液力变矩器叶片设计

1、液力变矩器叶片设计学院：机械学院专业：机自（车辆）学号：201107728姓名：翟昆仑液力变矩器是AT自动变速箱的核心部件之一，液力变矩器的工作轮主要包括：泵轮、涡轮和导轮。其设计的要点是各工作轮的叶片设计。本次设计采用的是环量分配法。环量设计法的理论基础是束流理论，认为其在选定的设计速比下，循环圆平面中间流线上每增加相同的弧长，液流沿叶片中间流线应增加相同的动量矩，以保证流道内的流动状况优异。设计过程为：依照先期循环圆的确定，在泵轮转矩方程TB（VB2rB2-VB1rB1）中=QVB2rB2-VB1rB1项是确定泵轮动量矩变化的一个因数，经计算测量得出泵轮进吵嘴B1=120，入口半径外环为9

2、5mm，内环为123.5mm，出吵嘴B2=110，半径外环196mm，内环167mm，这样转速比为0.5，在1800r/min时输出转矩为140Nm11。则依照公式：-r2?224（?2cotB2-?2cotD2）TB（r）+?2?B2B?=2（?）?2cotB2-?2cotD2计算出循环轴面流速为9.632m/s对泵轮带入这些数值：VB1rB1=rB1（B1+VB1cotB1），所得数值为:0.906。近似的，在出口处：VB2rB2=rB2（B2+VB2cotB2），所得数值为：4.0732。则Vr改变量VB2rB2-VB1rB1，即得：4.0732-0.906=3.1672。4.1泵轮叶片

3、设计4.1泵轮叶片设计图将此改变量分为十份，按其中九分各占10.5%，一份占5%划分，元线9与元线10之间的增量为5%，以减少液体在叶片出口处的能量增量及其涡流损失。其次，在设计流线上，每一点的相应叶片角可依照公式计算Vr1cot=(-)rV计算出每一截面元线在设计流线上的角度后，就应求内环和外环上的相应角度。为了确定元线与内环之交点处的叶片角c，采用按反势流分布计算公式cotcotcotcotc=，近似地，外环上可以利用以下公式计算：s=r，所以在rcrrs叶片入口处：c=11865，s=11532，计算后整理成表：表4-1变矩器泵轮角度计算参数元线序号cot设计流线上的外环上的内环上的0-

4、0.356811010432109251-0.36081101510513108462-0.36451102210626108553-0.36781102710756107234-0.371111040108107325-0.37781110610847107416-0.38311111810926107567-0.38911112111032108118-0.39091113511121108259-0.397611143111781095610-0.40561121132411052现在，需将计算出的角度变换为可以计绘制的三维叶形坐标。利用内外环半径和偏量，可以方便并精准的确定叶片形状。为

5、了确定任一叶片元线上的偏移量xk，可利用以下公式：xk=rksin（y+k0jk）rk式中j相邻两点间的弧长；jk=ecote相邻两电源线之间的距离;y元线起点所在轴面与径向参照平面夹角;rk元线与设计流线之交点上的半径，或视详尽状况，表示元线与内环或外环之交点上的半径;k元线的序号,k=0,1,2以泵轮元线9为例,计算叶片偏移量x1针对元线1,列出公式x9=r9sin(y+j10)r10对于元线0，有cot=rccot=-0.4370crc=116.38cots=rrscot=-0.4936=118.36s对于外环，y=0，j10=ecot，取e=2.410.8=12.45mms2.1则j1

6、0=12.45cot122=-8.78mm计算后，以直接连接内外环之相应点，即可作出叶片形状12。计算结果和最后尺寸填在下表：表4-2泵轮叶片的最后尺寸外环内环元线轴向距半径叶片偏移轴向距离半径叶片偏移序号离mmmm量mmmmmm量mm068.8186.0032.0021.61103.3621.00171.0598.5331.2125.36106.3018.69273.56110.6530.5630.56111.3216.32374.34122.3126.8932.78117.2415.21473.78133.7422.3533.13123.1113.68562.42142.7218.4932

7、.35128.6111.29652.42152.1915.9129.19134.349.63746.12163.6213.9326.56139.307.29835.53171.5910.3618.36143.215.93915.31175.035.598.51146.562.67100.00179.560.000.000.000.00注内外环轮廓相对地址应保证叶片垂直于外环。4.2涡轮叶片设计进吵嘴：=42出吵嘴：=142。涡轮叶片计算与泵轮叶片计算顺T1T2序相似。涡轮叶片设计图依照先期循环圆的确定，在泵轮转矩方程TB（B2-VB1rB1）中=QVB2rVB2rB2-VB1rB1项是确定泵轮

8、动量矩变化的一个因数，经计算测量得出泵轮进口半径外环为95mm，内环123.5mm，出口半径外环为196mm，内环167mm，这样转速比为0.5，在2200r/min时输出转矩为71Nm13。则依照公式2224（?cot-?cot）T-r）+?2?（rB2B?=2（?）?2cotB2-?2cotD2计算出循环轴面流速为9.632m/s对泵轮带入这些数值：VB1rB1=rB1（B1+VB1cotB1）所得数值为:0.802。近似的，在出口处：VB2rB2=rB2（B2+VB2cotB2）所得数值为：3.1865。则Vr改变量VB2rB2-VB1rB1，即得：Vr=3.1865-0.802=2.3

9、845表4-3变矩器涡轮角度计算参数元线序号cot设计流线上的外环上的内环上的入口00.364911311811410.3726115113281172620.37351158114461167830.377611525115261152640.281811550106151152850.28571062107171155660.287810615108561157870.299610747109781162380.312710850110181164690.3468108531115811749出口100.35471101120811837表4-4涡轮叶片最后尺寸外环内环元线轴向距半径叶片偏

10、移轴向距离半径叶片偏移序号离mmmm量mmmmmm量mm025.3475.00-12.3511.6491.2815.26130.2186.565.3315.1894.1619.16233.3995.2620.8918.4897.3623.48338.82104.3931.1521.38100.1626.78433.25116.8636.1623.28117.2833.17528.38124.3143.5624.59122.3438.47625.25137.6543.1922.37126.4638.89723.39145.2934.2818.46128.2836.17821.46147.0728

11、.9312.40130.0033.05911.28170.3215.365.38143.3526.06100.00186.000.000.00145.0017.164.3导轮叶片设计对于导轮，在变矩器工况范围内，导轮不转，不用计算圆周速度，参照变矩器导轮的进吵嘴：=38，出吵嘴T2=132，将此值代入方程：T1Vr=rVmcot导轮叶片设计图表4-5变矩器导轮角度计算参数元线序号cot设计流线上的外环上的内环上的入口00.4659959212979510.470695179332965620.476595329421961330.478795629530955340.4832957096259

12、53150.489896329667953760.499696759736956370.510297379845959880.521498309878965190.52219853100189769出口100.5436100101289844表4-6导轮叶片最后尺寸外环内环元线轴向距半径叶片偏移轴向距离半径叶片偏移序号离mmmm量mmmmmm量mm032.9660.320.0013.77100.060.00129.1655.164.281.2199.263.45222.6551.167.169.4698.564.19314.3849.169.466.3497.625.7846.1948.6211.833.7997