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 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。花鍵齒在一個(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