設(shè)計(jì)。 第 15 周 （6月6日～6月12日） 7、裝訂設(shè)計(jì)，準(zhǔn)備答辯。 第 16 周 （6月13日～6月19日） 8、畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。 第 1 7周 （6月20日～6月26日） 五、參考文獻(xiàn) [1] 劉惟信.汽車設(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2001 [2] 蔣和生、陳炎武.賈華偉.基于虛擬儀器的汽車離合器從動(dòng)盤總成性能試驗(yàn)機(jī)的開發(fā)[J].機(jī)床與液壓，2006 [3] 張渭攏.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002 [4] 秦松濤主編.汽車離合器摩擦磨損性能及機(jī)理研究[J].裝備制造，2009.09 [5] 吳傳宏、吳清漪.離合器試驗(yàn)臺(tái)測(cè)控系統(tǒng)[J].拖拉機(jī)與農(nóng)用運(yùn)輸車，1998 [6] 申永勝.機(jī)械原理教程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2004 [7] 李立斌、唐應(yīng)時(shí).離合器實(shí)驗(yàn)臺(tái)的開發(fā)與應(yīng)用[J]. 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Scott, P. Suntiwattana. Effect of Oil Additives on the Performance of a Wet Friction Clutch Material. Wear，1995. 六、備注 指導(dǎo)教師意見(jiàn)： 簽字： 年 月 日