豐田轎車離合器設(shè)計(jì)【膜片彈簧離合器】【豐田花冠汽車】

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黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 附 錄A 對(duì)于手動(dòng)擋的車型而言，離合器是汽車動(dòng)力系統(tǒng)的重要部件，它擔(dān)負(fù)著將動(dòng)力與發(fā)動(dòng)機(jī)之間進(jìn)行切斷與連接的工作。在城市道路或者復(fù)雜路段駕駛時(shí)，離合器成了我們最頻繁使用的部件之一，而離合器運(yùn)用的好壞，直接體現(xiàn)了駕駛水平的高低，也體現(xiàn)了對(duì)于車輛保護(hù)的好壞。正確使用離合器，掌握離合器的原理以在特殊情況下利用離合器來解決問題，是每個(gè)駕駛手動(dòng)擋車型的車友應(yīng)該掌握的。 所謂離合器，顧名思義就是說利用“離”與“合”來傳遞適量的動(dòng)力。離合器由摩擦片，彈簧片，壓盤以及動(dòng)力輸出軸組成，布置在發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱之間，用來將發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪上儲(chǔ)存的力矩傳遞給變速箱，保證車輛在不同的行駛狀況下傳遞給驅(qū)動(dòng)輪適量的驅(qū)動(dòng)力和扭矩，屬于動(dòng)力總成的范疇。在半聯(lián)動(dòng)的時(shí)候，離合器的動(dòng)力輸入端與動(dòng)力輸出端允許有轉(zhuǎn)速差，也就是通過其轉(zhuǎn)速差來實(shí)現(xiàn)傳遞適量的動(dòng)力。 離合器分為三個(gè)工作狀態(tài)，即不踩下離合器的全連動(dòng)，部分踩下離合器的半連動(dòng)，以及踩下離合器的不連動(dòng)。當(dāng)車輛在正常行駛時(shí)，壓盤是緊緊擠靠在飛輪的摩擦片上的，此時(shí)壓盤與摩擦片之間的摩擦力最大，輸入軸和輸出軸之間保持相對(duì)靜摩擦，二者轉(zhuǎn)速相同。當(dāng)車輛起步時(shí)，司機(jī)踩下離合器，離合器踏板的運(yùn)動(dòng)拉動(dòng)壓盤向后靠，也就是壓盤與摩擦片分離，此時(shí)壓盤與飛輪完全不接觸，也就不存在相對(duì)摩擦。 最后一種，也就是離合器的半連動(dòng)狀態(tài)。此時(shí)，壓盤與摩擦片的摩擦力小于全連動(dòng)狀態(tài)。離合器壓盤與飛輪上的摩擦片之間是滑動(dòng)摩擦狀態(tài)。飛輪的轉(zhuǎn)速大于輸出軸的轉(zhuǎn)速，從飛輪傳輸出來的動(dòng)力部分傳遞給變速箱。此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)輪之間相當(dāng)于一種軟連接狀態(tài)。 一般來說，離合器是在車輛起步和換擋的時(shí)候發(fā)揮作用，此時(shí)變速箱的一軸和二軸之間存在轉(zhuǎn)速差，必須將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力與一軸切開以后，同步器才能很好的將一軸的轉(zhuǎn)速保持與二軸同步，擋位掛進(jìn)以后，再通過離合器將一軸與發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力結(jié)合，使動(dòng)力繼續(xù)得以傳輸。 在離合器中，還有一個(gè)不可或缺的緩沖裝置，它由兩個(gè)類似于飛輪的圓盤對(duì)在一起，在圓盤上打有矩形凹槽，在凹槽內(nèi)布置彈簧，在遇到激烈的沖擊時(shí)，兩個(gè)圓盤之間的彈簧相互發(fā)生彈性作用，緩沖外界刺激。有效的保護(hù)了發(fā)動(dòng)機(jī)和離合器。在離合器的各個(gè)配件中，壓盤彈簧的強(qiáng)度，摩擦片的摩擦系數(shù)，離合器直徑，摩擦片位置以及離合器數(shù)目就是決定離合器性能的關(guān)鍵因素，彈簧的剛度越大，摩擦片的摩擦系數(shù)越高，離合器的直徑越大，離合器性能也就越好。 起步時(shí)需要有一定的半聯(lián)動(dòng)時(shí)間，以保證起步的平順。坐新手開的車都有這樣的體會(huì)，要么起步時(shí)熄火，要么是一顫一顫出去的，這些都是半聯(lián)動(dòng)技巧沒有掌握好的表現(xiàn)。汽車在起步的時(shí)候，變速箱的二軸是靜止的，當(dāng)我們掛一擋以前，需要踩下離合器，此時(shí)變速箱的一軸與動(dòng)力分開，通過同步器掛上一擋以后，一軸也同樣變?yōu)殪o止。動(dòng)力從飛輪出來是有一定轉(zhuǎn)速的，此時(shí)與一軸存在巨大的轉(zhuǎn)速差，這也就是為何起步時(shí)對(duì)于半聯(lián)動(dòng)的要求要比換擋時(shí)高得多的主要原因，離合器的前后部件一個(gè)靜止一個(gè)運(yùn)動(dòng)。 這樣的轉(zhuǎn)速差必須由半聯(lián)動(dòng)來消化，也就是動(dòng)力開始的時(shí)候部分傳遞給一軸，使車輛能以較平穩(wěn)的姿態(tài)起步，一旦車輛行駛起來，轉(zhuǎn)速差就會(huì)變得很小，此時(shí)將離合器完全抬起，就不會(huì)有沖擊了。 坡道起步需要較高的半聯(lián)動(dòng)技巧。半聯(lián)動(dòng)可以消化發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與車輪之間的轉(zhuǎn)速差，也就是說可以有在動(dòng)力已經(jīng)傳遞到車輪上，但車輪并不運(yùn)轉(zhuǎn)的情況出現(xiàn)，這種情況常常發(fā)生在坡道。一般對(duì)于駕駛技術(shù)不熟練的駕駛員而言，在坡道起步時(shí)會(huì)拉起手剎，然后讓離合器處于半聯(lián)動(dòng)狀態(tài)，松下手剎，車輛保持靜止，防溜車殃及后車。而車輛向后滑行的重力是由發(fā)動(dòng)機(jī)提供的動(dòng)力來抗衡的，而離合器則負(fù)責(zé)消除這里存在的轉(zhuǎn)速差。 車輛處于這種情況下，駕駛員就能很輕松的起步了，繼續(xù)踩下油門踏板讓轉(zhuǎn)速進(jìn)一步提升獲得足夠的扭力，車輛就順利坡起了。此時(shí)對(duì)于半聯(lián)動(dòng)的技巧要求較高，如果半聯(lián)動(dòng)力度太弱，就可能在松開手剎時(shí)車輛向后滑動(dòng)，容易造成新手的驚慌失措，如果半聯(lián)動(dòng)力度過強(qiáng)則容易是車輛加速過猛而撞到前車。所以對(duì)于新手而言，此時(shí)可以讓發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速略高，并采用較大的半聯(lián)動(dòng)力度，使車輛有個(gè)向前走的趨勢(shì)時(shí)，再松開手剎。 新手駕駛的時(shí)候會(huì)存在一些離合器使用上的錯(cuò)誤操作。作為新手，由于駕駛技術(shù)的不熟練，很難將油離很好的配合，導(dǎo)致在使用離合器的時(shí)候出現(xiàn)一些有損離合器的操作方法，而這些情況同樣是出現(xiàn)在半聯(lián)動(dòng)的時(shí)候。 避免離合器長(zhǎng)時(shí)間處于半聯(lián)動(dòng)狀態(tài)才能有效的保護(hù)離合器。有些新手剛上路時(shí)由于緊張，油離配合不好，害怕自己在起步時(shí)熄火滅車，于是就轟大油門而離合器卻壓得很低，半天也不全部抬起實(shí)現(xiàn)全聯(lián)動(dòng)，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與一軸的轉(zhuǎn)速存在巨大的轉(zhuǎn)速差，而車輛則是慢慢起步的，這些巨大的轉(zhuǎn)速差全部由離合器的半聯(lián)動(dòng)消化，這是非常毀離合器的做法。為了避免頻繁的坡道起步，用腳半踩離合，這樣能用半聯(lián)動(dòng)來控制車的行駛速度，也就是俗稱悶著離合器走。 整個(gè)過程離合器都是發(fā)生滑動(dòng)摩擦的，這種長(zhǎng)時(shí)間的滑動(dòng)摩擦也會(huì)損害離合器。開車上路總喜歡把左腳放到離合器踏板上，從而導(dǎo)致不自覺的壓下了離合器踏板，車輛長(zhǎng)時(shí)間處于半聯(lián)動(dòng)狀態(tài)。所有這些操作都會(huì)加速離合器片的磨損，對(duì)車輛的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性都會(huì)造成損失。 離合器是汽車上一個(gè)頻繁摩擦的部件，它會(huì)隨著使用時(shí)間和使用頻率的增加而產(chǎn)生磨損，就會(huì)產(chǎn)生離合器打滑現(xiàn)象。對(duì)于有經(jīng)驗(yàn)的駕駛員是可以提早發(fā)現(xiàn)的，比如判斷離合器是否打滑我們可以在原地著車時(shí)掛入一擋，這時(shí)不要松手剎，然后慢慢抬離合器直至完全抬起，如果在離合器抬起時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)熄火這就證明你的離合器不打滑，反正如果離合器都完全抬起了而車還不熄火就證明你的離合器有問題了。 　　還有就是在起步時(shí)明顯感覺到離合器位置突然變高了，也是離合器打滑的前兆，再有就是我們?cè)诩奔铀贂r(shí)只是感覺發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在不斷升高，而車速卻沒有升高等等這些情況都是離合器打滑的征兆。當(dāng)出現(xiàn)離合器磨損或打滑時(shí)我們要及時(shí)檢查、更換，否則這會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力不能有效的傳遞給輸出軸上，而是將動(dòng)力損失在離合器片與飛輪之間的滑動(dòng)摩擦上，并將相互之間的摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芟牡簦@樣會(huì)導(dǎo)致動(dòng)力傳輸下降，同時(shí)還會(huì)費(fèi)油增加用車的成本。 附 錄B Stick to the car, clutch is an important component of the auto power system, it bears will power and the engine cut and connection between the work. In urban road sections or complex, our most frequently used clutch became one of the components, and clutch, use directly reflects the driving of level, but also reflects the good protection for vehicles. Used correctly, principle of clutch clutch in special circumstances using clutch to solve problems, each block is driving the car manual should master enthusiasm. So-called clutch, just as its name implies is using "from" and "close" to deliver the amount of power. By friction clutch, shrapnal, pressure plate and dynamic output shaft, decorate in the engine and transmission between, used to be the flywheel storage engine torque to gearbox, ensure vehicles in different driving conditions apply to drive wheels, belong to the driving force and torque powertrain category. In half the time of the clutch, linkage power input and output power is allowed, namely through rotational speed to realize the amount of power transmission. The clutch is divided into three working condition, not on the clutch type on the part of the clutch, under half step down, and the type of clutch type. When the vehicle in normal operation, the pressure plate is tightly packed on the friction of friction, pressure plate and the friction between the biggest slice, input shaft and the output shaft remains relatively static friction between both speed and in the same. When the vehicle, the driver started on the clutch pedal, clutch platen movement by pulling back, also is the pressure plate and friction slices, pressure plate and the separation of the flywheel no contact will not exist relatively friction. Finally, also is a type of clutch. At this time, the pressure plate and the friction in small type. Clutch disc friction slices with flywheel is sliding friction between state. The flywheel speed than the output shaft speed, the power transmission from the flywheel part to the gearbox. This engine and driving wheel is equivalent to a soft connection between state. Generally speaking, the clutch is started and shift in vehicles, at the time of transmission shaft and a second shaft rotation difference exists between the power of the engine, must be with a shaft cut, can be very good synchronizer will keep a shaft speed and synchronous, block into later, again with a shaft through clutch of engine power, power continue to transmit. In the clutch, and an indispensable buffering device, it consists of two similar to the flywheel disc disc playing together, in rectangular groove is decorated in the slots in the spring, the impact of fierce encounter between the two disks, spring, mutual happen elastic cushion external stimuli. Effective protection of engine and clutch. In all parts of the clutch platen, intensity of spring, the friction coefficient, clutch friction, diameter and clutch position number is the key factor decision clutch performance, the stiffness of hydropneumatic spring, the friction coefficient is higher, the diameter of the clutch, clutch performance is better. When beginning to have time, to ensure the linkage of half started smoothly. Sit novice car have such experience, or remove, or started a quiver yishan, these are not good skills and linkage. The car at the start of the second shaft, gearbox, when we are still hang a block, need on the clutch, a transmission axis and power, through the synchronizer hang a block, a shaft also become motionless. Power is out from the flywheel, there must be a rotating shaft with great speed, which is why started to half of requirements than the shift much when the main reason, clutch before a stationary components, a movement. So the speed of the poor by half linkage to digest must, is at the beginning of the power transmission shaft, and give a part of the vehicle to a smooth start posture, once the vehicle, speed difference will become small, at this time will clutch, there won't be fully up the impact. Start to higher ramps and linkage skills. Half the speed and the engine can be digested linkage between the wheel speed difference, i.e., the power can be passed to the wheel, but not running wheel, which often occurred in the ramp. General for driving technology not skilled driver, start up the ramp when handbrake, then let the clutch is linkage, panasonic, vehicle handbrake stationary car after disaster prevention, slip. The gravity of the slide backwards and vehicle by the engine is the power to provide against, and clutch is responsible for eliminating the speed difference exists here. Vehicles in this kind of circumstance, the driver can easily start, continue to trample accelerator pedal to obtain enough to further improve speed of torsion, vehicle goes up the slope. Now the skills required for half a linkage, if half linkage too weak, might efforts in the open hand brake when slide backwards, easy to cause the vehicle's panic, if half of a joint efforts, easy is accelerating and hit limber fast-drawing. So for beginners, can let the engine speed slightly tall, and the greater half linkage, make vehicles have a walk when the trend, and loosen the handbrake. When will the novice driving some mistakes on the use of the clutch. As a novice, due to driving technology, it will be difficult to unskilled oil from good coordination, resulting in use when the clutch of some beneath the clutch, and these operating methods are also appeared in the half of time. Avoid clutch at half time state can effectively protect the linkage of clutch. Some of the novice just when due to stress, oil from bad cooperation and started out in the car, then remove and clutch shot big throttle pressure very low, but also don't lift realize all along, the linkage of engine speed and a shaft rotational speed of the huge, and vehicle speed is slowly started, the great speed of all poor by clutch linkage, this is very destroyed digestion. Clutch, In order to avoid using the ramp frequent trample brake, so half feet in half the speed KongZhiChe linkage to, or a clutch. Frowsty The whole process of sliding friction clutch occurs, the long time of sliding friction will damage the clutch. Driving on the left foot in general like the clutch not consciously, resulting in the clutch pedal under pressure for a long time, the vehicles at half linkage. All of these operations can accelerate the clutch disc wear, the dynamic performance and fuel economy of vehicle can cause damage. The clutch is a frequent automobile parts of the friction over time, it will be increased frequency of use and wear, and can produce clutch skid phenomenon. For experienced pilots can be found, such as advance whether we can judge the clutch in situ skidding car when a block, then hang soonly, and then slowly lift clutch brake up until completely, if the clutch lift, engine flameout this proof of your clutch not sliding, anyway if the clutch is completely lift and car is not leaving the clutch is proof that you. There is in start when suddenly felt clutch position, also the clutch, another is the precursor of sliding speed in urgent when we just feel engine speed in rising, and speed, but not all of these conditions are signs of sliding clutch. When the clutch when we want to wear or skid timely inspection, replacement, otherwise will make the engine output power can effectively to the output shaft, but will power loss in the clutch plate and the sliding friction between the flywheel, and the friction between energy consume, for it will cause power transmission, also dues increase the cost of oil transport. 9 SY-025-BY-5 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表 填表日期 年 月 日 迄今已進(jìn)行 周剩余 周 學(xué)生姓名 李龍 院系 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 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(shè)計(jì) 指 導(dǎo) 教 師 填 寫 畢業(yè) 設(shè)計(jì) （論文）工作 進(jìn)度 已完成主要內(nèi)容 待完成主要內(nèi)容 　 存在問題及努力方向 學(xué)生簽字： 指導(dǎo)教師 意 見 　 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 教研室 意 見 教研室主任簽字： 年 月 日 SY-025-BY-2 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 學(xué)生姓名 李龍 系部 汽車與交通 工程學(xué)院 專業(yè)、班級(jí) 車輛工程B07-5 指導(dǎo)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(shè)計(jì) 一、設(shè)計(jì)（論文）目的、意義 離合器位于發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱之間的飛輪殼內(nèi)，用螺釘將離合器總成固定在飛輪的后平面上，離合器的輸出軸就是變速箱的輸入軸。在汽車行駛過程中，駕駛員可根據(jù)需要踩下或松開離合器踏板，使發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱暫時(shí)分離和逐漸接合，以切斷或傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)向變速器輸入的動(dòng)力。 目的：培養(yǎng)正確的研究方法、理論聯(lián)系實(shí)際的工作作風(fēng)、嚴(yán)肅求實(shí)的學(xué)習(xí)態(tài)度，鍛煉使用工具軟件的能力，提高綜合設(shè)計(jì)的能力。 二、設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容、技術(shù)要求（研究方法） （1）膜片彈簧離合器壓盤總成設(shè)計(jì)、從動(dòng)盤總成設(shè)計(jì)、膜片彈簧的參數(shù)、尺寸、材料的選擇及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)； （2）運(yùn)用CAD繪制膜片彈簧離合器的裝配及零件 CAD工程圖； （3）完成設(shè)計(jì)說明書。 汽車的質(zhì)量 1145 KW 發(fā)動(dòng)機(jī)位置 前置 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率 88 KW 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)速 4400 r/min 發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩≥152 N.m 三、設(shè)計(jì)（論文）完成后應(yīng)提交的成果 裝配圖、離合器從動(dòng)盤0號(hào)圖紙各1張；離合器壓盤、離合器蓋1號(hào)圖各1張。設(shè)計(jì)說明書1.5萬字以上。 四、設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排 （1） 第1、2周確定課題，查閱相關(guān)的離合器設(shè)計(jì)資料并進(jìn)行收集。完成開題報(bào)告。 （2） 第3周對(duì)離合器進(jìn)行拆解和組裝，了解摩擦式離合器的基本結(jié)構(gòu)。 （3） 第4周對(duì)從動(dòng)盤、壓盤和離合器蓋進(jìn)行總成設(shè)計(jì)。膜片彈簧進(jìn)行強(qiáng)度校核。 （4） 第5-6周開始用軟件進(jìn)行繪圖撰寫說明書。 （5） 第7-12周完善設(shè)計(jì)內(nèi)容，畫出各個(gè)零件的零件圖。 （6） 第13周進(jìn)行預(yù)答辯。 （7） 第14周結(jié)合離合器的結(jié)構(gòu)總成，完成離合器的裝配圖。 （8） 第15-16周設(shè)計(jì)說明書修改及完善。 （9） 第17周準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。 五、主要參考資料 [1] 王江波. 雙離合器自動(dòng)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(dòng)變速器簡(jiǎn)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(dòng)變速器及其應(yīng)用前景分析[J]. 機(jī)械傳動(dòng) , 2005, (03) [4] 吳詠, 張尚嬌. 注目中國(guó)的AMT技術(shù)[J]. 上海汽車 , 1999, (08) [5] 濮良貴 紀(jì)名剛 機(jī)械設(shè)計(jì)[M]第八版 機(jī)械工業(yè)出版社 2003 , (03) [6]簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)[M] 機(jī)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(shè)計(jì)[M]農(nóng)機(jī)化研究 2005, (08) [8] 余志生，夏群生 汽車?yán)碚揫M] 機(jī)械工業(yè)出版社2009, (03) [9] 臧杰，閻巖 汽車構(gòu)造[M] 機(jī)械工業(yè)出版社 2008, (01) [10] 馬彪 劉影 陳建文 車輛綜合傳動(dòng)換擋離合器結(jié)合過程動(dòng)態(tài)特性研究[M] 中國(guó)機(jī)械工程2005 [11] 陳家瑞. 汽車構(gòu)造（第二版）[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ,2005, (03) [12] 林勝, 周運(yùn)金. 在Pro/E中定制工程圖標(biāo)準(zhǔn)模板文件[J]. 廣西輕工業(yè) , 2008,(07) [13] 蔡興旺. 汽車構(gòu)造與原理[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 , 2004, (12) [14] 肖生發(fā). 汽車工程學(xué)基礎(chǔ)[M]. 北京：人民交通出版社 , 2002, (03) [15] Nigel Driffield. Inward Investment and Host Country Market Structure: The Case of the UK[J].
Review of Industrial Organization , Jun,2001,(04) [16] Jonathan Welsh.? Why Cars Got Angry. ?The Wall Street Journal ,?2006,(03) [17] Nick Hull. Interpreting the Faces of Cars. Cardesignnews , 2007,(07) 六、備注 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 教研室主任簽字： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 設(shè)計(jì)（論文）題目:豐田轎車離合器的設(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 學(xué) 生 姓 名: 李龍 導(dǎo) 師 姓 名: 呂德剛 開 題 時(shí) 間: 指導(dǎo)委員會(huì)審查意見： 簽字： 年 月 日 開題報(bào)告撰寫要求 一、“開題報(bào)告”參考提綱 1. 課題研究目的和意義； 2. 文獻(xiàn)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(shù)路線或研究方法； 5. 進(jìn)度安排； 6. 主要參考文獻(xiàn)。 二、“開題報(bào)告”撰寫規(guī)范 請(qǐng)參照《黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書及畢業(yè)論文撰寫規(guī)范》要求。字?jǐn)?shù)應(yīng)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(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 學(xué)生姓名 李龍 系部 汽車與交通 工程學(xué)院 專業(yè)、班級(jí) 車輛工程B07-5班 指導(dǎo)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(shè)計(jì) 一、課題研究現(xiàn)狀，選題目的和意義及國(guó)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(shè)計(jì)，本次設(shè)計(jì)為膜片彈簧離合器，而此設(shè)計(jì)有重大的意義和廣泛的用途，因?yàn)殡x合器作為底盤傳動(dòng)系統(tǒng)中的重要部件，它起著從發(fā)動(dòng)機(jī)到傳動(dòng)系中齒輪之間橋梁的作用，故它的重要性不可忽視，一個(gè)良好的離合器能夠提高汽車的壽命，所以設(shè)計(jì)一個(gè)操作簡(jiǎn)便分離快速的離合器是十分必要的，且選擇了設(shè)計(jì)離合器能夠做到對(duì)汽車內(nèi)重要部件的了解。 2、選題意義：離合器是汽車傳動(dòng)系中直接與發(fā)動(dòng)機(jī)相連接的總成，其主要功用是切斷和實(shí)現(xiàn)對(duì)傳動(dòng)系的動(dòng)力傳遞，以保證汽車起步時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系平順地接合，確保汽車平穩(wěn)起步；在換擋時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)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(dòng)載荷時(shí)，能限制傳動(dòng)系所承受的最大轉(zhuǎn)矩，防止傳動(dòng)系各零件因過載而損壞；有效地降低傳動(dòng)系中的振動(dòng)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(jī)構(gòu)而做成的離合器，因?yàn)樗贾迷谥醒?，所以也可算中央彈簧離合器。 它的優(yōu)點(diǎn)：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(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)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(shè)計(jì)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(shí)的踏板力，使操縱輕便。 因此，離合器作為汽車重要的基礎(chǔ)部件它的功能不能忽視，設(shè)計(jì)如此重要的汽車傳動(dòng)系統(tǒng)意義重大。 ３、研究現(xiàn)狀，國(guó)內(nèi)外背景及發(fā)展趨勢(shì)：傳統(tǒng)離合器分有拉線和液壓式兩種，自動(dòng)離合器也分為兩種：機(jī)械電機(jī)式自動(dòng)離合器和液壓式自動(dòng)離合器。機(jī)械電機(jī)式自動(dòng)離合器的ECU匯集油門踏板、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、車速傳感器等信號(hào)，經(jīng)處理后發(fā)送指令驅(qū)動(dòng)伺服馬達(dá)，通過拉桿等機(jī)械形式驅(qū)使離合器動(dòng)作；液壓式自動(dòng)離合器則是由ECU發(fā)送信號(hào)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)液壓系統(tǒng)，通過液壓操縱離合器動(dòng)作。 液壓式自動(dòng)離合器在目前通用的膜片離合器的基礎(chǔ)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(guān)裝置控制電動(dòng)油泵去操縱離合器油缸活塞。變速器控制單元（ECU）與發(fā)動(dòng)機(jī)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(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度等傳感器反饋信息，計(jì)算出離合器最佳的接合時(shí)間與速度。 自動(dòng)離合器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)由電動(dòng)油泵、電磁閥和離合器油缸組成，當(dāng)ECU發(fā)出指令驅(qū)動(dòng)電動(dòng)油泵，電動(dòng)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(shí)現(xiàn)離合器油缸活塞的移動(dòng)，從而完成汽車起動(dòng)、換檔時(shí)的離合器動(dòng)作。 為了實(shí)現(xiàn)離合器的自動(dòng)操縱，采用自動(dòng)離合器，可以省去離合器踏板，實(shí)現(xiàn)汽車的“雙踏板”操縱，與其他自動(dòng)離合傳動(dòng)系統(tǒng)（如液力傳動(dòng)）相比，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉及傳動(dòng)效率高的優(yōu)點(diǎn)。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(dòng)離合器的各種結(jié)構(gòu)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(shí)，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(jìn)一步改善。 我國(guó)汽車業(yè)的高速發(fā)展，帶動(dòng)我國(guó)汽車離合器市場(chǎng)需求持續(xù)大幅增長(zhǎng)。隨著我國(guó)自動(dòng)檔轎車的增加，我國(guó)傳統(tǒng)離合器行業(yè)的發(fā)展前景日益擔(dān)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(guó)汽車產(chǎn)量持續(xù)增長(zhǎng)、汽車保有量的增加、出口市場(chǎng)需求的擴(kuò)張等三大因素推動(dòng)我國(guó)汽車離合器行業(yè)連續(xù)8年快速發(fā)展，2007年我國(guó)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(jī)影響，中國(guó)汽車銷量為938萬輛，增長(zhǎng)率僅為6.7%，離合器的市場(chǎng)規(guī)模約為55億元。到2010年，我國(guó)離合器總銷售額將達(dá)84億元，其中，蓋總成2800萬件，從動(dòng)盤總成5700萬件，液力變矩器100萬套以上。目前國(guó)產(chǎn)離合器已經(jīng)能夠全面覆蓋國(guó)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(dòng)力系統(tǒng)中的主要應(yīng)用部件。在技術(shù)目標(biāo)方面，離合器的可靠性和壽命指標(biāo)要達(dá)到或接近國(guó)外同類產(chǎn)品水平，傳遞轉(zhuǎn)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(guān)鍵技術(shù)，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(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，以及建立模擬工況和實(shí)車試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，形成更為完善的離合器產(chǎn)品評(píng)價(jià)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(jìn)入世界離合器行業(yè)前10名的中國(guó)企業(yè)。 國(guó)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(jìn)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(dòng)機(jī)飛輪是離合器的主動(dòng)件，帶有摩擦片的從動(dòng)盤和從動(dòng)轂借滑動(dòng)花鍵與從動(dòng)軸（即變速器的主動(dòng)軸）相連。壓緊彈簧則將從動(dòng)盤壓緊在飛輪端面上。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩即靠飛輪與從動(dòng)盤接觸面之間的摩擦作用而傳到從動(dòng)盤上，再由此經(jīng)過從動(dòng)軸和傳動(dòng)系中一系列部件傳給驅(qū)動(dòng)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(dòng)力傳遞，而中斷傳動(dòng)只是暫時(shí)的需要，因此汽車離合器的主動(dòng)部分和從動(dòng)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(yīng)這一要求。當(dāng)希望離合器分離時(shí)，只要踩下離合器操縱機(jī)構(gòu)中的踏板，套在從動(dòng)盤轂的環(huán)槽中的拔叉便推動(dòng)從動(dòng)盤克服壓緊彈簧的壓力向松開的方向移動(dòng)，而與飛輪分離，摩擦力消失，從而中斷了動(dòng)力的傳遞。當(dāng)需要重新恢復(fù)動(dòng)力傳遞時(shí)，為使汽車速度和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化比較平穩(wěn)，應(yīng)該適當(dāng)控制離合器踏板回升的速度，使從動(dòng)盤在壓緊彈簧壓力作用下，向接合的方向移動(dòng)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(dòng)盤接合還不緊密，二者之間摩擦力矩比較小時(shí)，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(dòng)盤接合緊密程度的逐步增大，二者轉(zhuǎn)速也漸趨相等。直到離合器完全接合而停止打滑時(shí)，汽車速度方能與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速成正比。 摩擦離合器又可分為： 單盤離合器：只有一片從動(dòng)盤，其前后兩面都裝又摩擦片，因而具有兩個(gè)摩擦面。 雙盤離合器：即增加了一個(gè)從動(dòng)盤。 周布彈簧離合器：采用若干個(gè)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(gè)或兩個(gè)較強(qiáng)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(zhuǎn)矩，外殼與泵輪連為一體，是主動(dòng)件；渦輪與泵輪相對(duì)，是從動(dòng)件。當(dāng)泵輪轉(zhuǎn)速較低時(shí)，渦輪不能被帶動(dòng)，主動(dòng)件與從動(dòng)件之間處于分離狀態(tài)；隨著泵輪轉(zhuǎn)速的提高，渦輪被帶動(dòng)，主動(dòng)件與從動(dòng)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(dòng)與從動(dòng)件之間放置磁粉，則可以加強(qiáng)兩者之間的結(jié)合力，這樣的離合器稱為磁粉式電磁離合器。 （4）自動(dòng)離合器隨著電子技術(shù)在汽車上應(yīng)用，一種自動(dòng)離合器系統(tǒng)也進(jìn)入了汽車領(lǐng)域，這種由控制單元（ECU）控制的離合器已經(jīng)應(yīng)用在一些轎車上，使手動(dòng)變速器換擋的一個(gè)重要步驟——離合器的斷開與接合能夠自動(dòng)地適時(shí)完成，簡(jiǎn)化了駕駛員的操縱動(dòng)作。 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，以使用心得使用條件。從國(guó)外的發(fā)展動(dòng)向來看，近年來汽車的性能在向高速發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速不斷提高，載重汽車趨向大型化，國(guó)內(nèi)也有類似的情況。此外，對(duì)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(jiǎn)化操作，已經(jīng)成為目前離合器的發(fā)展趨勢(shì)?！? 二、設(shè)計(jì)（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(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ρ）、性能計(jì)算和設(shè)計(jì)。 ２、離合器零件的結(jié)構(gòu)選型及設(shè)計(jì)計(jì)算 １）離合器裝配圖； ２）從動(dòng)盤總成設(shè)計(jì)； ３）壓盤和離合器蓋總成設(shè)計(jì)； ４）膜片彈簧的強(qiáng)度校核、主要參數(shù)的選擇和優(yōu)化設(shè)計(jì)。 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(jìn)行離合器的尺寸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)于提高汽車的變速性能將會(huì)起到很重要的作用。 三、技術(shù)路線（研究方法） 查找資料，了解離合器歷史及發(fā)展趨勢(shì)等。 結(jié)合離合器的實(shí)物，對(duì)離合器進(jìn)行拆裝，了解摩擦式離合器的基本結(jié)構(gòu)。 根據(jù)給定參數(shù)對(duì)摩擦片外徑、離合器后備系數(shù)和單位壓力，及其性能進(jìn)行計(jì)算和設(shè)計(jì)?！? 畫出各個(gè)零件的零件圖。然后結(jié)合離合器的結(jié)構(gòu)總成，完成離合器的裝配圖。 對(duì)從動(dòng)盤、壓盤和離合器蓋進(jìn)行總成設(shè)計(jì)。包括分離裝置的設(shè)計(jì)，以及從動(dòng)盤設(shè)計(jì)和圓柱螺旋彈簧設(shè)計(jì)等。 最后對(duì)膜片彈簧進(jìn)行強(qiáng)度校核、檢查其合理性。確定最終設(shè)計(jì)方案，完成設(shè)計(jì)。 四、進(jìn)度安排 （1） 第1、2周確定課題，查閱相關(guān)的離合器設(shè)計(jì)資料并進(jìn)行收集。完成開題報(bào)告。 （2） 第3 周研究 對(duì)離合器進(jìn)行拆解和組裝，了解摩擦式離合器的基本結(jié)構(gòu)。 （3） 第4 周對(duì)從動(dòng)盤、壓盤和離合器蓋進(jìn)行總成設(shè)計(jì)。膜片彈簧進(jìn)行強(qiáng)度校核。 （4） 第5-6 周開始用軟件進(jìn)行繪圖撰寫說明書。 （5） 第7-12 周完善設(shè)計(jì)內(nèi)容，畫出各個(gè)零件的零件圖。 （6） 第13 周進(jìn)行預(yù)答辯。 （7） 第14 周結(jié)合離合器的結(jié)構(gòu)總成，完成離合器的裝配圖。 （8） 第15-16周設(shè)計(jì)說明書修改及完善。 （9） 第17 周準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。 五、參考文獻(xiàn) [1] 王江波. 雙離合器自動(dòng)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(dòng)變速器簡(jiǎn)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(dòng)變速器及其應(yīng)用前景分析[J]. 機(jī)械傳動(dòng) , 2005, (03) [4] 吳詠, 張尚嬌. 注目中國(guó)的AMT技術(shù)[J]. 上海汽車 , 1999, (08) [5] 濮良貴 紀(jì)名剛《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版 機(jī)械工業(yè)出版社 2003 , (03) [6]《簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》 機(jī)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(shè)計(jì)》農(nóng)機(jī)化研究 2005, (08) [8] 余志生，夏群生《汽車?yán)碚摗?機(jī)械工業(yè)出版社2009, (03) [9] 臧杰，閻巖《汽車構(gòu)造》 機(jī)械工業(yè)出版社 2008, (01) [10] 馬彪 劉影 陳建文《車輛綜合傳動(dòng)換擋離合器結(jié)合過程動(dòng)態(tài)特性研究》 中國(guó)機(jī)械工程2005 [11] 陳家瑞. 汽車構(gòu)造（第二版）[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ,2005, (03) [12] 林勝, 周運(yùn)金. 在Pro/E中定制工程圖標(biāo)準(zhǔn)模板文件[J]. 廣西輕工業(yè) , 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