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传动 变速箱 设计 仿真

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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Pro/E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The Liquid Dint Spread To Move To Become Soon a Box a Design With Imitate True ABSTRACT This topic is a design a liquid dint spread to move to become soon a box, the liquid dint spread to move to become soon a box is in the car of drive an equipments, extensive of application at the fork car, lead a car and scoop out a car etc. industry vehicle in.According to this time design of of request, this thesis is soon a the liquid dint which drive 60 tons to spread to move to become box design process.The liquid dint spread to move to become soon a box main from become soon the box, liquid dint change Ju machine, oil pump total become with lord adjust to press valve and overflow to flow valve module and manipulate valve module, clutch and liquid to press control etc. part constitute.From the liquid dint change the Ju machine provide to turn Ju and have to go forward two files, retreat two files motive of four total file shift gear to become soon a box, the liquid dint spread to move to become soon a box an adoption list class two mutually three work round comprehensive type liquid the dint change Ju machine.The liquid dint change the Ju machine make that liquid dint spread to move to become soon the box have liquid dint to spread to move outputs auto adaptability, ability along with outside load of variety but correspond change it output twist Ju and turn soon, and request can absorb and cancellation come from launching machine and outside load to spread to move system of pound at vibration.Adoption of shift gear a way request to manipulate simple, convenience, start steady, compare the earth ease operation labor strength. This topic through a liquid dint spread to move to become a box the design of the main parameter soon, use 3D design the software Pro/E come to realization liquid the dint spread to move to become soon zero parts shape and the whole machine shape of box.In the liquid dint spread move become soon the box the design the process, at devotion produce before make use of the calculator carry on assemble to imitate true, rectify a design in time in of shortage.Keywords: The Liquid Dint Spread To Move To Become Soon A Box;Become Soon Box;The Liquid Dint Change Ju Machine;Clutch;Manipulate valveII1 绪论1.1 研究的目的和意义（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、CAD技术、Pro/E）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。1.2 本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Pro/E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。1.3 国内外研究现状1.3.1 发展概述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ZL以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。1.3.2液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WTO后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。2 总体方案的设计2.1 液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。2.2 主要技术参数驱动60吨的液力传动变速箱主要设计参数： 1）外形尺寸： 740580620mm 2）功率： 70Kw 3）转速： 2200r/min 4）油压： 1.21.5Mpa 5）力矩： 70N.m 6）净质量： 400kg 7）变速要求： 四级2.3 工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。2.4 结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：2.4.1 变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=70kw，转速n=2200r/min ，转距T=70 Nm。2.4.2 液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=ndb=2200r/min-1，Pdb=70kw。根据液力变矩器的零工况泵轮公称扭矩 Mbgo=70n.m进一步确定变矩器的型号为YJH315型2.4.3 油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。2.4.4 主调压阀、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。2.4.5 操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。2.4.6 离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。2.5 变速箱的三维建模及运动仿真本课题用三维设计软件Pro/E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pro/e的工程图功能，我们可以将pro/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。 2.6 变速箱使用注意事项 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；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。2.7 本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Pro/E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。3 变速箱设计3.1 变速箱传动方案设计图31 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。 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=28 =48 =48 =28 =48 =48=28 =48=48 =48=48 =48=32=32传动比（i） 1.75 0.56 1.75 0.56 1 表31 挡位齿数表3.2 前进档设计3.2.1 前进挡概述 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。3.2.2 前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1.71.8。因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3.2.3 前进挡齿轮设计（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(0.25-0.4)m。3.2.4 齿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K、动载系数K、齿向载荷分布系数K、齿间载荷分配系数K。（2）各种齿轮强度计算方法所采用的动载系数Kv在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K的计算方法各不相同。（4）各种齿轮强度计算方法所采用的齿间载荷分配系数K的处理上有很大差别。（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ISO的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32 前进一挡齿轮 3.2.5 前进挡轴的设计第一轴和中间轴： （31）第二轴： （32） 式中 发动机的最大扭矩，Nm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=0.160.18；第二轴： d/L=0.180.21。图 33轴的设计图 3.3 倒档设计3.3.1 倒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。 3.3.2 倒档零件设计图34倒退一挡齿轮图35 倒车轴3.4 刹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36 刹车轴3.5 变速箱总体结构图37变速箱总装配图3.6 本章小结 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。4 液力变矩器设计 4.1 液力变矩器概述 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。4.2 液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34mm的间隙。导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41 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42 工作原理示意图4.3 液力变矩器的设计计算4.3.1 液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 TB=gBnB2D5 （41） 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TB，nB和D所用的单位。对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 TT=gTnT2D5 （42） 利用B及T值，可以计算出表示液力变矩器的其他数值。 1）变矩比K=-TT/TB=-T/B 2）效率 =Ki=-T/Bi 求得这些数值以后，可以根据上1），2）式求出转矩系数K及转矩TB值及TT值。实际应用中求输入输出特性来得到。4.3.2 液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=ndb=2200r/min-1 Pdb=70kw 查液力变矩器系列型谱图,可初步选用有效直径为D=315mm,公称力矩为63n.m的液力变矩器 b）确定循环圆内径 通过直径比m=D/D，D循环圆内径，D为有效直径。对一般失效变矩比，m=1/3；而对失效变矩比K要求高的变矩器，m的取值范围为0.40.45。取m=0.4，D= mD=0.4315=126。 c）循环圆形状系数a 循环圆形状系数a=L/L，L为循环圆内环的径向长度，L为循环圆外环的径向长度。a的取值范围为0.430.55。取a=0.5，计算得L=D-D=315-126=189，L=a L=94.5。 d）循环圆宽度B=bD。式中B为循环圆的轴向宽度。一般取值范围为b=0.20.4，取b=0.3，故B=0.3315=94.5。4.3.3 液力变矩器叶片设计叶片设计拟采用环量分配法。直径为315mm的变矩器，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（1.0p2).零速工况和高效区变矩系数大(k0=2.53.5)以内空载损失小的液力变矩器.直径为315mm的变矩器，采用k=3.0。本次设计的液力变矩器的装配图如下图所示：图43 液力变矩器装配图4.3.4 液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=Ki来表示。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K0，通常称为失效变矩比；二是变矩比K=1时的转速比i值，以iM表示，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TT和转速nT，并处于稳定工作状态的能力。 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。4.4 液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Ps约为 Ps=（1-）PeN=0.3PeN=0.370kw=21kw （43）式中： 液力机械传动的平均效率，取=0.7；PeN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44 液力变矩器压力补偿及冷却系统简图4.5 本章小结 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。5 液压传动部分设计5.1 液力传动变速箱油路原理 原理图如下所示：图51 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。5.2 油泵总成设计 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QB 由几何排量公式有： QB=2m2ZB/（Z+）m-（Z-）mB （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：Z10m2.5B0.1m 内齿轮：Zm2.5 B0.1m 取1.01 QB=2m2ZB/（Z+）m-（Z-）mB40 根据变矩器的液压要求，取齿轮泵额定压力为2.5Mpa,最大压力为Mpa，最低为Mpa容积效率为85。 齿轮泵设计图如下：图52 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。5.3 主调压阀、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0.45MPA-0.7MPA之间的。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=1.1 107N/M 节流孔油压为0.2MPA S=（0.044 0.044）-（0.02-0.02）=1536 10-6 0.2 106 （0.03）2+1.1 105X=1.536 10-3P X=40即该弹簧预留压紧长度为40 如下图设计：图53 主调压阀 5.4 本章小结 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。6 离合器（专题部分）6.1 引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61 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62 离合器的组成元件6.2 离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。6.3 离合器的结构方案的确定6.3.1 摩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63 摩擦离合器的基本组成基本组成包括：n 主动部分：飞轮、离合器盖、压盘n 从动部分：从动盘、从动轴n 压紧机构：压紧弹簧n 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64 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。6.3.2 离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，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 |2ACN1Jc 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65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。图65 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66 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6-7a)使结构简化，或在铆钉前侧以弹性挡环代替前支承环(图6-7b)，以消除膜片弹簧与支承环之间的轴向间隙。图67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6-8a)；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6-8b)，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6-8c)，结构最为简单。图68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 iG4kJ 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。 （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； *F |zC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。6.4湿式多片式液力离合器的结构与工作原理6.4.1 结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1.8-2.2mm之间。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69 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610）610 湿式多片换挡离合器结构图6.4.2 工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，离合器鼓和离合器毂可以朝不同的方向或以不同的转速旋转，离合器处于分离状态。 离合器处于分离状态时，其液压缸内仍残留有少量液压油。由于离合器鼓是和变速箱输入轴某一基本元件一同旋转的，残留在液压缸内的液压油在离心力的作用下会被甩向液压缸外缘处，并在该处产生一定的油压。若离合器鼓的转速较高，这一压力有可能推动离合器活塞压向离合器片，使离合器处于半结合状态，导致钢片和摩擦片因互相接触摩擦而产生不应有的磨损，影响离合器的使用寿命。为了防止这种情况出现，在离合器活塞或离合器鼓的液压缸壁面上设有一个由钢球组成的单向阀。当液压油进入液压缸时，钢球在油压的推动下压紧在阀座上，单向阀处于关闭状态，保证了液压缸密封；当液压缸内的油压被解除后，单向阀钢球在离心力的作用下离开阀座，使单向阀处于开启状态，残留在液压缸内的液压油在离心力的作用下从单向阀的阀孔中流出，保证了离合器的彻底分离。 当离合器处于结合状态，互相压紧在一起的钢片和摩擦片之间要有足够的摩擦力，以保证传递动力时不产生打滑现象。离合器所能传递的动力的大小主要取决于摩擦片的面积、片数及钢片和摩擦片之间的压紧力。钢片和摩擦片之间压紧力的大小由作用在离合器活塞上的液压油的油压及活塞的面积决定。当压紧力一定时，离合器所能传递的动力的大小就取决于摩擦片的面积和片数。湿式多片液力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，油压的建立是由变速箱控制的。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。湿式多片液力离合器有前进、倒退两个离合器, 前者工作时后者则分离。整个离合器采用齿轮结构, 这样可使整个变速箱结构更紧凑。前进时, 油缸推动离合器压盘使前进离合器接合, 动力经从动片输出：倒退时, 倒退离合器接合, 此时将倒退离合器从动片固定。湿式多片液力离合器工作原理如图6-11所示。1.输入轴 2.内行星齿轮 3.外行星齿轮 4.行星架 5.行星加齿圈 6.倒挡离合器主动片 7.倒挡离合器从动片 8.前进离合器从动片 9.前进离合器主动片 10.太阳轮图611 湿式离合器工作原理示意前进离合器和一个倒挡离合器的工作原理分别如下所述： 1.前进挡离合器工作原理 前进挡离合器工作时，倒挡离合器放松，高压油通过太阳轮上的油道进入活塞腔，随着油压的逐渐增加，活塞克服回位弹簧的阻力向前运动，同时推动推片前进，推片前进使得离合器摩擦片，从动片做轴向运动，并互相接合。同时动力从输入轴进入，输入轴转动带动行星架右支架同向转动，从而带动摩擦片转动，此时由于从动片静止，摩擦片与从动片相对转动，在输入轴上产生与主动力矩方向相反的摩擦力矩。由于作用力与反作用力，从动片上产生与主动力矩同向的摩擦力矩，该摩擦力矩使从动片转动，经前进离合器传至太阳轮，使太阳轮系转动，通过太阳轮与主动轮固定锥盘的花键传到主动轮轴，然后经金属推力传至从动轴，竟从动轮齿轮，惰轮，输出轴输出。离合器分离时，随着油压的逐渐减小，活塞在回位弹簧的作用下向右移动，摩擦片，从动片分离。 2.倒挡离合器工作原理 倒挡离合器工作时，前进离合器放松，高压油进入倒挡活塞，随着油压的逐渐增加，活塞克服回位弹簧的阻力向前运动，同时推动推片前进，倒挡离合器接合。此时倒挡离合器从动片不动，倒挡离合器摩擦片固定，齿圈固定。动力从输入轴进入，输入轴带动行星齿轮随之一起公转，外行星齿轮与齿圈外齿啮合，由于齿圈固定，使外行星齿轮产生反向自转。同时外行星齿轮带动内行星齿轮转动，通过内行星齿轮带动太阳轮转动，此时太阳轮与输入轴反向转动，传递到太阳轮的力矩方向发生改变，实现倒挡。后面的力矩传递路线与前进时一样。6.5 前进离合器的设计与计算本次设计的前进离合器的结构如图6-12所示。它的结构包括前进挡轴，二挡齿轮，两个球轴承，滚针轴承，卡环，主动片，摩擦片，离合器毂，活塞总成，回位弹簧等等。图612前进离合器的结构图6.5.1 离合器的基本参数和主要尺寸的选择摩擦离合器是靠摩擦表面间的摩擦力矩来传递发动机转矩的。根据摩擦定律可表示为 （61）式中，为静摩擦力矩；为摩擦面间的静摩擦因数，一般取0.250.30；F为作用在摩擦面上的总压紧力，N；Rc为摩擦片的平均摩擦半径；Z为摩擦面数，是从动盘数的两倍。如摩擦片上工作压力均匀，有 （62）式中，为摩擦面单位压力，A为一个摩擦面的面积；D为摩擦片外径；d为摩擦片内径摩擦片的平均摩擦半径Rc设摩擦片的压力均匀分布，则： （63）当d/D0.6时（即对于轻型汽车），Rc可相当准确地由下式计算 （64）将式(62)与式(63)代人式(61)得 （65）式中，c为摩擦片内外径之比，c=d/D，一般在0.530.70之间。 为了保证离合器在任何工况下都能可靠地传递发动机的最大转矩，设计时Tc应大于发动机最大转矩，即 Tc=Temax （66） 式中，Temax为发动机最大转矩。为离合器的后备系数，定义为离合器所能传递的最大静摩擦力矩与发动机最大转矩之比，必须大于1。离合器基本参数主要有性能参数和，尺寸参数D 和d 及摩擦片厚度b1）后备系数定义为离合器所能传递的最大静摩擦力矩与发动机最大转矩之比，必须大于1。它反映了离合器传递发动机最大转矩的可靠程度。选择时，应考虑以下几点： 1)摩擦片在使用中磨损后，离合器还应能可靠地传递发动机最大转矩。 2)要防止离合器滑磨过大。 3)要能防止传动系过载。各类汽车值的取值范围通常为： 微型、轻型货车：=1.301.75；中型和重型货车：=1.602.25 ； 越野车、带拖挂的重型汽车和牵引汽车 =2.03.5所以，本次设计应选用2.03.5范围，初选用3。2）单位压力对离合器工作性能和使用寿命有很大影响。 石棉基材料 po=0.100.35MPa 粉末冶金材料 po=0.350.60Mpa 金属陶瓷材料 po=0.701.50MPa 本次设计中摩擦片用粉末冶金材料材料，选用=0.6Mpa3）摩擦片外径D、内径d和厚度b摩擦片外径D（mm）根据如下经验公式选用 （67） 式中：为直径系数，轿车：=14.5；重型货车： =22.524.0：Temax为发动机最大转矩。 取=22.5，因为Temax=70 N.m 所以D=188mm 离合器尺寸应符合尺寸系列标准GB576486汽车用离合器盖片，所选外径D应使摩擦片最大圆周速度不超过65m/s,以免摩擦片分离。 m/s，从而满足条件。摩擦片的内径d决定于和外径的c比值 ，即d=c/D,比值c关系到从动片的总成的结构设计和使用性能。 /8Xlv1 由离合器摩擦片尺寸系列和参数表插值计算得：c=0.6此时d=cD=85mm ouZFF 摩擦片的厚度b，我国规定了三种规格，3.2，3.5，4.0mm。由内外径选得厚度为3.5mm6.5.2 从动盘的设计从动盘设计主要包含从动片，从动盘毂和摩擦片等零件的结构选型和设计。设计从动盘时应注意满足以下三个方面的要求： :&-l*) 1）为减少变速器换挡时齿轮间的冲击，从动盘的转动惯量应尽可能小。 9v-i=SHR1 2）为保证汽车起步平稳，从动盘在轴向应有弹性。 Xf_sn5( 3）为避免传动系扭转共振和缓和冲击载荷，从动盘上应有扭转减振器。从动盘的结构形式如图613所示：1-减振盘；2-蝶形弹簧；3-摩擦垫片；4和14-阻尼片；5-从动盘毂；6-减振弹簧； 7-铆钉；8-波形片铆钉；9-限位销；10-从动片；11和13-摩擦片；12-波形片图613 离合器从动盘总成 pS(一)从动片 V-/!A(c A.结构形式常有三种典型形式：整体式、分开式和组合式弹性从动片。 X;Am=EB 从动片通常用 1.32.0mm厚的钢板冲压而成。从动片的材料与其结构型式有关，整体式即不带波形弹簧片的从动片，一般用高碳钢（50 或85 号钢）或65Mn 钢板，热处理硬度HRC3848；采用波形弹簧片的分开式（或组合式）从动片，从动片采用08 钢板，氰化表面硬度HRC45，层深0.20.3mm；此次从动片选用组合式。 B.从动片基本尺寸 pLO%NiV#M 从动片直径对照摩擦片尺寸确定。为减小从动盘转动惯量，从动片一般较薄，通常为1.32mm厚钢板冲压而成，从动片的外沿部分厚度在0.651.0mm之间。选用从动片厚度为1.5mm，从动片的外沿部分厚度为0.8mm。 （二）从动毂 65,*oE,a 采用齿侧定心的矩形花键，花键之间为动配合。 ZV5k 花键毂采用锻钢，表面和心部硬度为30HRC。 (R*CP0Fg 花键毂轴向长度不宜过小，取1.2倍花键轴直径。 mM)2B9 从动片直径对照摩擦片尺寸确定。 nFTvH 从动盘外径D=240mm，由： kU=S?G= 花键外径D=35mm |/*A6 花键内径d=28mm =7:Z&G& 齿厚b=4mm - !8AO 花键齿数n=10 z8QL_az 有效长度l=35mm ?Q gBSl 花键侧面压力P=4Temax/(D+d)Z=11.24 N xKL|u0Zd 花键强度校核： =P/nhl q=uZ2b 式中h=(Dd)/2=3.5mm +WP77e4S 从而 =9.12Mpa20Mpa n;s( 故满足条件。 （三）摩擦片 J #R,7Z 粉末冶金摩擦片的摩擦系数约为0.3。 qYzTf$W 摩擦片和从动盘间有两种固解方法：铆接法和粘接法。 i$AU!? 铆接法的优点是磨损后换装摩擦片很方便。粘接法的缺点是无法在从动片上安装波形弹簧片，而且修理时换装摩擦片也比较麻烦。故用铆接法。 （四）分离杠杆分离杠杆由35 号钢等中碳钢锻造（锻件硬度HB140）。为了提高耐磨 ，均进行表面氰化处理，层深0.2mm，硬度HRC60。 （五）离合器盖离合器盖采用HT200灰铸铁铸造，以增强其刚性。离合器盖的形状和尺寸由离合器的结构设计确定。在为了加强通风散热和清除摩擦片的磨损粉末，在保证刚度的前提下，在离合器盖上设置循环气流的人口和出口等通风窗。盖应保证具有足够的刚度，以免影响离合器的工况特性，增大操纵时的分离行程，减少压盘升程甚至使摩擦面不能彻底分离。采用下列结构改进：适当增大离合器盖的板 ，膜片弹簧式加大到3mm；在盖上冲制加强筋，在盖圆周处采用翻边结构；尺寸大的离合器盖不用冲制钢板，而改用铸铁制结构，并适当增大壁厚。 盖应与飞轮保证良好对中，对中方式常采用定位螺栓。 6.5.3 压盘设计 压盘的设计包括传力方式的选择及其几何尺寸的确定两个方面。 4PeU3A 压盘传力方式选择。 o&u$t48S 常用的连接方式有以下几种：凸台式、键式、销式和传动片式。 Hjab压盘的结构除与传力方式有关外，还与压紧方式和分离方式有关。 Fn*b 本次设计选用传动片式。 B 压盘几何尺寸确定 c&mo:?r 确定了摩擦片内外径，与摩擦片相接合的压盘的内外径也就确定下来了。因此压盘几何尺寸归结为确定它的厚度。 ocsnUO_Y 压盘厚度确定主要依据以下三点： 1）压盘应该具有足够的质量，以吸收结合时摩擦产生的热量。 $Y= 3l 2）压盘应具有足够大的强度，以保证受热时不变形。 I_a3QES 3）压盘厚度一般不小于15mm。 -=设计压盘时，在初步确定压盘厚度后，应校核离合器接合一次时的温什，它不应超过810度。若温升过高，可适当增加压盘的厚度。此次选取其厚度为20mm。 n7%s?Ak( C.压盘及传动片的材料 N=p|& W 压盘采用灰铸铁（即HT250）。硬度为HB200。 bKbV7 另外添加少量金属元素（如镍、铁、锰合金等）以增强其机械强度。 传力片采用中碳钢，硬度为HRC60,渗碳处理。6.5.4 压紧弹簧的设计计算1）圆柱螺旋弹簧周置圆柱螺旋弹簧的数目约为624个，应是分离杠杆数目的整数倍。选取周置圆柱螺旋弹簧的数目约为16个，周置压紧弹簧的外径为30mm。 （1）弹簧钢丝直径 （68） 式中： P工作负荷： Q曲度系数； C弹簧系数。取68。 对于汽车离合器压簧，推荐其使用应力为700MPa。 所以，d=10.5mm （2）工作圈数 （69） 式中：G剪切弹性模量 弹簧中径， ，其中D为弹簧外径，mm； K弹簧刚度，取40N/mm 将各个数据带入上式得：i= 2532）膜片弹簧基本参数的选择 （1）比值Hh 的选择 汽车的离合器多取1.5（H/h）) (一)从动片 V-/!A(c A. 结构形式常有三种典型形式：整体式、分开式和组合式弹性从动片。 X;Am=EB 从动片通常用 1.32.0mm厚的钢板冲压而成。采用波形弹簧片的分开式（或组合式）从动片，从动片采用08 钢板，氰化表面硬度HRC45，层深0.20.3mm；波形弹簧片采用65Mn 钢板，热处理硬度HRC435l。 O 1I5?20E 此次从动片选用组合式。 B 从动片基本尺寸 pLO%NiV#M 从动片直径对照摩擦片尺寸确定。为减小从动盘转动惯量，从动片一般较薄，通常为1.32mm厚钢板冲压而成，从动片的外沿部分厚度在0.651.0mm之间。选用从动片厚度为1.5mm，从动片的外沿部分厚度为0.8mm。 （二）从动毂 ,*oE,a 采用齿侧定心的矩形花键，花键之间为动配合。 ZV5k花键毂采用锻钢，表面和心部硬度为30HRC。 (R*CP0Fg 花键毂轴向长度不宜过小，取1.2倍花键轴直径。 mM)2B9 从动片直径对照摩擦片尺寸确定。 nFTvH 从动盘外径D=240mm，由： kU=S?G= 花键外径D=35mm |/*A6花键内径d=28mm =7:Z&G& 齿厚b=4mm - !8AO 花键齿数n=10 z8QL_az 有效长度l=35mm ?Q gBSl 花键侧面压力P=4Temax/(D+d)Z=11.24 N xKL|u0Zd 花键强度校核： =P/nhl q=uZ2b 式中h=(Dd)/2=3.5mm +WP77e4S 从而 =9.12Mpa20Mpa n;s( 故满足条件。 （三）摩擦片 J江西理工大学应用科学学院毕业设计 #R,7Z 粉末冶金摩擦片的摩擦系数为0.3。 qYzTf$W 摩擦片和从动盘间有两种固解方法：铆接法和粘接法。 i$AU!? 本次设计故用铆接法。 （四）分离杠杆分离杠杆由35 号钢等中碳钢锻造（锻件硬度HB140）。为了提高耐磨 ，均进行表面氰化处理，层深0.2mm，硬度HRC60。 （五）离合器盖离合器盖采用HT200灰铸铁铸造，以增强其刚性。离合器盖的形状和尺寸由离合器的结构设计确定。在为了加强通风散热和清除摩擦片的磨损粉末，在离合器盖上设置循环气流的人口和出口等通风窗。盖应保证具有足够的刚度，以免影响离合器的工况特性，增大操纵时的分离行程，减少压盘升程甚至使摩擦面不能彻底分离。采用下列结构改进：适当增大离合器盖的板 ，膜片弹簧式加大到3mm；在盖上冲制加强筋，在盖圆周处采用翻边结构；尺寸大的离合器盖不用冲制钢板，而改用铸铁制结构，并适当增大壁厚。 盖应与飞轮保证良好对中，对中方式常采用定位螺栓。 6.6.3 压盘设计 压盘的设计包括传力方式的选择及其几何尺寸的确定两个方面。 4PeU3A 压盘传力方式选择。 o&u$t48S常用的连接方式有以下几种：凸台式、键式、销式和传动片式。 Hjab Fn*b 本次设计选用传动片式。 B 压盘几何尺寸确定 c&mo:?r ocsnUO_Y $ I_a3QE压盘厚度一般不小于15mm。此次选取其厚度为20mm。 -=n7%s?AC 压盘及传动片的材料 N=p|& W 压盘采用灰铸铁（即HT250）。硬度为HB200。 bKbV7 另外添加少量金属元素（如镍、铁、锰合金等）以增强其机械强度。 传力片采用中碳钢，硬度为HRC60,渗碳处理。6.6.4 压紧弹簧的设计计算1）圆柱螺旋弹簧周置圆柱螺旋弹簧的数目约为16个，周置压紧弹簧的外径为30mm。弹簧钢丝直径 （611） 式中： P工作负荷： Q曲度系数； C弹簧系数。取68。 对于汽车离合器压簧，推荐其使用应力为700MPa。 所以，d=10.5mm （2）工作圈数 （612） 式中：G剪切弹性模量 弹簧中径， ，其中D为弹簧外径，mm； K弹簧刚度，取40N/mm 将各个数据带入上式得：i= 2532）膜片弹簧基本参数的选择 （1）比值H h 的选择 汽车的离合器多取1.5（H/h）2。取H/h=1.8 （2）R r 的选择 R r 的选择影响到材料的利用效率。根据此次设计的需要，取R r=1.25 （3）膜片弹簧在由状态下的圆锥底角 在1012度范围内选择。选用=106.6.5 扭转减振器的设计扭转减振器主要由弹性元件(减振弹簧)和阻尼元件(阻尼片)等组成。弹性元件的主要作用是降低传动系的首端扭转刚度，从而降低传动系扭转系统的三阶固有频率，改变系统的固有振型，使之尽可能避开由发动机转矩主谐量激励引起的共振；阻尼元件的主要作用是有效地耗散振动能量。 从动片和从动盘毂上都开有6 个窗口，在每个窗口中装有一个减振弹簧，因而发动机转矩由从动片传给从动盘毂时必须通过沿从动片圆周切向布置的弹簧，这样即将从动片和从动盘毂弹地连接在一起，从而改变了传动系统的刚度。为此，可使扭转减振器具有两级或三级非线弹特性。第一级刚度很小，称怠速级，对降低变速器怠速噪声效果显著。线性扭转减振器只能在一种载荷工况（通常为发动机最大转矩）下有效地工作，而三级非线性扭转减振器的弹性特性则扩大了适于其有效工作的载荷工况范围，这有利于避免传动系共振，降低汽车在行驶和怠速时传动系的扭振和噪声。 减振器的阻尼元件采用摩擦片，阻尼摩擦片的正压力靠从动片与减振盘问的连接铆钉建立。为了保证正压力从而阻尼力矩的稳定，可加进压紧弹簧。6.7 本章小结综上所述，本次离合器的设计遵从了：分离彻底；接合柔和；操纵轻便，工作特征稳定；从动部分转动惯量小的设计要点，数据全部通过约束条件检验，所使用的材料基本上符合耐磨，耐压和耐高温的要求，而且离合器尺寸合适，适宜安装，能最高效率传递发动机扭矩，完全符合计划书及国家标准。但我的设计中仍存在着不足，对于我在设计中出现的错误，希望各位老师指正。7 操纵阀组件（专题部分）7.1 离合器操纵机构介绍离合器的操纵比较频繁，除自动离合器外，离合器都是由司机左脚踩踏板操纵。为减轻司机的疲劳，要求踏板力尽可能地小，轿车在80130N左右，载货汽车不应超过150200N；踏板总行程也不宜过大，一般应在80150mm 范围内，最大应不超过180mm。应具有踏板自由行程的调整装置以便在离合器摩擦片磨损后用来调整和恢复分离轴承与分离杠杆间的正常间隙量；还应有踏板行程限位装置以防止操纵机构的零件受过大载荷而损坏。此外，操纵机构的传动效率要高，具有足够的刚度，不会因发动机的振动以及车架和驾驶室的变形而干涉其正常工作，工作可靠、寿命高，维修保养简易、方便等。本次设计主要设计微动阀和操纵阀。其中微动阀的作用是调压，操纵阀的作用是换挡。微动阀安装在变速箱的外侧，阀的卷轴连接到微动踏板连杆上，当踏下微动踏板时，该卷轴向右移动，这就短时间降低了液力离合器的油压，使叉车达到微动效果。微动阀可选作与标准变量泵控制器相配合的元件。这种控制方式最典型使用于车辆的驱动。当微动阀用一个脚踏板操作时，其作用类似一个离合器。在该阀的转动阀芯上有一列小孔连接伺服阀的压力油路，可使操作人员在改变泵的流量时平稳地加速和减速。一. 设计对操纵机构的要求 1）踏板力要小。 2）踏板行程在一定的范围内。 3）摩擦片磨损后，踏板行程应能调整复原。 4）有对踏板行程进行限位的装置，防止操纵机构因受力过大而损坏。 5）应具有足够的刚度。 6）传动效率要高。 7）发动机振动及车架和驾驶室的变形不会影响其正常工作。二.离合器操纵机构的结构型式选择离合器操纵机构分为机械式、液压式、弹簧助力式、气压式和自动操纵机构四种。在众多的操纵机构中液压式操纵机构具有操纵轻便,布置简单而被汽车广泛应用。1机械式操纵机构 有杆系传动和钢索传动两种型式。杆系传动结构简单、制造容易、工作可靠，广泛用于各种类型的汽车上。但质量及摩擦损耗都较大；传动效率低。当离合器需远距离操纵时，则杆系的结构复杂、布置困难，踏板的自由行程将加大，刚度及可靠性也会变差。钢索传动寿命较短，传动效率也不高，仅用于某些轻型轿车中。 2液压式操纵机构液压式操纵机构由吊挂式离合器踏板、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)，便于采用吊挂式踏板使该处地板易于密封，车架或车身的变形以及发动机的振动不会影响其工作，系统刚度好有助于减小踏板自由行程，也便于远距离操纵及采用可翻倾式驾驶室等优点。它不仅最广泛地用于轿车及中、轻型客车及货车上，而且在大客车和重型货车上的应用也日益增多，但在中型以上的汽车上使用时应该加装助力器。本次设计选用液压式操纵机构。7.2 操纵阀原理简介操纵阀液压式的构造由离合器踏板、主泵、分泵、储油罐，油管、分离叉、分离轴承等组成。驾驶员通过离合器踏板, 推动主泵的顶杆, 使主泵中的活塞将液压油经油管推入分泵, 作用于分泵的活塞上, 使分泵 的推杆推动离合器分离叉, 分离叉拨动分离轴承, 分离轴承推动离合器 的分离指, 使离合器摩擦片与发动机飞轮脱离, 切断发动机动力输出的。 当离合器踏板位于某一位置时, 油管中的油压保持一定, 整个系统达到平衡状态, 此时分泵推杆的输出力与所需的踏板力成正比。在离合器踏板回升的过程 即离合器接合的过程也存在着这样的关系。当抬起脚而踏板回升时, 离合器分离指的力作用于分离轴承, 通过分离叉作用于分泵的推杆上, 将液压油压回主泵送回储油罐中。这样离合器摩擦片与飞轮接合, 发动机动力传递至变速器, 汽车实现起步。 下图为离合器操纵机构的示意图图71 离合器操纵机构的示意图7.3 操纵阀结构设计离合器操纵阀设计的约束条件为： （1）离合器踏板的自由行程不能太小或为零, 否则分离轴承经常压在离合器分离指上, 使离合器处于半联动状态, 离合器摩擦片容易损坏, 传动效率低。 （2）当踏板踏到底时, 分离轴承与离合器花键不能干涉, 否则离合器会因不分离而烧毁, 分离轴承也损坏 。 （3）离合器踏板的自由行程不能太大, 否则在离合器踏板踩到底时, 分离轴承 的行程不够, 不能使离合器彻底分离, 势必使摩擦片磨损, 从而造成换档困难或不能换档, 变速器齿轮损坏 。 （4）液压主泵的顶杆与主缸活塞之间必须要有自由间隙, 否则在松开离合器踏板时, 油路不回油或回油不及时, 造成离合器不结合。计算摩擦片内、外径和摩擦片数量、单位压力是操纵阀结构设计的关键，通过优化设计可以提高离合器工作的可靠性，延长使用寿命。滑磨功是评价离合器结合过程的负荷状况的指标，同时也可以通过滑磨功的计算来验证摩擦片设计的合理性。湿式摩擦离合器摩擦系数和工作压力的变化对滑磨功和扭矩容量影响较明显。本次设计的操纵阀如图72：图72 操纵阀图该操纵阀结构设计确保湿式离合器的主从动摩擦片形成界面摩擦，主从动摩擦片的材料要求对矿物油有很高的稳定性、较高的摩擦系数和耐高温稳定性。主动片材料选用65Mn，从动片表面采用铜锡金属陶瓷，离合器毂、离合器毂圈、压盘和活塞均采用锻件 45钢制造。 图73 液压式操纵机构示意 踏板行程S由自由行程S1和工作行程S2两部分组成： （71） 式中，S为分离轴承自由行程，一般为1.53.0mm，取1.5mm 反映到踏板上的自由行程S一般为030mm； d、d分别为主缸和工作缸的直径； Z为摩擦面面数； S为离合器分离时对偶摩擦面间的间隙，单片：S=0.851.30mm双片： S=0.750.90mm。 a1、a2、b1、b2、c1、c2为杠杆尺寸 mm，mm，mm，mmmm，mm，mm，mm得：mm，mm，合格。踏板力F可按下式计算 （72） 式中，F为离合器分离时，压紧弹簧对压盘的总压力； 为操纵机构总传动比，取值为0.8 为机械效率，液压式：% Fs为克服回位弹簧1、2的拉力所需的踏板力，在初步设计时，可忽略则：N合格。分离离合器所作的功为 （73）式中，为离合器拉接合状态下压紧弹簧的总压紧力，N，则J合格。7.4 本章小结通过以上对液压式离合器操纵机构的工作原理的阐述及各部件的计算,可以看出,对离合器操纵机构的设计要作综合考虑, 根据离合器总成的结构选取各构件,使离合器操纵轻便,结构合理, 平稳顺利的实现分离与接合, 保证汽车平稳起步, 换档平顺。按照这些设计方法步骤, 可以较好的设计出理想的汽车液压式离合器操纵机构。8 变速箱的三维动态仿真8.1 PRO/E软件介绍 Pro/E是美国PTC公司推出的新一代CAD/CAE/CAM软件，它是一个集成化的软件，其功能非常强大，利用它可以进行零件设计、产品装配、数控加工、钣金设计、模具设计、机构分析、有限元分析和常品数据库管理、应力分析、逆向造型优化设计等。它所涉及的主要行业包括工业设计、机械、仿真、制造和数据管理、电路设计、汽车、航天、电器、玩具等。8.2 变速箱三维模型的建立图8-1前进档的建立图8-2 后退档的建立图8-3 刹车档的建立8.3 变速箱的动态仿真8.3.1 机构模块简介在进行机械设计时，建立模型后设计者往往需要通过虚拟的手段，在电脑上模拟所设计的机构，来达到在虚拟的环境中模拟现实机构运动的目的。对于提高设计效率降低成本有很大的作用。Pro/ engineer中“机构”模块是专门用来进行运动仿真和动态分析的模块。使用“机械动态”分析功能可在机构上定义重力，力和力矩，弹簧，阻尼等等特征。可以设置机构的材料，密度等特征，使其更加接近现实中的结构，到达真实的模拟现实的目的。8.3.2 总体界面及使用环境在装配环境下定义机构的连接方式后，单击菜单栏菜单“应用程序”“机构”，系统进入机构模块环境，呈现机构模块主界面：菜单栏增加 “机构”下拉菜单，模型树增加了 “机构”一项内容，窗口右边出现工具栏图标。下拉菜单的每一个选项与工具栏每一个图标相对应。用户既可以通过菜单选择进行相关操作。也可以直接点击快捷工具栏图标进行操作。8.3.3 机械设计模块的分析流程Pro/Engineer“机械设计”模块包括“机械设计运动”（运动仿真）和“机械设计动态”（动态分析）两部分，使用“机械设计”分析功能，可在不考虑作用于系统上的力的情况下分析机构运动，并测量主体位置、速度和加速度。和前者不同的是“机械动态”分析包括多个建模图元，其中包括弹簧、阻尼器、力/力矩负荷以及重力。可根据电动机所施加的力及其位置、速度或加速度来定义电动机。除重复组件和运动分析外，还可运行动态、静态和力平衡分析。也可创建测量，以监测连接上的力以及点、顶点或连接轴的速度或加速度。可确定在分析期间是否出现碰撞，并可使用脉冲测量定量由于碰撞而引起的动量变化。8.3.4 机械设计运动分析详解1. 将光盘文件复制到硬盘上，启动pro/engineer。单击菜单“文件”“设置工作目录”。打开“选取工作目录”对话框工作，将目录设置为X：/example_1。单击确定。则系统工作在此目录下。2. 单击菜单“文件”“新建”。打开“新建”对话框，选择“组件”选项，将组件名改为asm。去掉“使用缺省模版”复选框前面的勾号，单击“确定”按钮，系统打开“新文件选项”对话框。3. 在列表中选择mmns_asm_design为模板，单击确定。 4. 单击图标，打开“打开”对话框。选取a.prt，单击“打开”按钮，系统弹出“元件放置”对话框。单击按钮接受缺省约束放置，单击确定按钮。这样系统自动定义此为基础主体。5. 单击图标，打开“打开”对话框，选取b.prt，单击“打开”按钮，系统弹出“元件放置”对话框。单击“连接”选项卡，接受默认连接的名称为connnection_1，选择类型为销钉连接选取a.prt的轴A1对齐b.prt的轴A1，平移选项选取轴端大端面和b.prt一个侧面，单击确定。在完成连接的过程中，可以通过移动选项卡对话框调整机构位置。可以平移，旋转元件到一定的位置。便于观察和选取基准轴或面。 8.3.5 运行分析点击“机构”“分析”，或直接单击工具栏图标，弹出分析对话框，此对话框和伺服电动机对话框类似，用来建立和管理分析集，单击“新建”按钮，弹出分析定义对话框8.3.6 齿轮从动连接使用齿轮副可控制两个连接轴之间的速度关系。齿轮副中的每个齿轮都需要有两个主体和一个接头连接。第一主体指定为托架，通常保持静止。第二主体能够运动，根据所创建的齿轮副的类型，可称为齿轮、小齿轮或齿条。齿轮副连接可约束两个连接轴的速度，但是不能约束由接头连接的主体的相对空间方位。8.3.7回放查看机构中零件的干涉情况、将分析的不同部分组合成一段影片、显示力和扭矩对机构的影响，以及在分析期间跟踪测量的值运行分析后，点击“机构”“回放”或直接单击工具栏图标进入回放对话框。8.4 三维模型转换为工程图 8.4.1 图样转换的实现 1. AutoCAD图样导入Pro/ENGINEER实现过程 (1)在AutoCAD中，将要输出的工程图文档存为DXF格式文档。 (2)在Pro/ENGINEER中新建一个工程图文档，然后，在工程图中单击“FileImportAppend To Model”，选择上一步生成的DXF格式文档，单击“OkYes”，完成工程图文档的导入。2. Pro/ENGINEER图样导入AutoCAD实现过程 (1) 在Pro/ENGINEER中打开要输出的工程图文档。 (2)单击“FileExportModelDXF”或“DWG”， 输入文件名，然后单击“”，既完成了文件转换。 (3)开启AutoCAD2000(简体中文版)，单击“文件打开”，选择上一步转换生成的DXF或DWG文件，单击“打开”，即完成了工程图文档导入。8.4.2 变速箱各部分工程图1前进档工程图，如图8-4。图8-4 前进档工程图2后退档工程图，如图8-5。图8-5 后退档工程图3刹车档工程图，如图8-6。图8-6 刹车档工程图4总装配图，如图8-7。图8-7总装配图8.5 本章小结通过努力，实现了模型的建立、模型的装配、动态仿真以及三维模型转换为工程图。在设计中使用了快捷键、调用功能，给工作上带来了很大的方便，并且通过变速箱的设计，以及视图设计的应用，给以后工作打下了基础，基本上可以实现pro/e的基本应用，从这个方面来看，最早的设计目标可以说是基本实现的。9 总结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。在这里,我们还清楚地看到,液力传动变速箱用户对性能要求越来越高，以高性能价格比作为选择机型的一个重要参数,来获取最大的经济效益和社会效益。 液力传动变速箱生产企业,产品更新换代速度加快,近年来已开发出不少新一代高档次的液力传动变速箱产品。各类液力传动变速箱所占市场份额的这种变化,一方面显示出中国液力传动变速箱用户已逐渐成熟,广大用户需要的是高质量、高水平、高效率的液力传动变速箱,以及要求有一个合理的价格和良好的售前、售后服务。另一方面也要求液力传动变速箱生产企业致力于提高产品的水平和质量、树立用户至上,全心全意为用户服务的观点,以新的形象、高质量的产品参与市场竞争,重新赢得市场。 总之,中国液力传动变速箱市场将持续呈波浪型发展,从科学的发展观来看,要摒弃一切脱离实际的超前。 今后一个时期液力传动变速箱市场火爆式的炎夏恐难遇到,我们期待温暖、柔和、生机勃勃的春天的到来。期望中国液力传动变速箱市场能够持续、稳定、健康发展。谢 辞本文从选题、方案论证到课题的研究都是在导师刘辉老师的全面、悉心指导下完成的。导师严谨的治学态度、渊博的知识、丰富的创造力、高瞻远瞩的学术思想，以及敏锐的洞察力，始终令学生敬佩，并将影响我的一生。值此成文之际，谨向导师表达我深深的敬意和衷心的感谢!通过这次训练，提高了自己的动手能力和设计能力，为学生日后顺利进入工作岗位作下了铺垫。本次毕业设计，学生收获颇多，这与刘老师的悉心指导是分不开的。刘老师公务繁忙，但是还是经常抽时间来视察学生毕业设计进度，就毕业设计过程中遇到的问题给予耐心指导。 特别要感谢的是我的父母和家人!感谢父母在我成长的道路上给予的无私的爱，他们的理解和全力支持使我的毕业设计得以顺利完成。感谢所有关心和帮助过我的人们! 最后，在本文结束之际，向所有为我的论文提出宝贵意见的评阅专家们表示衷心的感谢和崇高的敬意! 谢谢!参考文献1 张洪欣.汽车设计.北京：机械工业出版社，19812 陈家瑞.汽车构造.第二版.北京：机械工业出版社，20053 张文春.汽车理论.北京：机械工业出版社，20054 彭文生，张志明，黄华梁.机械设计.北京：高等教育出版社，20025 董宝承.汽车底盘.北京：机械工业出版社，20046 陈焕江，徐双应.交通运输专业英语.北京：机械工业出版社，20027 刘鸿文.简明材料力学.北京：高等教育出版社，19978 周一明，毛恩荣.车辆人机工程学.北京：北京理工大学出版社，19999 （美）J.厄尔贾维克.汽车手动变速器和变速驱动桥.北京：机械工业出版社，199810 陈殿云，张淑芬，杨民献.工程力学.兰州：兰州大学出版设，200311 陆植 主编. 叉车设计. 北京:工业出版社，199112 濮良贵 纪名刚主编.机械设计. 北京：等教育出版社.200113 刘鸿文主编材料力学北京：高等教育出版社2004 14 卢秉恒主编.机械制造技术基础. 北京：械工业出版社.200115 汽车工程手册编辑委员会.汽车工程手册设计篇.北京:人民交通出版社，200116 刘惟信.汽车设计.北京：清华大学出版社，200117 葛志祺.简明机械零件设计手册.北京：冶金工业出版社，198518 W. Scott, P. Suntiwattana. Effect of Oil Additives on the Performance of a Wet Friction Clutch Material. Wear，19 9 5.19 A. C. Rao. Trans. On the Performance of Kinematic Chains. CSME J 12 No.2 ,1998.20 邓定瀛.自动变速器原理及应用.重庆：重庆大学出版社，200221 朱经昌. 液力变矩器的设计与计算. 北京：国防工业出版社，199122 高维山. 变速器. 北京：人民交通出版社，199023 王望予汽车设计(第四版)北京：机械工业出版社,200524 余志生汽车理论(第三版)北京：机械工业出版社,200025 龚微寒汽车现代设计制造北京：人民交通出版社,199526 张白华.汽车离合器的结构与修理. 北京：国防工业出版社，199827 刘世恺.汽车传动系构造原理.北京，人民交通出版社，198128 周守仁.自动变速箱.中国铁道出版社，198429 吴业森.汽车构造.湖北，湖北科学技术出版社，198830 过学迅.自动变速器的构造原理.北京，机械工业出版社，199931 刘海江，于信汇，沈斌编著汽车齿轮上海：同济大学出版社199732 孙存真，王占歧中外汽车构造图册底盘分册长春：吉林科学技术出 版社199533 徐石安,江发潮.汽车离合器.清华大学出版社.200534 余仁义,梁涛.汽车离合器操纵机构的设计J.专用汽车.200335 董丽霞,张平.简明汽车技术词典.人民交通出版社.200336 王志明,胡树根,王兆军.汽车离合器盖成形工艺和模具设计.实用技术.2005（12） 37 成大先.机械设计手册S.北京:化学工业出版社, 2002附 录附录A：The United States The Allison Liquid Dint Spread To Move To Become Soon A Box An Examination Experiment The Set Develop With ApplicationAbstract: Article analysis Allison in the United States become soon box structure, work principle and function characteristics, developped liquid dint to spread to move to become soon box examination experiment set, introduction become soon box big fix to solve in the process of key problem.Keywords: The Allison become soon box; The examination experiment Taiwan; Develop; Application1. IntroductionAlong with society economy of fly soon development, the liquid dint spread to move to become soon a box gradual replaced a machine type to spread move of common become soon box.According to investigate, the United States Alli2 son etc. the liquid dint spread to move to become soon box market dosage very big, but its price be expensive, structure complications, fix a technique content Gao, break down judgment difficulty big, and still demand examination experiment the pedestal arouse operation, examination the liquid dint spread to move to become soon a box of hydraulic-pneumatic, turn soon, temperature etc., acceptance various technique parameter, judgment expel break down.But want to purchase a set an examination an equipments demand investment more than 10000 dollars 200.For the sake of economy availably exaltation the liquid dint spread to move to become soon a box to fix speed and quality and expand big northwest of fix a market, long celebrate petroleum to investigate to explore a bureau three service center machine of the oil extraction techniques to maintain station by oneself design manufacturing the ZF, Allison liquid dint spread to move to become soon a box examination experiment set etc. the work pack an equipments, and devotion the liquid dint spread to move to become soon a box fix usage medium;Development Germany ZF, the United States the Allison liquid dint spread to move to become soon a box to fix a craft technique, success fixed ZF, Allison to become box soon take burden examination experiment empress install to fix well on board devotion fix well usage.The United States the Allison liquid dint spread to move to become soon a box examination experiment develop of pedestal, make the liquid dint after fix spread to move to become soon the box can pass examination experiment the pedestal take burden examination experiment, acceptance technique parameter, judgment expel break down, analysis application effect etc.Request develop of the liquid dint spread to move to become soon a box examination experiment set in time accurately reflection quilt examination the liquid dint spread to move to become soon a box of each item technique parameter, include examination acceptance various block one hydraulic-pneumatic, lubricate hydraulic-pneumatic, turn soon, torque, temperature etc. technique parameter, judgment expel difference ring, reveal a clutch, make to move a machine, clutch dozen slippery, return to a can not compare with etc. break down.For making the liquid dint spread to move to become soon box examination experiment set design reasonable, insure big fix examination to experiment behind of the liquid dint spread to move to become soon a box work steady, function stability, safety credibility, we first research the liquid dint spread to move to become soon the structure, function of the box and work principle.2 Become soon box structure and work principleAllison in the United States become soon the box be main from change to twist a machine and shut lock clutch, planet wheel gear and clutch, liquid dint gearbox to constitute.(1).Change to twist a machine: From the pump round, turbine, lead a round to constitute a circulation circle system, liquid in proper order pass circulation to flow.Pump round from launch machine to drive, is a motive importation component.The turbine is through liquid dint spread to move by the pump round, is a power output component.The function which lead a round lead to flow and enlarge to twist Ju.The gearbox provide an oil pump continuously to change the Ju machine provide oil and make to change Ju machine work, increment launch machine of output twist Ju.The oil which pass to change a Ju machine to eject take calories of change the Ju machine.Liquid from pump by turn go into turbine change direction.Leading a round will from the turbine run off of oil through oil way change direction empress again inflow pump round, so lead a round to be subjected to an adverse effect twist Ju.Turbine and pump round twist Ju ratio for change Ju ratio, with turn of turbine and pump round soon ratio lower but enlarge, with output turn soon of exaltation, change Ju ratio lower.Passing to change a Ju machine, outputting to turn soon can have no class variety, drive to twist Ju auto the orientation need of load twist Ju.When the turbine turn to soon attain a pump to rotate soon of the turbine twist Ju to equal pump round to twist Ju and change at this time Ju machine equal to 1 accidentally match a machine.When the car soon go up, change Ju ratio close 1, and lead dint to no longer enlarge, shut lock clutch auto shut lock.(2).Shut lock clutch(CT type and CBT type excepted):be the turbine go up certain turn soon, liquid pressure auto pair of pump round and turbine lock live.Become soon while shut the function of lock clutch box importation stalk of turn soon with launch machine homology.(3)Planet wheel gear and clutch:The four sets of planet rows wheel gears creation is five headway file and 1 to pour file.The planet wheel gear manipulate through six clutch that the liquid press a coalescence.All wheel gear for often the Nie match type.(4)Liquid dint gearbox:CBT and CLBT754 type become soon the box have liquid dint gearbox.Liquid dint gearbox top have a take leafs slice of turn son and two take leafs slice of settle son to constitute.(5) Block and coalescence clutch:Empty block:one file clutch, 2 file clutches.Go forward file:one file and one file clutch, 2 files and 2 file clutches, 3 files and 3 file clutches, 4 files and 4 file clutches, 5 files and 5 file clutches.Pour file:5 file with one file clutch, 5 files with 2 file clutches.3.The liquid dint spread to move to become soon a box a function characteristicsIn the equal work under the condition, with common become soon the box compare, usage the liquid dint spread to move to become soon a box can stanza oil 5% be 22%.And operation simple, usage convenience, function credibility.Launch machine and spread service life of move the system and launch the motive, economy of the machine and the safety function effect of the vehicle equipments to show Zhao very to the exaltation.The Allison liquid dint in the United States spread to move to become soon a box a which is 1 kind to be located on motive machine and work machine of take liquid as a work to lie the fluid of quality to spread to move a machine, and according to load power of variety to realization become soon.In the meantime, according to material of demand can allocation cent move a box brief name Christian Trinity box.Control part at will sex be strong, can constitution the machine control, electricity control, spirit control, the liquid control system and equip.Can according to need constitution to realization auto become soon.Its adaptability is strong and also to have to lead to carry protection function etc.BE exactly because of this kind of many precious characteristics which spread to move part to have in spread moving function, make it get day by day extensive of application.And regardless it application of a realm still its product sale, all increase with each passing day of trend, its development foreground very vast.4.The liquid dint spread to move to become soon a box examination to experiment a set to developFor the exaltation liquid dint spread to move to become a fix of box speed soon, insure to fix quality, we developped liquid dint to spread to move to become soon box examination experiment set etc. the work equip have.4.1 whole conceive outline a designOwing to drive examination the liquid dint spread to move to become soon a box a control part at will sex be strong, as a result can constitution become electricity to control, the liquid control, spirit control or machine control.Its equipments turn to is main examination pressure, we acquired necessary material locally design total size is long 3. 65 m, breadth 0. 7 m, Gao 1. The liquid dint with 9 m spread to move to become soon a box examination to experiment Taiwan.Be suitable for to install examination Allison or ZF etc. various size, model number dissimilarity of the liquid dint spread to move to become soon a box.4.2 control systems and work principleIn the liquid dint spread to move to become a box an examination soon experiment pedestal control plank operation on the stage constitution six big control system:power supply control system, SVF(change the Pin adjust soon) control the system, liquid press control system, ZF control system, Allison control system, load regulate system, gather electricity to control, the liquid control, spirit control, the machine control for the integral whole, examination the function be well-found, shape beauty, operation simple, try movement safety credibility. Power supply control system:the control change the Pin adjust soon a machine, electrical engineering, liquid to press and the ZF, Allison etc. be each control the power supply need by system. SVF(change the Pin adjust soon) control system:main from SVF- 400 change the Pin adjust soon a machine to constitute, control 55 kW,The electrical engineering of 2950 r/ min turn soon, make the electrical engineering turn to can arbitrarily regulate soon in the provision turn soon the scope, the realization become soon box dissimilarity block a become of soon.Turned soon watch to is clear at a glance at any time a reflection the dissimilarity of the electrical engineering to turn soon. Liquid press control system: is become soon box auto encourage, change oil system, can also seal completely inside examination clutch whether piece reveal or not.It is pressed four valve, 4 KW electric motor, fuel tank, liquid of pump, 3 by the liquid to press pipelines etc. to constitute.Hydraulic-pneumatic plankTop of oil pressure gauge clearly reflection block one hydraulic-pneumatic hydraulic-pneumatic with system. ZF control system:main become for the control ZF box soon block of conversion, design a set of procedure. Allison: The HT750 Allison in DR the United States become soon the box have 7 to block, namely D5, D4, D3, D2, D1, N, R.According to generator load the variety of the power realization become soon become of box soon. Load control system:main examination become soon box of output power, from power form, load control the cabinet, generator.etc. constitute. Spirit road and oil road control:spirit the road is soon main control to become the box shift gear organization, oil road control become soon box of performance organization, be also rub slice with make to move a combine of machine or separate.5 Conclusion:The Allison become soon the box be big to fix to solve in the process of key problemThe well next three company HT750 DR the United States the Allison become soon the box pass disintegration check detection existence the following problem: (1)Note the oil pump drive a wheel gear dozen to drop, the metals end drop into become soon box oil bottom hull;1- 5 file clutches rub a slice to wear away;Shut the lock clutch rub a slice to wear away.We will cant repair of note oil pump, push bearings, lead bridge wheel gear and bearings, drive wheel gear and all rub slice, seal completely a piece and filter Xin to carry on replace, assemble each cent total become again construction become become soon box.Put clean become soon box oil, tie up good the outside Lou oil way, use fix fix steady.Will become soon box total become install to arrive an examination experiment on the stage, press test the norm carry on adjusting to try and come to an index sign request.Make to move a machine work normal, just like ring, reveal, success devotion fix well usage.(2) The well next two company fix Allison in DR the United States of the well machine HT750 to become soon box temperature to lead Gao, pressure lead low.At the disintegration install to fix well after fix on board, change the Ju machine leak oil till to launch the machine flywheel hull body, make to launch the machine flywheel hull oil to go up, the pressure go up and result in flywheel hull the oil seal leak oil.Because leak oil to several times dismantle to unload a check justDetection this set become soon change of box the Ju machine outer shell crack.Get on t