离合器的结构分析及主要零件的3D打印开题报告

 2021-08-08 02:08

全文总字数:1770字

1. 研究目的与意义

近年来中国汽车保有量快速上升,维修难、维修贵问题非常突出,同一零件维修更换量少,若需从国外进口,手续繁琐且周期较长,进货渠道单一,这些必定使零部件价格过高。3D打印技术可以在需要维修时直接使用数字模型和技术数据或者扫描得到数字模型,打印出所需要的零部件,省去麻烦也降低了成本【1】。

离合器安装在发动机与变速器之间,是汽车传动系中直接与发动机相联系的总成件。汽车从起步到正常行驶的过程中,驾驶员可根据需要操纵离合器,使发动机和传动系暂时分离或逐渐接合,以切断或传递发动机向传动系输出的动力。作用是使发动机与变速器之间能逐渐接合,从而保证汽车平稳起步;暂时切断发动机与变速器之间的联系,以便于换档和减少换档时的冲击;当汽车紧急制动时能起分离作用,防止变速器等传动系统过载,从而起到一定的保护作用。任何形式的汽车都有离合装置,只是形式不同而已。

3D打印技术作为第三次工业革命的代表性技术之一,越来越受到工业界和投资界的关注。3D打印技术具有数字制造、降维制造、堆积制造、直接制造和快速制造等优点【2】。它通过连续的物理层叠加,逐层增加材料来生成三维实体。3D打印机是3D打印的核心装备。它是集机械、控制及计算机技术等为一体的复杂机电一体化系统,主要由高精度机械系统、数控系统、喷射系统和成型环境等子系统组成。此外,新型打印材料、打印工艺、设计与控制软件等也是3D打印技术体系的重要组成部分。

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2. 国内外研究现状分析

国内:自20世纪90年代以来,国内多所高校开展了3D打印技术的自主研发。清华大学在现代成型学理论、分层实体制造、FDM工艺等方面都有一定的科研优势;华中科技大学在分层实体制造工艺方面有优势,并已推出了HRP系列成型机和成型材料;西安交通大学自主研制了三维打印机喷头,并开发了光固化成型系统及相应成型材料,成型精度达到0.2mm;中国科技大学自行研制了八喷头组合喷射装置,有望在微制造、光电器件领域得到应用。但总体而言,国内3D打印技术研发水平与国外相比还有较大差距。与内地相比,我国港台地区3D打印技术引入起步较早,应用更为广泛,但港台主要着重于技术应用,而非自主研发【3】。

国外:经过十多年的探索和发展,3D打印技术有了长足的进步,目前已经能够在0.01mm的单层厚度上实现600dpi的精细分辨率。目前国际上较先进的产品可以实现每小时25mm厚度的垂直速率,并可实现24位色彩的彩色打印。目前,在全球3D打印机行业,美国3DSystems和Stratasys两家公司的产品占据了绝大多数市场份额。此外,在此领域具有较强技术实力和特色的企业/研发团队还有美国的Fab@Home和Shapeways、英国的Reprap等。3DSystems公司是全世界最大的快速成型设备开发公司。当前,国际3D打印机制造业正处于迅速的兼并与整合过程中,行业巨头正在加速崛起。目前在欧美发达国家,3D打印技术已经初步形成了成功的商用模式。如在消费电子业、航空业和汽车制造业等领域,3D打印技术可以以较低的成本、较高的效率生产小批量的定制部件,完成复杂而精细的造型。另外,3D打印技术获得应用的领域是个性化消费品产业。如纽约一家创意消费品公司Quirky通过在线征集用户的设计方案,以3D打印技术制成实物产品并通过电子市场销售,每年能够推出60种创新产品,年收入达到100万美元。

3. 研究的基本内容与计划

内容:1、3D打印起源、现状及发展趋势

2、汽车离合器的原理、材料、起源及发展趋势

3、汽车离合器的主要零件设计

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4. 研究创新点

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