液力传动变速箱设计与仿真设计【优秀机械毕业设计论文】
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传动
变速箱
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仿真
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优良
机械
毕业设计
论文
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文档包括:
说明书一份。53页，27700字。
外文翻译一份。
图纸共3张，如下所示
A0-操纵阀.dwg
A1-倒档离合器.dwg
A1-前进离合器.dwg
- 内容简介：
-
江西理工大学应用科学学院毕业设计 附 录 附录 A： o o n in to to to to in of . of to to a a to of to to to be a to to a of to a an an 0000 of to to a to of a to to a of to by F, to to a an to to a F, to to a to a F, to to on to to a of to to 西理工大学应用科学学院毕业设计 of to to a in to to a of a to a to a to to to of to to a we to to of 2 in be to a to (1)to a a to a in to to is a is to by is a a to to an to u to u of to a Ju to of u by go a of so a to be to an u u of of u to a Ju to no to u of to a to of u to to u at u a go u , to no (2)T BT be go up of of of (3)he of s s is to a ie 江西理工大学应用科学学院毕业设计 (4)BT a s of s of to (5) 2 Go 2 3 4 5 5 to to a a n to to a % 2%of of of to to in to to a a to be on of as a to of to to a to of to to of a at be to to is to to to BE of of to to in it by of it of a of to to a to a to or to to a of to we to to to 4.1 a to to to a a at be as a to or s to is we is . 65 m, . 7 m, . m to to a to to F of to to a 4.2 n to to a an on 西理工大学应用科学学院毕业设计 in ZF to be in a to F, be by in 00 in a to 5 950 r/ to in a of to is at a at a of to is or is 4 KW of 3 by to s to op of ZF F of a of R to 5, N, to of of of is to of be to a of or 5 be to to in of he R (1)a to - 5 a to a to t of a in to on up ou to an on 西理工大学应用科学学院毕业设计 to to an to a (2) R of to to to on u to to to go go up in to to a of u on he (3) an in wo to ;a to he a a to a go a or 1, to an of to to to to on (4) s to a is to of a to a 8, to to to on 附录 B： 美国 力传动变速箱检测试验台研制与应用 摘要 : 文章分析了美国 速箱结构、工作原理及性能特点 ,研制了液力传动变速箱检测试验台 ,介绍了变速箱大修过程中解决的主要问题。 江西理工大学应用科学学院毕业设计 关键词 : 速箱 ; 检测试验台 ; 研制 ; 应用 1 引言 随着社会经济的飞速发展 ,液力传动变速箱逐渐取代了机械式传动的普通变速箱。据调查，美国 液力传动变速箱市场用量很大 ,但其价格昂贵、结构复杂、修理技术含量高、故障判断难度大 ,而且还需要检测试验台带动运转 ,检测液力传动变速箱的油压、转速、温度等 ,录取各种技术参数 ,判断排除故障。而要购买一台检测设备需要投资 200 多万元。为了经济有效地提高液力传动变速箱修理速度和质量 ,开拓大西北的修理市场 ,长庆石油勘探局第三采油技术服务处机械维修站自行设计制造了 力传动变速箱检测试验台等工装设备 ,并投入了液力传动变速箱修理使用中 ;开发了德国 美国 力传动变速箱修理工艺技术 ,成功修理了 速箱 ,带负荷检测试验后安装到修井机上投入了修井使用。 美国 力传动变速箱检测试验台的研制 , 使修理后的液力传动变速箱能够通过检测试验台带负荷检测试验 ,录取技术参数、判断排除故障 ,分析应用效果等。要求研制的液力传动变速箱检测试验台及时准确地反映被检测液力传动变速箱的各项技术参数 , 包括检测录取各种挡位油压、润滑油压、转速、扭力、温度等技术参数 ,判断排除异响、泄露离合器、制动器、离合器打滑、回位不及时等故障。为了使液力传动变速箱检测试验台设计合理 ,确保大修检测试验后的液力传动变速箱工作平稳、性能稳定、安全可靠 ,我们首先研究了液力传动变速箱的结构、性能及工作原理。 2 变速箱结构及工作原理 美国 速箱主要由变矩器、闭锁离合器、行星齿轮和离合器、液力变速器组成。 （ 1）变矩器 : 由泵轮、涡轮、导轮组成一个循环圆系统 ,液体顺序通过循环流动。泵轮由发动机驱动 ,是动力输 入元件。涡轮由泵轮经过液力传动 ,是动力输出元件。导轮的作用是导流 ,增大扭矩。变速器的供油泵不断向变矩器供油 ,使变矩器工作 ,增加发动机的输出扭矩。通过变矩器排出的油带走变矩器的热量。 液体由泵轮流入涡轮改变方向。导轮将从涡轮流出的油经油道改变方向后再流入泵轮 ,因此导轮受一反作用扭矩。涡轮与泵轮扭矩比为变矩比 ,随涡轮与泵轮的转速比降低而增大 ,随输出转速的提高 ,变矩比降低。通过变矩器 ,输出转速可无级变化 ,驱动扭矩自动适应所需的负载扭矩。当涡轮转速达到泵轮转速的涡轮扭矩等于泵轮扭矩 ,此时变矩器相当于 一个偶合器。 当车速升高 ,变矩比接近 1 ,且牵引力不再增大时 ,闭锁离合器就自动闭锁。 （ 2）闭锁离合器（ 和 除外） :当涡轮升高到一定转速时 ,液压力自动把泵轮和涡轮锁住。在闭锁离合器的作用下 ,变速箱输入轴的转速和发动机相同。 （ 3）行星齿轮和离合器：四组行星排齿轮产生五个前进档和一个倒档。行星齿轮通过六个液压接合的离合器操纵。全部齿轮为常啮合式。 （ 4）液力变速器 : 的变速箱装有液力变速器。液力变速器上有一个带叶片的转子和两个带叶片的定子组成。 (5) 挡位和接合离 合器 : 空挡 :1 档离合器、 2 档离合器。 江西理工大学应用科学学院毕业设计 前进档 :1 档和 1 档离合器、 2 档和 2 档离合器、 3 档和 3 档离合器、 4 档和 4 档离合器、 5 档和 5 档离合器。 倒档 :5 档和 1 档离合器、 5 档和 2 档离合器。 在同等工况下 ,与普通变速箱相比 ,使用液力传动变速箱可节油 5 %22 % 。而且操作简单 ,使用方便 , 性能可靠。对提高发动机以及传动系统的使用寿命、发动机的动力性、经济性和车辆设备的安全性能效果十分显著。美国力传动变速箱是一种位于动力机与工作机之间的以液 体为工作介质的流体传动机械 ,并根据负载功率的变化来实现变速。同时 ,根据装备的需要可配置分动箱 简称三位一体箱子。控制部分随意性强 ,可设置机控、电控、气控、液控系统及装置。可按需求设置来实现 自动变速。它本身适应性强 ,还具备了过载保护性能等。正是由于这种传动部分在传动性能上具有的诸多宝贵特点 ,使之得到了日益广泛的应用。而且无论其应用的领域还是其产品销售方面 ,都有与日俱增的趋势 ,其发展前景颇为广阔。 为提高液力传动变速箱的修理速度 ,确保修理质量 ,我们研制了液力传动变速箱检 测试验台等工装设备。 4. 1 整体构思设计 鉴于被检测液力传动变速箱控制部分随意性强 ,因而可设置成电控、液控、气控或机械控制。该设备主要检测压力 ,我们就地取材设计了总体尺寸为长 3. 65m、宽 0. 7 m、高 1. 9 m 的液力传动变速箱检测试验台。适于安装检测 各种大小、型号不同的液力传动变速箱。 4. 2 控制系统及工作原理 在液力传动变速箱检测试验台控制板操作台上设置了六大控制系统 :电源控制系统、 变频调速 ) 控制系统、液压控制系统、 制系统、 制系统、负载调节系统 ,集电控、液控、气控、机控为一体 ,检测功能齐全、外形美观、操作简便 ,试运行安全可靠。 电源控制系统 :控制变频调速器、电机、液压、 各控制系统所需的电源。 频调速 )控制系统 :主要由 400变频调速器组成 ,控制 55 950 r/ 使电机在规定转速范围内转速可以任意调节 ,实现变速箱不同挡位的变速。转速表一目了然随时反映了电机的不同转速。 液压控制系统 :是变速箱自动加油、换油系统 ,也可检测离合器内密封件是否泄露 。由液压泵、三位四通阀、 4箱、液压管线等组成。油压板上的油压表清晰地反映了挡位油压和系统油压。 制系统 :主要为控制 设计了一套程序。 制系统 : 国 速箱有七个挡位 ,即 N、 R。根据发电机负载功率的变化实现变速箱的变速。 负载控制系统 :主要检测变速箱的输出功率 ,由功率表、负载控制柜、发电机等组成。 气路和油路控制 :气路主要控制变速箱换档机构 ,油路控制变速箱的执行机构 ,也就是摩擦片和制动器的结合或分离。 5 结束语： 速箱大修过程中解决的主要问题 井下三公司 国 速箱通过解体检查发现存在以下问题 : 江西理工大学应用科学学院毕业设计 (1)注油泵驱动齿轮打掉 ,金属末掉进变速箱油底壳 ;1 - 5 档离合器摩擦片磨损 ;闭锁离合器摩擦片磨损。我们将无法修复的注油泵、止推轴承、过桥齿轮及轴承、驱动齿轮及全部摩擦片、密封件、滤芯进行更换 ,装配各分总成再组装成变速箱。放干净变速箱油 ,包扎好外露油道 ,用固定架固定稳妥。将变速箱总成安装到检测试验台上 ,按测试规范进行 调试 ,达到了指标要求。制动器工作正常 ,无异响、无泄露 ,成功投入了修井使用。 (2) 井下二公司修井机 国 速箱温度过高 ,压力过低。在解体修理后安装到修井机上时 ,变矩器漏油漏到发动机飞轮壳体 ,使发动机飞轮壳油位升高 ,压力升高 ,造成飞轮壳油封漏油。因为漏油几次拆卸检查才 发现这台变速箱的变矩器外壳裂了。重新焊接后上车 床加工好 ,故障得以排除。 (3) 特修公司 国 速箱解体检查时发现问题较多 : 注油泵齿轮松旷内轴承损坏 ;二档活塞销柱断损 1 只 ;中 排行星齿轮松矿 ;转速表轴头磨损 ;闭锁后板及 (菱形 ) 键磨损 ;主轴 (带齿轮花键 ) 轴头磨损 ;取力轴承、闭锁摩擦片及各前进档钢片、摩擦片、密封件损坏。我们更换中排行星架总成等总成件或配件 91 件 ,加工修复了注油泵总成、主轴、飞轮总成、闭锁后板、一档活塞座等 ,排除故障 ,解决了存在的问题。组装调试完毕 ,送生产前线安装到修井机上投入了修井使用。 (4) 井下二大队 国 速箱速度低 ,温度高 ,闭锁离合器打滑 ， 摩擦片和钢片磨损。通过拆检发现各档摩擦片和钢片、密封件、推力轴承损坏。我们更换了密 封件大修包 ,各档摩擦片和钢片、止推轴承等 68 件 ,组装调试完毕 ,安装到修井机上投入了修井使用。 I 液力传动变速箱设计与仿真 摘要 本课题是设计一个液力传动变速箱，液力传动变速箱 是汽车中的驱动设备，广泛的应用于叉车、牵引车、挖掘车等工业车辆中。 根据本次设计的的要求，本论文是一个驱动 60 吨的液力传动变速箱设计过程。液力传动变速箱 主要由 变速箱 、 液力变矩器 、 油泵总成与主调压阀和溢流阀组件 、 操纵阀组件 、 离合器 和 液压控制 等部分组成。由液力变矩器提供转矩和具有前进二档、后退二档共四个档位的动力换档变速箱，液力传动变速箱采用单级二相三工作轮综合式液力变矩器。液力变矩器使该液力传动变速箱具有液力传动输出的自动适应性，能随 着外负载的变化而相应改变其输出扭矩和转速，而且要求能够吸收和消除来自发动机和外负载对传动系统的冲击振动。所采用的换档方式要求操纵简单、方便，起动平稳，较大地减轻操作者劳动强度。 本课题通过 液力传动变速箱 主要参数的设计，用三维设计软件 来实现液力传动变速箱 的零部件造型和整机造型。 在 液力传动变速箱 设计 过程中，在 投入生产之前 利用计算机进行装配仿真，及时纠正设计中的不足 。 关键字： 液力传动变速箱 ；液力变矩器；离合器； 操纵阀 o o a a is a a to to a to to a is in of an of at a a to of of is a 0 to to to to to a u to to to u to u to go of to a to to a an u u to to to to s of it u to to of at of a to a to to a of D to to to of at of on to a in in of o o u 目 录 1 绪论 . 错误 !未定义书签。 究的目的和意义 . 错误 !未定义书签。 课题的主要研究内容 . 错误 !未定义书签。 内外研究现状 . 错误 !未定义书签。 展概述 . 错误 !未定义书签。 力传动变速箱的技术发展趋势 . 错误 !未定义书签。 2 总体方案的设计 . 错误 !未定义书签。 力传动变速箱概述 . 错误 !未定义书签。 要技术参数 . 错误 !未定义书签。 作原理 . 错误 !未定义书签。 构介绍 . 错误 !未定义书签。 速箱 . 错误 !未定义书签。 力变矩器 . 错误 !未定义书签。 泵总成 . 错误 !未定义书签。 调压阀、溢流阀部件 . 错误 !未定义书签。 纵阀部件 . 错误 !未定义书签。 合器 . 错误 !未定义书签。 速箱的三维建模及运动仿真 . 错误 !未定义书签。 速箱使用注意事项 . 错误 !未定义书签。 章小结 . 错误 !未定义书签。 3 变速箱设计 . 错误 !未定义书签。 速箱传动方案设计 . 错误 !未定义书签。 进档设计 . 错误 !未定义书签。 进挡概述 . 错误 !未定义书签。 进挡档数的确定 . 错误 !未定义书签。 进挡齿轮设计 . 错误 !未定义书签。 轮强度计算方法概述 . 错误 !未定义书签。 进挡轴的设计 . 错误 !未定义书签。 档设计 . 错误 !未定义书签。 档概述 . 错误 !未定义书签。 档零件设计 . 错误 !未定义书签。 车档设计 . 错误 !未定义书签。 速箱总体结构 . 错误 !未定义书签。 章小结 . 错误 !未定义书签。 4 液力变矩器设计 . 错误 !未定义书签。 力变矩器概述 . 错误 !未定义书签。 力变矩器的结构与工作原理 . 错误 !未定义书签。 力变矩器的设计计算 . 错误 !未定义书签。 力变矩器的转矩功率计算 . 错误 !未定义书签。 力变矩器循环圆设计 . 错误 !未定义书签。 力变矩器叶片设计 . 错误 !未定义书签。 力变矩器各种性能及其评价 . 错误 !未定义书签。 力变矩器的冷却装置设计 . 错误 !未定义书签。 章小结 . 错误 !未定义书签。 5 液压传动部分设计 . 错误 !未定义书签。 力传动变速箱油路原理 . 错误 !未定义书签。 泵总成设计 . 错误 !未定义书签。 调压阀、溢流阀部件 . 错误 !未定义书签。 章小结 . 错误 !未 定义书签。 6 离合器（专题部分） . 错误 !未定义书签。 言 . 错误 !未定义书签。 合器的功能与要求 . 错误 !未定义书签。 合器的结构方案的确定 . 错误 !未定义书签。 擦离合器的基本组成和工作原理 . 错误 !未定义书签。 合器的结构方案分析 . 错误 !未定义书签。 错误 !未定义书签。 构介绍 . 错误 !未定义书签。 作 原理 . 错误 !未定义书签。 进离合器的设计与计算 . 错误 !未定义书签。 合器的基本参数和主要尺寸的选择 错误 !未定义书签。 动盘的设计 . 错误 !未定义书签。 盘设计 . 错误 !未定义书签。 紧弹簧的设计计算 . 错误 !未定义书签。 转减振器的设计 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 档离合器基本参数的选择 . 错误 !未定义书签。 动盘的设计 . 错误 !未定义书签。 盘设计 . 错误 !未定义书签。 紧弹簧的设计计算 . 错误 !未定义书签。 转减振器的设计 . 错误 !未定义书签。 章小结 . 错误 !未定义书签。 7 操纵阀组件（专题部分） . 错误 !未定义书签。 合器操纵机构介绍 . 错误 !未定义书签。 纵阀原理简介 . 错误 !未定义书签。 纵阀结构设计 . 错误 !未定义书签。 章小结 . 错误 !未定义书签。 8 变速箱的三 维动态仿真 . 错误 !未定义书签 。 软件介绍 . 错误 !未定义书签。 速箱三维模型的建立 . 错误 !未定义书签。 速箱的动态仿真 . 错误 !未定义书签。 构模块简介 . 错误 !未定义书签。 体界面及使用环境 . 错误 !未定义书签。 械设计模块的分析流程 . 错误 !未定义书签。 械设计运动分析详解 . 错误 !未定义书签。 行分析 . 错误 !未定义书签。 轮从动连接 . 错误 !未定义书签。 放 . 错误 !未定义书签。 维模型转换为工程图 . 错误 !未定义书签。 样转换的实现 . 错误 !未定义书签。 速箱各部分工程图 . 错误 !未定义书签。 章小结 . 错误 !未定义书签。 9 总结 . 错误 !未定义书签。 谢 辞 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 错误 !未定义书签。 附 录 . 错误 !未定义书签。 附录 A： . 错误 !未定义书签。 附录 B： . 错误 !未定义书签。 1 1 绪论 究的目的和意义 （ 1）液力传动变速箱设计是机械工程及自动化专业学生的一次比较完整的某类机械的整体设计。通过设计，培养学生独立的机械整机的分析能力，树立正确的设计思想，掌机电一体化产品设计的基本方法和步骤，为自动化机械设计打下良好的基础。 （ 2通过设计，把有关课题（机械原理、机械设计、液力传动、汽车构造、 ）中获得的理论知识在实际中综合地加以利用，使这些知识得到巩固与发展，使理论知识与生活密切地结合起来。因此，液力传动变速箱的设计是有关专业基础和专业课后综合性的专业设计 。 （ 3）通过设计，熟练的应用有关参考资料，计算图表、手册、图册和规范，熟悉有关国家标准，培养学生独立工作与分工合作完成大型设计的能力和在机械整体设计方面所必备的基本技能。 （ 4）本次设计的具体要求：进行相关的机械、液力传动以及液压控制等方面的理论与技术研究，开发基于机电一体化的高效、简易、稳定。 （ 5）随着国家经济建设的不断发展 ,对液力传动变速箱的需求量将逐年大幅度增加，液力传动变速箱用户对性能要求越来越高。本次设计致力于研究出更加实用、合理的液力传动变速箱。 课题的主要研究内容 本次设计的液力 传动变速箱是由液力变矩器和具有前进二档、后退二档共四个档位的动力换档变速箱组成的液力传动变速箱。设计的主要任务包括 总体方案设计 、 结构与零部件设计 、 液压控制部分设计 、 变速箱的三维建模与运动仿真。 液力传动变速箱采用单级二相三工作轮综合式液力变矩器。液力变矩器使该液力传动变速箱具有液力传动输出的自动适应性，能随着外负载的变化而相应改变其输出扭矩和转速，而且要求能够吸收和消除来自发动机和外负载对传动系统的冲击振动。所采用的换档方式要求带有缓冲阀，使操纵简单、方便，起动平稳，较大地减轻操作者劳动强度。 除此之外，还要 学会湿式多片式液力离合器的设计方法以及设计液压控制整体的油路。这样，每个部分协调工作，构成完整的液力传动变速箱。并学会用 建造部件的三维造型和运动仿真。 在设计过程中学会 查阅相关技术文献、资料、手册，并进行计算和绘图及编写文本。在解决工程问题时必须有全局观点、生产观点和经济观点，并树立正确的设计思路和严谨的工作作风，熟悉机电液一体化技术工作的一般程序和方法。 2 内外研究现状 展概述 20 世纪 80 年代中期， 液力传动变速箱 在国外得以迅速发展，普及率愈来愈高，除了大排量发动机继续装备 液力传动变速箱 之外，发动机排量在 下的轿车也大量装备 液力传动变速箱 ，而且不少车型都把它作为标准配置推出。 液力传动变速箱 在我国一直是处于十分落后状态，除了 70 年代长春第一汽车制造厂曾为红旗牌轿车配置了 液力传动变速箱 之后，将近二十多年来，国产轿车从未出现过 液力传动变速箱 总成。自从 20 世纪 80 年代以来，国外大量的现代轿车进人我国市场，特别在一些国际化大都市，装备有 液力传动变速箱 的进口轿车迅速增长。 随着我国改革开放的进一步深入，国家对汽车工业的投资规模日益扩大，国内外汽车生产企业对高质量、高水平、高效率的 液力传 动变速箱 的需求越来越迫切。 力传动变速箱的技术发展趋势 随着国内汽车市场的发育成长， 液力传动变速箱 产品型谱逐步细化，产品的针对性越来越强，因此在保证现有 液力传动变速箱 生产和改进的同时，要充分认识到加入 良好的合作开发机遇，取长补短，同时更应认识到供方、买方、替代者、产品竞争者的巨大压力。要紧跟重型商用车行业向高档、高技术含量和智能化方向发展的趋势，要紧跟客车低地板化、绿色环保化、城市公交大型化的发展方向，开发和生产具有自主知识产权、适合我国国情的重型车用 液力传动变速箱 。 3 2 总体方案的设计 力传动变速箱概述 液力传动变速箱 已有 60 多年的历史，目前工业车辆普遍使用的是 液力传动变速箱 。人们经常把 液力传动变速箱 和无级变速箱两个概念混为一谈。实际上这两种变速箱工作原理完全不同。 液力传动变速箱 主要利用液力变矩器配合差动轮系齿轮箱实现换挡功能。传动过程中，液力变矩器中液体分子在高压，高速运动中有相对运动。 液力传动变速箱 档位少变化大，连接平稳，因此操作容易，既给开车人带来方便，也给坐车人带来舒适。 要技术参数 驱动 60吨的液力传动变速箱主要 设计 参数： 1）外形尺寸： 740 580 620）功率： 70）转速： 2200r/）油压： ）力矩： ）净质量： 400）变速要求： 四级 作原理 本次设计的液力传动变速箱 主要利用液力变矩器配合变速箱中的齿轮实现换挡功能。液力变矩器由泵轮、涡轮和导轮等构件组成，泵轮和涡轮是一对工作组合，它们就好似相对放置的两台风扇，一台风扇吹出的风力会带动另一台风扇的叶片旋转， 风力成了动能传递的媒介，如果用液体代替空气成为传递动能的媒介，泵轮就会通过液体带动涡轮旋转，再在泵轮和涡轮之间加上导轮，通过反作用力使泵轮和涡轮之间实现转速差就可以实现变速变矩了。由于液力变矩器自动变速变矩范围不够大，因此在涡轮后面再串联几排齿轮提高效率。 液力传动变速箱 是通过 湿式 多片 液力 离合器限制或接通齿轮组中的某些齿轮得到不同的传动比。所以换挡品质的好坏与这些离合器和制动器有直接关系。根据汽车挡次的不同，出于成本考虑，经济型车的 液力传动变速箱 的控制机构通常被设计得很简单。 4 构介绍 液力传动变速 箱是由变速箱、液力变矩器、油泵总成、主调压阀、溢流阀部件、操纵阀部件和离合器组成。下面逐步介绍各个部件： 速箱 本次变速箱设计选用斜齿圆柱齿轮。斜齿圆柱齿轮因其使用寿命长，传动平稳和噪声小而得到广泛使用。 设计要求：变速箱在低档工作时作用有较大的力，所以变速箱的低档布置在靠近轴的后支承处，然后按照从低档到高档顺序布置各档位齿轮。这样做既能使轴有足够大的刚性，又能保证装配容易。变速箱整体结构刚性与轴和壳体的结构有关系。通过控制轴的长度即控制档数，来保证变速箱有足够的刚性。 轴的设计：输出轴上的功 率 P=70速 n=2200r/转距 T=70 力变矩器 本次设计的 液力变矩器 为 单级二相三元性结构， 选用 冲焊型 液力变矩器 。它 有三个工作轮：泵轮、涡轮、导轮。 它 直接输入发动机动力传递扭矩和离合作用。 通过泵轮将输入的机械能转变为工作液体的动能、压力能，再经涡轮将液体的动能转变为机械能而输出，在这一过程中，通过导轮增加了输出力矩。它能根据外载荷的变化自动完成无级变矩、无级变速的平稳传动，有效衰减了传动中的冲击和震动。 根据动力机净标定转速和功率： nb=200r/0 根据液力变矩器的 零工况泵轮公称扭矩 一步确定变矩器的型号为 泵总成 油泵通常安装在变矩器的后方，由变矩器壳后端的轴套驱动。在发动机运转时，不论汽车是否行驶，油泵都在运转，为自动变速器中的变矩器、换挡执行机构、换挡控制系统部分提供一定油压的液压油。 本次设计中，泵必须安装在变矩器的机壳上，并靠变矩器的输出轴来驱动。如果把泵直接安装在变矩器的输出轴上，则就回使变矩器变的体积庞大，而且在工艺上也是有很大的困难。因此我们根据泵的的动力输入方 式，可以确定使用齿轮泵，这样实现起来方便而且效率高 本次设计采用的油泵型式是：月牙型的定量泵。 5 调压阀、溢流阀部件 调节主回路油压的调压阀称为主调压阀。 油泵产生的液压调节后形成主油路压力，作为整个液压系统中各阀的基础液压。 当油泵把油液输送到液压系统时，油泵的输出油压随着发动机的转速增加而升高，过高的油压可能引起油泵停转或部件损坏。为了防止这种现象发生，在液压系统都设有调压阀，以调节和保持主回路的油压，起到限压和溢流的作用。 纵阀部件 操纵阀的作用是通过控制离合器的限制或接通来实 现换挡，微动阀的作用是调压。 液压式操纵阀由总泵 (主缸 )、分泵 (工作缸 )、管路系统、回位弹簧等组成。具有摩擦阻力小，传动效率高，质量小，布置方便，接合柔和 (有助于降低猛接离合器时传动系的动载荷 )。系统刚度好有助于减小自由行程，也便于远距离操纵及采用可翻倾式驾驶室等优点。 本次设计选用液压式操纵阀。 合器 本次离合器设计的要求为 摩擦面多，接合平顺柔和；摩擦片浸在油中工作，表面磨损小 、使用寿命长 ，故 选用湿式多片液力离合器，共设计两个离合器，即一个前进离合器和一个倒挡离合器。 湿式多片液力离 合器的结构包括：离合器盖、回位弹簧，滚针轴承，摩擦片等部件。主、从动部分和压紧机构是保证离合器处于接合状态并能传递动力的基本结构，操纵 阀 是控制 离合器 限制或接通 的装置。 速箱的三维建模及运动仿真 本课题用三维设计软件 来实现 液力传动变速箱 的零部件造型和整机造型。并要求将三维建模转换为 工程图 ， 使用 e 的工程图功能，我们可以将 e 制作的模型输出成图纸的形式。 在 液力传动变速箱 设计 过程中，在 投入生产之前 利用计算机进行装配仿真，可以发现零、部件设计上的尺寸干涉和结构不合理，及时纠正设计中的 不足，避免实际制造中出现问题，造成浪费和损失。 速箱使用注意事项 变速箱在使用和维修保养时必须注意的几个事项为： 1、油质检查 ； 影响油质的主要原因是油液温度，油液温度过高，将会使油液粘性下降，性能破坏，堵塞细小量孔，卡滞控制阀门，降低润滑效果，破坏密封部件，进而可能导致变速箱失效； 2、油压检查 。 车辆运行 1000 公里后有必要进行测压，把所测的压力值列表和标准压力值对照来衡量此时变速箱的工作状况； 3、液压控制系统漏油检查； 6 4、换档杆位置检查和调整； 5、要用指定的耐高温液压油； 6、在行 驶中可以自由地切换前进挡； 7、长时间停车必须使用手刹，否则会破坏液力变速箱的锁止机构； 8、车子停稳后，再挂入倒挡。 章小结 在这一章节里，我们大概了解 液力传动变速箱的结构和功能，以及它其中所包含的各个部件的基本情况。对其工作原理也有了初步的认识，此次液力传动变速箱的设计涉及到的知识面很广，涉及到了机械制图，机械原理，材料力学，液压传动，汽车理论，以及 等方面的知识，可以说是对我大学知识的汇总，也是对我的考验，经过近一个月的努力，通过查资料和询问老师，我已经掌握了液力传动变速箱的设计方法 ，知道了做什么，怎么去做，并确定了当中的尺寸和参数，不过，由于水平有限，其中在所难免会有些小错误，望各位老师赐教，知道我把这次毕业设计做的更完美。 7 3 变速箱设计 速箱传动方案设计 图 3 1 总体方案图 说明：前进一挡： 由输入轴经齿轮 2 和 8 结合，由输出轴输出； 前进二挡： 由输入轴经齿轮 1 和 7 结合，由输出轴输出； 后退一挡： 由输入轴 经齿轮 3 和 6，过中间轴，又由齿轮 5 和 8，最后有输出轴输出； 后退二挡： 由输入轴经齿轮 3 和 6，过中间轴，又由齿轮 4 和 7，最后有输出轴输出； 刹车挡： 由刹车轴，经齿轮 9 和 10，最后控制输出轴。 表 3 1 挡位齿数表 档位 参数 前进一挡 前进二挡 后退一挡 后退二挡 刹车挡 齿数 2Z =28 8Z =48 1Z =48 7Z =28 3Z =48 6Z =48 5Z =28 8Z =48 3Z =48 6Z =48 4Z =48 8Z =48 9Z =32 10Z =32 传动比（ i） 1 8 进档设计 进挡概述 由于汽车变速箱各档齿轮的工作情况是不相同的，所以按齿轮受力、转速、噪声要求等情况，应该将它们分为前进挡工作区和后退档工作区两大类。 前进挡工作区：在这个区内的工作特点是行车利用率较高，因为它是汽车的经济性档位。在高档工作区内的齿轮转速都比较高，因此容易产生较大的噪声，特别是增速传动，但 是它们的受力却很小，强度应力值都比较低，所以强度裕量较大，即使削弱一些小齿轮的强度，齿轮匹配寿命也在适用的范围内。因此，在前进档工作区内齿轮的主要设计要求是降低噪声和保证其传动平稳，而强度只是第二位的因素。以下将具体阐述怎样合理选择设计参数。 进挡档数的确定 档数多少影响到档与档之间的传动比比值。比值过大会造成换档困难。一般认为比值不宜大于 此如最大传动比与最小传动比之比值愈大，档位数也应愈多。对于轿车而言，由于其行驶车速高，比功率大，最高档的后备功率也大，即最高档的动力因素大 ，所以其最高档与起动档的动力因素间的变化范围较小。 重型货车的比功率更小，使用条件也更复杂，所以一般采用六档至十几个档的变速箱，以适应复杂的使用条件，从而使汽车具有足够的动力性和良好的燃油经济性。 但：本设计为了满足使用要求，挡数设计为： 前进为二挡 进挡齿轮设计 （ 1）合理选用模数： 在现代变速箱设计中，各档齿轮模数的选择是不同的。但为了经济性和用途的要求，初选模数： m=4。 （ 2）合理选用压力角： 对于同一分度圆的齿轮而言，若其分度圆压力角不同，基圆也就不同。当压力角越大时，基圆直径就越小 ，渐开线就越弯曲，轮齿的齿根就会变厚，齿面曲率半径增大，从而可以提高轮齿的弯曲强度和接触强度。 （ 3）合理选用螺旋角： 为了保证齿轮传动的平稳性、低噪声和少冲击，所有齿轮都要选择较大的螺旋角，一般都在 30 左右。 （ 4）分析齿顶宽： 对于正变位齿轮，随着变位系数的增大，齿顶高也增大，而齿顶会逐渐变尖。所以必须对齿轮进行齿顶变尖的验算。对于汽车变速箱齿轮，一般推荐其齿顶宽不小于()m。 9 轮强度计算方法概述 （ 1）我国的国家标准局所发表的渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法是参照国 际标准化组织的计算方法所制定的，该方法比较全面地考虑了影响齿轮承载能力的各种因素，现已成为目前最精确的、综合的齿轮强度计算方法。 影响轮齿载荷的各种因素大致可归纳为四个方面，分别用四个系数来修正名义载荷，这四个系数分别为使用系数 动载系数 向载荷分布系数 齿间载荷分配系数 （ 2）各种齿轮强度计算方法所采用的动载系数 形式上有很大的差别，考虑的因素也不相同 。 （ 3）各种齿轮强度计算方法所采用的齿向载荷分布系数 计算方法各不相同。 （ 4）各种齿轮强度计算方法所采用的齿间载荷分配系数 （ 5）由于汽车变速箱的工作特性，使得轮齿的载荷是波动的，对于这种不稳定载荷的情况。 从以上四点可看出国际标准化组织 齿轮强度计算方法是一种比较合理、精确的方法，所以在本论文中齿轮的设计计算采用此种方法。 齿轮在 传递动力时，轮齿处于悬臂状态，在齿根产生弯曲应力和其它应力，并有较大的应力集中，为使齿轮在预定的寿命期内不发生断齿事故，必须使齿根的最大应力小于其许用应力。采用 30 切线法确定齿根危险截面位置，取危险截面形状为平截面，按全部载荷作用在单对齿啮合区上界点，只取弯曲应力一项，按受拉侧的最大应力建立起名义弯曲应力计算公式，再用相应的系数进行修正，得到计算齿根的弯曲应力公式。 图 3 2 前进一挡齿轮 进挡轴的设计 第一轴和中间轴： ( 0 . 4 0 . 5 ) ,d A m m （ 3 1） 10 第二轴： 3 m a 0 7 , m m （ 3 2） 式中 发动机的最大扭矩， N m 轴的直径 d 与轴的长度 L 的关系可按下式选取： 第一轴和中间轴： d/L= 第二轴： d/L= 图 3 3 轴的设计 图 档设计 档概述 由于倒档使用率不高，为了经济性，采用和前进挡一样的设计。为实现倒档传动，利用在前进档的传动路线中，加入一个中间传动齿轮的方案，也有利用两个联体齿轮的方案。由于前者结构简单，鼓采用中间传动齿轮实现倒挡。 11 档零件设计 图 3 4 倒退一挡齿轮 图 3 5 倒车轴 车档设计 由于刹车档使用率不高，一般常采用直齿滑动齿轮方案换入倒档。为实现刹车 档传动，设计刹车挡齿轮，控制刹车轴的输入转距，从而控制输出轴的转动，实现刹车功能。 图 3 6 刹 车轴 12 速箱总体结构 图 3 7 变速箱 总装配图 章小结 本章很细致的讲解了变速箱的设计与计算过程，这也是本次设计中最复杂，最难的一部分，因为变速箱是主体。经过我的努力和老师同学的帮助，终于顺利完成了。包括前进档的设计，倒档和刹车档的设计，计算量比较大，所以要非常仔细，变速箱的顺利完成，后面的部分将会容易的多了，当然其中难免会有些须错误，忘老师指正。 13 4 液力变矩器 设计 力变矩器概述 液力变矩器是液力传动变速箱最具特点的部件， 本次设计的 液力变矩器 为 单级二相三元性结构，有三个工作轮：泵轮、涡轮、导轮。 它 直接输入发动机动力传递扭矩和离合作用。 通过泵轮将输入的机械能转变为工作液体的动能、压力能，再经涡轮将液体的动能转变为机械能而输出，在这一过程中，通过导轮增加了输出力矩。它能根据外载荷的变化自动完成无级变矩、无级变速的平稳传动，有效衰减了传动中的冲击和震动。 力变矩器的结构与工作原理 变矩器的结构包括泵轮、涡轮、导轮和罩轮 ， 泵轮与变矩器 壳体连成一体，其内部径向装有许多扭曲的叶片，叶片内缘则装有让变速器油液平滑流过的导环。变矩器壳体与曲轴后端的驱动盘相连接 。 同泵轮一样，涡轮也装有许多叶片。但涡轮叶片的扭曲方向与泵轮叶片的扭曲的方向相反。涡轮中心有花键孔与变速器输入轴相连。泵轮叶片与涡轮叶片相对安置，中间有 3 4轮位于泵轮与涡轮之间，通过单向离合器安装在与油泵连接在一起的导轮轴上，油泵安装在变速器壳体上。 液力传递过程如下图： 图 4 1 液力传递过程示意图 泵轮 涡轮 导轮 泵轮，依次反复循环。 涡轮扭矩 =泵轮液流冲击涡轮的扭矩 +导轮反作用扭矩 液力变矩器的工作原理示意图如下： 图 4 2 工作原理示意图 14 力变矩器的设计计算 力变矩器的转矩功率计算 液力变矩器主要依靠其泵轮来吸收从发动机或输入轴传递而来的功率或转矩 。泵轮转矩 （ 4 1）式中 B泵轮功率系数转矩系数取决于变矩器的型式和几何形状以及 于一组几何相似的液力变矩器在等倾角（运动学相似）工况下时，它是常数，而当转速比 i 改变时，则发生变化，即 B 是转速比的函数。 上述转矩及功率的计算方程，同样适用于涡轮，其型式为 （ 4 2）利用 B 及 以计算出表示液力变矩器的其他数值。 1）变矩比 K=B=B 2）效率 =T/得这些数值以后，可以根据上 1）， 2）式求出转矩系数 际应用中求输入输出特性来得到。 力变矩器循环圆设计 1）循环圆形状的选择 采用圆形循环圆。 2）工作轮在循环圆中的排列位置 径流式工作轮从轴面图看，液流沿着叶片半径方向流动。我们按照设计要求和生产方便采用这种。 3）循环圆尺寸的确定 a）先确定变矩器有效直径 根据动力机净标定转速和功率 nb=200r/0液力变矩器系列型谱图 ,可初步选用有效直径为 D=315称力矩为 液力变矩器 b）确定循环圆内径 通过直径比 m=， D 为有效直径。对一般失效变矩比， m=1/3；而对失效变矩比 m 的取值范 围为 m=315=126。 c）循环圆形状系数 a 循环圆形状系数 a= 循环圆内环的径向长度， 15 循环圆外环的径向长度。 a 的取值范围为 取 a= 计 算 得1589， a d）循环圆宽度 B =中 B 为循环圆的轴向宽度 。一般取值范围为 b= b= B =315= 力变矩器叶片设计 叶片设计拟采用环量分配法。直径为 315变矩器，对于载重汽车，因功率储备小，动力变化范围大，载荷变化剧烈，故应选取能容较大，具有小正透性（ 零速工况和高效区变矩系数大 (内空载损失小的液力变矩器 15变矩器，采用 本次设 计的 液力变矩器 的装配图如下图所示： 图 4 3 液力变矩器 装配图 力变矩器各种性能及其评价 1）变矩性能 ： 变矩性能是指液力变矩器在一定范围内，按一定规律无级地改变由泵轮轴传至涡轮轴的转矩值的能力。变矩性能主要由无因次的比特曲线 K=表示。评价性能好坏的指标有如下两种工况，一是 i=0 时的变矩比值 常称为失效变矩比；二是变矩比 K=1 时的转速比 i 值，以 示，通常称做偶合器工况点的转速比，它表示液力变矩器增矩的工况范围。 2）自动适应性能： 自动适应 性能是指液力变矩器在发动机工况不变或变化很小的情况下，随着外部阻力的变化，在一定范围内自动地改变涡轮轴上的转矩 转速 处于稳定工作状态的能力。 16 3）经济性能 经济性能是指液力变矩器在传递能量过程中的效率。它可以用无因次效率特性 =（ i）来表示。 4） 负荷特性： 负荷特性是指它以一定的规律对发动机施加负荷的性能。液力变矩器施加于发动机的负荷性能完全由泵轮的转矩变化特性决定。 5） 透穿性能 透穿性能是指液力变矩器涡轮轴上的转矩和转速变化时泵轮轴上的转矩 和转速相应变化的能力。 力变矩器的冷却装置设计 液力变矩器在工作时，由于能量的损失，会产生很多的热量，这种热量和液力变矩器传递的功率有关。 为了确定冷却所需的循环流量，用以选择冷却器及补油泵的容量，就必须知道 变矩器与传动系的发热量。可得如下结论： 液力变矩器的功率损失为发动机额定功率的 20%25%； 传动系的功率损失约为发动机额定功率的 5%8%； 两方面的功率损失之和 为 1701 （ 4 3） 式中 ： 液力机械传动的平均效率，取 = 发动机的额定功率 1 导轮， 2 涡轮， 3 泵轮， 4 背压 阀， 5 压力表， 6 油温表， 7 精滤油器， 8 冷却器， 9 油泵， 10 安全阀， 11 粗滤油器， 12 油箱 图 4 4 液力变矩器压力补偿及冷却系统简图 章小结 本章介绍了液力变矩器的结构与工作原理及其一些特性，并进行了液力变矩器的设计计算，包括液力变矩器的转矩功率计算，循环圆设计，叶片设计，还分析了叶片参数对性能的影响和叶轮上轴向力， 在最后，进行了液力变矩器的冷却装置的设计。通过这次设计，充分了解了液力变矩器的结构和工作过程与原理。 17 5 液压传动部分设计 力传动变速箱油路原理 原理图如下所示： 图 5 1 液力传动变速箱 总体 油路图 以上图是从油箱出来的油的部分油路。油液的选用根据变矩器的要求，再根据温度的要求及工况的要求，选择 6号压力油。 油液从油箱出来经过精滤油器过滤杂质，到齿轮泵。经过泵的加压一部分到了主调压阀，在那里经过压力调节，送入变矩器。另一部分进入直动式减压阀减压后到达离合器。从而带动操纵阀工作到达液压缸 ，实现换档。 离合器处于挂档状态，当处于中间位置时， 2 个档都没挂上。这样以来，就解决了 2个换档工作时会互相干扰的问题。而我们在离合器缸中，活塞的两边都加上弹簧，以使它能准确、迅速的回中间位置。为了简化设计，并达到迅速、准确的换档，我们把液压缸安装在 2根轴上。这样我们可以通过简单的液压缸里的杆的左右运动，实现换档。 泵总成设计 油泵安装在变矩器的后方，由变矩器壳后端的轴套驱动。 选取齿轮泵的几何排量为 几何排量公式有： /（ Z+） m -（ m B （ 51） 式中： m 齿轮模数； Z 齿轮齿数； B 齿轮齿宽 。 选用内啮合齿轮： 外齿轮： Z 10 m B 18 内齿轮： Z m B 取 B=2 /（ Z+） m -（ m B 40 1/ 根据变矩器的液压要求，取齿轮泵额定压力为 大压力为 低为 5。 齿轮泵设计图如下： 图 5 2 泵的过渡配合图 通过过度齿轮与变矩器输出啮合来带动齿轮泵，由于变矩器的输出是不断变化的，因此泵的的输出也是变化的。过度齿轮是用 来把泵和变矩器的输出轴隔离开来，以方便泵的安装，减小变矩器的尺寸。内啮合齿轮泵的输入轴是和过度齿轮同轴的。 壳体的设计：为了给过度齿轮和泵的结合设计，很好的保护和防止油液的污染，必须给其装上外壳。 起齿轮边界总高度 170毫米，为了给油液的运行留下足够的空间和过度齿轮的运转啮合，给它两边都留下 20 毫米的空间。根据对工作状况的分析，和对油液压力的校核，选择 2毫米的锻钢作为机壳。 泵的厚度选为 20毫米。泵和齿轮被密封在壳体里，可以最大限度的保护泵的工作，并且由于壳体呈扁圆形状，可以很好的节省空间，为变矩器 设计的小型化有很大的帮助，该壳体装在变矩器的壳体。 调压阀、溢流阀部件 主调压阀是将油泵产生的液压调节后形成主油路压力，作为整个液压系统中各阀的基础液压，可通过主油路压力检测口测量出主油路压力。由于主调压阀是为变矩器调压的，而变矩器的进口压力为 间的 。 因此必须在以上的主调压阀的基础上进行适当的改进，就可符合设计要求。 根据主调阀压力的调节的关系， 取弹簧的劲度系数为： K= 107N/M 节流孔油压为 = （ -（ =1536 10 106 （ 2 + 105X= 10P X=40即该弹簧预留压紧长度为 40 如下图设计： 19 图 5 3 主调压阀 章小结 在本章中，通过对液力传动变速箱油路原理进行了细致的分析，了解了变速箱的油路过程，更加熟悉了 液力传动变速箱的具体结构和原理。而后进行了 油泵总成的设计和 主调压阀、溢流阀部件的设计，虽然它们都是小部件，可对整个 液力传动变速箱而言，可以说是至关重要的。 20 6 离合器（专题部分） 言 按动力传递顺序来说，离合器应是传动系中的第一个总成。顾名思义，离合器是“离”与“合”矛盾的统一体。 离合器种类繁多，根据工作性质可分为： （ 1） 操纵式离合器 ； （ 2） 自动式离合器。 随着汽车发动机转速和功率的不断提高人们对离合器的要求越来越高 ， 提高离合器的可靠性和使用寿命已成为离合器的发展趋势 。 图 6 1 离合器工作示意图 本次设计的离合器选用湿式多片液力离合器。 湿式多片液力离合器 一般为多盘式的，浸在油中以便于散热。 图 6 2 离合器的组成元件 21 合器的功能与要求 离合器的主要功能是切断和实现对传动系的动力传递。 (1)汽车起步时将发动机与传动系平顺地接合，确保汽车平稳起步； (2)在换挡时将发动机与传动系分离，减少变速器中换挡齿轮之间的冲击； (3)限制传动系所承受的最大转矩，防止传动系各零件因过载而损坏； (4)有效地降低传动系中的振动和噪声。 为了保证离合器具有良好的工作性能，对离 合器设计提出如下基本要求： 1） 能在任何行驶情况下，可靠地传递发动机的最大扭矩。 2） 接合平顺、柔和。即要求离合器所传递的扭矩能缓和地增加； 3） 分离迅速、彻底； 4） 从动盘的转动惯量小； 5）有良好的吸热能力和通风散热效果，保证离合器的使用寿命。 6）避免传动系产生扭转共振，具有吸收振动、缓和冲击的能力。 7） 操纵轻便，以减少驾驶员的疲劳； 8）作用在从动盘上的压力和摩擦材料的摩擦因数在使用过程中变化要尽可能小 ； 9）应有足够的强度和 良好的动平衡 ； 10）结构应简单、紧凑，制造工艺性好，维修、调整方便等。 合器的结构方案的确定 擦离合器的基本组成和工作原理 1. 曲轴 2. 从动轴 (变速器一轴 ) 3. 从动盘 4. 飞轮 5. 压盘 6. 离合器盖 7. 分离杠杆 8. 回位弹簧 9. 分离轴承和分离套筒 10. 回位弹簧 11. 分离叉 12. 离合器踏板 13. 分离拉杆 14. 拉杆调节叉 15. 回位弹簧 16. 压紧弹簧 17. 从动盘摩擦片 18. 轴承 图 6 3 摩擦离 合器的基本组成 22 基本组成包括： 主动部分：飞轮、离合器盖、压盘 从动部分：从动盘、从动轴 压紧机构：压紧弹簧 操纵机构：离合器踏板、分离拉杆、分离叉、分离套筒、分离轴承、分离杠杆等 主、从动部分和压紧机构是保证离合器处于接合状态并能传递动力的基本结构，操纵机构是使离合器主、从动部分分离的装置。 离合器的主动部分和从动部分借接触面间的摩擦作用，或是用液体作为传动介质 (液力偶合器 )来传递转矩，使两者之间可以暂时分离 和 接合，在传动过程中又允许两部分相互转动 。 发动机发出的转矩，通过飞轮及压盘与从动盘接触面的摩擦作用 ，传给从动盘。当驾驶员踩下离合器踏板时，通过机件的传递，使膜片弹簧大端带动压盘后移，此时从动部分与主动部分分离。 1 飞轮； 2 从动盘； 3和 7 踏板； 4 压紧弹簧； 5 从动轴； 6 从动盘毂 图 6 4 摩擦离合器工作原理 1) 接合状态 飞轮、压盘、从动盘三者在压紧弹簧的作用下压紧在一起，发动机的转矩经飞轮、压盘通过摩擦力矩传至从动盘，再经从动轴（变速器的第一轴）向变速器传递动力。 2) 分离过程 踩下离合器踏板，分离拉杆右移，分离叉推动分离套筒左移，通过分离轴承使分离 杠杆内端左移、外端右移，使压盘克服弹簧右移，离合器主、从动部分分离，中断动力传动。 3) 接合过程 缓慢抬起踏板，压盘在压紧弹簧的作用下逐渐压紧从动盘，传递的转矩逐渐增加，从动盘开始转动，但仍小于飞轮转速，压力不断增加，二者转速逐渐接近，直至相等，打滑消失，离合器完全接合。 合器的结构方案分析 （ 1）从动盘数的选择 单片离合器结构简单，尺寸紧凑，散热良好，维修调整方便，从动部分转动惯量小， 23 在使用时能保证分离彻底、接合平顺。 双片离合器与单片离合器相比，由于摩擦面数增加一倍，因而传递 转矩的能力较大；一般用在传递转矩较大且径向尺寸受到限制的场合。 多片离合器多为湿式， 接合更加平顺柔和；摩擦片浸在油中工作，表面磨损小 ， 摩擦表面温度较低、磨损较小、使用寿命长，主要用于重型牵引车和自卸车上 。 现在汽车上的变速箱的离合器多为湿式多片离合器，因为片式摩擦元件有以下一些优点 :(1)传递的转矩大，可通过增加片数来提高摩擦扭矩 ;(2)布置方便 ;(3)摩擦元件的受力情况与旋转方向无关 ;(4)压力分布均匀，磨损均匀 ;(5)不用专门调整摩擦片间隙的装置。 湿式离合器以下特点 : l)湿式离合器用油冷却摩擦片，有 较快的散热速率 ； 2)湿式离合器接合时，缸内离心油压影响压紧力和储备系数。分离时离心油压仍然作用于活塞上 ； 3)湿式离合器对摩擦材料和润滑油有专门的要求 ； 综上所述故选用湿式 多片离合器。 （ 2） 离合器结压盘 的 选择 离合器有摩擦式，电磁式，液力式。摩擦式应用广泛。摩擦式工作表面形状包括锥形、鼓形和盘形，锥形和鼓形其从动部分转动惯量太大，引起变速器换档困难，且结合不够柔和，易卡住。 故选择盘形摩擦式离合器 。 （ 3）压紧弹簧和布置形式的选择 1）周置弹簧离合器的压紧弹簧采用圆 柱螺旋弹簧，采用若干个螺旋弹簧作压紧弹簧，并沿摩擦盘圆周分布， 同时有若干个分离杠杆也是圆周分布 。其特点是结构简单、制造容易。 2） 中央弹簧离合器采用一至两个圆柱螺旋弹簧或用一个圆锥弹簧作为压紧弹簧，并且布置在离合器的中心，此结构轴向尺寸较大。 此 结构多用于重型汽车上。 3） 斜置弹簧离合器的弹簧压力斜向作用在传力盘上，并通过压杆作用在压盘上。 它的显著优点是在摩擦片磨损或分离离合器时，压盘所受的压紧力几乎保持不变 4）膜片弹簧离合器是以膜片弹簧作为压紧弹簧的。如图 6 5 所示： 它的优点为： 1）膜片弹簧具有较 理想的非线性特性； 2） 膜片弹簧轴向尺寸小径向尺寸大 结构简单，零件数目少，质量小， 可靠性高 ； 3）高速旋转时，压紧力降低很少，性能较稳定，平衡性好； 4） 膜片弹簧与压盘以整个圆周接触，使压力分布均匀，摩擦片的接触良好，摩擦均匀，故能在从动盘摩擦片磨损后，仍能可靠地传递 发动机 的转矩，而不致产生滑磨 ： 5）易于实现良好的通风散热， 维修保养方便 ， 使用寿命长； 6）有利于大批量 生产，降低制造成本。 近年来，膜片弹簧离合器不仅在轿车上大量采用，而且在轻、中、重型货车上也被广泛采用。 24 图 6 5 膜片弹簧离合器 故选用膜片弹簧离合器 （ 4） 分离时离合器受力形式选择 拉式膜片弹簧需专门的分离轴承，结构较复杂，安装和拆卸较困难，且分离行程略比推式大些： 推式摸片弹簧结构简单，安装拆卸较简单 。 故结合本设计的特点，选用推式膜片弹簧 （ 5） 膜片弹簧支承形式 的选择 推式膜片弹簧支承结构按支承环数目不同分为三种 ： （ 1） 双支承环形式 。如下图。 图 a 用台肩式铆钉将膜片弹簧、 两个支承环与离合器盖定位铆合在一起，结构简单，是早已采用的传统形式； 图 b 在铆钉上装硬化衬套和刚性挡环，可提高耐磨性和使用寿命，但结构较复杂； 图 c 取消了铆钉，在离合器盖内边缘上伸出许多舌片，将膜片弹簧、两个支承环与离合器盖弯合在一起，使结构紧凑、简化、耐久性良好，因此其应用日益广泛。 图 6 6 推式膜片弹簧双支承环形式 （ 2） 单支承环形式。在冲压离合器盖上冲出一个环形凸台来代替后支承环 (图 625 使结构简化，或在铆钉前侧以弹性挡环代替前支承环 (图 6以消除膜片弹簧与支 承环之间的轴向间隙。 图 6 7 推式膜片弹簧单支承环形式 （ 3） 无支承环形式 。 利用斜头铆钉的头部与冲压离合器盖上冲出的环形凸台将膜片弹簧铆合在一起而取消前、后支承环 (图 6或在铆钉前侧以弹性挡环代替前支承环，离合器盖上环形凸台代替后支承环 (图 6使结构更简化；或取消铆钉，离合器盖内边缘处伸出的许多舌片将膜片弹簧与弹性挡环和离合器盖上的环形凸台弯合在一起 (图6结构最为简单。 图 6 8 推式膜片弹簧无支承环形式 所以选用 双支承环形式 。 （ 6） 压盘驱动形式选择 压盘的驱动方式主 要有凸块 窗孔式、销钉式、键块式和传动片式。前三种的共同缺点是在联接件之间都有间隙，在驱动中将产生冲击和噪声，在零件相对滑动中有摩擦和磨损，降低了离合器传动效率。传动片式是近年来广泛采用的结构，传动片的弹性允许其作轴向移动。此结构中压盘与飞轮对中性能好，使用平衡性好，使用可靠，寿命长 ， 一般采用高碳钢。 故选择传动片式 。 （ 7） 扭转减振器 的选择 它能降低发动机曲轴与传动系接合部分的扭转刚度，调谐传动系扭振固有频率，增加传动系扭振阻尼，抑制扭转共振响应振幅，并衰减因冲击而产生的瞬态扭 振 。 故要有扭转减振器。 26 （ 8） 离合器的操纵机构选择 机械式质量大，机械效率低，远距离操纵时布置较困难，寿命短，用于轻形车 ； 气压式突出优点 只 是操纵轻便 ； 液力式传动效率高，质量小，布置方便，离合器接合较柔和，可降低猛接离合器时传动系的动载荷 ， 它不仅用于中、小型车，在重型汽车上也日益增多。 故选择液 力 式。 综上所述，本次离合器设计采用湿式多片式液力离合器。下面着重讲解湿式多片式液力离合器。 式多片式液力离合器的结构与工作原理 构介绍 湿式多片液力离合器 是液力传动变速箱中最重要的换挡执行元件之一，它由离合器鼓、离合器活塞、回位弹簧、弹簧座、 1 组钢片、 1 组摩擦片、调整垫片、离合器毂及几个密封圈组成。 多片离合器包括一个或多个回位弹簧、回位弹簧座、油封、一个或多个压盘和挡圈。对多片离合器分离状态时的摩擦片和钢片的间隙，各种不同型号的变速箱的标准不尽相同，通常在 离合器的活塞回位弹簧有三种：中央一个大螺旋弹簧；周边布置几个小螺旋弹簧；一个蝶形弹簧。其中周置数个小螺旋弹簧的结构为最多。设置回位弹簧的目的是让活塞回位。 湿式多片式离合器是利 用液压压力来驱动齿轮。当离合器结合时，离合器活塞内的液压使一组螺旋弹簧零件受力，这将驱使一组离合器盘和摩擦盘压在固定的压力盘上。摩擦片内缘处有内花键齿，以便与离合器鼓上的外花键相啮合。离合器鼓与齿轮组相连，这样就可以接受传递过来的力。为分离离合器，离合器活塞中的液压就会降低，在弹簧的作用下，离合器就会分开。 下图为湿式离合器结构图： 图 6 9 湿式离合器结构图 湿式多片 液力 离合器作为换档执行装置。这种换档离合器因位于变速 箱 内部，径向尺寸受到严格限制，而传递的转矩又很大，故做成多片式。 （图 6 10） 27 6 10 湿式多片换挡离合器结构图 作原理 湿式多片式液力离合器装在液力变速箱的输入轴上，通过控制阀将压力油分配给前进或后退离合器，实现前进、后退换挡。 当液压控制系统将作用在离合器液压缸内的液压油的压力解除后，离合器活塞在回位弹簧的作用下压回液压缸的底部，并将液压缸内的液压油从进油孔排出。此时钢片和摩擦片相互分离，两者之间无压力，离
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