輕型拖拉機用單盤離合器的設(shè)計

輕型拖拉機用單盤離合器的設(shè)計,輕型,拖拉機,用單盤,離合器,設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告 題目：輕型拖拉機用單盤離合器的設(shè)計  1 畢業(yè)設(shè)計（論文）綜述（題目背景、研究意義及國內(nèi)外相關(guān)研究情況） 1.1 題目背景、研究意義 拖拉機是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不可替代的農(nóng)業(yè)機械，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中與相應(yīng)的農(nóng)具配合具有廣泛的用途[1]。隨著科技進(jìn)步，拖拉機將進(jìn)一步創(chuàng)新[2]。拖拉機離合器的主要功用是分離發(fā)動機傳來的動力以使變速箱順利掛擋或換擋柔順地接合動力保證車輛平穩(wěn)起步超負(fù)荷時離合器打滑以保護零件免受損壞[3]。拖拉機離合器結(jié)構(gòu)簡單、工作原理明確，其結(jié)構(gòu)發(fā)展經(jīng)歷了上百年，應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計手段和技術(shù)對其進(jìn)行改造和提高，具有重要的應(yīng)用價值[4]。 1.2 國內(nèi)外相關(guān)研究情況 上世紀(jì)80年代，我國幾個廠家先后從國外引進(jìn)了膜片彈簧設(shè)計與制造技術(shù)。這些企業(yè)引進(jìn)工作有力地促進(jìn)國內(nèi)離合器行業(yè)的發(fā)展，為今后工作打下了一定的基礎(chǔ)[5]。如今，單片干式摩擦離合器在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面也相當(dāng)完善：采用具有軸向彈性的從動盤，提高了離合器的接合平順性；離合器中裝有扭轉(zhuǎn)減振器，防止了傳動系統(tǒng)的共振，減少了噪音；以及采用了摩擦較小的分離桿機構(gòu)等。另外，采用了膜片彈簧作為壓簧，可同時兼起到分離杠桿的作用，使離合器結(jié)構(gòu)大為簡化，并顯著地縮短了離合器的軸向尺寸。膜片彈簧和壓盤的環(huán)行接觸，可保證壓盤上的壓力均勻。由于膜片彈簧本身的特性，當(dāng)摩擦片磨損時，彈簧的壓力幾乎沒有改變，且可減輕分離離合器時所需要的踏板力。次外，近年來由于多片濕式離合器在技術(shù)上的不段改善，在國外的某些重型牽引汽車和自卸車上又開始采用多片濕式離合器，并有不斷增加的傾向[6]。但由于技術(shù)與資金的有限，與國外先進(jìn)產(chǎn)家相比仍有相當(dāng)大的差距。在生產(chǎn)規(guī)模方面，由于受車輛市場，制造工藝和裝備的制約，我國的生產(chǎn)規(guī)模與國外先進(jìn)廠家相差甚遠(yuǎn)。試比較如下：法國Valeo公司1992年離合器產(chǎn)量為1000萬套，銷售收入26.81億法郎，而我國目前最大生產(chǎn)廠家上海離合器總廠今年產(chǎn)量預(yù)計40萬套，相差幾十倍。在技術(shù)水平方面在產(chǎn)品技術(shù)方面， 國內(nèi)離合器企業(yè)經(jīng)過不斷地產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，國產(chǎn)膜片彈簧離合器的品種已經(jīng)能全面覆蓋國內(nèi)重、中、輕、轎、微及農(nóng)用等車型的需求，跟蹤國外動力傳動系統(tǒng)技術(shù)[7]。研發(fā)新一代產(chǎn)品也取得了可喜成果，如雙質(zhì)量飛輪、液力變矩器、適用于300馬力以上動力配套的由430拉式膜片彈簧離合器都獲得了成功。但由于引進(jìn)產(chǎn)品品種比較窄，產(chǎn)品比較落后。而國外各廠家不僅產(chǎn)品品種多，從160mm到430mm有幾千種產(chǎn)品，而且深度上不斷突破，如復(fù)合整體雙飛輪及緊湊離合器系統(tǒng)、液力變矩器、電子控制離合器系統(tǒng)等均已商業(yè)化。隨著科技的發(fā)展，離合器還要在原有的基礎(chǔ)上不斷改進(jìn)和提高，以適應(yīng)新的使用條件。從國外的發(fā)展動向來看，發(fā)動機的功率和轉(zhuǎn)速不斷提高，載重汽車趨向大型化，國內(nèi)也有類似的情況[8]。此外，對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，提高其使用壽命，簡化操作，已經(jīng)成為目前離合器的發(fā)展趨勢[9]。 2 本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施 2.1 主要內(nèi)容 （1）了解輕型拖拉機用單盤離合器的性能要求； （2）了解輕型拖拉機用單盤離合器的工作原理，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算分析； （3）設(shè)計指標(biāo)：發(fā)動機功率36.7kW，發(fā)動機轉(zhuǎn)速2000r/min； （4）應(yīng)用CAD系統(tǒng)對系統(tǒng)零件和裝配的設(shè)計。 2.2擬采用的研究方案、研究方法 輕型拖拉機用單盤離合器，其結(jié)構(gòu)如圖1示[10]： 1-分離杠桿；2-輸出軸；3-球形聯(lián)軸器；4-壓簧；5-隔熱片；6-壓力盤；7-摩擦盤；8-殼體 圖1 輕型拖拉機用單盤離合器 2.2.1 輕型拖拉機用單盤離合器研究方案 本車設(shè)計采用單盤膜片彈簧離合器。本車采用的摩擦式離合器是因為其結(jié)構(gòu)簡單，可靠性強，維修方便，目前大多數(shù)汽車都采用這種形式的離合器。摩擦式離合器按摩擦表面工作條件分為干式和濕式。而采用干式離合器是因為濕式離合器大多是多盤式離合器，用于需要傳遞較大轉(zhuǎn)矩的離合器，受溫度影響分離不徹底，同時考慮到經(jīng)濟性所以選擇干式。 采用膜片彈簧離合器是因為膜片彈簧離合器具有很多優(yōu)點：首先，由于膜片彈簧具有非線性特性，因此可設(shè)計成當(dāng)摩擦片磨損后，彈簧壓力幾乎可以保持不變，且可減輕分離離合器時的踏板力，使操縱輕便；其次，膜片彈簧的安裝位置對離合器軸的中心線是對的，因此其壓力實際上不受離心力的影響，性能穩(wěn)定，平衡性也好；再者，膜片彈簧本身兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，使離合器的結(jié)構(gòu)大為簡化，零件數(shù)目減少，質(zhì)量減小并顯著地縮短了其軸向尺寸；另外，由于膜片彈簧與壓盤是以整個圓周接觸，使壓力分布均勻，摩擦片的接觸良好，磨損均勻，也易于實現(xiàn)良好的散熱通風(fēng)等。 摩擦離合器按片數(shù)可分為單片、雙片和多片,離合器片材料摩擦行為強烈影響離合器的使用和整個車輛的動態(tài)行為[11]。從動盤選擇單片式從動盤是因位其結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便，分離徹底，軸向尺寸緊湊，從動件轉(zhuǎn)動慣量小，散熱好。 壓盤驅(qū)動方式一般有螺栓驅(qū)動、凸塊驅(qū)動、銷驅(qū)動、傳動片驅(qū)動、鍵驅(qū)動和花鍵驅(qū)動。采用傳動片式是因為其沒有太明顯的缺點且簡化了結(jié)構(gòu)，降低了裝配要求又有利于壓盤定中。選擇拉式離合器是因為其較推式離合器零件數(shù)目更少，結(jié)構(gòu)更簡化，軸向尺寸更小，質(zhì)量更??；并且分離杠桿較大，使其踏板操縱力較輕。綜上本次設(shè)計選擇單片拉式膜片彈簧離合器。 2.2.2 輕型拖拉機用單盤離合器設(shè)計 (1）離合器主要參數(shù)的選擇 拖拉機離合器式傳動系中直接與發(fā)動機連接的總成，其主要功用，起步是將發(fā)動機與傳動系平順結(jié)合，確保平穩(wěn)起步。在設(shè)計離合器時主要考慮以下參數(shù)，離合器的儲備系數(shù)β、摩擦襯面外徑D2、摩擦襯面內(nèi)徑D1、壓緊力F（N）、滑摩功W、等參數(shù)[12]。 (2）壓緊裝置 彈簧壓緊式離合器在離合器蓋和壓盤之間裝有壓緊彈簧，由于壓盤和從動盤都可以做軸向移動在彈簧的作用下將它們與主動盤壓緊在一起，而處于接合狀態(tài)。主動盤轉(zhuǎn)動時壓盤隨著一起轉(zhuǎn)動，通過摩擦作用將動力傳到從動盤和離合器軸上。 壓緊裝置中的彈簧采用膜片彈簧。膜片彈簧的設(shè)計 膜片彈簧離合器優(yōu)點，可縮短離合器的軸向尺寸；使離合器總成質(zhì)量減少；傳動可靠不易產(chǎn)生打滑；對壓盤壓力分布均勻操作輕便；離合器容易達(dá)到動平衡[13]。 (3）從動部分 離合器從動盤總體設(shè)計： 從動盤一般由從動片、摩擦片、從動盤轂組成。 1) 從動片：從動片的重量應(yīng)盡量小質(zhì)量分布盡可能靠近旋轉(zhuǎn)中心；有數(shù)條徑向切口，防止熱變形；為使接合平順，起步平穩(wěn)應(yīng)做成具有軸向彈性結(jié)構(gòu)。 2) 摩擦片：其工作條件比較惡劣，應(yīng)具有高而穩(wěn)定的摩擦系數(shù)、耐磨、熱穩(wěn)定性好必須要求它能長期穩(wěn)定地工作。目前廣泛采用的石棉塑料摩擦片是由耐熱性及化學(xué)穩(wěn)定性好的石棉與黏合劑及其他輔助材料混合熱壓制成。 3) 從動盤轂：一般用內(nèi)花鍵孔與離合器花鍵軸連接，使從動盤可以在軸上移動。 (4）主動部分 壓盤和離合器蓋設(shè)計 1) 壓盤：傳動發(fā)動機扭矩時，壓盤和飛輪一起帶動從動盤。為增大壓盤熱容量應(yīng)具有足夠的質(zhì)量；壓盤表面要有較低的粗糙度減少摩擦片磨損。 2) 離合器蓋：離合器蓋與飛輪固定在一起，通過它傳動一部分扭矩。他還是離合器壓緊彈簧和分離杠桿的支承殼體。一般采用鋼板沖壓或灰鑄鐵制造。沖壓的離合器蓋要保證有足夠的剛度,防止分離杠桿支點處產(chǎn)生過大變形而增加分離行程。 (5) 分離機構(gòu) 分離機構(gòu)由分離軸承、分離套筒、分離叉、離合器踏板等[14]組成。 分離軸承設(shè)計：離合器的分離軸承主要有徑向球軸承和止推軸承兩種。前者適合于高速低軸向負(fù)荷，后者適合于相反情況。 (6）扭轉(zhuǎn)減振器設(shè)計 為了降低傳動系統(tǒng)中的共振載荷，消減傳動系統(tǒng)的扭振，本設(shè)計在從動盤中裝置具有彈性元件和阻尼原件的扭轉(zhuǎn)減振器[15]。 (7）離合器操縱機構(gòu)設(shè)計 由于機械式操縱機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，工作可靠多應(yīng)用于貨車中，結(jié)合本設(shè)計的條件，在本次設(shè)計中選用了機械式操縱機構(gòu)。 3 本課題研究的重點及難點、前期已開展工作 本課題的重點和難點：（1）拖拉機應(yīng)用廣泛其工作條件較差外負(fù)荷波動頻繁，所以要求離合器也能適應(yīng)各種環(huán)境。（2）研究單盤離合器部件的工作原理，完成輕型拖拉機用單盤離合器設(shè)計內(nèi)容及其裝配圖。 前期已開展的工作：（1）查閱各種學(xué)術(shù)文獻(xiàn)，期刊雜志，科技報紙等資料。 （2）深入了解本課題內(nèi)容以及主軸部件的具體工作狀況，分析部件的工作原理。 4 完成本課題的工作方案及進(jìn)度計劃 （1）1—3周：調(diào)研并收集資料，完成基礎(chǔ)知識的積累并撰寫開題報告； （2）4—6周：確定設(shè)計方案和整體結(jié)構(gòu)特點； （3）7—11周：完成結(jié)構(gòu)設(shè)計計算，圖紙繪制，并準(zhǔn)備中期答辯； （4）12—15周：撰寫畢業(yè)論文，論文修改，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。 指導(dǎo)教師意見（對課題的深度、廣度及工作量的意見） 指導(dǎo)教師： 年 月 日 所在系審查意見： 系主管領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日 參考文獻(xiàn) [1] 鄭春麗 . 小型拖拉機在農(nóng)業(yè)中的發(fā)展空間[J]. 農(nóng)友之家，2008，（14）：79-86. [2] Andreas Fuchs . New Tractors with Dual-clutch Transmissions[J]. ATZoffhighway, 2012,(1):33-39. [3] 管文 . 拖拉機離合器的發(fā)展與研究[J]. 農(nóng)機化研究，2008，（1）：66-70. [4] 邰鳳鳴 , 關(guān)正春. 論農(nóng)用拖拉機的更新?lián)Q代[J] .農(nóng)機化研究，1990（4）：39-41. [5] 離合器技術(shù)發(fā)展史一[N] . 《汽車與配件》技術(shù)與市場，2012，（7）：30-33. [6] 管文 . 拖拉機離合器設(shè)計與研究[J] . 拖拉機與農(nóng)用運輸車，2008，（1）：93-94. [7] 楊小輝 ,徐穎強,王耀峰 . 膜片彈簧離合器分離特性的分析與計算[N]. 邢臺職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2009，（1）61-65. [8] 崔惠萍. 膜片離合器在重型車上的應(yīng)用現(xiàn)狀[R]. 重型汽車 [9] 溫力, 徐海港 . 小四輪拖拉機離合器可靠性的分析與改進(jìn)[J] . 農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程，2012（11）：66-69. [10] 段廣漢, 舒森茂 , 王傳賢等 . 離合器結(jié)構(gòu)圖冊[M]. 北京：國防工業(yè)出版社. [11] Qian Zou, Chethan Rao , Gary Barber . Investigation of surface characteristics and tribological behavior of clutch plate materials[J] . Wear,2013Vol.302(06).pp.1378-1383,2012,(24):43-45. [12] 李光明, 劉輝, 毛世偉. 離合器性能設(shè)計計算方法的研究[J] . 客車技術(shù)與研究，2010，（3）：25-52. [13] 李明誠. 膜片彈簧離合器的特點及其使用[N] . 《農(nóng)業(yè)機械》，1999（6）：39. [14] ShaverR. ManuaiTransmissionClutchSystems[J] AE17. USA: SAE, 1997,(6):63-66. [15] 彭玉鶯, 張準(zhǔn), 解辛辛等. 離合器從動盤減振性能研究[J] . 振動與沖擊，1994，（4）：33-38.