双导轮式液力变矩器的结构设计

密 级 公开 学 号 050484 毕 业 设 计（论 文） 双导轮式液力变矩器的结构设 计 院（系、部） ： 机械工程学院 姓 名： 谢扬杰 年 级： 2005 级 专 业： 过程装备与控制工程 指导教师： 刘湘晨 教师职称： 副教授 2009 年 05 月 31 日北京 北京石油化工学院 学位论文电子版授权使用协议 论文 双导轮式液力变矩器的结构设计 系本人在北京石油化工学院学习期间创作完成的作品，并已通过论文答辩。 本人系作品的唯一作者，即著作权人。现本人同意将本作品收录于“北京石油化工学院学位论文全文数据库”。本人承诺：已提交的学位论文电子版与印刷版论文的内容一致，如因不同而引起学术声誉上的损失由本人自负。 本人完全同意本作品在校园网上提供论文目录检索、文摘浏览以及全文部分浏览服务。公开级学位论文全文电子版允许读者在校园网上浏览并下载全文。 注：本协议书对于“非公开学位论文”在保密期限过后同样适用。 院系名称： 机械工程学院 作者签名： 谢扬杰 学 号： 050484 2009 年 6 月 18 日 I毕 业 设 计 （论 文） 任 务 书 学院（系、部） 机械工程学院 专业 过程装备与控制工程 班级 053 学生姓名 谢扬杰 指导教师/职称 刘湘晨 1.毕业设计（论文）题目 双导轮式液力变矩器的结构设计 2.任务起止日期 2009年 2 月 16 日 至 2009 年 5 月 31 日 3.毕业设计（论文）的主要内容与要求 （含课题简介、任务与要求、预期培养目标、原始数据及应提交的成果） 课题简介 ： 液力变矩器出现于1906 年，是船舶工业发展过程中的产物，主要应用于船舶内燃机与螺旋桨间的传动。由于液力变矩器具有自动适应性、无级变速、良好稳定的低速性能、减振隔振及无机械磨损等优良特性，20 世纪30 年代后很快在车辆、工程机械、起重运输机械、钻探设备、大型鼓风机、泵和其他冲击大、惯性大的传动装置上广泛应用。液力变矩器主要由泵轮、涡轮和导轮组成，是一个高度复杂的透平机械，其内部流动为复杂的三维湍流。 液力变矩器的性能逐渐向着性能好、效率高、结构简单、操作方便、制造成本低的方向发展。液力变矩器根据用途的不同分为多种形式：闭锁式液力变矩器、双泵轮液力变矩器、导论叶片可转动的可调式液力变矩器、双涡轮液力变矩器、双泵论液力变矩器等等。 在国内外中、高档轿车、大客车、矿用车等车辆应用液力变矩器越来越多。液力变矩器在我国的应用和发展开始于五十年代，当时是在大马力内燃机车和“红旗”牌小轿车上装配了液力变矩器。此后液力变矩器在我国获得了稳定的发展。目前我国液力变矩器传动技术已经由仿制试制向独立设计产品系列化的方向发展。有些产II品已经达到了较高的水平。为了适应石油工业的迅速发展，我国开始研制液力变矩器应用于石油钻机上进行工业试验，并取得很好的效果，但是由于液力变矩器自身的复杂性，它的开发设计还依赖于设计经验，但是有着巨大的市场潜力。 液力变矩器是一种涉及技术较全的产品。泵轮、涡轮、叶片和壳体等是精密冲压件。叶片与壳体之间、总成装配壳体之间运用了精密激光焊接等多方面技术。 液力变矩器作为自动变速器三大组成之一(液力变矩器、行星齿轮传动机构、控制系统),其有着既能传递扭矩,同时也能在 一定范围内改变传动比,即改变转矩的大小,起到一定的降速增扭的作用。 这种动力传动装置结构新颖，设计思想巧妙，对学生的综合知识训练、能力培养等有较好的启发作用。 本项目拟对解决液力变矩器应用中的几个关键问题进行初步研究；研制、设计出满足传动精度和能量传递要求的主要部件件的几何结构； 本项目是北京石油化工学院机械工程学院科技创新平台建设的一个重要组成部分，对北京石油化工学院硕士点学科建设和创新人才培养、科研梯队建设有着重要的促进作用。 预期培养目标是：使学生能系统的掌握机械设计原理、机构学原理、三维软件实用技术及市场分析和调查方式。 任务与要求： （1）查阅国内外文献，详细了解当前双导轮式液力变矩器的结构类型，并对双导轮式液力变矩器的结构特点进行详细分析。 （2）学习双导轮式液力变矩器的设计方法，学习掌握双导轮式液力变矩器的结构设计计算及强度校核的基本方法。 （3）学习掌握运用三维设计软件进行双导轮式液力变矩器零部件的三维造型设计的基本方法，完成所设计的双导轮式液力变矩器的三维零部件造型设计和三维装配造型设计。 （4）在大量查阅国内外文献资料的基础上，了解双导轮式液力变矩器的发展方向及计算机辅助设计在双导轮式液力变矩器设计中的应用情况。 预期培养目标： 培养学生科技资料查阅检索能力、培养学生社会调研能力、培养学生机械方案设计能力，进而提高学生针对实际需求进行创新思维、机械设计和工艺制作等实际III工作能力。课题较新颖，新知识较多，难度较大，工作量饱满，课题结合生产实际情况，对学生的能力训练意义重大。 原始数据： 传递功率 100KW 最高转速 2000r/min 工作温度 -30 250 最大转矩比 1：3 提交的成果： (1)开题报告（参照相关格式） 要求：查阅国内外相关资料20篇以上，详细了解国内外有关机械的结构类型，并对行业双导轮式液力变矩器的结构特点进行详细分析，了解双导轮式液力变矩器的发展方向及计算机辅助设计在双导轮式液力变矩器设计中的应用情况。 英文文献翻译； 要求：查阅近年来国外期刊杂志，翻译一篇有关机械变速器技术的英文文献，完成翻译工作量5千汉字符。 (2)设计说明书 要求： 1)查阅国内外文献，详细了解国内外行业无级变速机的结构类型，并对行业双导轮式液力变矩器的结构特点进行详细分析，了解双导轮式液力变矩器的发展方向及计算机辅助设计在双导轮式液力变矩器设计中的应用情况。 2)运用原始数据完成双导轮式液力变矩器的设计，包括双导轮式液力变矩器的结构设计计算及强度校核。 3)运用熟悉的三维设计软件进行双导轮式液力变矩器零部件的三维造型设计，完成所设计的双导轮式液力变矩器的三维零部件造型设计和三维装配造型设计 。 （3）双导轮式液力变矩器拆装过程实验指导书 （4）工程图：双导轮式液力变矩器装配平面图、双导轮式液力变矩器主要零。 部件平面图、双导轮式液力变矩器三维装配图、双导轮式液力变矩器三维零件图。 IV4.主要参考文献 （1）机械设计手册 （2）机械制图国家标准 （3）机械设计手册 （4）三维软件设计书 （5）材料力学 （6）机械设计基础 5.进度计划及指导安排 1 2月16日2月21日 熟悉题目,查阅资料,撰写综述及开题报告 查阅相关资料20篇以上 2 2月23日2月27日 撰写开题报告，翻译英文文献 不少于2万英文字符 3 3月2日3月7日 双导轮式液力变矩器的拆装实验 4 3月9日3月22日 双导轮式液力变矩器的原件测绘 5 3月23日4月4日 双导轮式液力变矩器结构设计计算及强度校核 查阅相关标准 6 4月7日4月11日 双导轮式液力变矩器的三维零部件造型设计和三维装配造型设计 查阅相关标准 7 4月12日4月27日 双导轮式液力变矩器的三维零部件造型设计和三维装配造型设计 查阅相关标准 8 4月18日5月22日 双导轮式液力变矩器主要零部件平面图和装配图的平面图 查阅相关标准 9 5月25 日5月31日 撰写毕业设计说明书 参照毕业设计要求 10 6月1日6月5日 答辩准备 参照毕业设计要求 任务书审定日期 2009 年 2 月 10日 系（教研室）主任（签字） 任务书批准日期 2009 年 2月 13 日 教学院（系、部）院长（签字） 任务书下达日期 2009 年 2 月 16 日 指导教师（签字） 计划完成任务日期 2009 年 5 月 31 日 学生（签字 V双导轮式液力变矩器的结构设计 摘 要 液力变矩器是以液体为 工作介质的一种非刚性扭矩变换器， 是液力传动的型式之一，安装在发动机和变速器之间 ，以液压油为工作介质，起到传递转矩，变速，变矩的作用。过载保护性能 和起动性能好，输出轴的转速可大于输入轴的转速，两轴的转速差随传递扭 矩的大小而不同，有良好的自动变速性能等等。 此设计的整个设计思想主要是在安全 的基础上展开的，然后对液力变矩器的性能做一些更进，对于导轮的设计 采用提高载荷和增加扭矩的思想，安装超越离合器，使导轮能够单向转动，提高变矩系数和工作范围。 双导轮液力变矩器相对于单导轮的变 矩系数，工作范围和高效区，都有很大的不同。在这我们分析变矩器的结 构和各部件的作用，变矩器常见的故障分析以及维护维修方法。通过对轴和 叶轮叶片的分析计算，校核产品的强度刚度，设计零部件的架构尺寸。用三 维实体图片描述双导轮液力变矩器的零件的相互关系以及装配过程。 关键词：液力变矩器，自动变速器，双导轮 I双导轮式液力变矩器的结构设计 Abstract Torque converter is a non-rigid torque converter for the work of fluid medium. It is one of the types of hydraulic transmission, installed between the engine and transmission, and Worked by hydraulic oil， playing a important part in transmission of the torque. The characteristics of torque converter are: eliminating shock and vibration, overloading performance and good starting performance. The output shaft speed can be either higher than the input shaft speed-two-axle speed difference with the size of the torque transmission, and it have a good performance of the automatic transmission and so on. The concept of the design is the design security, and then do some more improvement of the hydraulic torque converter. The design of the guide pulley used to raise the load and increase the torque, and erect the Clutch so that pulley rotation can be one-way rotational. Improve the torque variation coefficient and the scope of work. Compared to single guide pulley torque converter, two-guide pulley torque converter has greater torque variation coefficient, broader scope of work and wider area of high-performance. In this passage, we will analyze the role of the various components, Torque converter failure analysis common repairs and maintenance methods, through the shaft and impeller blades analyze and checking the strength and the stiffness of products. All parts of double-guide pulley of the torque converter described by three-dimensional, it statements the relationship between parts and the assembly process. Key words: hydraulic torque converter, automatic transmission, double guide pulley II双导轮式液力变矩器的结构设计 目 录 第一章 前言 .1 1.1 液力变矩器的研究及背景.1 1.2 液力变矩器的工作原理.1 1.2.1 结构与工作特性 .1 1.2.2 变矩功能的说明 .3 1.2.3 超越离合器 .4 1.3 液力变矩器的特点 .4 1.4 液力变矩器液体的流动分析以及叶片的设计.5 1.4.1 液力变矩器内流场研究 .6 第二章 液力变矩器的使用和常见故障诊断以及对未来的展望 .9 2.1 液力变矩器的正确使用.9 2.1.2 液力变矩器正常工作时需要解决的问题 .9 2.1.2 液力变矩器正常工作的压力补偿系统 .9 2.1.3 正确使用液力传动油 .9 2.1.4 液力元件的检查 .10 2.2 常见故障及诊断方法.11 2.3 液力变矩器的其他研究方向.13 2.4 液力变速器在工作中出现的主要故障和维护保