522 履帶拖拉機(jī)無級(jí)變速器設(shè)計(jì)（行星機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)）（有cad圖）

522 履帶拖拉機(jī)無級(jí)變速器設(shè)計(jì)（行星機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)）（有cad圖）,522,履帶拖拉機(jī)無級(jí)變速器設(shè)計(jì)（行星機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)）（有cad圖）,履帶,拖拉機(jī),無級(jí),變速器,設(shè)計(jì),行星,機(jī)構(gòu),cad 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 （學(xué)生填表） 院系： 車輛與動(dòng)力工程學(xué)院 2007 年 4 月 15 日 課題名稱 履帶拖拉機(jī)無級(jí)變速器設(shè)計(jì)—行星機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 李 川 專業(yè)班級(jí) 車輛031 課題類型 工程設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師 徐立友 職稱 講師 課題來源 科研項(xiàng)目 1. 設(shè)計(jì)（或研究）的依據(jù)與意義 液壓機(jī)械無級(jí)變速器是由液壓傳動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)有機(jī)組合而形成的兼有液壓傳動(dòng)無級(jí)調(diào)速和機(jī)械傳動(dòng)高效率特點(diǎn)的一種功率較大的無級(jí)變速的傳動(dòng)形式。無級(jí)傳動(dòng)系可以根據(jù)路面的狀況和發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)使車輛獲得最佳的行使性能，使車輛的動(dòng)力裝置的動(dòng)力特性廠通過無級(jí)變速氣候與車輛所需的動(dòng)力特性場(chǎng)達(dá)到最佳匹配進(jìn)而減少車輛換檔過程中的沖擊，提高舒適性，改善車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性，液壓機(jī)械無級(jí)傳動(dòng)是一種多流傳動(dòng)系統(tǒng)，它將功率分為液壓和機(jī)械兩路傳遞，分流機(jī)構(gòu)分流后液壓馬達(dá)在正向和反向最大速度之間來回?zé)o級(jí)變速，其每一個(gè)行程與行星齒輪機(jī)構(gòu)中的一種工況相配合，最后由兩路匯合成由若干無級(jí)調(diào)速相銜接，并逐段升高的全程無級(jí)變化的輸出速度和液力機(jī)械傳動(dòng)相比裝載量最大可以提高30%，燃油經(jīng)濟(jì)性最大可以提高25%。 機(jī)械無級(jí)變速器的產(chǎn)品主要有摩擦式，鏈?zhǔn)?，帶式，及脈動(dòng)等30多種，其主要特點(diǎn)是轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，滑動(dòng)率小，工作可靠，具有恒功率機(jī)械特性，傳動(dòng)效率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，價(jià)格便宜，但是零部件加工及潤(rùn)滑要求較高，承載能力較低，抵抗過載及沖擊性能較差，一般適用于中小功率的傳動(dòng)，其主要部件由多檔變速箱，液壓傳動(dòng)系和差動(dòng)輪系動(dòng)力合成機(jī)構(gòu)三大部分組成。本次設(shè)計(jì)差動(dòng)輪系的動(dòng)力合成機(jī)構(gòu)是單排行星輪系，其傳動(dòng)過程如下：發(fā)動(dòng)機(jī)功率通過兩條路線傳輸，第一條是將部分功率經(jīng)傳動(dòng)齒輪后，經(jīng)液壓傳動(dòng)系中的變量泵將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓能，再由定量馬達(dá)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能傳輸?shù)讲顒?dòng)輪系的齒圈上；另一條經(jīng)多檔變速箱傳輸?shù)讲顒?dòng)輪系的行星架上；最后兩條路線所傳輸?shù)墓β式?jīng)差動(dòng)輪系合成后由太陽輪輸出，當(dāng)分離T制動(dòng)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)功率全部由液壓輸出，當(dāng)接合T輸出時(shí)，通過閥控制變量泵的，使馬達(dá)轉(zhuǎn)速為零，效率最高。 2. 國(guó)內(nèi)外同類設(shè)計(jì)（或同類研究）的概況綜述 液壓機(jī)械式無極變速器在拖拉機(jī)上的實(shí)際開發(fā)應(yīng)用主要從二十世紀(jì)九十年代開始，發(fā)達(dá)國(guó)家主要的拖拉機(jī)和工程機(jī)械制造公司普遍在大中型拖拉機(jī)開發(fā)安裝液壓機(jī)械式無級(jí)自動(dòng)變速器，如德國(guó)芬德公司的vario系列，favorit系列，德國(guó)專業(yè)生產(chǎn)變速器的ZF公司的S-MATIC系列，ZF ECAM系列，已在道低茲法爾和斯特爾公司的拖拉機(jī)上應(yīng)用，此外，德國(guó)約翰迪爾公司英國(guó)工程機(jī)械制造公司，美國(guó)卡特比勒公司，日本小松公司，前蘇聯(lián)T-130拖拉機(jī)等在其產(chǎn)品中應(yīng)用了液壓機(jī)械式無級(jí)變速器。 在理論研究方面，德國(guó)波洪大學(xué)對(duì)液壓機(jī)械無級(jí)變速傳動(dòng)的理論有較深入的研究。1981年，由ALIHSHAKER完成了題目為載重汽車無級(jí)變速傳動(dòng)液壓耦合變速器的博士論文，論文對(duì)液壓機(jī)械無級(jí)傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)，性能，控制方式等進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。1986年由GUENTER BERGER完成了題目為自動(dòng)無級(jí)液壓機(jī)械動(dòng)力換檔變速器的博士論文，對(duì)液壓機(jī)械無級(jí)變速傳動(dòng)的機(jī)構(gòu)，性能，控制，規(guī)律等進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究，國(guó)內(nèi)對(duì)液壓機(jī)械無級(jí)變速傳動(dòng)的原理，理論特性，設(shè)計(jì)分析方法，動(dòng)態(tài)特性等進(jìn)行了較深入的研究。吉林工業(yè)大學(xué)，石家莊鐵道學(xué)院，葛洲壩水電工程學(xué)院等對(duì)液壓機(jī)械無級(jí)傳動(dòng)理論和實(shí)驗(yàn)分析進(jìn)行了研究。 建模和仿真分析是研究和設(shè)計(jì)動(dòng)力傳動(dòng)系的有效工程方法，國(guó)內(nèi)外研究者都非常重視，在車輛變速控制研究中，需要建立從發(fā)動(dòng)機(jī)，變速器，傳動(dòng)箱到車輪的整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)的模型。牛頓力學(xué)定理和微分方程是建模的基本理論方法，對(duì)于復(fù)雜傳動(dòng)特別是有機(jī)械液壓，電動(dòng)混合，傳遞力的傳動(dòng)系統(tǒng)，鍵右圖理論是近年來常用的建模方法。對(duì)于包含行星傳動(dòng)的變速系統(tǒng)采用杠桿分析法建模也是一種有效的方法，此法可以將復(fù)雜機(jī)構(gòu)既直觀又簡(jiǎn)單的用杠桿表示，MATLAB/SIMULINK利用圖形編程的仿真軟件包，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行建模仿真，逐漸成為動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的主流仿真工具，國(guó)內(nèi)對(duì)于液壓機(jī)械無級(jí)變速器傳動(dòng)在拖拉機(jī)的應(yīng)用仿真研究屬于空白。 3. 課題設(shè)計(jì)（或研究）的內(nèi)容 設(shè)計(jì)履帶拖拉機(jī)無級(jí)變速器，作業(yè)速度范圍為：前進(jìn)檔3-20km/h，到檔2-6km/h 變速方式：液壓機(jī)械雙功率流傳動(dòng) 發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率：N=106kw，發(fā)動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速n=2300km/h 對(duì)履帶拖拉機(jī)無級(jí)變速器的差動(dòng)輪系即行星機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 4. 設(shè)計(jì)（或研究）方法 行星輪系，離合器及回位彈簧的計(jì)算 行星齒輪的計(jì)算a=A 離合器的計(jì)算T 回位彈簧的計(jì)算Q=Q+Q+Q 5. 實(shí)施計(jì)劃 1）調(diào)查研究，熟悉設(shè)計(jì)內(nèi)容，收集文獻(xiàn)資料，時(shí)間占20%-25%； 2）設(shè)計(jì)任務(wù)分析與實(shí)施方案的確定，寫出開題報(bào)告，時(shí)間占3%-5%; 3）實(shí)施設(shè)計(jì)，計(jì)算，繪圖，起草論文，時(shí)間占45%-50%； 4）整理論文，時(shí)間占5%-8%; 5）畢業(yè)論文答辯，時(shí)間占3%-5%; 指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 研究所（教研室）意見 研究所所長(zhǎng)（教研室主任）簽字： 年 月 日 外文資料譯文 離合器 一 緒論 離合器是用來傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力給驅(qū)動(dòng)部件并使它們有相同的速度，一旦這種關(guān)系定下來，離合器一定要有能力傳遞最大轉(zhuǎn)矩而絕不可以打滑。復(fù)合多片式離合的主要特征是隨著動(dòng)力傳遞的增加需要的片數(shù)越多，因?yàn)檫@樣可以減少盤的直徑以達(dá)到結(jié)構(gòu)緊湊的目的。自動(dòng)變速器的幾個(gè)離合器是用來接合和分離不同的行星齒輪。這種類型的離合器包含幾片摩擦片，離合器盤的主要構(gòu)件是離合器的摩擦片，它是由低碳鋼和摩擦材料粘接起來的。夾板把摩擦片夾在輸入軸上，而每一片又是緊托在離合器室里面。圖一說明了離合器的結(jié)合原理。盤a迫使和輸入軸一起旋轉(zhuǎn)，盤b和輸出軸一起旋轉(zhuǎn)，當(dāng)離合器分離時(shí)，離合器盤自由狀態(tài)的分開，當(dāng)離合器接合時(shí)，它們又緊緊的聯(lián)在一起。 在工作的時(shí)候，分離的鋼片和摩擦片由壓力迫使的接合在一起，運(yùn)動(dòng)是扭矩也就產(chǎn)生了，大多數(shù)的多片離合器包括自動(dòng)變速器，都要靠油進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，在離合器工作的時(shí)候，油作為有效的冷卻劑，和用來降低摩擦在工作中的磨損，這條能量傳遞的選擇，一般在摩擦能量區(qū)域范圍之內(nèi)，因?yàn)槟Σ敛牧鲜且环N典型的低熱量導(dǎo)體，在離合器短暫的結(jié)合期間，摩擦的熱量在未被冷卻液帶走之前，是靠鋼鐵材料吸收的，大量的溫升傳給了鋼片。 工作離合器的特點(diǎn)是，它們靠設(shè)計(jì)因素和運(yùn)轉(zhuǎn)，以及它們之間的綜合的相互作用，幾個(gè)綜合的要素要考慮在設(shè)計(jì)多片離合器中，離合器穩(wěn)定傳遞轉(zhuǎn)矩的能力，結(jié)合后傳遞轉(zhuǎn)矩不打滑，轉(zhuǎn)移動(dòng)力，吸收動(dòng)能，以及離合器在工作中控制汽車慣性的能力，離合器的靜轉(zhuǎn)矩直接依靠離合器盤提供的壓力，靜摩擦系數(shù)、摩擦片的幾何形狀以及摩擦片的片數(shù)，離合器靜摩擦階段，大量的熱量傳給離合器盤。 在大多數(shù)的離合器中，所有離合器片的工作規(guī)律應(yīng)盡可能一致，然而，由于盤與盤之間的間隙的限制和工作的要求，很多離合器沒有同樣加載的能力，導(dǎo)致加載壓力和溫度大量的升高，這是在五片或六片離合器中，確實(shí)存在的問題。在離合器盤中，特別高的加載溫度和溫度的傾斜會(huì)導(dǎo)致摩擦材料的損壞和脫落，連接實(shí)效以及其他方面的失敗。因此，在設(shè)計(jì)離合器過程中，必須提前預(yù)測(cè)離合器的理論傳遞能力。 這樣看來，離合器設(shè)計(jì)的早期工作，要獨(dú)立的考慮連接和工作的問題，作為限制性分析，這篇論文講解的是限制性的分析的發(fā)展過程，那就是預(yù)測(cè)多片離合器存在短暫的溫度，連接和溫度的解決是在模擬分析中解決的，穩(wěn)度和熱量流在離合器運(yùn)行期間預(yù)測(cè)，這些限制的條件需要試驗(yàn)數(shù)據(jù)的糾正，一個(gè)很一致的觀點(diǎn)是離合器盤的溫升是在第一次結(jié)合中獲得的，這個(gè)發(fā)展觀點(diǎn)的想法明白了熱量在離合器工作過程中的轉(zhuǎn)移，而且降低了發(fā)展實(shí)踐和成本。 多片離合器中的熱量和機(jī)械運(yùn)動(dòng)的影響，集中起來被看作是恒溫器接觸的問題，這種方法被用來設(shè)計(jì)離合器和制動(dòng)器。這個(gè)模型有全部的磁盤組成，其他組成部分被看作是彈性和熱量的導(dǎo)體。這項(xiàng)研究的目的是縮短設(shè)計(jì)時(shí)間和設(shè)計(jì)的靈活性，一個(gè)二維的不均勻模型比一個(gè)三維的大?；ㄦI齒在一個(gè)二維的模型里，不能被表達(dá)出來。但是，合適的材料運(yùn)用在相似的領(lǐng)域里是不會(huì)變形的。Orzelowski，Wicher和Heoetal在三維和二維之間，比較得出一個(gè)正確的結(jié)果，在二維模擬的情況下，一個(gè)震動(dòng)片的模型是一個(gè)平臺(tái)，計(jì)算出來的溫度也時(shí)常干擾。 一個(gè)普通的教授Hypermesh建立了離合器的這個(gè)模型，ABAQUS軟件被應(yīng)用來短暫的溫度上升。模擬的最初目的是來交叉選擇幾何形狀、壓力以及圓周的標(biāo)準(zhǔn)的滑動(dòng)速度，機(jī)械運(yùn)動(dòng)、材料的溫升、滑動(dòng)率。圖表2 顯示了這個(gè)多片離合器的模型。 二 熱量模型 在自動(dòng)變速傳動(dòng)里面，離合器把動(dòng)力傳遞給齒輪排擋，一個(gè)普通的傳遞是同時(shí)由一個(gè)離合器傳遞給低檔齒輪而又結(jié)合另一個(gè)離合器傳給高檔齒輪，通過離合器操作的四個(gè)階段，將溫度模型分為四個(gè)步驟：結(jié)合、咬合、分離、釋放。第一步離合器的結(jié)合對(duì)溫度問題這是最重要的階段，摩擦熱量與結(jié)合壓力、盤的半徑、滑動(dòng)速度和滑動(dòng)摩擦系數(shù)有關(guān)。第二步離合器的咬合,在這個(gè)階段，離合器的壓力帶到最大，這個(gè)階段對(duì)于鏈接來說很最要，熱量通過流動(dòng)被帶走，在圖二種表達(dá)了離合器的整個(gè)界面。第三步離合器的分離，這個(gè)階段的能量的產(chǎn)生與第一階段的能量的產(chǎn)生很相似。第四部離合器的釋放，產(chǎn)生的熱量通過第一步和第三步以及慢慢的傳遞消散了。在離合器室里面所產(chǎn)生冷卻以及所有離合器鋼片的冷卻在圖2c中表達(dá)出來。Marghitu指出，原油允許傳遞的范圍在一百道一千度之間，溫度傳遞也是靠離合器的尺寸和潤(rùn)滑油的流動(dòng)，Xiang和Klemer演示了濕式離合器的熱量傳遞，發(fā)現(xiàn)了熱量傳遞在潤(rùn)滑油在鋼片之間。圖3顯示了熱量在兩層面之間的傳遞。因此，熱量傳遞在兩千焦時(shí)給了一個(gè)潤(rùn)滑油帶走的速率。社會(huì)標(biāo)準(zhǔn)的自動(dòng)工程機(jī)械是一種慣性濕式的，它用來濕式離合器的試驗(yàn)。這個(gè)試驗(yàn)表明靜摩擦力依賴溫度和速度，然而，固定的摩擦系數(shù)又希望齒輪傳動(dòng)的質(zhì)量高，為了解釋這個(gè)模型，靜摩擦系數(shù)、材料的熱容量和溫度流應(yīng)該包括在這項(xiàng)研究里面。 2 模擬的結(jié)果 五次成功的模擬得到了穩(wěn)定的狀態(tài)。每次模擬包括四步,比如結(jié)合、咬合、分離和釋放。圖4a顯示了在第五次此時(shí)的溫度變化情況，圖4b顯示了離合器的能量，離合器結(jié)合的能量是1860J，而分離式的能量是1400J。圖4c顯示了結(jié)合時(shí)壓力下的摩擦力。 3 試驗(yàn)和模型的證實(shí) 這個(gè)試驗(yàn)是由兩個(gè)轉(zhuǎn)移性的發(fā)動(dòng)機(jī)，在長(zhǎng)的工作臺(tái)上進(jìn)行的圓周運(yùn)動(dòng)的測(cè)量。圖5顯示出來了在中間安裝了3個(gè)外盤，同時(shí)三對(duì)安裝在前面移動(dòng)盤接觸的區(qū)域，其他3個(gè)安裝在前面的空間區(qū)域，就象圖5這樣安裝，溫度是兩次溫度的平均。 最初測(cè)試的溫度是55度左右，經(jīng)過第一次結(jié)合后離合器盤中心的溫度為100~105左右，那就是溫度上升了45左右，圖6顯示了這個(gè)循環(huán)周期，圖6a顯示了測(cè)試的平均溫度，圖6b展示了在試驗(yàn)周期的過程中，移動(dòng)盤中的溫度，總的14%的溫度的變化是在移動(dòng)盤接觸的第一次和第三次之間，比較結(jié)果和正確的預(yù)測(cè)，圖7a和圖7b顯示出測(cè)锝和預(yù)測(cè)的只有幾度的不同，主要是由于溫度的傾斜，圖7b顯示出來高于最高溫度只有6度左右，在對(duì)流的階段，發(fā)現(xiàn)測(cè)試時(shí)間比預(yù)測(cè)時(shí)間晚，當(dāng)然這是又有周期熱量的抵抗，圖7b顯示了FEA的預(yù)測(cè)，在離合器咬合的時(shí)候有一個(gè)漏洞，導(dǎo)致能量流動(dòng)轉(zhuǎn)移，在離合器咬合的期間，剛開始帶走的熱量很重要，因?yàn)闇y(cè)試要得到穩(wěn)定的觀察結(jié)果，在釋放階段，這里預(yù)測(cè)和測(cè)量有更大的不同，這個(gè)現(xiàn)象可以這樣來解釋，鋼片的影響的和摩擦系數(shù)并不是理想的那樣。然而在整個(gè)周期中，帶走的能量是平衡的。 結(jié)論 這個(gè)論文描述了FEA模型的發(fā)展，它有能力預(yù)測(cè)多片離合器有溫度的能力，接觸和溫度問題在離合器盤分析中同時(shí)被解決。FEA預(yù)測(cè)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)正確的。一個(gè)一致的答案僅有5%的差異，離合器的溫升在第一次接合時(shí)得到，特別是離合的高溫和溫度的傾斜，會(huì)導(dǎo)致摩擦材料的脫落甚至破壞其他模型，在這項(xiàng)研究中觀察發(fā)現(xiàn)，如果在離合器咬合階段，或者兩次接觸的時(shí)間不長(zhǎng)，離合器在下次結(jié)合之前，決不會(huì)出現(xiàn)溫升，在這樣情況下，溫度很不容易形成干擾，這個(gè)方法的發(fā)展，改進(jìn)了理解多片離合器的熱量轉(zhuǎn)遞，減少了生產(chǎn)發(fā)展的時(shí)間和成本。這個(gè)研究用連續(xù)的摩擦系數(shù)，然而，F(xiàn)EA用連續(xù)的摩擦系數(shù)會(huì)更加精確。進(jìn)一步的研究表明，用計(jì)算機(jī)計(jì)算靜力流體將更精確、更能評(píng)價(jià)離合器的溫度。 4 履帶拖拉機(jī)無級(jí)變速器設(shè)計(jì)（行星機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)） 摘 要 目前國(guó)際上大功率履帶拖拉機(jī)以及部分工程車輛的傳動(dòng)系廣泛采用液力變矩器與動(dòng)力換檔變速箱組合形式，即動(dòng)力機(jī)械傳動(dòng)。還有部分先進(jìn)機(jī)型采用了全液壓傳動(dòng)技術(shù)，其操縱已由手動(dòng)電液控制或微電腦控制技術(shù)方面發(fā)展，并取得非常好的效果，大大提高了整機(jī)行駛平順和作業(yè)性能，雖然他們都具有無級(jí)變速的功能，操縱輕便，整機(jī)動(dòng)力性好，可靠性高，但由于傳動(dòng)系的傳動(dòng)效率較低，直接影響了整機(jī)生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。 液壓機(jī)械無級(jí)變速器是綜合了機(jī)械傳動(dòng)高效率和液壓傳動(dòng)無級(jí)變速兩方面優(yōu)點(diǎn)的新型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。液壓機(jī)械無級(jí)傳動(dòng)是一種多流傳動(dòng)系統(tǒng)，它將功率分為液壓和機(jī)械兩路傳遞，分流機(jī)構(gòu)分流后液壓馬達(dá)在正向和反向最大速度之間來回?zé)o級(jí)變速。其每一個(gè)行程和行星齒輪機(jī)構(gòu)的一種工況相配合，最兩路匯合成由若干無級(jí)調(diào)速段相銜接并組逐段升高的全程無級(jí)變化輸出速度。和液力機(jī)械傳動(dòng)相比，裝載量最大可提高30%，燃油經(jīng)濟(jì)性最大可提高25%。 此設(shè)計(jì)主要是針對(duì)行星齒輪機(jī)構(gòu)以及控制部分離合器的設(shè)計(jì)。對(duì)于行星齒輪采用單排的結(jié)構(gòu)形式，這樣可以減小整個(gè)無級(jí)變速器的軸向尺寸，但是為了能夠承受較大的和變化的載荷，于是在中心輪的周圍均勻地分布著數(shù)個(gè)行星輪來共同分擔(dān)載荷。本設(shè)計(jì)采用3個(gè)行星論均勻的布置形式就可以達(dá)到要求。其控制部分采用多片的用壓力油控制的濕式離合器。離合器隨著載荷的增加可以增多摩擦片的對(duì)數(shù)或增加其徑向尺寸。在設(shè)計(jì)的過程中這兩方面是綜合考慮的，因?yàn)椴豢赡苁馆S向或徑向的尺寸過分的偏大。 關(guān)鍵詞：拖拉機(jī)，液壓機(jī)械傳動(dòng)，無級(jí)變速器，行星排 DESIGN OF CONTINUOSLY VARIABLE TRANSMISSION OF TRACKED TRACTOR（PLANETARY GEARS DESIGN）　 ABSTRACT At present, international large crawler tractors, as well as some works vehicles widely used transmission torque converter with variable power shift speed box combinations, which is the power mechanical drive. There are also some advanced models use a hydraulic transmission technology, which has been manually manipulated its electro-hydraulic control or microcomputer control technology development, and achieved very good results, greatly enhance the overall ride comfort and operational performance, although they have CVT function, manipulating light, whole dynamic, and high reliability, but because the transmission system drive less efficient direct impact on the overall productivity and economy. Hydraulic machinery CVT is a synthesis of highly efficient mechanical transmission and hydraulic drive CVT merits of the two new motivation - structure. Hydro-Mechanical - drive is a multi-stream transmission, power will be divided into two hydraulic and mechanical transmission path, streaming agencies triaged hydraulic motor in forward and reverse maximum speed between both CVT. Each of its itinerary and a planetary gear mechanism for a state match, most roads converge into two by a number of variable speed converge and the group has to absolutely no higher level of output speed changes. Hydraulic and mechanical transmission, the loading capacity can be increased by 30%, fuel economy can be increased 25%. This design is mainly directed against planetary gear mechanism and the control of the clutch part of the design. For single planetary gear arrangement of the structure, thus reducing the entire CVT axial dimensions, however, in order to be able to make and take greater changes in the load, So in the center of the round around evenly distributed several planetary gear to load shared. The three designs on the planet uniform layout can meet the requirements. Clutch with load increasing friction can increase the number of tablets or increase its radial dimension. In the process of designing these two aspects are considered, as it is impossible to make radial or axial dimensions excessive. Key words：tractor，hydro-mechanical transmission，continuously variable transmission, planetary gears 符 號(hào) 說 明 K 載荷系數(shù) D 摩擦片的外徑 d 摩擦片的內(nèi)徑 B 儲(chǔ)備系數(shù) q 摩擦片的單位壓力Mpa R 摩擦片的平均作用半徑m F 摩擦面的平均作用面積 每個(gè)摩擦副扣除溝槽后的凈面積 摩擦片上的總壓力N 摩擦系數(shù) 花鍵軸的摩擦系數(shù) 摩擦片的對(duì)數(shù) 壓力損失系數(shù) 旋轉(zhuǎn)油缸的轉(zhuǎn)速 旋轉(zhuǎn)軸的外徑 排油需要的壓力Mpa q 油缸的工作壓力Mpa 密封圈的摩擦阻力N 壓力損失對(duì)活塞的阻力N 離心力對(duì)活塞的阻力N 回位彈簧力N 最小工作載荷是 彈簧的剛度 最小工作下的變形量 最大工作下的變形量 最小切應(yīng)力 最大切應(yīng)力 目 錄 第一章 緒論......................................1 §1.1 液壓機(jī)械無級(jí)變速器研究的意義....................1 §1.2 液壓機(jī)械無級(jí)變速器的傳動(dòng)原理....................1 §1.3 此設(shè)計(jì)的研究重點(diǎn)................................2 第二章 行星齒輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算.........................4 §2.1行星齒輪的特點(diǎn)分析..............................4 §2.2行星齒輪的尺寸計(jì)算..............................6 第三章 離合器的設(shè)計(jì)與計(jì)算...........................9 §3.1 離合器的特點(diǎn)分析................................9 §3.1.1 摩擦離合器的作用........................... 9 §3.1.2 濕式摩擦離合器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)...................10 §3.2 離合器的計(jì)算............................... .11 §3.2.1 離合器的尺寸計(jì)算.........................11 §3.2.2 離合器的彈簧計(jì)算.........................12 §3.3 離合器計(jì)算...................................15 §3.3.1 離合器的尺寸計(jì)算.........................15 §3.3.2 離合器的彈簧計(jì)算.........................16 §3.4 離合器的計(jì)算.................................19 §3.4.1 離合器的尺寸計(jì)算.........................19 §3.4.2 離合器的彈簧計(jì)算.........................20 §3.5 離合器的計(jì)算.................................23 §3.5.1 離合器的尺寸計(jì)算.........................23 §3.5.2 離合器的彈簧計(jì)算.........................24 第四章 結(jié)論...........................................28 參考文獻(xiàn)...............................................29 致謝...................................................31 第一章 緒論 §1.1 液壓機(jī)械無級(jí)變速器的研究意義 目前國(guó)際上大功率履帶拖拉機(jī)以及部分工程車輛的傳動(dòng)系廣泛采用液力變矩器與動(dòng)力換檔變速箱組合形式，即我們常標(biāo)的動(dòng)力機(jī)械傳動(dòng)。還有部分先進(jìn)機(jī)型采用了全液壓傳動(dòng)技術(shù)，其操縱已由手動(dòng)電液控制或微電腦控制技術(shù)方面發(fā)展，并取得非常好的效果，大大提高了整機(jī)行駛平順和作業(yè)性能，雖然他們都具有無級(jí)變速的功能，操縱輕便，整機(jī)動(dòng)力性好，可靠性高，但由于傳動(dòng)系的傳動(dòng)效率較低，直接影響了整機(jī)生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。為此，開發(fā)設(shè)計(jì)既具有良好的動(dòng)力性，又有較高傳動(dòng)效率的傳動(dòng)系統(tǒng)一直是國(guó)內(nèi)外廣大工程技術(shù)人員長(zhǎng)期潛心研究攻關(guān)的重點(diǎn)項(xiàng)目。 拖拉機(jī)及車輛的無級(jí)傳動(dòng)被認(rèn)為是理想的傳動(dòng)形式。無級(jí)傳動(dòng)系可以根據(jù)面狀況和發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)使拖拉機(jī)獲得最佳的形式性能，使拖拉機(jī)動(dòng)力裝置的動(dòng)力性通過無級(jí)變速器后與拖拉機(jī)所需的動(dòng)力特性達(dá)到最佳匹配，進(jìn)而改善拖拉機(jī)換檔過程中的沖擊，改善拖拉機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性，在這能源短缺，環(huán)境污染日益加劇的21世紀(jì)有著重要意義。 液壓機(jī)械無級(jí)變速器是綜合了機(jī)械傳動(dòng)高效率和液壓傳動(dòng)無級(jí)變速兩方面優(yōu)點(diǎn)的新型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。液壓機(jī)械無級(jí)傳動(dòng)是一種多流傳動(dòng)系統(tǒng)，它將功率分為液壓和機(jī)械兩路傳遞，分流機(jī)構(gòu)分流后液壓馬達(dá)在正向和反向最大速度之間來回?zé)o級(jí)變速。其每一個(gè)行程和行星齒輪機(jī)構(gòu)的一種工況相配合，最后兩路匯合成由若干無級(jí)調(diào)速段相銜接并組逐段升高的全程無級(jí)輸出速度。液壓元件只負(fù)擔(dān)最大功率的一部分，其他功率都由機(jī)械路傳遞。這相當(dāng)于將液壓無級(jí)變速功率擴(kuò)大，傳動(dòng)總效率相對(duì)于液壓傳動(dòng)也顯著提高，和液力機(jī)械傳動(dòng)相比，裝載量最大可提高30%，燃油經(jīng)濟(jì)性最大可提高25%。 §1.2 液壓機(jī)械無級(jí)變速器的傳動(dòng)原理 圖1是液壓機(jī)械傳動(dòng)的一種方案。輸入功率通過兩路傳遞，一路經(jīng)液壓路（雙向）主要起調(diào)速作用，一路經(jīng)機(jī)械路，主要用來傳遞功率，對(duì)應(yīng)路每一固定的傳動(dòng)比連續(xù)調(diào)解液壓路的傳動(dòng)比，就少得到一個(gè)總傳動(dòng)比連續(xù)變化的范圍，稱多段，液壓機(jī)械傳動(dòng)的基本工作特性是在一段內(nèi)液壓與路傳動(dòng)比與總傳動(dòng)比成正比變化。馬達(dá)的最高轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)著該段的末速度，當(dāng)這段的末速度等于后一段的初速度及后一段初速度對(duì)應(yīng)馬達(dá)最高轉(zhuǎn)速位置。此液壓機(jī)械無級(jí)變速器必須與發(fā)動(dòng)機(jī)合理匹配才能發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。匹配的關(guān)鍵是根據(jù)各種路況和發(fā)動(dòng)機(jī)特性調(diào)節(jié)變速器的傳動(dòng)比，使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最佳狀態(tài)。 圖1—1 §1.3 此設(shè)計(jì)的研究重點(diǎn) 此設(shè)計(jì)主要是針對(duì)行星齒輪機(jī)構(gòu)以及控制部分離合器的設(shè)計(jì)。對(duì)于行星齒輪采用單排的結(jié)構(gòu)形式，這樣可以減小整個(gè)無級(jí)變速器的軸向尺寸，但是為了使能夠承受較大的和變化的載荷，于是在中心輪的周圍均勻地分布著數(shù)個(gè)行星輪來共同分擔(dān)載荷，從而使每個(gè)齒輪所承受的載荷小，并允許這些齒輪采用較小的模數(shù)。此外，在結(jié)構(gòu)上從分利用了內(nèi)嚙合承載力大和內(nèi)嚙合齒 圈本身的可容積性從而有利于縮小其外廓尺寸，使其體積小，質(zhì)量小。本設(shè)計(jì)采用3個(gè)行星論均勻的布置形式就可以達(dá)到要求。其控制部分采用多片的用壓力油控制的濕式離合器。離合器隨著載荷的增加可以增多摩擦片的對(duì)數(shù)或增加其徑向尺寸。在設(shè)計(jì)的過程中這兩方面是綜合考慮的，因?yàn)椴豢赡苁馆S向或徑向的尺寸過分的偏大。 第二章 行星齒輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算 §2.1 行星齒輪的特點(diǎn)分析 行星齒輪傳動(dòng)與普通齒輪傳動(dòng)相比較，它有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。它的最顯著的優(yōu)點(diǎn)是：在傳遞動(dòng)力時(shí)可以進(jìn)行功率分流；同時(shí)，其輸入軸與輸出軸具有同軸性，其輸出軸與輸入軸均設(shè)置在同一主軸線上。所以，行星齒輪傳動(dòng)現(xiàn)在已經(jīng)被用來代替普通齒輪傳動(dòng)，而作為各種機(jī)械傳動(dòng)中的減速器，增速器和變速器裝置。尤其是對(duì)于那些要求體積小，質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)緊湊和傳動(dòng)效率高的航空發(fā)動(dòng)機(jī)，起重運(yùn)輸，石油化工和兵器等的齒輪傳動(dòng)裝置以及需要差速器的汽車和坦克等車輛的齒輪傳動(dòng)裝置，行星齒輪傳動(dòng)已得到了越來越廣泛的應(yīng)用。 行星齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)如下： （1）體積小，質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)緊湊，承載大，由于行星齒輪傳動(dòng)具有功率分流和各中心輪構(gòu)成共軸線式的傳動(dòng)以及合理地應(yīng)用內(nèi)嚙合齒輪副，因此可以使其結(jié)構(gòu)非常緊湊。再由于在中心輪的周圍均勻地分布著多個(gè)行星輪來共同分擔(dān)載荷，從而使每個(gè)齒輪所承受的載荷小，并允許這些齒輪采用較小的模數(shù)。此外，在結(jié)構(gòu)上從分利用了內(nèi)嚙合承載力大和內(nèi)嚙合齒圈本身的可容積性從而有利于縮小其外廓尺寸，使其體積小，質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)非常緊湊，且承載力大。一般，行星齒輪傳動(dòng)的外廓尺寸和質(zhì)量約為普通齒輪傳動(dòng)的1/2—1/5（即在承受相同的載荷條件下）。 （2）傳動(dòng)效率高，由于行星齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性，即它有數(shù)個(gè)均勻分布的行星輪，使得作用于中心輪和轉(zhuǎn)臂軸承中的反作用力可以相互平衡，從而有利于達(dá)到提高傳動(dòng)效率的作用。在傳動(dòng)類型選擇恰當(dāng)，結(jié)構(gòu)布置合理的情況下，其效率值可以達(dá)到0.97—0.99。 （3）傳動(dòng)比大，可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成與分解，只要適當(dāng)選擇行星輪傳動(dòng)的類型及配齒方案，便可以用少數(shù)幾個(gè)齒輪獲得較大的傳動(dòng)比。在僅作為傳遞運(yùn)動(dòng)的行星齒輪傳動(dòng)中，其傳動(dòng)比可以達(dá)到幾千。應(yīng)該指出，行星齒輪在其傳動(dòng)比很大時(shí)，仍然可以保持結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量小，體積小等許多優(yōu)點(diǎn)。而且，它還可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成與分解以及實(shí)現(xiàn)各種變速的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)。 （4）運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，抗沖擊和振動(dòng)力強(qiáng)，由于采用了數(shù)個(gè)結(jié)構(gòu)相同的行星輪，均勻地分布于中心輪的周圍，從而可以使行星輪與轉(zhuǎn)臂的慣性力相平衡。同時(shí)，也可以使參與嚙合和齒數(shù)增多，故行星齒輪傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。抵抗沖擊和振動(dòng)力強(qiáng)，工作可靠。 （5）行星齒輪式變速箱中的每一個(gè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，沒有必要也不能用軸承支承起來.對(duì)于一個(gè)行星排，如果把太陽輪、齒圈和行星架都用軸承來支承，則由于不可避免的制造誤差反而加劇每個(gè)行星輪的載荷不均勻程度，同時(shí)還給制造帶來麻煩。采用浮動(dòng)的結(jié)構(gòu)，利用行星輪、太陽輪、齒圈之間的相互作用力平衡來自動(dòng)調(diào)整太陽輪、行星輪和齒圈的相對(duì)位置，可均衡各行星輪的載荷。一般情況下，齒圈是無法用軸承支承的，因此都是套在行星輪上而沒有固定的軸承支承。行星架質(zhì)量大，偏置后旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生較大的離心力，故一般要用軸承來支承。一般，行星齒輪式變速箱中有一根慣穿全箱的中心軸或幾段連成的中心軸。這根軸的兩端用軸承支承在箱體中，而中間構(gòu)件的軸承就裝在此中心軸上。所有的行星排的齒圈都是浮動(dòng)的；中心軸左端用滾珠軸承支承在殼體中；太陽輪固定在中心軸上。 （6）行星變速箱中的需要冷卻、潤(rùn)滑的地方有制動(dòng)器和離合器的摩擦片、行星輪軸承、旋轉(zhuǎn)軸承和齒輪等。為了保證供給足夠的潤(rùn)滑油，一般多采用強(qiáng)制潤(rùn)滑。為了保證行星輪滾針軸承各處都得到良好的潤(rùn)滑，行星輪軸上通向軸承的徑向油孔都朝向中間，進(jìn)入滾針軸承的有從行星輪兩側(cè)墊片的間隙處噴出，兩側(cè)墊片側(cè)面開有潤(rùn)滑油溝槽。行星齒輪變速箱要用潤(rùn)滑油的地方很多，油路的分支很多，為使各處都可以得到從分的潤(rùn)滑油，一般采用節(jié)流孔來分配到各處的油量。 總之，隨著行星傳動(dòng)技術(shù)的迅速發(fā)展，目前，高速漸開線行星齒輪傳動(dòng)裝置所傳遞的功率已經(jīng)達(dá)到20000KW，輸出的轉(zhuǎn)矩已經(jīng)到到。據(jù)有關(guān)材料介紹，人們認(rèn)為目前的行星齒輪傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展有：（1）標(biāo)準(zhǔn)化，多品種，目前世界上已經(jīng)有50多個(gè)漸開線行星齒輪傳動(dòng)系列設(shè)計(jì)；而且還演化出多種形式的行星減速器、差速器和行星變速器等多品種的產(chǎn)品。（2）硬齒面、高精度，行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的齒輪廣泛采用滲碳和氮化等化學(xué)處理。齒輪精度一般都在6級(jí)以上。顯然，采用硬齒面、高精度有利于進(jìn)一步提高承載力，使齒輪尺寸變得更小。（3）高轉(zhuǎn)速、大功率，行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在高速傳動(dòng)中，其傳動(dòng)的功率也越來越大。（4）大規(guī)格、大轉(zhuǎn)矩，在中低速、重載傳動(dòng)中，傳動(dòng)大轉(zhuǎn)矩的大規(guī)格的行星齒輪傳動(dòng)已經(jīng)有了較大的發(fā)展。 行星齒輪傳動(dòng)的缺點(diǎn)是：材料優(yōu)質(zhì)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造和安裝困難。但隨著人們對(duì)行星傳動(dòng)技術(shù)的進(jìn)一步深入地了解和掌握以及對(duì)國(guó)外行星傳動(dòng)技術(shù)的吸收，從而使其傳動(dòng)結(jié)構(gòu)和均載方式都不斷完善，同時(shí)生產(chǎn)工藝水平也不斷提高。因此，對(duì)于它的制造安裝問題，目前已經(jīng)不再看作是一件什么困難的事。 §2.2 行星齒輪的尺寸計(jì)算 由設(shè)計(jì)要求選得特性系數(shù)K=3，由參考文獻(xiàn)[20]，為了加工和取得較大的承載能力取行星輪的個(gè)數(shù)Cs=3，取 =20 ，=19 ，=58 ，=3.9 因?yàn)楱Q4，太陽輪負(fù)變位，行星齒輪和內(nèi)齒圈正變位。，角變位采用不等角變位。預(yù)計(jì)的適用的嚙合角在左右。取。 §2.2.1 按接觸強(qiáng)度計(jì)算A—C的中心距和模數(shù) 輸入轉(zhuǎn)矩為T=9550=9550=440Nm 由參考文獻(xiàn)[20]，記載荷不均勻系數(shù)為1.15。在一對(duì)A—C傳動(dòng)中，太陽輪傳遞的轉(zhuǎn)矩為 =168.72Nm 齒數(shù)比為U== 太陽輪和行星輪的材料選用20CrMnTi，滲碳淬火。由參考文獻(xiàn)[20]得表面的硬度為57—61HRC，芯部的硬度為35—40HRC。=1450，=400 所以=0.9=0.91450=1305 取齒寬系數(shù)為=0.8，載荷系數(shù)K=1.8 。 按齒面強(qiáng)度計(jì)算中心距 A= （2—1） 由參考文獻(xiàn)[20]得=483 故A=483（0.95+1）=58.1mm 模數(shù) m==3.02 取模數(shù)為3.5 則A—C傳動(dòng)的未變時(shí)的中心距 =（=（19+20） 所以=68.25 按預(yù)取的嚙合角，可以得到A—C傳動(dòng)的中心距變位系數(shù)==0.2計(jì)算A—C傳動(dòng)的變位系數(shù)： （2—2） 由參考文獻(xiàn)[20]可知在許用的區(qū)域內(nèi)。由傳動(dòng)可得， 計(jì)算C—B的傳動(dòng)中心距變動(dòng)系數(shù)和嚙合角。 C—B的傳動(dòng)未變時(shí) 故 圖2—1 齒輪幾何尺寸的計(jì)算 項(xiàng) 目 A B C 齒 數(shù) 20 19 58 變位系數(shù) -0.6 0.6 0.6 模 數(shù) 3.5 3.5 3.5 節(jié)圓直徑 60 57 174 嚙合角 齒頂高 1.2 4.8 4.8 齒根高 1.95 5.55 5.55 中心距 70 70 70 校核A—C傳動(dòng)的接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度 計(jì)算接觸應(yīng)力的基本值 （2—3） 重合度的計(jì)算公式： 得 由參考文獻(xiàn)[20]得 由參考文獻(xiàn)[20]得 由參考文獻(xiàn)[20]查得 齒輪彎曲強(qiáng)度的計(jì)算 齒根的彎曲應(yīng)力 而 和由以下兩個(gè)式子確定 （2—4） （2—5） 由參考文獻(xiàn)[20]得 由參考文獻(xiàn)[20]得 第三章 離合器的設(shè)計(jì)與計(jì)算 §3.1 離合器的特點(diǎn)分析 §3.1.1 摩擦離合器的作用 摩擦離合器是一種依靠主，從動(dòng)部分之間的摩擦來傳遞動(dòng)力且可以分離的裝置。它包括主動(dòng)部分，從動(dòng)部分，壓緊機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)等四部分組成。主，從動(dòng)部分和壓緊機(jī)構(gòu)是保證離合器處于結(jié)合狀態(tài)并可以傳遞動(dòng)力的基本結(jié)構(gòu)，操縱機(jī)構(gòu)是使離合器主，從部分分離的裝置。 離合器的主要功用是切斷和實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)傳動(dòng)系的動(dòng)力傳遞，保證汽車起步時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系的平順結(jié)合，確保汽車的平順起步；在換擋時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系分離，減少變速器中換擋齒輪之間的沖擊；在工作中受到較大的動(dòng)載荷時(shí)，可以限制傳動(dòng)系所承受的最大轉(zhuǎn)矩， 以防止傳動(dòng)系各零部件因過載而損壞；有效的降低傳動(dòng)系中的振動(dòng)和噪聲。為了保證離合器具有良好的工作性，應(yīng)滿足以下要求：（1） 在任何行駛條件下，既可以有效地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，并有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩儲(chǔ)備，又可以防止傳動(dòng)系過載。(2) 結(jié)合時(shí)要完全，平順，柔和，保證汽車起步時(shí)沒有抖動(dòng)和叢集、沖擊。（3） 分離時(shí)要迅速，徹底。（4） 從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要小，以減輕換擋時(shí)變速器齒輪間的沖擊，便于換擋和減少同步器的磨損。（5） 應(yīng)有足夠的吸熱性和良好的通風(fēng)散熱效果，以保證工作溫度不至于過高，延長(zhǎng)其使用壽命。（6） 應(yīng)可以避免和衰減傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，并具有吸收振動(dòng)，緩和沖擊，降低噪聲的性。(7)操縱輕便，準(zhǔn)確，以減少駕駛員的疲勞。（8）作用在從動(dòng)盤上的總壓力和摩擦材料因數(shù)在離合器工作過程中的變化要小，以保證有穩(wěn)定的工作性。（10） 結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單，緊湊，質(zhì)量要小，制造工藝性要好，拆裝，維修，調(diào)整方便。本次設(shè)計(jì)的是濕式摩擦離合器，濕式摩擦離和器因有油液的潤(rùn)滑和冷卻作用，有效地控制了摩擦表面的溫度并可以顯著減少摩擦表面的磨損，因此它對(duì)提高離合器的可靠性和使用壽命有顯著的效果，使用壽命可達(dá)干式離合器的5—6倍。所以濕式摩擦離和器可以適應(yīng)惡劣的工作條件（頻繁的結(jié)合，重負(fù)荷下起步等）下使用。濕式摩擦表面的摩擦系數(shù)較小，但由于濕式可大大提高許用比壓，因此可通過增加壓緊力使摩擦片的尺寸減少，故應(yīng)用比較廣泛。 §3.1.2 濕式摩擦離合器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)： （一）保證離合器結(jié)合的平穩(wěn)和分離徹底：保證離合器的結(jié)合平穩(wěn)，就應(yīng)使離合器在結(jié)合過程中壓緊力平緩地增長(zhǎng)，這可依靠在摩擦襯片與從動(dòng)鋼片之間安裝波形彈簧。另外，則是安裝減振彈簧，它使離合器從動(dòng)盤輪轂與鋼片之間構(gòu)成彈性聯(lián)接，從而可以緩和結(jié)合離合器時(shí)的沖出，同時(shí)也起到了消除傳動(dòng)系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的作用。應(yīng)當(dāng)指出，常開離合器由于摩擦副存有油液，當(dāng)離合器結(jié)合時(shí)液體被擠出，因而可以起到緩沖的作用；為保證離合器分離徹底，在多盤式離合器和常開離合器中常常需要用強(qiáng)制的方法將中間壓盤推開，使摩擦面之間有一定的分離間隙。 （二）離合器的調(diào)整 離合器的摩擦襯片面在工作中有磨損，因此需要定期進(jìn)行調(diào)整。在常閉式離合器中，需要進(jìn)行調(diào)整的項(xiàng)目是（1） 分離杠桿內(nèi)端與分離軸承之間的間隙的調(diào)整，這一調(diào)整是為了恢復(fù)踏板的自由行程。一般離合器的這一間隙值為3毫米左右，相當(dāng)于每個(gè)摩擦襯片面有0.4毫米的磨損；（2） 調(diào)整各分離杠桿的內(nèi)端使處于離合器軸的同一垂直面內(nèi)，這一調(diào)整的目的是為了分離離合器時(shí)可以均勻拉開壓板，保證離合器分離徹底。 （三）從動(dòng)盤 它由鋼盤和固定于其上的摩擦襯面組成。根據(jù)所用摩擦襯面材料的不同，固定方法也不同。對(duì)于模壓石棉或銅絲石棉襯面，多用鉚釘鉚接在其基體剛盤之上，鉚好以后，摩擦面的工作表面需要磨削加工，使它的平行度誤差小于0.2毫米；也可以用膠合劑帖的方法，但磨損后更換襯面比較困難。對(duì)于粉末冶金襯面則可以采用燒結(jié)的方法。基底鋼盤的材料可以選用40鋼，45鋼。用沖壓的方法加工。從動(dòng)盤的翹曲會(huì)引起分離不徹底的缺陷，為了防止它的翹曲，常在其上開幾條徑向切口。 （四）摩擦襯面 常用石棉制品或燒結(jié)金屬制成。對(duì)摩擦襯面材料的要求：（2）應(yīng)有較高的耐磨性；（3）應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度；（4）不易和對(duì)磨表面膠合。由于石棉材料制成的襯面有較大的摩擦系數(shù)，一般都在0.3到0.35以上，但其穩(wěn)定性差，隨著溫度的增長(zhǎng)摩擦系數(shù)值會(huì)下降，超過250度時(shí)易造成損壞。石棉材料的密度小且可以保證必需的機(jī)械強(qiáng)度，價(jià)格低，易于制造，它通常用于干式離合器。燒結(jié)金屬襯面材料有兩種，一種是銅基，一種是鐵基。銅基燒結(jié)的金屬襯面用在濕式離合器；而鐵基燒結(jié)金屬襯面只用于干式離合器，因?yàn)樗谟椭械哪湍バ圆睢煞N燒結(jié)金屬都可以承受較高的比壓，在高溫下的摩擦系數(shù)良好且摩擦系數(shù)也穩(wěn)定，使用的期限也比石棉制品長(zhǎng)得多。此外，燒結(jié)金屬襯面很薄可以使離合器的軸向尺寸減小，但密度較大，從而轉(zhuǎn)動(dòng)慣量也較大，價(jià)格也較貴。在濕式離合器中，為了提高摩擦副的工作性，在摩擦的襯面上制有油槽，作用是：保證油流通過離合器摩擦面，以便潤(rùn)滑和冷卻摩擦面，同時(shí)油流量可以將磨削帶走，起到清潔摩擦面的作用；主，從動(dòng)盤結(jié)合時(shí)，表面上的油容易被擠到油槽中流走，兩盤相對(duì)滑磨，起到刮油和破壞油膜的作用形成半液體摩擦和臨界摩擦，以提高摩擦系數(shù)。經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)，不同形狀的油槽具有不同的作用：螺旋形油槽具有較高的摩擦系數(shù)，磨損也不大，但油不容易通過，冷卻效果較差；徑向油槽冷卻效果好，磨損小，但摩擦系數(shù)低；因此，常常采用螺旋油槽和徑向油槽的綜合，兼有兩者的優(yōu)點(diǎn)；也可以采用網(wǎng)絡(luò)形油槽，它既有較高的摩擦系數(shù)，又有足夠的油流通過，冷卻好，但在離合器處于分離時(shí)，網(wǎng)絡(luò)形溝槽了使摩擦片產(chǎn)生較大的粘性傳動(dòng)，造成不徹底的分離。 §3.2 離合器的計(jì)算 §3.2.1 離合器的尺寸計(jì)算 由其結(jié)構(gòu)定： 計(jì)算轉(zhuǎn)矩 摩擦片的對(duì)數(shù) （3—1） 摩擦片的材料選用銅基粉末冶金。由參考文獻(xiàn)[7]得 取 許用轉(zhuǎn)矩的傳遞 （3—2） 由參考文獻(xiàn)[7]查得 代入計(jì)算得 壓緊力的計(jì)算 （3—3） 摩擦的壓強(qiáng) (3—4) 摩擦離合器的摩滑功和發(fā)熱量的計(jì)算 （3—5） 一次終了時(shí)的平均溫度 (3—6) 一次終了時(shí)多盤離合器接合時(shí)的溫升 （3—7） 用油冷卻的濕式離合器循環(huán)油的溫升為 （3—8） §3.2.2 離合器的彈簧計(jì)算 摩擦片的外徑m D=0.25 摩擦片的內(nèi)徑m d=0.174 儲(chǔ)備系數(shù) B=1.5 摩擦片的單位壓力Mpa q=2 摩擦片的平均作用半徑m R=0.25（D+d）=0.1055 摩擦面的平均作用面積 F=0.25=0.0212 每個(gè)摩擦副扣除溝槽后的凈面積 =0.0196 摩擦片上的總壓力N =3.392 摩擦系數(shù) 花鍵軸的摩擦系數(shù) 摩擦片的對(duì)數(shù) 6 壓力損失系數(shù) (3—9) 代入（3—9）式計(jì)算得=6.26 摩擦副的數(shù)目 (3—10) 旋轉(zhuǎn)油缸的轉(zhuǎn)速 （3—11） 把 代入式（3—11）得轉(zhuǎn)速為67.51 活塞的外徑 R=8.15cm 活塞的內(nèi)徑 r=5.75cm 旋轉(zhuǎn)軸的外徑 =4.95cm 排油需要的壓力Mpa 油缸的工作壓力Mpa q=2 密封圈的摩擦阻力N =1.0 壓力損失對(duì)活塞的阻力N =1.06 離心力對(duì)活塞阻力N=490 回位彈簧力N （3—12） 用15個(gè)彈簧圓周布置，故,每個(gè)彈簧的力為 最小工作載荷是 彈簧的直徑為 （3—13） 查參考文獻(xiàn)得 ，而查表得（預(yù)計(jì)直徑大于2。故。 曲度系數(shù) （一般取C為5—8，取為5） 故取為3 彈簧的剛度 最小工作下的變形量 最大工作下的變形量 壓時(shí)的變形量，根據(jù)彈簧的工作區(qū)應(yīng)在變形量的20%—80%的規(guī)定，取 故。壓時(shí)的變形量，根據(jù)彈簧的工作區(qū)應(yīng)在變形量的20%—80%的規(guī)定，取。 有效的圈數(shù) 由參考文獻(xiàn)[7]按標(biāo)準(zhǔn)取有效的圈數(shù)為10 總的圈數(shù)根據(jù)參考文獻(xiàn)[7] 得 壓并高度根據(jù)參考文獻(xiàn)[7] 得 自由高度 ，參考文獻(xiàn)[7] 取為52。 參數(shù)的計(jì)算: 節(jié)距 螺旋角 展開的長(zhǎng)度 脈動(dòng)疲勞極限 最小切應(yīng)力 最大切應(yīng)力 疲勞安全系數(shù) 彈簧的自振頻率 強(qiáng)迫的振動(dòng)頻率 §3.3 離合器計(jì)算 §3.3.1 離合器的尺寸計(jì)算 由其結(jié)構(gòu)定： 計(jì)算轉(zhuǎn)矩 摩擦片的對(duì)數(shù) （3—14） 摩擦片的材料選用銅基粉末冶金，由參考文獻(xiàn)[20]得 取 m=8 許用轉(zhuǎn)矩的傳遞 （3—15） 查參考文獻(xiàn)[20]得 代入計(jì)算得 壓緊力的計(jì)算 （3—16） 摩擦的壓強(qiáng) （3—17） 摩擦離合器摩滑功和發(fā)熱量的計(jì)算 (3—18) 一次終了時(shí)的平均溫度 （3—19） 一次終了時(shí)多盤離合器接合時(shí)的溫升 （3—20） 用油冷卻的濕式離合器循環(huán)油的溫升為 （3—21） §3.3.2 離合器的彈簧計(jì)算 摩擦片的外徑m D=0.29 摩擦片的內(nèi)徑m d=0.36 儲(chǔ)備系數(shù) B=1.5 摩擦片的單位壓力Mpa q=2 摩擦片的平均作用半徑m R=0.25（ D+d）=0.1695 摩擦面的平均作用面積 F=0.25=0.051 每個(gè)摩擦副扣除溝槽后的凈面積 =0.0408 摩擦片上的總壓力N =8.16 摩擦系數(shù) 花鍵軸的摩擦系數(shù) 摩擦片的對(duì)數(shù) 8 壓力損失系數(shù) （3—22） 代入（3—22）式計(jì)算得=7.1 摩擦副的數(shù)目 （3—23） 旋轉(zhuǎn)油缸的轉(zhuǎn)速 =675.1 （3—24） 把 代入計(jì)算得轉(zhuǎn)速為675.1 活塞的外徑 R=8.15cm 活塞的內(nèi)徑 r=5.75cm 旋轉(zhuǎn)軸的外徑 =4.95cm 排油需要的壓力Mpa 油缸的工作壓力Mpa q=2 密封圈的摩擦阻力N =2.448 壓力損失對(duì)活塞的阻力N =2.5 離心力對(duì)活塞力=3.12 回位彈簧力N （3—25） 用24個(gè)彈簧圓周布置，故,每個(gè)彈簧的力為 假設(shè)最小工作載荷是在離心力的作用下， 彈簧的直徑為 （3—26） 查參考文獻(xiàn)[7]得 ，而查表得（預(yù)計(jì)直徑大于2。故。 曲度系數(shù) （一般取C為5—8，取為5） 故取為3 彈簧的剛度 最小工作下的變形量 最大工作下的變形量 壓時(shí)的變形量，根據(jù)彈簧的工作區(qū)應(yīng)在變形量的20%—80%的規(guī)定，取 故。壓時(shí)的變形量，根據(jù)彈簧的工作區(qū)應(yīng)在變形量的20%—80%的規(guī)定，取。 有效的圈數(shù) 參考文獻(xiàn)[7]按標(biāo)準(zhǔn)取有效的圈數(shù)為9 總的圈數(shù)根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]得 。 壓并高度根據(jù)參考文獻(xiàn)[7] 自由高度 ，參考文獻(xiàn)[7]取為52。 參數(shù)的計(jì)算: 節(jié)距 螺旋角 展開的長(zhǎng)度 脈動(dòng)疲勞極限 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]， 最小切應(yīng)力 最大切應(yīng)力 疲勞安全系數(shù) 彈簧的自振頻率 強(qiáng)迫的振動(dòng)頻率 §3.4 離合器的計(jì)算： §3.4.1 離合器的尺寸計(jì)算： 由其結(jié)構(gòu)定： 計(jì)算轉(zhuǎn)矩 摩擦片的對(duì)數(shù) （3—27） 摩擦片的材料選用銅基粉末冶金，由參考文獻(xiàn)[20]得 取 許用轉(zhuǎn)矩的傳遞 （3—28） 由參考文獻(xiàn)[7]得 壓緊力的計(jì)算 （3—29） 摩擦的壓強(qiáng) （3—30） 一次終了時(shí)的平均溫度 （3—31） 一次終了時(shí)多盤離合器接合時(shí)的溫升 （3—32） §3.4.2 離合器的彈簧計(jì)算 摩擦片的外徑m D=0.1215 摩擦片的內(nèi)徑m d=0.0895 儲(chǔ)備系數(shù) B=1.5 摩擦片的單位壓力Mpa q=2 摩擦片的平均作用半徑m R=0.25（ D+d）=0.1055 摩擦面的平均作用面積 F=0.25=0.0212 每個(gè)摩擦副扣除溝槽后的凈面積 =0.0196 摩擦片上的總壓力N =3.392 摩擦系數(shù) 花鍵軸的摩擦系數(shù) 摩擦片的對(duì)數(shù) 6 壓力損失系數(shù) （3—33） 代入（3—33）式計(jì)算得=6.26 摩擦副的數(shù)目 （3—34） 旋轉(zhuǎn)油缸的轉(zhuǎn)速 把 代入計(jì)算得轉(zhuǎn)速為675.1 活塞的外徑 R=8.15cm 活塞的內(nèi)徑 r=5.75cm 旋轉(zhuǎn)軸的外徑 =4.95cm 排油需要的壓力Mpa 油缸的工作壓力Mpa q=2 密封圈的摩擦阻力N =1.0 壓力損失對(duì)活塞的阻力N =1.06 離心力對(duì)活塞阻力N =490 回位彈簧力N （3—35） 用15個(gè)彈簧圓周布置，故,每個(gè)彈簧的力為 最小工作載荷是 彈簧的直徑為 （3—36） 查參考文獻(xiàn)[20]得 ，而查表得（預(yù)計(jì)直徑大于2。故。 曲度系數(shù) （一般取C為5—8，取為5） 故取為3 彈簧的剛度 最小工作下的變形量 最大工作下的變形量 壓時(shí)的變形量，根據(jù)彈簧的工作區(qū)應(yīng)在變形量的20%—80%的規(guī)定，取 故。壓時(shí)的變形量，根據(jù)彈簧的工作區(qū)應(yīng)在變形量的20%—80%的規(guī)定，取。 有效的圈數(shù) 參考文獻(xiàn)[7]按標(biāo)準(zhǔn)取有效的圈數(shù)為10 總的圈數(shù)根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]得 。 壓并高度根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]得 自由高度 參考文獻(xiàn)[7]，取為52。 參數(shù)的計(jì)算: 節(jié)距 螺旋角 展開的長(zhǎng)度 脈動(dòng)疲勞極限 根據(jù)11—2—16， 最小切應(yīng)力 最大切應(yīng)力 疲勞安全系數(shù) 彈簧的自振頻率 強(qiáng)迫的振動(dòng)頻率 §3.5 離合器的計(jì)算 §3.5.1 離合器的尺寸計(jì)算 由其結(jié)構(gòu)定： 轉(zhuǎn)矩 計(jì)算轉(zhuǎn)矩 摩擦片的對(duì)數(shù) （3—37） 摩擦片的材料選用銅基粉末冶金，由參考文獻(xiàn)[20]得 取m=10 許用轉(zhuǎn)矩的傳遞 （3—38） 由參考文獻(xiàn)[20]得 壓緊力的計(jì)算 （3—39） 摩擦的壓強(qiáng) （3—40） 摩擦離合器摩滑功和發(fā)熱量的計(jì)算 （3—41） 一次終了時(shí)的平均溫度 （3—42） 一次終了時(shí)多盤離合器接合時(shí)的溫升 （3—43） 用油冷卻的濕式離合器循環(huán)油的溫升為 （3—44） §3.5.2 離合器的彈簧計(jì)算 摩擦片的外徑m D=0.38 摩擦片的內(nèi)徑m d=0.29 儲(chǔ)備系數(shù) B=1.5 摩擦片的單位壓力Mpa q=2 摩擦片的平均作用半徑m R=0.25（ D+d）=0.1795 摩擦面的平均作用面積 F=0.25=0.0541 每個(gè)摩擦副扣除溝槽后的凈面積 =0.04328 摩擦片上的總壓力N =8.66 摩擦系數(shù) 花鍵軸的摩擦系數(shù) 摩擦片的對(duì)數(shù) 10 壓力損失系數(shù) （3—45） 代入（3—45）式計(jì)算得=7.6 摩擦副的數(shù)目 （3—46） 旋轉(zhuǎn)油缸的轉(zhuǎn)速 （3—47） 把 代入計(jì)算得轉(zhuǎn)速為675.1 活塞的外徑 R=8.15cm 活塞的內(nèi)徑 r=5.75cm 旋轉(zhuǎn)軸的外徑 =4.95cm 排油需要的壓力Mpa 油缸的工作壓力Mpa q=2 密封圈的摩擦阻力N =2.598 壓力損失對(duì)活塞的阻力N =2.71 離心力活塞阻力N=3.89 回位彈簧力N （3—48） 用24個(gè)彈簧圓周布置，故,每個(gè)彈簧的力為 假設(shè)最小工作載荷是在離心力的作用下， 彈簧的直徑為 （3—49） 查參考文獻(xiàn)[20]得 ，而查表得（預(yù)計(jì)直徑大于2。故。 曲度系數(shù) （一般取C為5—8，取為5） 故取為3 彈簧的剛度 最小工作下的變形量 最大工作下的變形量 壓時(shí)的變形量，根據(jù)彈簧的工作區(qū)應(yīng)在變形量的20%—80%的規(guī)定，取 故。壓時(shí)的變形量，根據(jù)彈簧的工作區(qū)應(yīng)在變形量的20%—80%的規(guī)定，取。 有效的圈數(shù) 參考文獻(xiàn)[7]按標(biāo)準(zhǔn)取有效的圈數(shù)為9 總的圈數(shù)根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]得 。 壓并高度根據(jù)參考文獻(xiàn)[7] 自由高度 ，參考文獻(xiàn)[7]取為52。 參數(shù)的計(jì)算: 節(jié)距 螺旋角 展開的長(zhǎng)度 脈動(dòng)疲勞極限 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]， 最小切應(yīng)力 最大切應(yīng)力 疲勞安全系數(shù) 彈簧的自振頻率 強(qiáng)迫的振動(dòng)頻率 第四章 結(jié) 論 液壓機(jī)械無級(jí)變速器是綜合了機(jī)械傳動(dòng)高效率和液壓傳動(dòng)無級(jí)變速兩方面優(yōu)點(diǎn)的新型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。液壓機(jī)械無級(jí)傳動(dòng)是一種多流傳動(dòng)系統(tǒng)，它將功率分為液壓和機(jī)械兩路傳遞，分流機(jī)構(gòu)分流后液壓馬達(dá)在正向和反向最大速度。而本次設(shè)計(jì)的是其主要部件行星機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及其控制部分多片濕式離合器的設(shè)計(jì)，通過國(guó)內(nèi)外設(shè)計(jì)的比較和使用性能的要求，此設(shè)計(jì)所得到了如下的結(jié)果： （1）傳動(dòng)部分的行星機(jī)構(gòu)體積小，質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)緊湊，承載大，并由三個(gè)行星輪均勻的分擔(dān)載荷。為了發(fā)揮行星齒輪的傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)，采用了浮動(dòng)機(jī)構(gòu)，它不僅補(bǔ)償了制造誤差，還降低了載荷不均勻系數(shù)，提高承載能力，降低了噪聲。提高了運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性和可靠性。浮動(dòng)機(jī)構(gòu)的種類很多，這個(gè)設(shè)計(jì)采用的是行星輪浮動(dòng)，軸承裝在行星輪內(nèi)，彈簧擋圈裝載軸承的內(nèi)側(cè)，因而增大了軸承的間距，減少了行星輪的傾斜，它的浮動(dòng)效果好，而且靈敏度高。但是拆卸軸承比較復(fù)雜。 （2）濕式摩擦表面的摩擦系數(shù)較小，但由于濕式可大大提高許用比壓，因此可通過增加壓緊力使摩擦片的尺寸減少。結(jié)合時(shí)完全，平順，柔和，保證了汽車起步時(shí)沒有抖動(dòng)和沖擊。分離也及時(shí)迅速，徹底。從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，減輕了換擋時(shí)變速器齒輪間的沖擊，便于換擋和減少同步器的磨損。有足夠的吸熱性和良好的通風(fēng)散熱效果，以保證工作溫度不至于過高，延長(zhǎng)其使用壽命。避免和衰減傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，并具有吸收振動(dòng)，緩和沖擊，降低噪聲的性。 總的來說，行星齒輪機(jī)構(gòu)和其控制部分離合器的設(shè)計(jì)已達(dá)到使用性能的要求，相信在以后變速器中會(huì)得到廣泛的應(yīng)用。 參考文獻(xiàn) [1] 徐立友,周志立，張明柱，李言．拖拉機(jī)液壓機(jī)械無級(jí)變速器的特性分析[J]．中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)報(bào)．2006，5 [2] 張明柱，周志立，徐立友．農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)用多段液壓機(jī)械無級(jí)變速器設(shè)計(jì)[J] ．農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)．2003，19(6):118—121 [3] 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