1. 研究目的与意义
离合器是机械设备传动机构的动力传递装置,能够实现原动机和传动系统之间运动的传输和切断,改变传动部件的工作状态。与传统的干式离合器相比较,湿式离合器具有磨损小、启动换向平稳、传递转矩大、散热良好、噪声低、寿命长等特点,近年来在舰船、车辆、重型机械等领域得到了广泛应用。该类离合器的传统设计方法是按照稳定运行状态计算许用传递扭矩,校核摩擦材料的比压和挤压应力,确定离合器结构。其工作过程和使用环境复杂,各个工作阶段的转矩传递都有不同的理论模型,而且湿式离合器实际试验和使用表明,摩擦副传递转矩过程中会有一定程度的波动,转矩会在某个瞬间出现激增状态,直接造成离合器失效,严重影响离合器的使用可靠性,为解决该离合器在使用中的问题,不少学者在不同领域开展研究,但是就目前来看,湿式离合器滑摩转矩的计算模型只针对于某一特定阶段,缺少涵盖整个工作过程、各个工作阶段的滑摩转矩计算模型,在传动系统传动效率设计预测时,无法准确量化离合器的传递转矩。因此,本课题通过研究湿式离合器滑摩转矩的计算模型,分析各个工作阶段的主要影响因素,从而得到全面具体、更接近湿式离合器实际工作状况的计算模型,这对于改善离合器的使用效果、保持良好的工作性能以及提高离合器的工作效率并延长其使用寿命,具有重要的理论与实践意义。
2. 课题关键问题和重难点
本课题对湿式离合器的结构设计要求严格,并且对使用建模软件需要一定的熟练度,在目前的设计制造水平下,湿式离合器不可避免地也存在一些问题。实际工况中,当摩擦副所承受的扭矩超过其扭矩容量时,会产生震颤,摩擦片表面容易磨损打滑,使部分摩擦材料出现塑性形变,直至失去弹性稳定性。湿式离合器摩擦片的表面摩擦材料一般有粉末冶金摩擦材料、纸基摩擦材料和碳基摩擦材料等。离合器摩擦片磨损严重,铆钉松动,表面裂损或烧蚀等情况,在设计过程中,我们对建模参数要求需要提高。
3. 国内外研究现状(文献综述)
湿式离合器指离合器摩擦副在滑摩过程中处于油液冷却状态。滑摩过程中,摩擦副摩擦表面被一层油膜隔开,保证摩擦副在很大的压力下有小的磨损和稳定的摩擦系数。与干式离合器相比,湿式离合器工作性能更稳定、接合更平顺,可在较小的径向尺寸条件下获得较大摩擦转矩,并且可通过增加摩擦副数来提高传递的摩擦转矩,还可以改变施加压力的大小,调节接合的动态特性。大功率工程车辆常用的多为液压加压、回位弹簧分离的湿式离合器。式离合器由多片环状的对偶钢片和摩擦片组成,对偶钢片和摩擦片相间布置,两者均可作为主动件或从动件。当液压控制油道与系统进油相通时,离合器活塞将钢片和摩擦片压紧,离合器接合,动力从主动件传递到从动件;当控制油道与系统回油相通时,在回位弹簧的作用下将活塞回位,钢片和摩擦片分离并在摩擦副之间形成一定的间隙,离合器分离,主动件与从动件间动力中断。摩擦片的摩擦层上开有油槽,冷却润滑油通过特定油道进入这些油槽,带走部分摩擦热,起到冷却作用。
湿式离合器滑摩过程三个阶段分析:一,油液润滑阶段,从摩擦副分离状态到有粗糙接触前,摩擦副间充满润滑油,摩擦副表面被连续的润滑油膜隔开,只有润滑油膜承担接合压力,产生粘性转矩。该阶段的摩擦转矩只有粘性转矩。二,混合摩擦阶段,摩擦副粗糙峰接触开始介入到油膜消失前,油膜厚度逐渐减小,摩擦副的微凸峰开始接触,油膜和微凸峰共同承担接合压力,润滑油膜产生粘性转矩,摩擦副微凸峰接触产生粗糙接触转矩,共同构成该阶段的输出转矩。三,粗糙接触阶段,摩擦副间油液无成形油膜,粗糙接触占绝大部分,摩擦副微凸峰接触产生的粗糙接触转矩是该阶段的输出转矩。
[1]马彪.履带车辆综合传动特性的动态仿真研究[D].北京:北京理工大学,1999.
4. 研究方案
1.通过查阅和研究大量相关的文献和资料更深入的了解模具设计的发展情况和现代的技术要求并分析其中会遇到的一些难题。
2.对汽车湿式摩擦片离合器其中的一些关键部件进行着重分析,并选择其中一个重要的部件进行建模设计。在分析UG三维软件技术功能的基础上,研究建模的原理。
3.查找相关资料及相关学术的论文期刊,学习相关的知识,了解清楚湿式摩擦片的工作原理,了解此部件的工作原理以及查找相关图片进行结构分析,每个部件组成的作用。
5. 工作计划
第1周完成英文翻译,提交英文翻译给指导老师批阅。
第2周英文翻译经指导老师批阅合格并确认后,上传至毕业设计管理系统。
第3周查阅文献资料,撰写开题报告。
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