離合器壓盤總成高速破壞試驗臺設計【含全套CAD圖紙】

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購買設計文檔后加 費領取圖紙 本科學生畢業(yè)設計 離合器壓盤總成高速破壞 試驗臺設計 系部名稱 ： 汽車與交通工程學院 專業(yè)班級 ： 學生姓名 ： 指導教師 ： 職 稱 ： 黑 龍 江 工 程 學 院 二○ **年 *月 購買設計文檔后加 費領取圖紙 畢業(yè)設計（論文）任務書 學生姓名 系部 專業(yè)、班級 指導教師姓名 職稱 從事 專業(yè) 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計 一、設計（論文）目的、意義 隨著現(xiàn)代汽車發(fā)動機轉速的不斷提高，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，其結構構成比較復雜，零件極易在 高速旋轉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的能力，避免其在使用過程中出現(xiàn)事故是十分必要的。 本設計根據(jù)給定的技術參數(shù)設計主要完成一套減速機構及相關傳動機構的設計，繪制機構總裝圖及零件圖，為研制開發(fā)汽車零部件試驗裝置提供理論參考。 二、設計（論文）內容、技術要求（研究方法） （一）主要設計內容 依據(jù)給定參數(shù)設計汽車離合器壓盤高速旋轉破壞試驗裝置，主要內容包括：驅動電機的選擇、減速機構以及相關傳動部件的設計。 （二）主要技術指標、要求 1、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、轉矩和轉速的極限值； 2、減速機構：確定傳動系統(tǒng)總傳動比，確定傳動機構，完成減速機構設計。 3、設計裝置應充分考慮破壞安全性的要求。 三、設計（論文）完成后應提交的成果 1、設計說明書一份， 2、設計圖紙一套。 3、設計資料的電子稿件一份。 購買設計文檔后加 費領取圖紙 四、設計（論文） 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月 28 日 ～ 3月 13日） 2、 確定設計的總體方案， 對總體布置進行初步設計。 第 3（ 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、完善減速機構及傳動機構和安全裝置的設計，繪制圖紙。 第 8 （ 4月 18日 ～ 5月 22日） 5、 提交設計，教師審核 。 第 13 5月 23 日 ～ 6月 5日） 6、 修改 設計。 第 15 周 （ 6月 6日 ～ 6月 12 日） 7、 裝訂 設計 ，準備答辯 。 第 16 周 （ 6月 13 日 ～ 6月 19日） 8、畢業(yè)設計答辯。 第 1 7周 （ 6月 20 日 ～ 6月 26日） 五、主要參考資料 [1]林寧 機械工業(yè)出版社， 19998 [2]余志生 機械工業(yè)出版社， 1989 [3]何鋒、楊寧 貴州科技出版社， 2003 [4]張渭攏 機械工業(yè)出版社， 2002 [5] /2001 [6]機械設計手冊 [7]徐石安 人民交通出版社， 1981 [8] [蘇 ]列謝多夫 ， 1985 六、備注 指導教師簽字： 年 月 日 教研室主任簽字： 年 月 日 購買設計文檔后加 費領取圖紙 畢業(yè)設計（論文）開題報告 設計（論文）題目 : 離合器壓盤總成高速破壞 試驗臺設計 院 系 名 稱 : 專 業(yè) 班 級 : 學 生 姓 名 : 導 師 姓 名 : 開 題 時 間 : 購買設計文檔后加 費領取圖紙 畢業(yè)設計（論文）開題報告 學生姓名 系部 專業(yè)、班級 指導教師姓名 職稱 從事 專業(yè) 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所產(chǎn)生的強大離心力在超出旋轉構件實際轉速 1 至幾倍的工況下，對構件預加載荷，來驗證旋轉構件工作安全可靠性的一種試驗方法。這種以實際構件經(jīng)受應力考核來確定構件可靠性的試驗方法稱為超速試驗技術．是超應力技術的一個分支。超速試驗必須在確保安全的專門試驗設備 —— 超速試驗機中進行。 高速旋轉構件的理論計算十分必要。它是設計的基本前提。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構可能存在應力集中，材料內部存在內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．超速試驗技術幾乎成為確保高速大應力旋轉構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)高速旋轉機械的企業(yè)中已成為不可缺少的關鍵設備。 1982 年我國一機部部標 8O《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，其結構構成比較復雜，零件極易 在高速旋轉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。 國外超速技術的產(chǎn)生、發(fā)展和應用： 高速旋轉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，離心機轉子爆炸等，嚴重事故不僅造成重大經(jīng)濟損失，并對設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購買設計文檔后加 費領取圖紙 決辦法 。 美國是最早研究并推廣超速技術的國家。 1943年，美國 G · 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 本的三菱、丸和電機，西德的 大的可容納試件重 4 t，直徑 2.5 m，最大試驗轉速達 25萬 r／ 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 0臺套。其中汽車工業(yè)如 臺， 臺，意大利 臺。在英國的航空公司中，僅 R· 2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 00基礎 上，又建成盤徑 1500 達 6 500，用于 W 汽輪機輪盤的超速試驗。 原捷克 00 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速多在 20000r/國 0年代研制的一種離合器高速破壞性試驗臺設計原理如下：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 記錄下當時的轉速表讀數(shù)，即為破壞轉速。當然，對于零件破壞時的轉速，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，就會造成旋轉件的不平衡。在如此高的轉速下，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 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備還有許多不同的結構形式，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。 購買設計文檔后加 費領取圖紙 國內超速試驗機的應用： 國內自 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，結構復雜，價格昂貴，難以推廣使用。 80年代中期，我國開始獨立設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)如轉速、加速度、恒速時間等均由微機控制，預先設定。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。 我國超速試驗技術的應用仍十分落后，目前國內生產(chǎn)的絕大部分旋轉機械產(chǎn)品沒有應用超速試驗技術。而引進國外技術生產(chǎn)的壓縮機，透平轉子、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構件均潛伏著危險性。而一旦嚴格地實行超速試驗技術，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時，測定總成內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速。本設計根據(jù)給定的技術參數(shù)設計主要完成一套減速機構及相關傳動機構的設計，繪制機構總裝圖及零件圖，為研制開發(fā)汽車零部件試驗裝置提供理論參考。 二、設計（論文） 的基本內容 、 擬解決的主要問題 1、基本內容 依據(jù)給定參數(shù)設計汽車離合器壓盤高速旋轉破壞試驗裝置，重點完成減速機構以及相關傳動機構的設計?，F(xiàn)在通常要求該破壞轉速應大于發(fā)動機最高轉速的 。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 于發(fā)動機的最高轉速）下，穩(wěn)定地連續(xù)運轉一段時間，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、轉矩和轉 速的極限值。 （二 ） 減速機構：確定傳動系統(tǒng)總傳動比，確定傳動機構，完成減速機構設計。 （三）設計裝置應充分考慮破壞安全性的要求。 購買設計文檔后加 費領取圖紙 三、技術路線（研究方法） 完成設計 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月 28 日 ～ 3月 13日） 2、 確定設計的總體方案， 對總體布置進行初步設計。 第 3（ 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、完善減速機構及傳動機構和安全裝置的設計，繪制圖紙。 第 8 （ 4月 18日 ～ 5月 22 日） 5、 提交設計，教師審核 。 第 13 5月 23 日 ～ 6月 5日） 6、 修改 設計。 第 15 周 （ 6月 6 日 ～ 6月 12日） 7、 裝訂 設計 ，準備答辯 。 第 16 周 （ 6月 13 日 ～ 6月 19日） 8、畢業(yè)設計答辯。 第 1 7周 （ 6月 20 日 ～ 6月 26日） 調研并查閱相關資料 確定總體設計方案 電機選擇 試驗臺結構設計 參數(shù)計算與分析核 ……………………… 、、、、 繪制總成圖和零部件圖 撰寫說明書 變速機構 傳動裝置 購買設計文檔后加 費領取圖紙 五、 參考文獻 [1] 劉惟信 M]清華大學出版社 ， 2001 [2] 蔣和生、陳炎武 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]2006 [3] 張渭攏 M]機械工業(yè)出版社， 2002 [4] 秦松濤主編 J]5] 吳傳宏、吳清漪 J]1998 [6] 申永勝 M]清華大學出版社， 2004 [7] 李立斌 、 唐應時 J]. 湖南工業(yè)職業(yè)技術學院學報 ， 2004 [8] 何鋒、楊寧 M]貴州科技出版社， 2003 [9] 楊曉輝主編 J]， 10] 林寧 M]機械工業(yè)出版社， 1998 [11] 肖文穎等 J]12] 顧曉陽主編 J]13] 徐灝 、下冊 ） [M]機械工業(yè)出版社 ， 1995 [14] 程水生 J]1994 [15] [蘇 ]機械零件試驗機與試驗 臺 [M]機械工業(yè)出版 社， 1985 [16] 張嵐 J]. 2008 [17] 陸君毅、吳榮仁 J]國機械工程， 1999 [18] W. P. on of a 1995. 六、備注 指導教師意見： 簽字： 年 月 日 畢業(yè)設計（論文）指導記錄 購買設計文檔后加 費領取圖紙 日期 地點 指導方式 指導記錄 （ 指導內容、存在問題及解決思路） 給予相關資料，進行查看，研究課題的意義，并對課題進行更深的了解。 剛剛接觸陌生的課題有很多不懂的問題，紀峻嶺老師都給耐心的解釋，詳細 的指導，使我對離合器高速破壞試驗臺設計這個課題有了更加深刻的了解，知 道了怎樣去做這個課題。 學生（記錄人）簽名： 指導教師簽名： 日期 地點 指導方式 指導記錄 （指導內容、存在問題及解決思路） 查看相關資料后對離合器高速破壞試驗臺這個課題有了一定的了解，并對這 個題目進行撰寫開題報告。 在撰寫開題報告方面有很多格式和內容上的錯誤，導師都詳細的閱讀，找錯 誤，并對開題報告中的錯誤給予詳細的講解，糾正。 學生（記錄人）簽名： 指導教師簽名： 日期 地點 指導方式 指導記錄 （指導內容、存在問題及解決思路） 初步確定總體方案，并對總體布置進行初步的設計。 在確定總體方案及初步設計過程中陷入誤區(qū)，對課題理解有了偏差，老師及 時給予知道糾正，并說明了確定總體方案的重要性，指導了在這個過程中應該 注意的問題。 學生（記錄人）簽名： 薛強 指導教師簽名： 畢業(yè)設計（論文）指導記錄 購買設計文檔后加 費領取圖紙 日期 地點 指導方式 指導記錄 （指導內容、存在問題及解決思路） 完善了總體方案，對試驗臺的設計思路、組成、分類進行了詳細的研究。 通過老師的詳細檢查指導確定了本次設計的總體方案，了解了本次試驗臺設計重要性及注意事項。使我對離合器高速破壞試驗臺設計的思路更加的明確。 學生（記錄人）簽名： 指導教師簽名： 日期 地點 指導方式 指導記錄 （指導內容、存在問題及解決思路） 最終確定本次設計的方案，并對本次設計進行了初步設計。 在選擇電機方面進行反復的計算，審核方面，出現(xiàn)了很多問題，導師及時給 予改正，講解了本次設計的大體的傳動路線，在選擇電機方面應該注意什么問題，并對這些問題進行了詳細的講解。 學生（記錄人）簽名： 指導教師簽名： 日期 地點 指導方式 指導記錄 （指導內容、存在問題及解決思路） 變速器的初步設計，確定傳動比，傳動路線。 在設計變速器的過程中遇見了很多的問題，例如：傳動比的分配問題，齒輪、輸入軸、中間軸 、輸出軸的計算校核等問題，老師都對我進行了詳細的講解，并給予正確的指導。 學生（記錄人）簽名： 薛強 指導教師簽名： 畢業(yè)設計（論文）指導記錄 購買設計文檔后加 費領取圖紙 日期 地點 指導方式 指導記錄 （指導內容、存在問題及解決思路） 初步設計后進行繪制總體的草圖。 在繪制草圖時由于對畫圖軟件的使用不是非常熟練，導致在畫圖過程中有很多的問題，老師及時知道，并讓我多加聯(lián)系，注意線寬等問題，經(jīng)過老師的耐心指導和我多次的聯(lián)系使我在畫圖的問題上有了很大的進步。 學生（記錄人） 簽名： 指導教師簽名： 日期 地點 指導方式 指導記錄 （指導內容、存在問題及解決思路） 完善變速機構，對變速器中各個零件進行反復的計算校核。 在進行變速器齒輪計算校核和變速器軸的計算校核方面出現(xiàn)了很多錯誤，老師針對我的錯誤進行講解，并指導了注意事項。 學生（記錄人）簽名： 指導教師簽名： 日期 地點 指導方式 指導記錄 （指導內容、存在問題及解決思路） 完善傳動機構的設計，對傳動機構中各個零件進行計算校核。 傳 動機構中對聯(lián)軸器的設計以及對驅動軸的設計計算校核中有很多是不符合規(guī)定的，經(jīng)過老師的檢查指導并翻閱資料完善了傳動機構的設計。 學生（記錄人）簽名： 指導教師簽名： 畢業(yè)設計（論文）指導記錄 購買設計文檔后加 費領取圖紙 日期 地點 指導方式 指導記錄 （指導內容、存在問題及解決思路） 對安全裝置的設計，離合器試驗臺破壞艙的設計。 這安全裝置的設計過程中有很多選擇材料的問題上出現(xiàn)錯誤，老師給我講解了什么裝置用什么材料是最合適的，還有同一個裝置兩個材料怎樣進行對比，使我在選材方面有了更 加全面的了解。 學生（記錄人）簽名： 指導教師簽名： 日期 地點 指導方式 指導記錄 （指導內容、存在問題及解決思路） 初步繪制圖紙，對總裝圖及各個零件圖的繪制。 繪制圖紙過程中有很多結構，位置方面的的知識掌握不夠全面，導致在畫圖過程中出現(xiàn)很多錯誤，導師對我在畫圖方面的不足進行的更加系統(tǒng)的輔導，使我初步的完成離合器高速破壞試驗臺設計的總裝圖及各個零件圖的繪制。 學生（記錄人）簽名： 指導教師簽名： 日期 地點 指導方 式 指導記錄 （指導內容、存在問題及解決思路） 完善圖紙，詳細檢查總裝圖及零件圖。 完成總裝圖和零件圖的繪制后，經(jīng)過老師的詳細檢查還是有一定的錯誤，并針對我的錯誤進行講解并指導改正的方法和具體的注意事項，這對我在完善圖紙方面有很大的幫助。 學生（記錄人）簽名： 指導教師簽名： 畢業(yè)設計（論文）指導記錄 購買設計文檔后加 費領取圖紙 日期 地點 指導方式 指導記錄 （指導內容、存在問題及解決思路） 提交設計圖紙，說明書 在說明書的撰寫內容及格式上有很多的不足之處，老師對說 明書進行詳細的檢查，把錯誤及需要完善的部分進行標注，并告訴我發(fā)生問題的原因，及大體的解決辦法。 學生（記錄人）簽名： 指導教師簽名： 日期 地點 指導方式 指導記錄 （指導內容、存在問題及解決思路） 提交設計圖紙，完善說明書 雖然在畫圖方面有很大改進，但還是有一定的問題，在變速器圖中有很多零件的裝置都存在或多或少的問題，通過老師詳細的檢查，并指導進行改正。 學生（記錄人）簽名： 指導教師簽名： 日期 地點 指導方式 指導記錄 （指導內容、存在問題及解決思路） 對本次設計進行進一步的修改。 經(jīng)過老師反復的檢查，本次設計的圖紙和說明說還是有需要改善的問題，并對具體的問題具體分析，逐一講解及解決，經(jīng)過老師不斷的講解，檢查指導使我完成了本次設計。 學生（記錄人）簽名： 指導教師簽名： 購買設計文檔后加 費領取圖紙 目 錄 摘要 ...................................................................................................................... I ............................................................................................................. 1 章 緒論 ....................................................................................................... 1 合器概述 ................................................................................................................................ 1 響離合器工作性能的因素 ................................................................................................ 2 驗臺的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 ........................................................................................ 3 課題的研究內容及意義 ........................................................................................ 8 第 2 章 高速破壞試驗臺設計方案 .................................................................. 9 驗臺的設計思路 ................................................................................................... 9 驗臺 的 組成 .................................................................................................. 9 驗臺 的 分類 ............................................................................................................... 9 驗臺的實驗原理 .................................................................................................. 12 感器的選用 .......................................................................................................... 13 速傳感器 .................................................................................................... 13 敏傳感器 .................................................................................................... 14 驗臺的總布置設計 .............................................................................................. 15 章小結 ................................................................................................................. 16 第 3 章 實驗臺的設計計算 ............................................................................. 17 驗臺技術參數(shù)及設計流程 ................................................................................. 17 驗臺各總成設計 ................................................................................................. 17 動機的選擇 ............................................................................................... 17 一級聯(lián)軸器的設計 ................................................................................... 18 傳動比設計 ............................................................................................... 18 速器齒輪的設計計算 .......................................................................................... 18 速器軸的設計與校核 .......................................................................................... 25 二級聯(lián)軸器的設計 ................................................................................... 31 動軸 的設計 .............................................................................................. 章小結 ................................................................................................................. 32 結 論 .................................................................................................................. 33 參考文獻 ............................................................................................................ 34 致謝 .................................................................................................................... 35 摘 要 隨著現(xiàn)代汽車發(fā)動機轉速的不斷提高，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，其結構構成比較復雜，零件極易在高速旋轉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的能力，避免其在使用過程中出現(xiàn)事故是十分必要的。 設計過程中，針對整個試驗臺的性能要求對整個試驗臺進行布置設計，包括電機的選擇，傳動比的分配，聯(lián)軸器的選擇等。另外，還對對 變 速器中的齒輪，軸，鍵進行設計計算以及強度等的校核計算 ，完成了離合器壓盤總成高速破壞試驗臺的設計。為研制開發(fā)汽車零部件試驗裝置提供理論參考。 關鍵詞 ： 離合器總成；傳動機構；變速器 ；高速破壞性試驗；試驗臺設計 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 in in to to to In of to a in in of of in so of to to in of is of of of of In in of of of of of a 龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 1 第 1 章 緒 論 合器概述 離合器是汽車傳動系統(tǒng)中的一種重要的傳動裝置。它主要實現(xiàn)主動軸和從動軸之間運動和動力的傳遞和脫離。一般地說，離合器可以實現(xiàn)汽車的啟動、停車、換擋、傳動軸在運動中的同步、汽車啟動和超載時的安全保護等功能，此外，還可以實現(xiàn)防止從動軸的逆轉、控制傳遞扭矩的大小、滿足接合時間等方面的要求。 汽車主 要使用摩擦離合器。摩擦離合器的傳動原理是依靠本身的工作元件在接合時的摩擦作用來傳遞運動和扭矩。汽車離合器是一種常閉式可操縱離合器，其工作過程通常為工作 — 脫開 — 接合的循環(huán)過程。由于是常閉狀態(tài)，所以使離合器通常處于承擔負載的狀態(tài)，只有在偶然或較短暫的時間條件下，才需要通過操縱裝置加力使接合元件的主動部分和從動部分脫開，即操縱裝置對主動接合元件所施的力為脫開力，而離合器所需的重新接合的壓緊力則是由彈簧力來實現(xiàn)。 汽車離合器是最重要的結構， 保證汽車平穩(wěn)起步汽車由靜止到行駛的過程，其速度由零逐漸增大。有了離合器，在汽 車起步時離合器逐漸接合（與此同時，逐漸踩下加速踏板以增加發(fā)動機的輸出轉矩），這樣，離合器所能傳遞的轉矩也就逐漸增大，于是發(fā)動機的轉矩便可有小變大地傳給傳動系，當牽引力足以克服汽車的行駛阻力時，汽車便由靜止狀態(tài)開始緩慢地加速，實現(xiàn)平穩(wěn)起步。汽車在行駛過程中，為了適應行駛條件的變化，變速器需要經(jīng)常換用不同的擋位工作，而普通齒輪式變速器換檔時通過撥動換檔機構來實現(xiàn)的，即在用擋位的一對齒輪副退出嚙合，待用擋位的一對齒輪副進入嚙合，換檔時，如果沒有離合器將發(fā)動機與變速器之間的動力暫時切斷，在用擋位齒輪副之間將因壓力很 大而難以脫開，待用擋位的齒輪副將因兩者圓周速度不等而難以進入嚙合，即使能進入嚙合也會產(chǎn)生很大的沖擊和噪聲，損壞機件，裝設了離合器后，換檔前先使離合器分離，暫時切斷傳動系動力傳遞，然后再進行換檔操作，以保證換檔操作過程的順利進行，并減輕或消除換檔時的沖擊。當汽車緊急制動時，車輪突然緊急降速。若發(fā)動機與傳動系剛性連接，將迫使發(fā)動機也隨著急劇降速，其所有運動件將產(chǎn)生很大的慣性力矩，這一力矩作用于傳動系，會造成傳動系過載而使機件損壞，有了離合器，當傳動系承受載荷超過離合器所能傳遞的最大轉矩時，離合器會自動打滑以消除 這一危險，從而起到過載保護的作用 [1]。 響離合器工作性能的因素 1. 原動機特性 不同的原動機具有不同的工作特性，它是影響離合器工作儲備能力的一個重要因素。例如，三相鼠籠電動機具有較硬的自然機械特性，而活塞式內燃機則具有較軟的機械特性。軟特性的原動機在加載后轉速有較大的降低。離合器接合過程包括了原動機的降速過程，允許有較小的工作儲備來工作，因為主、從動軸離合器是在較低的轉差條件下接合，并在接合后共同以一較低的轉速上升到預定的轉速。離合器的接合是在原動機起啟動后進行的，因此內燃機通常不能帶負載起動 ，一般必須用離合器來實現(xiàn)與工作機的連接。 2. 負載特性 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 2 離合器需要傳遞的負載扭矩有兩種：一種是工作機的正常工作負載，另一種是工作機起動時包括離合器從動部分在內的所有從動質量的慣性負載。如果在起動時就有工作負載，則離合器需傳遞的扭矩就應包括在內。 在起動時，所有從動件的慣量對離合器需傳遞扭矩的能力影響是很大的，特別是在高轉差條件下，接合大的從動件慣量，慣性負載可以達到很大，有時甚至使工作負載顯得微不足道。在接合過程中，如果要求接合時間過短，則可能導致離合器傳遞扭矩過大，而不得不加大離合器的容量和尺寸；如果接 合容量僅僅根據(jù)工作負載來選擇，則導致離合器嚴重打滑或接合時間過長 [2]。在工作時，系統(tǒng)所產(chǎn)生的扭轉振動可能出現(xiàn)很大的振動負載，使離合器或其他傳動件產(chǎn)生破壞。振動的原因是系統(tǒng)受到周期性激振力的作用。這種激振力可以是原動機 (內燃機 )產(chǎn)生的，也可以是工作的脈沖負載。如果系統(tǒng)的固有振動頻率和激振頻率相等，就會產(chǎn)生共振性振動負載。傳動軸的轉速達到軸系的臨界轉速時，將引起共振。設計時傳動軸的正常工作轉速應當遠離臨界轉速才能使離合器所在的軸系避免共振。 3. 離合器結構因素 影響最大的是接合元件的接合特性。離合器的接合元 件分為嚙合與摩擦兩大類，前者屬于剛性接合，后者屬于柔性接合。柔性接合的傳動原理主要是依靠接合元件接觸后的相互壓緊，利用壓緊后產(chǎn)生的摩擦力傳遞扭矩。此外允許在接合過程中有一定程度的打滑。雖然相對打滑在摩擦中會引起能量的損耗，使摩擦元件的溫度迅速升高，甚至有可能使元件遭受很大磨損導致?lián)p壞，但是只要嚴格控制使用條件，仍能達到預期的壽命。柔性接合的優(yōu)點是能夠使從動部分的轉速較緩慢地上升，減小機械沖擊，使機器的工作狀態(tài)比較平穩(wěn)；但是柔性接合的缺點是不能以恒定的傳動比進行傳動。 4. 操縱方式 不同的操縱方式也會影響離 合器的工作性能，而且在某種程度上也決定了離合器的使用范圍。 5. 安裝位置和精度 各種離合器由于結構特點和工作性能不同，通常要求一定的安裝位置和精度，否則就會影響離合器的正常工作和使用壽命。 驗臺的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 機械制造業(yè)是現(xiàn)代工業(yè)的主體，是裝備工業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)。在工業(yè)化中期，國民經(jīng)濟增長主要依賴制造業(yè)的高速增長，機械制造業(yè)對整個工業(yè)的發(fā)展起到基礎和支撐作用。機械工業(yè)是國家工業(yè)現(xiàn)代化的基礎和經(jīng)濟實力的集中表現(xiàn)，也是實現(xiàn)軍事現(xiàn)代化和保障國家安全的基礎。因此，盡管當今世界上發(fā)達國家向以服務業(yè)為重心的后工 業(yè)化社會和知識經(jīng)濟方向發(fā)展，但仍然高度重視機械工業(yè)的發(fā)展，其主導產(chǎn)業(yè)和戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)地位依然牢固，美國、日本、德國擁有世界上最發(fā)達的機械工業(yè)，包括這三大國在內的許多發(fā)達國家都積極采取對策，重塑機械工業(yè)以迎接世界新一輪的產(chǎn)業(yè)結構調整和更加激烈的競爭 [3]。 當今世界機械工業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)全球化、集群化、信息化、服務化、產(chǎn)品高技術化的趨勢。一是全球化戰(zhàn)略已成為機械工業(yè)跨國公司搶占世界市場的首選戰(zhàn)略，跨國公司為克服全球性生產(chǎn)能力過剩和產(chǎn)品生產(chǎn)成本不斷上升的困難，加快了機械工業(yè)結構調整的步伐，紛紛將重心轉向國外，掀起了新的兼 并浪潮，規(guī)模越來越大，規(guī)?；a(chǎn)使得壟斷性跨國公司的技術創(chuàng)新和市場主導作用日益增黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 3 強，例如在電力設備領域，世界前三大公司控制了全球大型電力設備市場的 70%;各大跨國公司在不斷聯(lián)合重組，擴張競爭實力的同時，紛紛收縮戰(zhàn)線，剝離非主營業(yè)務，以精干主業(yè)，提高系統(tǒng)成套能力和個性化、多樣化市場適應能力 ;作為規(guī)?；a(chǎn)的前提和條件，生產(chǎn)高水平零部件和配套產(chǎn)品的 "中場產(chǎn)業(yè) "快速發(fā)展，社會化生產(chǎn)服務體系不斷完善，產(chǎn)業(yè)的國際化步伐不斷加快。二是集群化趨勢不斷增強，同種產(chǎn)業(yè)或相關產(chǎn)業(yè)的制造企業(yè)在同一區(qū)域有機地集聚，通過不斷創(chuàng)新而贏 得競爭優(yōu)勢，具有特色的中小企業(yè)發(fā)揮著重要作用。三是機械工業(yè)正向信息化方向邁進，新趨勢主要表現(xiàn)為柔性制造系統(tǒng)、計算機集成制造系統(tǒng)的開發(fā)與推廣應用，并向制造智能化方向發(fā)展，特別是網(wǎng)絡技術的應用，進一步加速了機械工業(yè)全球化的進程，并正在改變機械工業(yè)的生產(chǎn)和流通方式。四是服務個性化，為適應市場需求的不確定性和個性化的用戶要求，先進的制造企業(yè)不斷吸收各種高新技術和現(xiàn)代管理技術等信息，并將其綜合應用于產(chǎn)品設計、生產(chǎn)、管理、銷售、使用、服務乃至回收的全過程，以實現(xiàn)優(yōu)質、高效、低耗、清潔、靈敏及柔性化生產(chǎn)。五是產(chǎn)品高技術化 ，先進的機械工業(yè)是高新技術的重要組成部分，是促進相關產(chǎn)業(yè)技術升級和發(fā)展的重要依托，隨著信息技術、工業(yè)自動化技術、數(shù)控加工技術、機器人技術、先進的發(fā)電和輸配電技術、電力電子技術、新型材料技術和新型生物、環(huán)保裝備技術等當代高新技術成果的應用，使機械產(chǎn)品不斷高技術化，其高新技術含量已成為市場競爭取勝的關鍵。 在機械系統(tǒng)中，工作機一般都要靠原動機供給一定形式的能量才能工作。但是把原動機和工作機直接連接的情況很少，通常需要在二者之間加入傳遞動力或改變運動狀態(tài)的傳動方式。 機械傳動系統(tǒng)是應用最為普遍的傳動裝置及機器中的重 要部件之一，隨著科學的發(fā)展、技術的進步 ,機械傳動系統(tǒng)的傳動方式、方法、承載能力都有了迅速的發(fā)展，人們對產(chǎn)品性能和產(chǎn)品質量提出了更高更嚴格的要求。為了對機械傳動系統(tǒng)的性能、壽命進行測試和分析 ,為產(chǎn)品設計與質量評價提供可靠的科學依據(jù)，縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期和提高產(chǎn)品質量，適應產(chǎn)品小批量、多品種的發(fā)展趨勢。 機械傳動試驗臺是對常見的傳動部件和裝置如 :鏈傳動、帶傳動、減速器、變速箱等進行綜合性能測試的試驗設備。通過試驗來檢驗傳動裝置設計的合理性，加工、制造、裝配和調試的工藝性。對試驗結果的深入分析將有助于了解和評定傳動 部件和裝置的綜合機械性能同時也為工程設計人員提供實踐的參考資料和設計依據(jù)。隨著機械工業(yè)向著高速比、大功率、低噪聲等方向飛速發(fā)展，人們對于機器傳動系統(tǒng)的性能提出了更高的要求，因此，本文對于傳動試驗臺的深入研究將具有重要的實際應用意義。 國外較早地開始了這方面的研究，如美國 司在五十年代就設計出了用輪系作為加載系統(tǒng)的傳動試驗臺的方案。比較著名的還有美國國家航空航天局 (屬的 究中心、前蘇聯(lián)中央機械制造與設計研究院、美國通用動力公司、德國 司、日本明電舍動力公司、日本豐田 汽車公司、美國伊利諾斯大學機械工程系、法國 司等。從試驗臺方案的設計到最終的樣品制造他們都進行了大量的研究工作，形成了系列化的設計模式。 從十九世紀年至今，隨著汽車的誕生與發(fā)展，歐美國家對汽車離合器的研究從簡單到復雜、再到現(xiàn)在的智能化，他們對離合器的研究一直處于領先地位，特別是歐美國家對汽車離合器的研究從簡單到復雜、再到現(xiàn)在的智能化，他們對離合器的研究一直處于領先地位，特別是奧迪公司對離合器實驗臺的開發(fā)技術。使得他們對離合器的性能研究有了突飛猛進的發(fā)展，在九十年代他們就使用上了雙黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 4 離合器技術，正是有 了實驗臺發(fā)展，才使得他們對離合器的開發(fā)得以進步，相應在研究離合器的性能時，也開發(fā)了許多型號的檢測離合器各種性能的實驗臺，特別是離合器試驗臺模擬機是對真實的離合器性能試驗臺的微型化、模型化處理。如德國大眾汽車集團開發(fā)的離合器，最為先進獨特，它很少以外觀“嘩眾取寵”，其內在表現(xiàn)只有那些親身感受過的人才能領略。并且在 2002 年度，該公司把電子技術與離合器相結合起來，使離合器更加智能化，正是他們有先進的研發(fā)技術，同時也說明，歐美國家正是有了先進的檢測技術，使得他們的產(chǎn)品更加先進，安全可靠 [4]。 與國外相比，國內對 于傳動試驗臺的研究起步相對較晚。研究工作始于八十年代初期。國內較早從事這方面研究工作的主要單位有重慶大學、鄭州機械研究所、長春汽車研究所、西安重型機械研究所、西安理工大學、合肥工業(yè)大學、四川工業(yè)學院、西安減速機廠、西安公路交通大學等單位。他們先后建立起了各種形式的傳動試驗臺，這些試驗臺的建立從理論上和實踐上都取得了很大的