基于UG NX的某乘用车单盘离合器结构设计开题报告

 2022-11-23 11:42:44

1. 研究目的与意义

1、选题背景

随着人们的生活水平的不断提高,目前乘用车已经成了人们的代步工具,它具有性价比高、实用性高、灵活方便,并且可以满足大部分家庭基本需求的优点,深受广大消费者的喜爱,因此乘用车也在汽车行业的应用最为广泛。对于以内燃机为动力的汽车来说,离合器作为一个独立的总成存在,是底盘传动系统中的重要组成部分,与发动机直接相连接,将动力传递给传动系。现在离合器的种类是多种多样的,为了使汽车性能更好的发挥,不同类型的汽车会选用不同的离合器,经过人们的多年实践经验来说,现在对于径向尺寸不受限制而且传递力矩不大的地方,离合器的选择逐渐趋向于采用单片干式摩擦离合器。但随着汽车发动机转速、功率的不断提高和汽车电子技术的高速发展,对离合器的要求也越来越高。

2、选题意义

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2. 课题关键问题和重难点

1、为保证离合器具有良好的工作性能,设计时,应满足的基本要求有:

(1)在任何行驶条件下,要能可靠地传递发动机转矩,还要有适当的转矩储备,能防止传动系过载。

(2)接合时要完全、平顺、柔和,保证汽车起步时没有冲击和抖动。

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3. 国内外研究现状(文献综述)

通过查找大量国内外的离合器的资料,看了《离合器技术发展史(一)》,让我对离合器的发展史有了一个全面认识,第一代离合器的工作原理来自早期工业化社会使用机械装置的工厂。通过对带式减速器的类推,人们将一种平面皮带引入带汽车中。通过皮带轮的张紧作用,皮带将发动机的输出转矩传递到驱动齿轮上,当通过调节滚轮来使皮带松弛时,皮带打滑,就相当于离合器的分离。在1889年,戴姆勒的钢轮汽车已使用离合器设计原理的基本形式但最早的摩擦片是以驼毛作为材料,直到第一次世界大战末,金属摩擦片才开始普及起来,直到现在为了满足汽车等产品的各种需求,离合器的种类也变得越来越多。

通过阅读《汽车离合器的认知与检修》和《汽车构造》,让我明白了关于离合器的很多知识。比如,什么是离合器?汽车离合器其实质就是控制动力开合的一个动力开关。汽车离合器安装在发动机和变速器之间,是汽车底盘传动系中直接与发动机相联系的组成件,控制发动机与汽车传动系之间动力的传递和切断;摩擦式离合器的工作原理是什么?①接合状态:离合器踏板处于最高位置,压盘在压紧弹簧作用下压紧从动盘,飞轮、从动盘、压盘三者处于压紧状态,此时分离杠杆内端与分离轴承之间存在间隙 (离合器自由间隙)。②分离过程:踩下离合器踏板,分离轴承压向分离杠杆内端,产生的分离作用力大于压紧力,分离杠杆外端拉动压盘离开从动盘,使飞轮、从动盘、压盘三者压紧状态解除,主、从动部分间摩擦作用消失,动力就不能传递了。③接合过程:缓慢抬起离合器踏板,分离轴承离开分离杠杆,分离作用力消失,压盘重新在弹簧的压紧力作用下压向从动盘,逐渐恢复飞轮、从动盘和压盘三者的压紧状态,摩擦面上的摩擦力矩逐渐增大直至完全接合。还了解了离合器的组成和分类。

离合器起步、换挡最佳接合规律是自动变速器的研究难点。考虑干式离合器接合过程中滑磨功和纵向冲击度这两个相互制约的性能指标, 根据状态反馈原理, 建立了线性二次状态反馈最优控制器和能够综合反映最小能量接合与乘坐舒适性的目标泛函。在干式离合器的接合过程中, 既要保证接合面的磨损量最小, 又要使得传动系统具有良好的性能, 因此必须要对离合器进行控制。要达到这些目标, 必须施加合适的离合器正向压力。以轿车平地起步为例, 离合器接合过程可分为 4 个阶段:第一阶段用于消除离合器主副摩擦盘间的空位移, 无转矩传递, 从尽快完成起步考虑, 此阶段应快速完成。第二阶段离合器主副摩擦盘之间产生摩擦, 但离合器传递的扭矩尚不足以克服轿车所受阻力矩, 车辆仍然保持静止。此阶段摩擦剧烈, 滑磨功急剧增加, 此阶段应尽快完成。第三阶段离合器主副摩擦盘之间传递的扭矩开始大于轿车所受阻力矩, 轿车开始运动, 此阶段离合器主副摩擦盘之间传递扭矩的变化会引起冲击, 为了实现平稳起步, 此阶段要相对缓慢完成, 但时间过长也会增加滑磨功, 影响离合器的使用寿命。第四阶段离合器主副摩擦盘开始同步,接合速度对滑磨功和冲击度已经没有影响, 从尽快完成起步考虑, 此阶段应快速完成。只有在正确的掌握了离合器起步、换挡时的最佳接合规律,才能保证离合器的使用寿命。

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4. 研究方案

1、阅读国内外最新文献,收集资料。

2、确定离合器的作用、基本要求和工作原理。

3、根据老师所提供的设计数据进行离合器的参数选择。

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5. 工作计划

第1周-第2周:完成外文翻译,查阅国内外文献资料,通过对国内外资料的学习能够把握一些重要信息并撰写开题报告,熟悉NX软件的使用方法,练习简单的三维建模和零件的装配。

第3周:完成开题报告审核。开始根据所查阅的资料进行离合器结构学习,通过这个过程巩固以往所学习的专业知识包括理论力学、材料力学、汽车设计、汽车理论、汽车构造等专业知识。

第4周: 根据设计要求,确定单盘离合器总成中各元件的结构、基本尺寸与布置,完成离合器的方案设计。

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