離合器壓盤總成高速破壞試驗臺設(shè)計
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畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告設(shè)計(論文)題目: 離合器壓盤總成高速破壞 試驗臺設(shè)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班 學 生 姓 名: 薛 強 導 師 姓 名: 紀峻嶺 開 題 時 間: 2011年3月11日 指導委員會審查意見: 簽字: 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告學生姓名薛 強系部汽車與交通工程學院專業(yè)、班級車輛工程07-5班指導教師姓名紀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臺設(shè)計一、 課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義前言超速試驗是利用高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的強大離心力在超出旋轉(zhuǎn)構(gòu)件實際轉(zhuǎn)速1至幾倍的工況下,對構(gòu)件預加載荷,來驗證旋轉(zhuǎn)構(gòu)件工作安全可靠性的一種試驗方法。這種以實際構(gòu)件經(jīng)受應力考核來確定構(gòu)件可靠性的試驗方法稱為超速試驗技術(shù)是超應力技術(shù)的一個分支。超速試驗必須在確保安全的專門試驗設(shè)備 超速試驗機中進行。高速旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的理論計算十分必要。它是設(shè)計的基本前提。隨著材料科學、斷裂理論的發(fā)展以及計算機技術(shù)的綜合應用,理論計算更趨近實際情況。但是復雜零件的局部結(jié)構(gòu)可能存在應力集中,材料內(nèi)部存在內(nèi)應力或材料本身組織不均以及材料中可能存在三向應力,使理論計算與實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技術(shù)幾乎成為確保高速大應力旋轉(zhuǎn)構(gòu)件工作可靠性的唯一手段。在發(fā)達國家,超速試驗機在生產(chǎn)高速旋轉(zhuǎn)機械的企業(yè)中已成為不可缺少的關(guān)鍵設(shè)備。1982年我國一機部部標JB26688O汽車離合器臺架試驗方法 的試驗項目中把“高速破壞試驗”列為汽車離合器6項臺架試驗之一,明確指出試驗目的是“確定離合器壓盤和從動盤在一定超速工況下的可靠性” 這一標準的實旋,將為我國汽車離合器的使用可靠性提高到一個新水平,也為超速試驗技術(shù)在我國的推廣應用開辟了廣闊的前景。1、研究現(xiàn)狀隨著現(xiàn)代汽車發(fā)動機轉(zhuǎn)速的不斷提高,對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)動機的最大扭矩外,還要求其必須具有足夠的旋轉(zhuǎn)機械強度,以保證安全可靠的工作。離合器在工作過程中與變速器飛輪相連,其結(jié)構(gòu)構(gòu)成比較復雜,零件極易在高速旋轉(zhuǎn)過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臺,檢驗其承受高速運轉(zhuǎn)的能力,避免其在使用過程中出現(xiàn)事故是十分必要的。國外超速技術(shù)的產(chǎn)生、發(fā)展和應用:高速旋轉(zhuǎn)機件由于失效而爆破的例子屢見不鮮。如導至飛機墜毀,壓縮機葉輪飛裂,離合器、飛輪爆炸,離心機轉(zhuǎn)子爆炸等,嚴重事故不僅造成重大經(jīng)濟損失,并對設(shè)備和生命安全造成很大威脅。嚴酷的事實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 。美國是最早研究并推廣超速技術(shù)的國家。1943年,美國G E公司首次利用超速試驗研究汽輪機輪盤的強度。經(jīng)過數(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)和原捷克等國家建立了各種超速裝置。其中美國的TDI,Barbour Stock Will,日本的三菱、丸和電機,西德的Schench等公司已系列地生產(chǎn)各種超速試驗設(shè)備。最大的可容納試件重4 t,直徑2.5 m,最大試驗轉(zhuǎn)速達25萬rrain。1948年美國西屋公司建立了高溫超速試驗臺以進行噴氣發(fā)動機葉輪的熱超速試驗。1 947年,麻省理工學院在超速試驗基礎(chǔ)上對輪盤強度進行了研究。超速試驗研究工作得到許多生產(chǎn)廠家的支持。1 974年起9年間,美國的Warren Brother Roads公司共售出大小超速試驗臺60臺套。其中汽車工業(yè)如Parkard,Studebaker各6臺,F(xiàn)ord汽車公司4臺,意大利Fiat汽車公司1臺。在英國的航空公司中,僅RR公司就擁有各種超速試驗機12臺。目前國外的航空和汽車工業(yè)中,各企業(yè)都擁有數(shù)臺超速試驗機。日本對超速試驗技術(shù)的研究比美國晚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臺,以后又生產(chǎn)了其他形式的超速裝置數(shù)十臺原蘇聯(lián)于1 970年在試驗盤直徑為500 mm 的BPa一500基礎(chǔ)上,又建成盤徑1500 mm,重達6 t的超速試驗裝置BP丑一1500,用于1.2 GW 汽輪機輪盤的超速試驗。原捷克Skoda廠為發(fā)展200 Mw 汽輪機,于1969年建立了一個研究輪盤爆裂強度和確定材料斷裂韌性的超速試驗坑。目前,各國的離合器高速破壞性試驗臺的最高轉(zhuǎn)速多在20000r/min左右。英國AP公司于60年代研制的一種離合器高速破壞性試驗臺設(shè)計原理如下:零件破壞時刻的判定,是借助于裝在破壞艙頂部角落里的傳聲器實現(xiàn)的。當零件破壞時,傳聲器將此時的聲響傳至控制間的揚聲器,操作者聽見聲音后,立即記錄下當時的轉(zhuǎn)速表讀數(shù),即為破壞轉(zhuǎn)速。當然,對于零件破壞時的轉(zhuǎn)速,現(xiàn)在已經(jīng)能比較容易地實現(xiàn)自動記錄了。在試驗時,如果被試離合器壓盤及蓋總成中某個零件斷裂、飛出,就會造成旋轉(zhuǎn)件的不平衡。在如此高的轉(zhuǎn)速下,即使是微小的不平衡,也會長生很大的離心力,它作用于試驗臺本身和驅(qū)動裝置的軸和軸承上,將有損于試驗臺。為了避免這種情況,在被試壓盤及蓋總成與驅(qū)動裝置之間,增加一個相當于保險銷的連接法蘭。該法蘭的軸頸斷面系數(shù)設(shè)計的很小。一旦平衡遭到破壞,新的不平衡量所產(chǎn)生的彎矩,就會將連接法蘭的軸頸折斷,因而使整個被試總成與驅(qū)動裝置脫開,從而使試驗臺得到保護。當然,該項試驗所用的試驗設(shè)備還有許多不同的結(jié)構(gòu)形式,如有的應用直流電動機作為動力,經(jīng)齒輪升速箱升速后,驅(qū)動被試件,這樣可使試驗的操縱控制較為簡單,占地面積也可縮小。國內(nèi)超速試驗機的應用:國內(nèi)自60年代開始引進原蘇聯(lián)資料,但直到70年代才陸續(xù)在一些學校、研究單位建成這種設(shè)備。70年代中期又引進一些超速試驗臺,但這些試驗臺體積龐大,結(jié)構(gòu)復雜,價格昂貴,難以推廣使用。80年代中期,我國開始獨立設(shè)計汽車離合器的超速試驗臺。它們的體積較小,重量較輕,安裝方便,價格低廉,安全可靠。試驗參數(shù)如轉(zhuǎn)速、加速度、恒速時間等均由微機控制,預先設(shè)定。試驗后數(shù)據(jù)圖表及報告可一次打印完成,自動化程度高。QHCSJ-I型超速試驗機就是在這個基礎(chǔ)上進一步完善起來的。我國超速試驗技術(shù)的應用仍十分落后,目前國內(nèi)生產(chǎn)的絕大部分旋轉(zhuǎn)機械產(chǎn)品沒有應用超速試驗技術(shù)。而引進國外技術(shù)生產(chǎn)的壓縮機,透平轉(zhuǎn)子、離心機、離合器、燃汽輪機、飛輪和砂輪等產(chǎn)品都規(guī)定要進行超速試驗??梢哉f,沒有進行超速試驗的高速旋轉(zhuǎn)構(gòu)件均潛伏著危險性。而一旦嚴格地實行超速試驗技術(shù),已經(jīng)發(fā)生的許多事故實際上都有可能避2、選題目的和意義:該項試驗的目的是,在離合器壓盤及蓋總成高速破壞旋轉(zhuǎn)時,測定總成內(nèi)的零部件在離心力的作用,因機械強度不足而發(fā)生斷裂損壞時的破壞轉(zhuǎn)速。本設(shè)計根據(jù)給定的技術(shù)參數(shù)設(shè)計主要完成一套減速機構(gòu)及相關(guān)傳動機構(gòu)的設(shè)計,繪制機構(gòu)總裝圖及零件圖,為研制開發(fā)汽車零部件試驗裝置提供理論參考。二、設(shè)計(論文)的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題1、基本內(nèi)容依據(jù)給定參數(shù)設(shè)計汽車離合器壓盤高速旋轉(zhuǎn)破壞試驗裝置,重點完成減速機構(gòu)以及相關(guān)傳動機構(gòu)的設(shè)計。現(xiàn)在通常要求該破壞轉(zhuǎn)速應大于發(fā)動機最高轉(zhuǎn)速的1.5倍。為此,有時也進行這樣的試驗,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)動機的最高轉(zhuǎn)速)下,穩(wěn)定地連續(xù)運轉(zhuǎn)一段時間,考驗其零部件是否斷裂損壞。2、解決的主要問題(一)電機參數(shù):滿足汽車實際工作狀態(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)減速機構(gòu):確定傳動系統(tǒng)總傳動比,確定傳動機構(gòu),完成減速機構(gòu)設(shè)計。(三)設(shè)計裝置應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)計方案電機選擇試驗臺結(jié)構(gòu)設(shè)計傳動裝置變速機構(gòu)參數(shù)計算與分析核、繪制總成圖和零部件圖完成設(shè)計撰寫說明書四、進度安排1、進行文獻檢索查,查看資料,撰寫開題報告。 第1-2周 (2月28日3月13日)2、確定設(shè)計的總體方案,對總體布置進行初步設(shè)計。 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、完善減速機構(gòu)及傳動機構(gòu)和安全裝置的設(shè)計,繪制圖紙。第8-12周 (4月18日5月22日)5、提交設(shè)計,教師審核。 第13-14周(5月23日6月5日)6、修改設(shè)計。 第 15 周 (6月6日6月12日)7、裝訂設(shè)計,準備答辯。 第 16 周 (6月13日6月19日)8、畢業(yè)設(shè)計答辯。 第 1 7周 (6月20日6月26日)五、參考文獻1 劉惟信.汽車設(shè)計M.北京:清華大學出版社,20012 蔣和生、陳炎武.賈華偉.基于虛擬儀器的汽車離合器從動盤總成性能試驗機的開發(fā)J.機床與液壓,20063 張渭攏.機械設(shè)計基礎(chǔ)M.北京:機械工業(yè)出版社,20024 秦松濤主編.汽車離合器摩擦磨損性能及機理研究J.裝備制造,2009.095 吳傳宏、吳清漪.離合器試驗臺測控系統(tǒng)J.拖拉機與農(nóng)用運輸車,19986 申永勝.機械原理教程M.北京:清華大學出版社,20047 李立斌、唐應時.離合器實驗臺的開發(fā)與應用J. 湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院學報, 20048 何鋒、楊寧.機械設(shè)計M.貴州:貴州科技出版社,20039 楊曉輝主編.膜片彈簧分離特性分析與計算J,2009.0210 林寧.汽車試驗學M.北京:機械工業(yè)出版社,199811 肖文穎等.汽車膜片彈簧離合器的優(yōu)化設(shè)計J.汽車工程,2009.0212 顧曉陽主編.現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)在汽車離合器行業(yè)研發(fā)中的應用J.汽車與配件,2007.0113 徐灝.新編機械設(shè)計師手冊(上、下冊)M.北京:機械工業(yè)出版社,199514 程水生.離合器總成動平衡機力學分析與參數(shù)選擇J.機械設(shè)計,199415 蘇.H.列謝多夫.機械零件試驗機與試驗臺M.北京:機械工業(yè)出版社,198516 張嵐.基于有限元方法的汽車離合器從動盤超速旋轉(zhuǎn)模擬實驗分析J. 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Scott, P. Suntiwattana. Effect of Oil Additives on the Performance of a Wet Friction Clutch Material. Wear,1995.六、備注指導教師意見:簽字: 年 月 日
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離合器壓盤總成高速破壞試驗臺設(shè)計
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