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畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
設(shè)計（論文）題目:豐田轎車離合器的設(shè)計
院 系 名 稱: 汽車與交通工程學(xué)院
專 業(yè) 班 級: 車輛工程 B07-5
學(xué) 生 姓 名: 李龍
導(dǎo) 師 姓 名: 呂德剛
開 題 時 間:
指導(dǎo)委員會審查意見：
簽字： 年 月 日
開題報告撰寫要求
一、“開題報告”參考提綱
1. 課題研究目的和意義；
2. 文獻綜述（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. 進度安排；
6. 主要參考文獻。
二、“開題報告”撰寫規(guī)范
請參照《黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書及畢業(yè)論文撰寫規(guī)范》要求。字數(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（論文）開題報告
學(xué)生姓名
李龍
系部
汽車與交通
工程學(xué)院
專業(yè)、班級
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
一、課題研究現(xiàn)狀，選題目的和意義及國內(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，本次設(shè)計為膜片彈簧離合器，而此設(shè)計有重大的意義和廣泛的用途，因為離合器作為底盤傳動系統(tǒng)中的重要部件，它起著從發(fā)動機到傳動系中齒輪之間橋梁的作用，故它的重要性不可忽視，一個良好的離合器能夠提高汽車的壽命，所以設(shè)計一個操作簡便分離快速的離合器是十分必要的，且選擇了設(shè)計離合器能夠做到對汽車內(nèi)重要部件的了解。
2、選題意義：離合器是汽車傳動系中直接與發(fā)動機相連接的總成，其主要功用是切斷和實現(xiàn)對傳動系的動力傳遞，以保證汽車起步時將發(fā)動機與傳動系平順地接合，確保汽車平穩(wěn)起步；在換擋時將發(fā)動機與傳動系分離，減少變速器中換擋齒輪之間的沖擊；在工作中受到大的動載荷時，能限制傳動系所承受的最大轉(zhuǎn)矩，防止傳動系各零件因過載而損壞；有效地降低傳動系中的振動和噪聲。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構(gòu)而做成的離合器，因為它布置在中央，所以也可算中央彈簧離合器。
它的優(yōu)點：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)計如此重要的汽車傳動系統(tǒng)意義重大。
３、研究現(xiàn)狀，國內(nèi)外背景及發(fā)展趨勢：傳統(tǒng)離合器分有拉線和液壓式兩種，自動離合器也分為兩種：機械電機式自動離合器和液壓式自動離合器。機械電機式自動離合器的ECU匯集油門踏板、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器、車速傳感器等信號，經(jīng)處理后發(fā)送指令驅(qū)動伺服馬達，通過拉桿等機械形式驅(qū)使離合器動作；液壓式自動離合器則是由ECU發(fā)送信號驅(qū)動電動液壓系統(tǒng)，通過液壓操縱離合器動作。
液壓式自動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)裝置控制電動油泵去操縱離合器油缸活塞。變速器控制單元（ECU）與發(fā)動機控制單元（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)動機轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度等傳感器反饋信息，計算出離合器最佳的接合時間與速度。
自動離合器的執(zhí)行機構(gòu)由電動油泵、電磁閥和離合器油缸組成，當ECU發(fā)出指令驅(qū)動電動油泵，電動油泵產(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，實現(xiàn)離合器油缸活塞的移動，從而完成汽車起動、換檔時的離合器動作。
為了實現(xiàn)離合器的自動操縱，采用自動離合器，可以省去離合器踏板，實現(xiàn)汽車的“雙踏板”操縱，與其他自動離合傳動系統(tǒng)（如液力傳動）相比，它具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉及傳動效率高的優(yōu)點。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，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。這些都需要進一步改善。
我國汽車業(yè)的高速發(fā)展，帶動我國汽車離合器市場需求持續(xù)大幅增長。隨著我國自動檔轎車的增加，我國傳統(tǒng)離合器行業(yè)的發(fā)展前景日益擔憂，不少企業(yè)都在尋求新的持續(xù)發(fā)展的途徑。2007年以前，我國汽車產(chǎn)量持續(xù)增長、汽車保有量的增加、出口市場需求的擴張等三大因素推動我國汽車離合器行業(yè)連續(xù)8年快速發(fā)展，2007年我國汽車離合器的產(chǎn)量突破1000萬套。自2008年以來，受全球金融危機影響，中國汽車銷量為938萬輛，增長率僅為6.7%，離合器的市場規(guī)模約為55億元。到2010年，我國離合器總銷售額將達84億元，其中，蓋總成2800萬件，從動盤總成5700萬件，液力變矩器100萬套以上。目前國產(chǎn)離合器已經(jīng)能夠全面覆蓋國內(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”期間汽車動力系統(tǒng)中的主要應(yīng)用部件。在技術(shù)目標方面，離合器的可靠性和壽命指標要達到或接近國外同類產(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檢測系統(tǒng)，以及建立模擬工況和實車試驗標準，形成更為完善的離合器產(chǎn)品評價體系。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)模進入世界離合器行業(yè)前10名的中國企業(yè)。
國內(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)動機飛輪是離合器的主動件，帶有摩擦片的從動盤和從動轂借滑動花鍵與從動軸（即變速器的主動軸）相連。壓緊彈簧則將從動盤壓緊在飛輪端面上。發(fā)動機轉(zhuǎn)矩即靠飛輪與從動盤接觸面之間的摩擦作用而傳到從動盤上，再由此經(jīng)過從動軸和傳動系中一系列部件傳給驅(qū)動輪。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)常保持動力傳遞，而中斷傳動只是暫時的需要，因此汽車離合器的主動部分和從動部分是經(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。當希望離合器分離時，只要踩下離合器操縱機構(gòu)中的踏板，套在從動盤轂的環(huán)槽中的拔叉便推動從動盤克服壓緊彈簧的壓力向松開的方向移動，而與飛輪分離，摩擦力消失，從而中斷了動力的傳遞。當需要重新恢復(fù)動力傳遞時，為使汽車速度和發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化比較平穩(wěn)，應(yīng)該適當控制離合器踏板回升的速度，使從動盤在壓緊彈簧壓力作用下，向接合的方向移動與飛輪恢復(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。當飛輪和從動盤接合還不緊密，二者之間摩擦力矩比較小時，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，汽車速度方能與發(fā)動機轉(zhuǎn)速成正比。
摩擦離合器又可分為：
單盤離合器：只有一片從動盤，其前后兩面都裝又摩擦片，因而具有兩個摩擦面。
雙盤離合器：即增加了一個從動盤。
周布彈簧離合器：采用若干個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：僅具有一個或兩個較強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，是主動件；渦輪與泵輪相對，是從動件。當泵輪轉(zhuǎn)速較低時，渦輪不能被帶動，主動件與從動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，主動件與從動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。如在主動與從動件之間放置磁粉，則可以加強兩者之間的結(jié)合力，這樣的離合器稱為磁粉式電磁離合器。
（4）自動離合器隨著電子技術(shù)在汽車上應(yīng)用，一種自動離合器系統(tǒng)也進入了汽車領(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，使手動變速器換擋的一個重要步驟——離合器的斷開與接合能夠自動地適時完成，簡化了駕駛員的操縱動作。
隨著汽車運輸?shù)陌l(fā)展，離合器還要在原有的基礎(chǔ)上不斷改進和提高，以使用心得使用條件。從國外的發(fā)展動向來看，近年來汽車的性能在向高速發(fā)展，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。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，提高使用壽命，簡化操作，已經(jīng)成為目前離合器的發(fā)展趨勢?！?
二、設(shè)計（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）、性能計算和設(shè)計。
２、離合器零件的結(jié)構(gòu)選型及設(shè)計計算
１）離合器裝配圖；
２）從動盤總成設(shè)計；
３）壓盤和離合器蓋總成設(shè)計；
４）膜片彈簧的強度校核、主要參數(shù)的選擇和優(yōu)化設(shè)計。
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)格進行離合器的尺寸結(jié)構(gòu)設(shè)計，對于提高汽車的變速性能將會起到很重要的作用。
三、技術(shù)路線（研究方法）
查找資料，了解離合器歷史及發(fā)展趨勢等。
結(jié)合離合器的實物，對離合器進行拆裝，了解摩擦式離合器的基本結(jié)構(gòu)。
根據(jù)給定參數(shù)對摩擦片外徑、離合器后備系數(shù)和單位壓力，及其性能進行計算和設(shè)計?！?
畫出各個零件的零件圖。然后結(jié)合離合器的結(jié)構(gòu)總成，完成離合器的裝配圖。
對從動盤、壓盤和離合器蓋進行總成設(shè)計。包括分離裝置的設(shè)計，以及從動盤設(shè)計和圓柱螺旋彈簧設(shè)計等。
最后對膜片彈簧進行強度校核、檢查其合理性。確定最終設(shè)計方案，完成設(shè)計。
四、進度安排
（1） 第1、2周確定課題，查閱相關(guān)的離合器設(shè)計資料并進行收集。完成開題報告。
（2） 第3 周研究 對離合器進行拆解和組裝，了解摩擦式離合器的基本結(jié)構(gòu)。
（3） 第4 周對從動盤、壓盤和離合器蓋進行總成設(shè)計。膜片彈簧進行強度校核。
（4） 第5-6 周開始用軟件進行繪圖撰寫說明書。
（5） 第7-12 周完善設(shè)計內(nèi)容，畫出各個零件的零件圖。
（6） 第13 周進行預(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)計說明書修改及完善。
（9） 第17 周準備畢業(yè)設(shè)計答辯。
五、參考文獻
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[17] Nick Hull. Interpreting the Faces of Cars. Cardesignnews , 2007,(07)
六、備注
指導(dǎo)教師意見：
簽字： 年 月 日