螺旋弹簧式离合器设计之开题报告.doc

华北水利水电学院本科生毕业设计开题报告
年 月 日
学生姓名
罗耀锋
学号
200706015
专业
机械设计制造及其自动化
题目名称
螺旋弹簧离合器设计
课题来源
模拟设计
主
要
内
容
1.汽车离合器的作用：
汽车离合器是汽车传动系统中的一个重要部件，主要用来接合和切断动力的传递，以满足汽车的起步、行驶、制动等情况时的需要，汽车在启动时如果不设置离合器则变速器中的一些齿轮及轴将会参与到工作中来，结果会造成发动机的启动负荷增加；设置离合器后，在汽车启动时，分离离合器使变速器不参与工作，这样发动机启动负荷减小，便于启动，尤其对于一些较大功率的发动机或蓄电池存点不足的发动机而言尤为重要。
离合器的设置还可以使换挡时减轻变速器的打齿现象。一方面使换挡时将进入啮合的齿轮的转速差减小，是换挡更加轻便，另一方面，让发动机逐步地承受载荷同时通过油门的控制来加大牵引力，以克服汽车的全部载荷，使汽车平稳地进入运行状态，这样才能保证乘坐的舒适性，另外使机件逐步参与工作，而延长使用寿命。
离合器不但能完成以上任务，它在汽车上还可以承担一个保险器的作用，用来防止发动机及相关传动部件因承受过大负荷而损坏，当车速急剧变化时，在惯性力的作用下，负荷将大大增加，这是已超过离合器所传递的扭矩，它便通过离合器打滑的形式对这种超负荷加以限制，保护了机件免遭损坏。
2.螺旋弹簧式离合器的结构组成：
螺旋弹簧式离合器由螺旋弹簧、离合器盖、压盖、传动片和分离轴承总成等部分组成。
1. 离合器盖
离合器盖一般仅为120°或90°旋转堆成的板壳冲压结构，通过螺栓与飞轮联结在一起。离合器盖是离合器中结构形状比较复杂的承载构件，压紧弹簧的压紧力最终都要由它来承受。
2. 螺旋弹簧
螺旋弹簧是离合器中重要的压紧元件，在其内孔圆周表面上揩油许多均布的长径向槽，在槽的根部制成较大的长圆形或矩形窗孔，可以穿过支撑铆钉，这部分称之为分离指；从窗孔底部至弹簧外圆周的部分形状像一个无底宽边碟子，其截面为截圆锥形，称之为碟簧部分。
3. 压盘
压盘的结构一般是环形盘状铸件，离合器通过压盘与发动机紧密相连。压盘靠近外圆周处有断续的环状支撑凸台，最外缘均布有三个或四个传力凸耳。
4. 传动片
离合器接合时，飞轮驱动离合器盖带动压盘一起传动，并通过压盘与从动盘摩擦片之间的摩擦力使从动盘转动；在离合器分离时，压盘相对于离合器作自由轴向移动，使从动盘松开。这些动作均有传动片完成。传动片的两端分别与离合器盖和压盘以铆钉或螺栓联接，一般采用轴向布置。在离合器接合时，离合器盖通过它来驱动压盘共同旋转；在离合器分离时，可利用它的弹性恢复力来牵动压盘轴向分离并使操纵力减小。
5. 分离轴承总成
分离轴承总成由分离轴承、分离套筒等组成。分离轴承在工作时主要承受轴向分离力。同时还承受在告诉旋转时离心力作用下的径向力。目前国产的汽车中多使用角接触推力球轴承，采用全密封结构和高温铿基润滑脂，其端面形状与分离指舌尖部形状相配合，舌尖部为平面时采用球形端面，舌尖部位为弧形时采用平断面或凹弧形端面。
3.螺旋弹簧式离合器的优点
螺旋弹簧式离合器与其他形式的离合器相比，具有一些列优点：
1. 螺旋弹簧式离合器具有比较理想的非线性弹性特性
2. 螺旋弹簧兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，结构简单、紧凑，轴向尺寸小，零件数目少，质量小；
3. 高速旋转时。弹簧压紧力降低很少，性能较稳定；
4. 螺旋弹簧以整个圆周与压盘接触，使压力分布均匀，摩擦片接触良好，磨损均匀；
5. 易于实现良好的通风散热，使用寿命长
6. 螺旋弹簧中心与离合器中心线重合，平衡性好

4.主要内容：
①确定离合器基本结构尺寸参数
②从动盘选型设计。
③压盘和离合器盖设计计算。
④传动片设计
⑤螺旋弹簧设计
⑥根据设计，建立螺旋弹簧式离合器的三维模型。

采取的主要技术路线或方法
（一）离合器设计知识
离合器是汽车传动系统中直接与发动机相连接的总成。本毕业设计要求学生仔细研究轻型车传动系统的工作原理。根据轻型乘用车的装备质量、前后轴荷，设计螺旋弹簧离合器的基本参数和结构。并进行较为深入的理论分析。同时基于CATIA进行三维实体设计和装配。
（二）三维软件CATIA
CATIA是由法国著名飞机制造公司Dassau1t开发并由IBM公司负责销售的CAD/CAM/CAE/PDM应用系统，CATIA起源于航空工业，其最大的标志客户即美国波音公司，波音公司通过CATIA建立起了一整套无纸飞机生产系统，取得了重大的成功。
　　 围绕数字化产品和电子商务集成概念进行系统结构设计的CATIA V5版本，可为数字化企业建立一个针对产品整个开发过程的工作环境。在这个环境中，可以对产品开发过程的各个方面进行仿真，并能够实现工程人员和非工程人员之间的电子通信。产品整个开发过程包括概念设计、详细设计、工程分析、成品定义和制造乃至成品在整个生命周期中的使用和维护。
　　作为世界领先的CAD/CAM软件，CATIA可以帮助用户完成大到飞机小到螺丝刀的设计及制造，它提供了完备的设计能力：从2D到3D到技术指标化建模，同时，作为一个完全集成化的软件系统，CATIA将机械设计、工程分析及仿真和加工等功能有机地结合，为用户提供严密的无纸工作环境从而达到缩短设计生产时间、提高加工质量及降低费用的效果。

预期的成果及形式

1）在设计初期阶段进行认真调研。在调研和充分理解课题内容和要求的基础上，写出3000字左右的开题报告(其中包括文献综述)。要求查阅文献在10篇以上，开题报告中引用的文献资料在5篇以上。
2）在设计初期进行毕业实习，实习时间为2周左右。实习过程应听从指导教师的指挥，写出实习日记。实习结束后，对实习过程进行总结，提交实习报告（不少于2000字）。
3）在设计过程中，能运用一门外语翻译与课题有关的外文资料。要求译文准确、通顺，字数在3000汉字以上。
4）在毕业设计后期，提交毕业设计论文一本。要求内容完整，含中外文摘要，条理清楚，文字通顺，书写规范。要求中文摘要字数在400字左右，关键词3～5个，论文正文字数应在10000字以上。
时间安排

第1-2周，根据课题内容进行调研，收集与课题相关参考文献和资料，（含外文翻译资料）熟悉离合器整体构造，根据设计内容书写开题报告，进行论文翻译。熟悉三维CAD软件和CATIA软件。
第3-4周，实习，了解离合器结构及制造工艺，了解离合器整体构造的拆装情况，书写实习报告。
第5周，提交开题报告。
第6-10周，完成设计计算，初步完成实体设计。
第11-12周，根据总体情况进行设计修改，完成设计，书写说明书。
第13周，论文提交和根据导师意见修改，进行答辩准备。
第14周，毕业设计答辩。
指导教师意见

签 名：
年 月 日
备注

主要参考文献：
【1】陈家瑞，汽车构造，第五版，人民交通出版社，2008
【2】余志生，汽车理论，第四版，机械工业出版社，2006
【3】徐石安，江发潮，汽车离合器，清华大学出版社，2005
【4】王望予，汽车设计，第四版，机械工业出版社，2008
【5】林世裕，螺旋弹簧与碟形弹簧离合器的设计与制造，东北大学，2005
【6】刘惟信，汽车设计，清华大学出版社，2001