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履带拖拉机无级变速器设计(换档离合器设计)【优秀无级变速器全套课程毕业设计含4张CAD图纸】

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履带拖拉机 无级变速器 变速器设计 换档 离合器 课程毕业设计 履带拖拉机无级变速器设计(换档离合器设计)
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履带拖拉机无级变速器设计(换档离合器设计)

履带拖拉机无级变速器设计(换档离合器设计)【优秀无级变速器全套课程毕业设计含4张CAD图纸】

【带任务书+开题报告+外文翻译】【42页@正文14700字】【详情如下】【需要咨询购买全套设计请加QQ1459919609】

多段分流传动传动比连续变化的条件(有出处)--文献翻译.doc

履带拖拉机无级变速器设计—换挡离合器设计任 务 书.doc

履带拖拉机无级变速器设计(换档离合器设计).doc

履带拖拉机无级变速器设计(换档离合器设计)开题报告.doc

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低速档离合器.dwg

倒档离合器.dwg

变速器中间轴总成.dwg

高速离合器.dwg

任 务 书

设计(论文)题目履带拖拉机无级变速器设计(换档离合器设计)

主要研究内容设计履带拖拉机无级变速器,作业速度范围为:前进挡3~20km/h,倒车挡2~6km/h。

变速方式:液压机械双功率流传动

发动机额定功率:Ne=106kW,发动机额定转速:ne=2300r/min。

   对履带拖拉机无级变速器的换挡元件,即换挡离合器进行设计。

主要技术指标(或研究目标)根据无级变速器的总体设计方案,对其中的主要部件之一换挡离合器进行设计、计算;绘制换挡离合器部装图;绘制总量不低于AO号的图纸3张,其中计算机图纸2张;不低于12000字的论文说明书,10000外文字符资料翻译。

   进行步骤:①课题调研,查阅文献资料,明确任务;②方案设计;③总图设计;④

撰写论文:③毕业论文答辩。

进度计划①调查研究,熟悉设计内容,收集文献资料,时间占20%~25%(约2.0~3周);

②设计任务分析与实施方案的确定,写出开题报告;时间占3%~5%(约1周);

③实施设计、计算、绘图,论文起草时间占45%~50%(约6周);

④整理论文,时间占5%~8%(约1.5周);

⑤毕业论文答辩,时间占3%~5%(约1.5周)。

履带拖拉机无级变速器设计(换档离合器设计)

摘  要

本文介绍了设计的内容和设计指导思想,本次设计的内容是设计履带拖拉机无级变速器—换档离合器设计,重点介绍和分析研究了离合器,并在设计中根据不同的工况进行的设计,特别介绍了一种新型的无级变速装置—液压机械无级传动,也是一种双功率流无级传动系统,具有无级调速、高效率的特性,是大功率车辆较理想的传动方式。液压机械无级变速器是一种液压功率流与机械功率流并联的新型传动装置,通过机械传动实现传动高效率,通过液压传动的可控调速与机械传动相结合实现无级变速。该装置的采用能大幅度地提高车辆的动力性、经济性和操作自动化水平。湿式多片离合器是动力换档拖拉机传动装置中主要部件之一。湿式多片换档离合器是动力换档拖拉机传动装置中主要部件之一。对该离合器结构设计特点做了系统地论述,对摩擦片、回位弹簧、快速排油阀等关键部件进行了设计,对冷却润滑的实现及密封装置的选择,并对离合器的扭矩容量、热容量及其寿命进行了分析计算。

关键词:拖拉机,液压机械传动,负载换挡,湿式多片离合器

DESIGN OF CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION OF TRACKED TRACTOR (DESIGN OF WET SHIFT CLUTCH)

ABSRACT

The design content and the design guiding ideology are introduced in this paper. This design content is the design wet shift clutch of tracked tractor stepless transmission gearbox. The hydro-mechanical continuously variable transmission (HMCVT) is a new type transmission device, which consists of a mechanical transmission (MT) combined in parallel with a hydrostatic transmission (HST) featuring a pair of hydraulic units. The HMCVT has a continuously variable shifting ratio by the combination of HST and MT and achieves high efficiency by MT. This device can greatly improve power and fuel economy characteristics and operation automation level of vehicle. The wet multi-disk shifting clutch is one of main parts of power-shift tractor’ gearing. This paper discusses systematically the structural design features of this clutch, including the design of key parts such as friction plate, return spring and quick draining oil valve, the implementation of cooling and lubrication and the selection of sealing devices. The analysis and calculation of torque capacity, heat capacity and service life of this clutch are also carried out.

Key words: tractor, hydo-mechanical stepless transmission, load shift, wet multiple disc shift clutch

目 录

第一章 前  言.......................................................1

第二章 液压无级变速器传动方案的设计...............3

§2.1 设计任务及已知条件 .......................3

§2.2 液压无级变速传动方案的选择................3

§2.3 传动参数的确定 ...........................4

 §2.3.1 中心距和各对齿轮传动比的确定..........4

 §2.3.2 离合器的状态..........................5

 §2.3.3 液压泵及液压马达的选择................6

§2.4 无级调速特性..............................7

第三章 液压无级变速器换档机构—离合器的设计 ......9

§3.1离合器概论 ................................9

 §3.1.1 离合器的功用与分类 ...................9

 §3.1.2 影响离合器选择的因素 ................10

§3.2 离合器的设计要求和选型 ..................11

 §3.2.1 离合器的设计要求 ....................11

 §3.2.2 离合器的选型 ........................11

 §3.2.3 湿式摩擦式离合器润滑油的选择 ........12

 §3.2.4 湿式摩擦式离合器的润滑方式...........12

§3.3 湿式多片离合器主要参数的选择 ............13

§3.4 湿式多片换档离合器的设计计算 ............15

 §3.4.1 摩擦片的设计计算.....................15

 §3.4.2 回位弹簧的设计计算 ... . . .. . ........21

 §3.4.3 快速排油阀的设计计算 ................30

第四章 结 论 ...................................36

参考文献 ........................................37

致  谢...........................................39

第一章  前  言

液压式无级变速器是由液压传动和机械传动有机的结合而成,兼有液压传动与无级调速的特点。液压机械无级传动作为一种新型的传动技术自20世纪70年代以来取得了较大的进展,已开始成功地运用于车辆上,液压机械无级传动具有可控的无级调速特性、以小功率的液压元件传递大功率的率比特性、高效率特性,是车辆无级传动的理想方法。

车辆传动系的功用是将发动机的功率传至驱动轮,并按车辆行驶的要求改变车速与牵引力。无级传动被认为是最理想的车辆传动形式,目前世界主要机械无级变速器的生产国家有日本、美国、意大利和俄国等。产品有摩擦式、链式、带式及脉动式等30多种结构形式。中国是在20世纪60年代前后起步,目前能够初步满足社会生产的要求。

液压机械无级传动是一种多流传动系统,他将功率分为液压和机械两路传递,分流机构分流后液压马达在正向和反向最大速度之间来回无级变速,其每一个行程与行星齿轮有一个工况配合最后两路汇成由若干无级调速段相衔接并逐段升高的全程无级变化输出速度。液压元件只负担最大功率的一部分,其他功率都是由机械路传递。这相当于将液压无级变速功率扩大,传动总效率相对于液压传动也明显提高了。

参 考 文 献

[1]  成大先主编. 机械设计手册 第四版(全四卷)[M]. 北京:化学工业出版社,2002

[2]  张光裕,许纯新主编. 工程机械地盘设计[M]. 北京:机械工程出版社,1988

[3]  中国农业机械化科学研究院 编.实用机械设计手册(上下册)[M]. 北京:中国农业机械出版社,1985

[4]  王望矛 主编. 汽车设计 第4版[M]. 北京:机械工业出版社,2006

[5]  臧杰,阎岩 主编. 汽车构造(下册)[M]. 北京:机械工业出版社,2005

[6]  西北工业大学机械原理及机械零件教研室 编著. 机械设计 第七版[M]. 北京:高等教育出版社,2002

[7]  张明柱,周志立,徐立友.农业拖拉机用多段液压机械无级变速器设计[J] .农业工程学报,2003,19(6):118—121

[8]  田全忠. 液压机械传动在大功率拖拉机上的应用分析[J] .拖拉机与农用运输车,2001,2:31—33

[9]  郭晓林,苑士华,张银彩,胡纪滨,杨树军. 等比式液压机械无级变速器设计与仿真[J]. 机床与液压,2006,8

[10] 徐立友,周志立,张明柱,李言.拖拉机液压机械无级变速器设计.农业工程学报,2006,

[11] 侯国勇,苑士华.液压机械无级变速器的速比调节规律研究[J].工程机械,2004,(6)

[12] 田全忠,陈树声,查正维,史金钟.液压机械无级变速传动系统计算和分析[J].拖拉机与农用运输车,2005,6

[13]  徐立友, 周志立,张明柱,李言.拖拉机液压机械无级变速传动系统与发动机的合理匹配[J].农业工程学报,2006,9

[14]  孙桓,陈作模主编.机械原理 第六版[M].高等教育出版社,2001

[15]  胡纪滨,赵然,丛振刚.液压机械无极传动的自动控制研究.北京理工大学学报, 2002,8

[16] 蒋小华, 秦大同,胡建军. 液力机械自动变速传动综合控制策略[J]. 重庆大学学报,2006,27(9):1-9

[17] 余荣耀,孙冬野,秦大同. 机械自动变速系统动力性换挡控制规律[J]. 农业机械学报,2006,37(4):1-4

[18] 郭立书,葛安林,张泰,岳英杰. 电控机械式自动变速器换挡过程控制[J].

农业机械学报,2003,34(2):1-3

[19] 吉林工业大学,北京农机学院,洛阳农机学院,湖北农机学院,镇江农机   学院,河北工学院 合编. 拖拉机地盘结构设计图册. 机械工业出版社.1974

[20] 重型车辆自动变速技术及发展技术及发展趋势. 重庆大学学报(自然科学版),2003,26(10):10-14

[21] 田全忠. 液压机械传动在大功率拖拉机上的应用分析[J].拖拉机与农用运输车,2001,2:31-33

[22] 卞学良 换档离合器快速排油阀的优化设计[J] 拖拉机,1992年第4期


内容简介:
ntsntsnts nts多段分流传动传动比连续变化的条件 苑士华,胡纪滨,杨文正 (北京理工大学 车辆传动国家重点实验室,北京 100081) 摘 要: 通过对多段分流传动构成框图的分析,建立传动比变化方程;以传动比连续变化为条件,推导了系统各部分传动比之间的一般变化规律,确定多段分流传动比连续变化的条件;并两个例子进行验证。 关 键 词 : 分流传动;无级传动;多段分流传动 ; 多段分流传动( MRST)的典型实例是多段分流传输( MRHMT)。 他们是构成汽车和履带式拖拉机一致地元件的动力传动系或转 向系,他们通常由四个基本部分构成 ,i.e分流机构、机械传动、液压传动,汇合机构。在这种传输方式中,分离机构和汇合机构的自由度总和是三。这就是说,唯一的机械有一个自由度,其他的有两个。有一个自由度的机构和有两个的机构都可以在最后自由的进出。当有一个自由的机构位于输入端的末端时, MRHMT被称为扭矩速度分离汇合。当一个自由度的机构位于输出端的末端时, MRHMT被称为速度分离扭矩汇合。所以,多段分流传动关键的一点是选择工作的变化范围和规定的变化比。本文利用数学分析的方法,使多段分流传动的连续变化比的论证。 1、 等 式 分流传动的基本组成部分可以由图 1显示, G开始于机构的一个自由度; M作为一个单项元件, H可以作为另一条传输元件; D可以作为两条元件的合成, A作为后面的传动构件。 图 1 分流传动的基本组成部分 他们之间的关系比可以有以下公式表示: )( hmat iiii (1) 式中ti是分流传动的传动比,ai为后面的传动比;mi为 M的传动比;hi为 H的传动比; 是微分参数,他的值为 0或 1, 1 nts式( 1)是计算分流传动比的基本公式,常微分方程可以了解ti改变是以及, hma iii 与式( 1) 的参数的区别, ( 2) 由于连续的传动比、强大的功率以及较高的效率。假定改变 和am ii ,, i、 e,他们保持恒定在各范围和变化唯一的接近范围变化,而且hi也在 maxmin , hh ii这范围连续的变化。所以公式( 2) 能化简为: dtdidtdi ihajtk ( 3) 角标 k=1,2,3, n, j=1,2, v和 l=1,2, w。这里 v和 w分别为常数而n是此刻mi或工作范围的数目。多量程的意思是 或,am ii超过一种价值并且制造了倍数群。 2、 传动比连续变化的情况 多段分流传动希望当hi在 maxmin , hh ii的范围内变化,则传动比连续的变化并且参数单一变化。他可以用下式表示: ( 4) ( 5) 式子( 4) 是传动比在多段分流传动的工作范围内连续的变化,而式子 ( 5)传动比单调的变化。 从式子( 3)可知,传动比ai和不同的参数值 之间的关系是: 这里的kq是比从kaki 到 lj1n, . . . . . . ,2,1l, . . . . ,3,2,)1()1( ;nji kka 从式子( 4)、( 6),决定传动比mi的功能可以得到: nts( 7) 式子( 7) 是多段分流传动构成连续变化的情况。 3、 两个例 子 第一个例子,我们已知m a xm in,1,1 hhajk iiiq ,根据公式( 7),机械构件的传动比由式( 8)决定 m a x111 )1(21hmjmj ijiai ( 8) 多段分流传动的传动比ti是:( 9) 传动比变化曲线由图( 2)表示,他给出了ti的传动比连续性和线性变化。 图( 2) 多段分流传动传动比变化曲线 第二个例子 是取kq相同的常数,并且maxmin hh ii 。这样的话多段分流传动个元件的间的关系由下面表示: nts( 10) 多段分流传动比: ( 11) 传动比变化曲线在图( 3)显示的范围中变化,它是一非线性曲线,但是在各段中他是线性直线。 图( 3) 多段分流传动比非线性曲线 4、 结 论 贯穿上边理论分析,可以得到以下的结论,第一,当独自路线元件改为和后面连续的在意范围变化时,传动比和微分参数之间的关系,那分置式传动装置会做成多段的,可以由式子( 6)表 示。当多段分流传动的传动比 可以在那部 分级的表格方面的变化时,传动比和参数之间的关系可以由式子( 7)表示,用式子(7)描述个元件的关系。 nts毕 业 设 计( 论 文 )任 务 书 (指导教师填表) 填表时间: 2007 年 3 月 16 日 学生姓名 胡 昊 专业班级 车辆 031 指导教师 徐立友 课题类型 工程设计 设计(论文)题目 履带拖拉机无级变速器设计(换档离合器设计) 主要研 究内容 设计 履带拖拉机无级变速器 ,作业速度范围为:前进挡 3 20km/h,倒车挡 26km/h。 变速方式:液压机械双功率流传动 发动机额定功率: Ne 106kW,发动机额定转速: ne=2300rr/miin。 对履带拖拉机无级变速器的换挡元件,即换挡离合器进行设计。 主要技 术指标(或研究目标 ) 根据无级变速器的总体设计方案,对其中的主要部件之一换挡离合器进行设计、计算;绘制换挡离合器部装图;绘制总量不低于 AO号的图纸 3张,其中计算机图纸 2张;不低于 12000字的论文说明书, 10000外文字符资料翻译。 进行步骤:课题调研,查阅文献资料,明确任务;方案设计;总图设计; 撰写论文:毕业论文答辩。 进度计划 调查研究,熟悉设计内容,收集文献资料,时间占 20 25(约 2.0 3周); 设计任务分析与实施方案的确定,写出开题报告;时间占 3 5(约 1周); 实施设计、计算、绘图,论文起草时间占 45 50(约 6周); 整理论文,时间占 5 8(约 1.5周); 毕业论文答辩,时间占 3 5(约 1.5 周)。 主要参 考文献 拖拉机底盘结构设计图册;机械设计手册;拖拉机设计;拖拉机理论;拖拉机设计手册。东方红 1302R 1302RA 拖拉机设计、使用说明书工程机械底盘设 计 ,车辆传动系统分析。 研究所(教研室)主任签字: 2007 年 3 月 16 日 nts河南科技大学毕业设计(论文)开题报告 (学生填表) 院系: 车辆与动力工程学院 2007 年 4 月 10 日 课题名称 履带拖拉机无机变速器设计( 换档离合器设计 ) 学生姓名 胡 昊 专业班级 车辆 031 课题类型 工程设计 指导教师 徐立友 职称 讲师 课题来源 科研项目 1. 设计(或研究)的依据与意义 车辆传动系的功用是将发动机的功率船只驱动轮,并按车辆的行驶的要求改变车速与牵引力。无级传动被认为是最理想的车辆传动形式。无级变速传动系统可以根据路面状况和 发动机工况无级变化传动比使发动机始终在高效工作区运转,实现车辆外界条件与发动机动力的最佳匹配,使车辆获得最佳的行驶性能。 液压机械无级变速传动是一种新型传动系形式,它是由液压传动和机械传动有机结合而成,兼有液压传动无级调速和机械传动高效率的特点是一种功率较大的无级变速传动形式。 液压机械无级传动是一种多流传动系统,它将功率分为液压和机械两路传递,分流机构分流后液压马达在正向和反向最大转速之间来回无级变速,其每一行与行星齿轮机构的一种工况配合最后两条路汇成右若干无级调速段相连接并逐段升高的全程无级变化输出速度 。液压元件只负担最大功率的一部分其它功率 都由机械路传递,相当于将液压无级变速功率扩大传动总效率也明显提高。 无级传动系统可以根据路面状况和发动机工作状况使车辆获得最佳的行驶性能,使车辆动力装置的动力特性通过无级变速器,达到最佳匹配,进而减少车辆换档过程的冲击提高舒适性,改善燃油经济性。 nts2. 国内外同类设计(或同类研究)的概况综述 液压机械式无级变速在拖拉机上的实际开发应用主要从 20世纪 90年代开始,发达国家主要的拖拉机和工程机械制造公司普通在大、中型拖拉机开发安装液压机械 式无级变速器,如德国芬德公司的 vario 系列, favorit 系列,德国专业生产变速器的 ZF 公司的 S-MATIC 系列, ZF ECAM 系列,已在道低兹法尔和斯特尔公司的拖拉机上应用,此外,德国约翰迪尔公司英国工程机械制造公司,美国卡特比勒公司,日本小松公司,前苏联 T-130 拖拉机等在其产品中应用了液压机械式无级变速器。日本小松公司在近几年成功地研制出世界上最先进的液压机械传动变速箱,并率先将其应用到推土机、装载机等工程车辆。 在理论研究方面,德国波洪大学对液压机械无级变速传动的理论有较深入的研究。 1981 年,由 ALIHSHAKER 完成了题目为 载重汽车无级变速传动液压耦合变速器的博士论文,论文对液压机械无级传动的结构,性能,控制方式等进行了系统的研究。 1986 年由 GUENTER BERGER 完成了题目为自动无级液压机械动力换档变速器的博士论文,对液压机械无级变速传动的机构,性能,控制,规律等进行了较系统的研究,国内对液压机械无级变速传动的原理,理论特性,设计分析方法,动态特性等进行了较深入的研究。吉林工业大学,石家庄铁道学院,葛洲坝水电工程学院等对液压机械无级传动理论和实验分析进行了研究。 建模和仿真分析是研究和设计动力传动 系的有效工程方法,国内外研究者都非常重视,在车辆变速控制研究中,需要建立从发动机,变速器,传动箱到车轮的整个动力系统的模型。牛顿力学定理和微分方程是建模的基本理论方法,对于复杂传动特别是有机械液压,电动混合,传递力的传动系统,现在对于液压机械无级变速传动在拖拉机的应用仿真研究属于空白。 在我国,液压机械传动变速箱正在开始试用于大功率履带拖拉机随着我国机械制造技术的发展,相信液压机械传动技术必将的到更广泛的应用。 nts3. 课题设计(或研究)的内容 设计履带拖拉机无级变速器,作业速度范围为:前进档 3-20km/h,到档 2-6km/h 变速方式:液压机械双功率流传动 发动机额定功率: Ne=106kw,发动机额定转速 ne=2300km/h 对履带拖拉机无级变速器换档离合器设计,通过离合器的啮合与分离完成不断变化的负载要求,以达到动力性和经济性的要求。 4. 设计(或研究)方法 离合器的设计: 计算转矩 TtTc ;摩擦面对数 PPC PDDD Tzm )( 81 2221 ;许用传递转矩 TVPpcp KKKmPDDDT 12221 )(81 ;回位弹簧计算: 10 QQQQ ft ;快速排油阀计算:323061 rdF g 5. 实施计划 1、 调查研究、熟悉内容、收集文献资料,约 2-3 周 ; 2、 设计任务分析与实施方案的确定,写出开题报告,约 1 周; 3、 实施设计,计算,绘图,论文起草,约 6 周 ; 4、 整理论文 .约 1,5 周; 5、 毕业论文答辩约 1.5 周。 指导教师意见 指导教师签字: 年 月 日 研究所(教研室)意见 研究所所长(教研室主任)签字: 年 月 日 nts 1 履带拖拉机无级变速器设计(换档离合器设计) 摘 要 本文介绍了设计的内容和设计指导思想,本次设计的内容是设计履带拖拉机无级变速器 换档 离合器设计,重点 介绍和分析 研究了离合器,并在设计中根 据不同的工 况进行的设 计,特别介绍了 一种新型的无级变速装置 液压机械无 级传动,也是一种 双功率流无 级传动系统,具有无级调速 、高效率的 特性,是大功 率车辆较理 想的传动方 式。液压 机械 无级 变 速器 是一 种液 压 功率 流与 机械 功 率流 并联 的新 型传动装置,通过机械传 动实现传动 高效率,通过液 压传动的可 控调速与机械传动相结合实现无级变速。该装置的采 用能 大幅度地提 高车辆的动力性、经济性和操 作自动化水 平。 湿式多片离 合器是动力 换档拖拉机传动装置中主要部件之一。湿式多片换档离合器是动力换档拖拉机传动 装置 中主 要 部件 之一 。对 该 离合 器结 构设 计 特点 做了 系统 地论述,对摩擦片、回位 弹簧、快速排 油阀等关键 部件进行了 设计,对冷却润滑的实现及密封装置的选择,并对离合器的扭矩容量、热容量及其寿命进行了分析计 算。 关键词 :拖拉机, 液压机械传 动,负载换 挡,湿式多片 离合器 nts 2 DESIGN OF CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION OF TRACK ED TRACTOR (DESIGN OF WET SHIFT CLUTCH) ABSRACT The design content and the design guid ing ideology are introduced in t his paper. This design content is the design wet shift clutc h of tracked tractor step less trans miss ion gearbox. The hydro- mecha nical continuo usly variab le trans miss ion (HMC VT) is a new type transmiss ion device, which cons ists of a mechanica l transmiss ion (MT) comb ined in parallel w ith a hydrostatic transmiss ion (HS T) featur ing a pair of hydraulic units. The HMC VT has a cont inuous ly var iable shift ing ratio by the combinat ion of HS T and MT and achieves high effic ienc y by MT. This device can greatly improve power and fue l economy characterist ics and operatio n automat ion leve l of vehic le. The wet mult i-disk shift ing c lutch is one of main parts of power- shift tractor gearing. This paper discusses systemat ically the structura l design features of this clutch, inc luding the design of key parts such as frict ion plate, return spring and quick draining oil va lve, the imple mentat ion of cooling and lubr ication and the selection o f sealing devices. The analys is and calculat ion of torque capacit y, heat capacity and service life of this clutch are also carried out. Ke y wo rds: tractor, hydo- mechanica l stepless transmiss ion, load shift, wet multiple disc shift clutch nts 3 目 录 第一章 前 言 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 第二章 液压无级变速器传动方案的设计 .3 2.1 设计任务及已知条件 .3 2.2 液压无级变速传动方案的选择 .3 2.3 传动参数的确定 .4 2.3.1 中心距和各对齿轮 传动比的确定 .4 2.3.2 离合器的状态 .5 2.3.3 液压泵及液压马达的选择 .6 2.4 无级调速特性 .7 第三章 液压无级变速器换档机构 离合器的设计 .9 3.1 离合器概论 .9 3.1.1 离合器的功用与分类 .9 3.1.2 影响离合器选择的因素 .10 3.2 离合器的设计要求和选型 .11 3.2.1 离合器的设计要求 .11 3.2.2 离合器的选型 .11 3.2.3 湿式摩擦式离合器润滑油的选择 .12 3.2.4 湿式摩擦式离合器的润滑方式 .12 3.3 湿式多片离合器主要参数的选择 .13 3.4 湿式多片换档离合器的设计计算 .15 3.4.1 摩擦片的设计计算 .15 3.4.2 回位弹簧的设计计算 . . . . . .21 3.4.3 快速排油阀的设计计算 .30 第四章 结 论 .36 参考文献 .37 致 谢 .39 nts 4 第一章 前 言 液压式无级变速器是由液压传动和机械传动有机的结合而成,兼有液压传动与无级调速的特点。液压机械无级传动作为一种新型的传动技术自 20 世纪 70 年代以来取得了较大的进展,已开始成功地运用于车辆上,液压机械 无级传动具 有可控的无 级调速特性、以 小功率的液压元件传递大功率的率比特性、高效率特性,是车辆无级传动的理想方法。 车辆传动系的功 用 是将发动机 的功率传至 驱动轮,并按车辆 行驶的要 求改 变车 速 与牵 引力 。无 级 传动 被认 为是 最 理想 的车 辆传 动形式,目前世界主 要机械无级 变速器的生 产国家有日本 、美国 、意大利和俄国等。产品 有摩擦式 、链式、带式及脉动式等 30 多种结构形 式。中国是在 20 世纪 60 年代前后起步,目前能够初 步满足社会 生产的要求。 液压机械无级传动是一种多流传动系统,他将功率分为液压和机械两路传递,分流机构 分流后液压 马达在正向和 反向最大速 度之间来回无级变速,其每一个 行程与行星 齿轮有一个工 况配合最后 两路汇成由若干无级调速段相衔接并逐段升高的全程无级变化 输 出速度。液压元件只负担最大功率的一部分,其他功率都是由机械路传递。这相当于将液压无级变速功率扩大,传动总效率相对于液压传动也明显提高了。 目前 国际 上 大功 率履 带 拖拉 机以 及 部分 工程 车 辆的 传动 系 广泛采用液力变矩器与动力换档变速器组合的形式,即我们常标的动力机械传动。还有部分先 进机械采用 了全液压传 动技术,其操纵 已由手动电液控制或微电脑控制技术方面发展,并取得非常好的效果,大大提高了整机行驶平顺和作业性能,虽然他们都具有无级变速的功能,操纵轻便,整机动力性好,可靠性高,但由于传动系的传动效率较低,直接影响了整机生产 率和经济 性。为此,开发设 计既具有良 好的动力性,又有较高传动效率 的传动系统 一直是国内外 广大工程技 术人员长期潜心研究攻关的重点项目 。 近几年来 ,日本小 松公司成功 地研制出nts 5 了世界上最先进的液压机械传动变速箱,并率先将其应用于推土机、装载机等工程车辆,在车辆传动技术领域取得重大的突破。同期,许多国 外著 名公 司 也成 功地 将液 压 机械 传动 应到 履 带拖 拉机 差速 转向系中。在我国 ,该项技术 正式开始应 用于大功率履 带式拖拉机 ,随着我国机械制造技术的高速发展,相信液压机械出动技术必将得到广泛的应用,使国产履带 式拖拉机、推 土机的技术性 能达到国际 化先进水平。 在我国拖拉机产品中,换档多采用手动式的滑动齿轮和啮合齿轮来实现的,换档前先 分离主离合 器切断发动 机的动力,这样 不仅增加了操纵人员的劳动强度,而且换档时间长,换档平顺性差,降低了拖拉机的动力性和燃油经济性。借助于几组摩擦元件(湿式摩擦片离合器和制动器)实行 动力换档,拖拉机在从一 个档位换到 另一个档位 时,无须切断发动机到变速箱的动力,直接进行换档,从而大大提高了拖拉机的动力性能。摩擦元件是拖拉机动力换档装置中主要部件之一,其性能的好坏,直接 影响着拖拉 机动力换档 品质。 nts 6 第二章 液压无级变速器传动方案的 设计 2.1 设计任务及已知条件 设计任务:设计履带 拖拉机无极 变速器, 其作业速度范围为: 前进挡 320kkm/h,倒车挡 2 6km/h。 变速方式:液压机械 双功率流传 动。 发动机额定功率: Ne =106 kw 发动机额定转速: min/2300 rne 对履带拖拉机无极变速器的换档元件,即换档离合器进行设计。 2.2 液压无极变速器传递方案的选择 2.2.1 几种液压机械无级传动 形式 液压机械无级变速器有多行星排式和单行星排。多行星排式结构如图 ( 2 1) 所示。单行星排式是 由单个行 星排 和一个机械 自动变速器组成。其传动 方案 如图 ( 2 2) 所示 。 图 2 1 多行星排 液 压 机 械 无 级 传 动 方 案 以上两种无级变速传动形式的方案,其基本原理是行星轮三自由nts 7 度中的两个输入中的一个发生变化,那么输出的那个就发生变化。从两图中可以看出多行星排形式的比较结构比较复杂。单行星排形式的结构比较简单,而且 也能满足设 计任务书中 的要求。所以本 设计采用单行 星排 形式 的 液压 机械 无级 传 递方 案。 下面 我 们将 进行 参数 的选择。 图 2 2 单个行星 排 液 压 机 械 无 级 传 动 原 理 图 2.3 传动参数的确定 2.3.1 中心矩和各对齿轮传动 比的确定 为了尽可能地应用原来的生产线和原来的部件总成,并且 根据拖拉机变速器中心距设 计经验公式 : 3 ja TKA ( 2-1) 输入轴和输出轴的中心距继续采用原来的中心距 ( A=157.5mm) 。为了使得本变速器的轴向距离尽可能的减少,我们把低速段(挡)离合器与高速段( 挡)离合 器布置在同 一径向位置 ,所以去其 他两中心距为 1A =185 mm, 2A = 210 mm ( A 表示多挡自动 变速部分的 输入轴与输出轴的中心 距; 1A 表示多挡自动变 速部分的 输入轴与 中间轴的中nts 8 心距; 2A 表示多挡自动 变速部分的 中间轴与输 出轴的中心距 )。 根据拖拉机变速器齿 轮模数设计 的经验公式 : 36.04.0 Tm t ( 2-2) 式中: T 为变速器的 输入 转矩 代入数据得出齿轮的最大模数 m,为了设计方便 以及尽量降 低变速器的轴向尺寸,所 以将所有齿 轮的模数选 为 m=5。 根据 机械 设 计手 册常 用 行星 轮系 的 各齿 轮的 齿 数关 系以 及 行星轮的个数,选 取 k 为 2.9。根据所查阅的有关材料,把321iii选在 0.35左右,根据液 压泵以及参 数把 1i 、 2i 、3i的齿数取得如下 : 1Z 18 , 2Z 31 ,3Z 34, 444 Z , 345 Z,6Z 44。 则321 iii 352836.0,可以满足前面 所选。在保证中心距的 同时还要不 发生运动干 涉,得到其他传 动齿轮的齿数以及传动比,如 表 2- 1 表 2-1 第 4 对到 第 8 对 齿 轮 的 齿 数 和 传 动 比 4 5 6 7 8 主动齿数 30 42 26 22 39 从动齿数 54 42 37 5 45 传动比 4i =1.8 5i =1 6i =1.423 7i =2.2174 8i =1.1 2.3.2 离合器的状态 根据设计要求,前进 分为四段, 倒车分为两 段。( 见表 2- 2) 假设0n、bn、sn、 rn 、cn、dn分别为变速器的 出入轴、输 出轴、太阳轮、齿圈、行星 架 、多挡变 速器输出轴 的转速。 k 为行星排特性 参数 : srZZk ( 2- 3) 式中: rZ 为齿圈的齿数,sZ为 太阳轮的齿 数。 由行星齿轮各构件的 运动关系: cr nkknn )1(5 ( 2- 4) 可以推导出各段的速 度特性。 nts 9 1) HM1段 65403216546541 1 iiikniii ekiii niii nn cdb ( 2-5) 2) HM2段 6540216546541 1 iikiniiekiiiniiinn cdb ( 2-6) 3) 其他各段的计 算 由图 2-1 及表 2- 1 可以看出, HM3段与 HM1 段传动形式相同,计算其速度时将 ( 2- 1) 中的543iii用6i代换就可以了 。同理 ( 2- 2) 中的543iii用6i代换,即 表 2-2 离合器结合 状 态 表 段(挡)位 1C 2C 3C 4C 5C 6C 7C 前 进 HM 1 + + + M 1 + + + HM 2 + + + HM3+ + + M 2 + + + HM 4 + + + 倒 车 HM 1 + + + M 1 + + + HM 2 + + + 2.3.3 液压泵及液压马达的选择 1、液压马达 的选择 1) 发动机的参数 106ePKW, 2300en转 /min, mNnPTeee 2.4 4 02 3 0 01 0 69 5 5 09 5 5 02) 行星机构各个构建 的扭矩比 )1(:1: KKTTTcrs =1:2.9:3.9 nts 10 由此可知,当行星 架输出是太 阳轮上的扭矩 较大。由结 构可知当变速器为纯机械传动 时,太阳轮 上的扭矩最 大。其最大值 为: 79.1 5 19.2 2.4 4 0m a x KTT rS mN 此时马达所需要的转 矩为: 32m axm ax iiTT S254.21 mN 根据 2eg MPV取 MPaP 40 ,则 MlVg 94.39根据现有的产品选用 90 系列型号为 042 的柱塞马达。 此种马达的参数如下: 表 2-3 90 系列型 号 为 042 的 定 量 马 达 参 数 参数 排量 1rml 额定压力 aMP最高压力 aMP最低转数 minr 1额定转数 minr 1最高转数 minr 1定量马达 42 42 48 0 4200 4600 2、液压泵的 选择 由于上面所计算液压泵排量时,是把液压泵的额定排量和液压马达的额定排量当着一样来计算的,所以现在选择的液压泵与液压马达对应。即选择 90 系列型号 为 042 的柱 塞泵。此种 马达的参数如 下: 表 2-4 90 系列型 号 为 042 的 定 量 泵 参 数 参数 排量 1rml 额定压 力 aMP最高压力 aMP最低转数 minr 1额定转数 minr 1最高转数 minr 1定量泵 42 42 48 500 4200 4600 2.4 无级调速特性 由 ( 2-5)、 (2-6)反映了液压机 械无级变速 器的无级调速 特性。把各齿轮副的传动比和行星特性参数代入,就可以得到液压机械无级变nts 11 速器各段(挡)速比随 变量 泵和定量马 达排量比 e 变化特性曲线。计算的输出转速与 e 如下 表: 表 2-5 输出转速 与 e 排量比 e -0.352836 0.352836 0.002755 0.352836 -0.692794 输出转速 437.44 897.897 1205.1 1616.3 3268 并且画出他们的关系 图 ( 2-4) 。 图 2-4 输出转速 与 e 的关系 由图可知,当变量泵和定量马达排量 比 e 在 -1 倒 +1 范围内变化时,变速器的 速度是连续 无级变化 。图中水平 线表示速比 不随 e 变化的两个纯机械挡 。 nts 12 第三章 液压无级变速器换档机构 离合器的设计 3.1 离合器概论 对于以内燃机 为动力 的拖 拉机, 离合器 在机 械传动 系中 是作为一个 独立 的总 成 而存 在的 ,它 是 传动 系中 直接 与 发动 机相 连接 的总成。目前,拖 拉机采用的 多为摩擦式 离合器。 离 合器用来传 递或切断发动机传给传动系的动力并限制传动系过载。湿式离合器用黏度较低的油 液冷却摩擦表 面,故散热 好、磨损小 ,能适应恶劣 的工作条件,用于大功率拖拉机上。湿式离合器的摩擦系数小,故采用双边或多片,且需要的较大的压紧力,往往用液压操纵。液压压紧式离合器制造精度要求高,主要 作用在动力 换档的变速 箱中,也有 用作离合器 。湿式离合器工作性能稳定,长期使用后压紧力和摩擦系数变化不大,多用于作业负荷大的农业拖拉机上,操纵频繁的工业拖拉机上和动力换档变速箱中。 3.1.1 离合器的功用与分类 离合器是一种 可以通过各 种操纵方式,实现主、从动部 分在同轴线上传递运动和动力时具有接合或分离功能的装置 。离合器 有各种不同的用途,根据原动 机和工作机 之间或机械 中各部件之间 的工作要求,离合器可以实现相对起动或停止,以及改变传动件的工作状态,达到改变传动比 ,实现传动 件之间相互 同步或超越运 动。此外 ,离合器还可以作为起动或 过载时控制 传递转矩大 小的安全保护 装置等。 按离合器机和元件传动的工作原理,可以分为嵌合式离合器和摩擦式离合器;按 实现离、合动作的过 程可分为操纵 式和自控式 ;按离合器的操纵方式,则 可分为机械 式、气压式 、液压式和电 磁式等。 nts 13 3.1.2 影响离合器选择的因素 一、原动机的起动特 性 对于用三相笼式异步 电动机驱 动的传动系 统,由于其最大转 矩与额定转矩间的比值较大,离合器在接合加载过程中,转速不会有明显下降。因此,可以允许有 较大的超载 范围,故可 选用较大容 量的离合器,以便在加载结合 时有可能迅 速驱动,不至于 出现长时间 的打滑现象,造成摩擦发热,使摩擦加剧。对于内燃机 等原动机,在 接合加载过程中,原动机转速会有显著下降,为了避免原动机转速过分下降,应采用工作容量储备 较小的离合 器。 二、离合器的受载特 性 对于工作载荷稳定, 而起动时从 动部分的惯 性也很小的传 动系统,可选用较小容量 和较小尺寸 的离合器。而对 于在受冲击 载荷的离合 器或从动部分具 有很大惯性 以及需要在 高转差率下工 作的离合器,如无有效的缓冲和减振装置时,应选用容量较大的离合器,以避免离合器严重打滑或接合时间过长。当轴系有可能出现扭振时,为防止离合器或其他传动元件损坏,保证离合器正常运转,除了考虑离合器的容量外,更重要 的是进行扭 振计算,通过改变工作 转速,远 离轴系的临界转速,避开 共振区,或者在接合 元件间增设减 震装置,改变轴系刚度,消除共振。 三、接合元件的性质 嵌合式接合元件传递转矩能力大,外形尺寸小,可以保证接合后主从动件之间的转速完全同步,而且没有发热和温升,但因 接合元件为金属制成,刚 性大,在 有转速差下 接合的瞬时 ,主从动件 上将产生相当大的冲机,引起陡振和噪声,特别是在有载荷情况下高速结合,有可能损坏嵌合元件。因此,有种接合元件的使用限于静止或相对转速差较小,在空载或轻载情况下接合的传动系统。摩擦式接合元件,由于在接合过程,可以容许中从动接合元件间存在一定的滑差,因此,虽然滑动会引起能能量的损耗和发热,但却可使主从动接合件能在较大转速差下进行接合 ,而且接合 是具有柔性 无冲击。 nts 14 四、操纵方式 依靠人力的各种机械 操纵离合器 操纵力 ( 400N) ,反应慢,接合效率低,主要 用于中、小功率的机 械设备上。气压操纵具 有比较大的操纵力( 0.4 0.8MP a), 离、合迅速, 操纵效率较 高,而且排 气无污染,适宜用于各种 容量的离合 器和远距离 操纵的离合器,特别是各种大型离合器的操纵。液压操纵能产生很大的操纵力( 0.7 3.5MP a),而且有良好的润滑和散热条件,适宜用于有润滑装置和不泄露的机械设备,操纵体积 小而传递转 矩大的离合 器。电磁操 纵比较方便 ,接合迅速,时间短 ,可以并入 控制电路系 统实行自动控 制,且易 实现远距离控制,特别适合于 各种操纵频 率高的中、 小型以及微型 离合器。 五、环境条件 开 式结构可用于宽 敞无污染的 环境,而封闭式的 结构则能适 应有粉尘和存在污染的场合。对于有防爆要求的环境,不宜采用普通的电磁式离合器,要求保 持环境严格 清洁的场合,不 宜选用液压 操纵离合器。此外,不希望有 噪声的环境,最好选用有 消声器,则应 考虑环境温度和有害的介质对 它的影响。 3.2 离合器的设计要求和选型 3.2.1 离合器的设计要求 1 、能可靠的传递 发动机的最 大转矩,且 传递的转矩有 一定储备 ,离合器结合后不产生 滑磨; 2 、分离彻底、迅速 ; 3 、结合平顺柔和, 以减少机械 起步过程中 的冲击载荷; 4 、从动部分转动 惯 量要小,以减 轻换档时换档 齿轮的冲击 并便于换档; 5 、散热良好,使用 寿命要长; 6 、操纵轻便,以减 轻驾驶员的 劳动强度。 3.2.2 离合器的选型 设计离合器的时候,主要根据工程机械的作业特点、功率大小、nts 15 负荷状况以及操纵方式等要求与条件,选择合适的离合器结构形式。 根据前面的分析,设计的要求,需要选择湿式多片摩擦式离合器。多片离合器传递的转矩大,也可以降低离合器的压紧力,但在结构上必须保证分离时的彻底性和良好性;另外,湿式离合器因有油液的润滑和冷却作用,有效地 控制了摩擦 表面的温度并 能显著减少 摩擦表面的磨 损,因此它对提 高离合器的 可靠性和使 用寿命有显著 的效果,使用寿命可达到干式离合器的 5-6 倍。所以湿式离合器能适应 恶劣的工作条件(频繁接合、 重载荷下起 步等) 3.2.3 湿式摩擦式离合器润滑 油的选择 对于在湿式下工作的摩擦元件,不但要保证润滑充分,而且对润滑剂的性能也有一定 的要求,对 润滑油的要 求有以下几点 : 1、摩擦性能好,与摩擦表面的粘附力大油膜强度高,既防止两摩擦面直接接触,又 具有高的摩 擦系数: 2、适当的粘度和粘温指数,使其在低速时,不知因粘度过大,油膜厚度增加,延长离合器 的接合时间 ;高速时 ,不会因粘 度过 大而增加空转转矩和发热,也不会因粘度太低不容易形成油膜而发生干摩擦,降低使用寿命; 3、耐热性好,抗氧化性高,不产生泡沫,不容易老化变质,使用寿命长; 4、化学性能 稳定,不与摩 擦元件发生 腐蚀作用 摩擦式离合器采 用的润滑油 ,当工作 温度在 40 70 摄氏度之间时,可用变压器油,当工作温度在 70 100 摄氏度之间时, 可用汽轮机油。对于更高的工 作温度则宜 用合成润滑 油。 3.2.4 湿式摩擦式离合器的润滑 方式 1、频繁时, 则不易得到充 分的润滑。 2、浸油润滑 将离合器仅在油中,进入深度,一般为外径 的 10%,由于搅动油 产生阻 力使离合器 的空转转矩 增加,接合时间 延长,一般用于线速度小于 2m/s 的 离合器。 3、滴油或喷油润滑 将润滑油直 接滴入或加 压喷入离合器,但当离合器线速度大于 5 m/s 时,润滑 油就难以进入 离合器,故 一般用于nts 16 线速度小于 5m/s 的场合 。 4、轴心润滑 润滑油通过离合器轴的中心孔,依靠油压或离合力流到摩擦元件的摩擦面上,这种润滑方式比较合理,摩擦元件的使用寿命长,但是结构比 较复杂。 3.3 湿式多片离合器主要参数的选择 片式摩擦离合器的主要参数有摩擦转矩、储备系数、摩擦副数量和摩擦衬片的内外径等。前两个参数主要表 征离合器的工 作能力,可称之为性能参数,后两个参数则说明离合器的一些结构特点,可称之为结构参数。这两类 参数之间具 有内在联系 和相互影响。 1、离合器传 递的转矩对于 摩擦式离合 器: TtTc ( 3-1) 式中: Tc 计算转矩 储备系数 Tt 离合器传递 的转矩 2、比压 q: 为了使离合器有足够的使用寿命,压紧力 Q 应有足够的摩 擦面积来承受,即单位面 积上的压力 比压不能过 大: FQq( 3 -2) 式中: F 为摩擦片工作表 面积的当量 面积,即摩 擦面扣除沟 槽后的净面积, 2m 由式( 3-2)可知,压紧 力 Q 增大,转矩容量cM随 Q 成正比增大,若 q 值过大,将引起 摩擦片工作 表面迅 速磨损 和发热,从而导致摩擦片损坏。反之, q 值减小 ,离合器尺 寸将加大 ,若 q 过小时,则摩擦偶片之间可能被油膜隔开,形成液体摩擦,使摩擦系数降低。比压 q 一般取 23.5MP a(按 净面积计算不 超过 4MPa) 3、储备系数 储备系数在扭转容量计算中是一个关键的参数。选择 时要结合换档离合器本身的热损伤强度和拖拉机换档性能之间的关系,既要使nts 17 离合器工作在安全的范围内,还要使拖拉机换档迅速、平稳。 过小,会增加换挡的磨损时间,滑磨功大,导致摩擦片温度升高,摩擦系数下降。摩擦片烧毁 ,翘曲变形; 过大,滑磨 时间短,会引 起拖拉机在换挡过程中传动系出现较大的冲击,同时也不利阻止过载,影响作业过程中车辆和人身的安全,而且还会使离合器的尺寸和重量增加。对于拖拉机离合器,建议 值在 1.5 2.5 之间选取,当换档离合器做主离合器使用时, 值 应取较大值 。 表 3-1 摩 擦 离 合 器 工 作 储 备系数 1 机 械 类 型 值 拖拉机 1.53.5 4、压紧力损 失系数 在多片摩擦离合器中,考虑到压紧力在逐片顺次传递的过程中要克服花键连接处的滑动摩擦阻力而渐次减小所造成的损失,称为压紧力损失系数,其近似 计算公式: 2 11121 iK(3-3) 式中: 离合器的导向花键与摩擦片(或摩擦盘)内面间的摩擦系数 5、摩擦片内 、外径比 c 在设计摩擦片时,应选择适当的内、外径比 c。 c 值取得过 小,摩擦片内部的结构布置往往有困难;另外 c 值小内 、外径 差值大,内、外径圆周速度之差大,滑磨时,温升不一致,摩擦片易产生翘曲变形,摩擦片的磨损也不均匀;同时 c 值小,在 外径不变的 情况下 ,等效半径dR减小,同样的压 紧力所传递 的转矩也将 减小。但是 c 值也不能取得过大,因为在压紧 力不变的条 件下, c 值大将使摩擦片 受压面积减小,比压增加 且可 能超过 其需用范围 ,这也是不 希望看到的 。拖拉机换挡离合器的 c 值一般取 0.6 0.85。 nts 18 3.4 湿式多片 换档离合器的设计计算 3.4.1 摩擦片的设计计算 摩擦片是换档离合器中的核心零件,对整个离合器的性能起着决定性的作用。因此选择 性能良好的 摩擦材料和进 行合理的结 构设计是离合器设计的重要环 节。 一 、摩擦材料的选择 拖拉机换档离合器装在密封着的变速箱内,工作时散热条件差,因此要求摩擦材料具有良好的导热性、耐磨、耐热、耐烧蚀性。拖拉机在实际作业中换档频繁,要求离合器在接合时应平稳、柔和,而在分离时要迅速、 彻底,因此在设计 离合器时要求 摩擦片具有 足够的摩擦系数和稳定性,以保证在给定的条件下可靠的工作。由于粉末冶金摩擦材料主要成分为金属,导热性好、强度高,且承受负荷能力比非金属材料大,故 在工程机械 、拖拉机 动力换档离合 器中广泛运 用。所以此次设计选择的摩 擦副材料为 铜基粉末冶 金和钢 45。 二、 摩擦偶件数量 在保证传递转矩的条件下,应尽量减少摩擦偶件数,摩擦偶件少,磨损小,接合时 压紧力和功 率损失少 ,且各片的间 隙分布均匀 ,不仅要能充分冷却,而且还不易 产生滞排的 现象。片数 越多,分 离时片与片之间越易被润滑油粘住,克服粘液的扭 矩越大,越易 产生滞排现 象。但实际的离合器,由于外廓尺寸受到结构限制,为了满足传递转矩的要求,不得不设 计成多片式 的结构。对于拖拉机换 档离合器 ,其摩擦片一般取 3 6 片。 三、 摩擦片表面沟槽 为了提高摩擦片的工作性能,在摩擦片表面上常开有沟槽,其主要作用有两个 :( 1)润滑 油流过离合 器摩擦表面时 ,能更好 地冷却和润滑 摩擦 片表 面 ,同 时油 流过 还 可将 摩擦 表面 上 磨损 下来 的磨 削带走,起到清洁 摩擦片的作 用。( 2)主、从片接合时 ,这些沟 槽有助于摩擦表面上又汇集到沟槽中流走,当两片相对滑摩时,还可以起到刮油和破坏油膜的作用,从而建 立半液体和 临界摩擦,提 高摩 擦系数。 nts 19 摩擦表面的沟槽形式通常有径向槽、旋转槽、弧形菱状槽、方形槽、复合槽( 旋转槽加径 向槽 )。对于同 一形状的 沟槽,其 深度、宽度和密度对摩擦性能都有影响。因此在计算比压和摩擦力矩时,必须扣除沟槽的面积。 四、摩擦片的主要尺 寸计算 表 3-2 摩擦副材料 性 能 1 摩 擦 副 摩擦因数di许用压强 2cmN/ pP 许用温度/ C0 摩擦材料 对偶材料 湿 式 湿 式 湿 式 铜基粉末冶金 45 钢 0.050.1 120400 120 1、低速离合 器摩擦片的计 算: 储备系数: 计算转矩: mNiTTtTc 1 8 0 011 2 0 05.15 根据结构选择摩擦片 工作面的外 径: cmmmD 6.181861 根据摩擦片的内径与外径的比值 c 在 0.6 0.85 之间,摩擦 片工作面内径: cmmmD 151502 摩擦盘的工作面的平 均直径: mmcmDDD P 1688.16)156.18(21)(21 21 由表 3-2,选取摩擦因数 : 1.0 选择摩擦副材料为铜基粉末冶金和钢 45,则由表 3-2,查得许用压强:ap MPP 3。 计算摩擦片工作面的 平均圆周速 度: smnDv P 18.06 0 0 0 8.208.1614.36 0 0 0 nts 20 式中: PD 摩擦片工作面的平均 直径 cm n 轴的转速 rad/s 查表 6-3-22 1 ,用差值法求 得速度修 正系 数: 35.1vK因为湿式离合器有足够的润滑油润滑,所以查表 6-3- 22 1 取接合次数修正系数: 1Kt 摩擦片的对数: PPC PDDD Tzm )( 81 2221 ( 3-4) 5.731.08.16)156.18(14.3 1 8 0 08 22 式中:CT 计算转矩; PD 摩擦 片工作面平均直径 , cm; 1D 摩擦片工作面外径, cm; 2D 摩擦片工作面内径, cm; P 摩擦片的许用压强, MPa; 摩擦片的摩擦因数。 初选取摩擦片对数: 14m ,所以 z=m+1= 21 ZZ =14+1=15 根据 z 查表 6- 3-22 1 ,选取 摩擦片修正 系数: 85.01 K 所以许用计算转矩: TVPpcp KKKmPDDDT 12221 )(81 ( 3- 5) CTmN 4.2502183.035.131.0148.16)156.18(14.35.18 1 22 式中: 1K 摩擦片数修正系 数; VK 速度修正系数; TK 接合次数修正系 数; m 摩擦片对数。 因为cpT CT, 所以许用计 算转矩满足 要求,摩擦 片对数 m=14 满足要求。 摩擦片的压紧力: nts 21 NmD TQPC 1.153 06141.08.16 10180 022 2 摩擦片压强: Pa PMPDDQP 62.110)156.18(14.31.1 5 3 0 64)(42222221因为摩擦片的压强 P PP, 所以摩擦片满足 压强的要求 。 2、高速离合 器摩擦片的计 算 储备系数: 计算转矩: mNiTTtTc 25.9 3 94 2 3 1.14 4 05.16 根据结构选择摩擦片 工作面的外 径: cmmmD 4.181841 根据摩擦片的工作面的内径与外径的比值 c 在 0.60.85 之间,所以摩擦片的工作面 内径: cmmmD 6.141462 摩擦盘的工作面的平 均直径: mmcmDDD P 1655.16)6.144.18(21)(21 21 查表 3-2,选取摩擦因数 : 1.0 选择摩擦副材料为铜基粉末冶金和钢 45,则由表 3- 2,查得许用压强:ap MPP 7.3计算摩擦片的平均圆 周速度: smnDv P 4.106000 12055.1614.36000 式中: PD 摩擦片工作面的平均 直径, cm; n 轴的转速, rad/s 查表 6-3-22 1 ,用差值法求 得速度修正系 数: 63.0vK因为湿式离合器有足够的润滑油润滑,所以查表 6-3- 22 1 取接合次数修正系数: 1Kt nts 22 摩擦片的对数由式( 3- 4)得: PPC PDDD Tzm )( 81 2221 1.37.31.05.16)6.144.18(14.3 25.9 3 98 22 式中:CT 计算转矩; PD 摩擦片工作面平 均直径, cm; 1D 摩擦片工作面外 径, cm; 2D 摩擦片工作面内 径, cm; P 摩擦片的许用压 强 , MPa; 摩擦片的摩擦因 数。 初选取摩擦副对数: 8m ,所以 z=m+1= 21 ZZ =8+1=9 则查表 6-3-221 ,查得 摩擦片修正系 数: 94.01 K 所以许用计算转矩由 式( 3-5)得 : TVPpcp KKKmPDDDT 12221 )(81 CTmN 64.1027163.094.07.31.085.16)6.144.18(14.35.18 1 22 式中: 1K 摩擦片数修正系数; VK 速度修正系数; TK 接合次数修正系 数; m 摩擦片对数 ; 因为cpT CT, 所以许用计算 转矩满足要求,摩 擦片对数 m=8 满足要求。 摩擦片的压紧 力: NmD TQPC 1423181.05.16 1025.93922 2 摩擦片压强: Pa PMPDDQP 45.110)6.144.18(14.31 4 2 3 14)(42222221nts 23 因为摩擦片的压强 P PP, 所以摩擦片满足 压强的要求 。 3、 倒档离合 器摩擦片的计 算 储备系数: 摩擦片的计算转矩: mNiTTtTc 4.16361.112005.18 根据结构选择摩擦片 工作面的外 径: cmmmD 6.191961 因为摩擦片工作面的 内径与外 径的比值 c 在 0.6-0.85 之间,所以摩擦片工作面的内 径: cmmmD 46.166.1 6 42 摩擦片工作面平均直 径: mmcmDDD P 3.18003.18)46.166.19(21)(21 21 查表 3-2,选取摩擦因数 : 1.0 选择摩擦副的材料为铜基粉末冶金和钢 45,则由表 3-2 查得摩擦片的许用压强:ap MPP 3计算摩擦片的平均圆 周速度: smnDv P 15.06000 9.1503.1814.36000 式中: PD 摩擦片工作面的平均 直径, cm; n 轴的转速, rad/s。 查表 6-3-22 1 ,用差值法求 得速度修正系 数: 35.1vK因为湿式离合器有足够的润滑油润滑,所以查表 6-3- 22 1 取接合次数修正系数: 1Kt 摩擦片的对数由式 ( 3- 4) 得: PPC PDDD Tzm )( 81 2221 8.631.003.18)46.166.19(14.3 4.1 6 3 68 22 式 中: CT 计算转矩; nts 24 PD 摩擦片工作面平 均直径, cm; 1D 摩擦片工作面外 径, cm; 2D 摩擦片工作面内 径, cm; P 摩擦片的许用压 强, MP a; 摩擦片的摩擦因 数。 初选摩擦片对数为: 12m , 所以 z=m+1=21 ZZ =12+1=13,则查表 6-3-21 1 ,可以得到 摩擦片修正系 数: 88.01 K所以许用计算转矩由 式( 3-5)可得: TVPpcp KKKmPDDDT 12221 )(81 CTmN 7.2 2 8 4188.035.131.01203.18)46.166.19(14.35.18 1 22 式中: 1K 摩擦片数修正系数; VK 速度修正系 数; TK 接合次数修正系 数; m 摩擦片对数。 因 为许 用 计 算 转矩ccp TT , 所 以 摩 擦片 片 数 可 以满 足 要 求 , 即m=12 摩擦片的压紧力: NmD TQPC 78.10766121.003.18 1075.116422 2 摩擦片压强: Pa PMPDDQP 21.110)46.166.19(14.378.1 0 7 6 6
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本文标题:履带拖拉机无级变速器设计(换档离合器设计)【优秀无级变速器全套课程毕业设计含4张CAD图纸】
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