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关键词： 汽车   离合器   手动变速器   故障  

摘要： 随着汽车行驶里程的增加,离合器的零件不可避免地产生磨损或损坏,致使离合器的技术状态变差而出现故障,离合器常见的故障有分离不彻底、打滑、发抖、异响等;另一方面,由于汽车经常在复杂道路上行驶,需要不断地变换挡位改变速度和动力,以适应变化的行驶条件.随着汽车行驶里程的增加和不正常的维护保养或操作,轴承、齿轮等部件磨损加大,手动变速器常出现换挡困难、变速器跳挡、变速器乱挡、变速器异响、变速器漏油等故障.

关键词： 离合器   液压卷扬机   故障问题   维护方法  

摘要： 在现代大规模化的工程建设活动中,施工者需要使用特殊的起重设备来完成装载与运输工程建材的工作,在现有的起重工作之中,可以使用液压卷扬机来完成基本起重任务,当前可使用的液压卷扬机种类丰富,不同类型的卷扬机设备可以被应用到条件不同的起重场合中,在使用这种液压式卷扬机时必须要采用规范化的方法,防止在卷扬机应用过程中出现意外的使用故障,本文对有离合器配置的液压式卷扬机设备的现有故障进行研究,提出标准维护建议.

关键词： 减振弹簧   离合器从动盘   NVH测试   单级刚度   三级刚度  

摘要： 通过把汽车离合器从动盘总成的减振弹簧进行一定的结构改进,经计算及NVH测试分析,选择合理的从动盘减振部件、预减振和主减振等级,使减振弹簧的刚度由原来的单级刚度变成了三级刚度,并可随着路况及负荷的变化而使刚度发生变化,从而既提高了驾驶员乘坐的舒适性又增强了汽车的可靠性.

关键词： Drag torque   Groove   Multigrid method   Operating conditions   Wet clutch  

摘要： Purpose The purpose of this paper is to reduce the drag loss and study the effects of operating conditions and groove parameters such as flow rate and temperature of automatic transmission fluid, clearance between plates, groove depth and groove ratio on the drag torque of a wet clutch for vehicles, parametric analysis of the drag torque model of wet multi-plate friction clutch with groove consideration. Design/methodology/approach Both experimental and numerical research was carried out in this work. Parametric groove models, full film lubrication flow model and pressure distribution model are established to investigate the effects of the grooves on drag torque of a wet clutch. Multigrid method is used to simplify the solution. Findings In this paper, a drag torque model of a wet multi-plate friction clutch based on the basic theory of viscous fluid dynamics is examined through experimental and numerical methods that take grooves into account, and the change trend of drag torque with operating conditions and groove parameters is analyzed. Originality/value Multigrid method is used to solve the governing equations, which simplifies the solution process because of the restrictions and interpolation operations between the adjacent layers of coarser and fine grids. These works provide insight into the effect regularity of operating conditions and groove parameters on drag torque of a wet multi-plate friction clutch. Furthermore, variable test conditions and sufficient experimental data are the main functions in the experimental research.

关键词： 离合器   空损   接合过程   瞬态仿真   结构优化  

摘要： 湿式摩擦离合器作为机械设备传动机构的重要组成部件,其机械性能及流体动力学行为备受关注。湿式摩擦离合器的主、从动盘在接触之前就会由于润滑油粘性作用而产生油膜承载力和摩擦转矩,工作油温的升高会导致润滑油粘度降低,而粘度的变化又反过来影响接合特性,这是一个瞬态变化过程。因此,开展湿式摩擦离合器空损-接合过程仿真分析及油路结构优化研究,对提高湿式摩擦离合器综合性能具有一定的理论意义和工程价值。本文针对湿式摩擦离合器,开展接合过程的影响因素分析、空损阶段热流耦合瞬态仿真、滑摩挤压阶段热流固耦合瞬态仿真和离合器润滑油路结构优化设计。论文的主要研究工作如下:(1)研究了湿式摩擦离合器接合过程中的几个主要影响因素,重点分析了离合器片副的摩擦机理、润滑油的粘温特性,建立了离合器片副摩擦系数、润滑油粘度的数学方程,借助MATLAB/Simulink软件,获得了摩擦系数、粘温特性的数值仿真曲线。(2)针对离合器空损阶段,建立了摩擦片副的动力学模型,推导了带排转矩的数学表达式,借助MATLAB/Simulink软件,对离合器主动轴启动过程的带排转矩进行了分析计算,并与热流耦合瞬态仿真结果吻合良好,进一步对比分析了复合油槽对离合器热流场的影响。(3)针对离合器接合过程滑摩挤压阶段,借助ANSYS Workbench、Fluent等软件,进行热流固耦合瞬态仿真,得到了离合器动态接合特性的变化规律;对油膜承载力进行理论计算,并与仿真结果对比,两者吻合良好,而后研究了主动轴转速对离合器接合特性的影响。(4)以出油管孔径为设计变量,建立了离合器油路结构的参数化有限元模型,借助ANSYS Workbench、CFX等软件,对离合器进行热流耦合动态仿真分析,根据单因素仿真试验分析方法确定离合器片轴向最小位移为目标变量,基于响应面法得到最佳油路结构,优化效果良好。

关键词： 楔块式单向离合器   渐开线   对数螺旋线   动力学仿真  

摘要： 楔块式单向离合器因其具有质量轻、工作转速高、楔合性能好、结构紧凑等特点被广泛应用于机械传动行业。在实际工况中,楔块式单向离合的核心构件楔块对离合器整体楔合性能起着至关重要的作用。本文针对楔块式单向离合器的楔块工作型面及动态楔合性能进行研究,具体内容如下:(1)分析对比不同类型的单向离合器的结构特点及性能优劣,基于离合器的自锁原理及楔合过程推导楔块式单向离合器楔合时楔角、接触应力的计算公式以及自锁需要满足的条件,为后续仿真优化做好理论支撑。(2)基于渐开线及对数螺旋线的数学特性,提出不同于偏心圆弧型面的渐开线型面及对数螺旋线型面,并采用非线性曲线拟合的方法,对楔块的偏心圆弧工作型面进行拟合得到渐开线型面及对数螺旋线型面。(3)建立不同型面楔块式单向离合器的虚拟模型,采用ANSYS/LS-DYNA对三种不同型面的楔块式单向离合进行动态仿真分析,从接触应力及楔块相对位移两个方面分别分析三种型面楔块式单向离合器的楔合性能。并根据动态仿真结果中冲击接触应力、稳态接触应力、响应时间及相对位移等性能参数对三种不同型面楔块式单向离合器楔合性能进行对比分析。(4)分析单向离合器动态试验原理,基于试验平台设计楔块式单向离合器楔合过程中输出轴速度定性试验及楔块相对位移试验。将实验结果与仿真结果进行对比,验证仿真结果的正确性。本课题的研究工作为生产实践中提升楔块式单向离合器的楔合性能提供了思路,同时为楔块式单向离合器楔块的工作型面优化设计提供了理论依据。

关键词： 谐波齿轮   超短筒柔轮   杯形   礼帽形柔轮   有限元   复合形法  

摘要： 随着机器人技术的快速发展,特别是工业机器人的大量应用,作为关键核心零部件的谐波减速器,其性能越来越重要。超短筒谐波齿轮,因其能更好地适应机器人关节需要,被大量应用于工业机器人的小关节上。随着柔轮的轴向尺寸缩短,柔轮筒底的应力急剧升高。因此,超短筒柔轮的筒底应力分析及其结构优化设计,成为超短筒谐波齿轮的核心关键问题。目前尚无理论方法准确计算柔轮装配应力和负载应力,有限元方法成为分析装配状态和负载传动状态的柔轮变形和应力的主要手段。通过对杯形柔轮和礼帽形柔轮的特征分析及其参数逻辑关系研究,建立杯形柔轮和礼帽形柔轮实体单元参数化模型。依据标准椭圆波发生器的径向变形,在柔轮齿圈中面施加径向位移约束,求解装配状态的柔轮应力。按照现有公式给出的啮合力分布,在柔轮中面施加周向啮合力和相应的位移约束,求解负载传动状态下的负载应力。其次,利用杯形柔轮和礼帽形柔轮参数化模型,分别讨论柔轮的长径比、筒底倒圆半径、筒底凸台倒圆半径和筒底膜板等几何参数,以及壁厚对装配状态和负载工况下筒底最高应力的敏感性,找到降低最高装配应力和最高负载应力的关键几何参数。构造三种不同结构形式的筒底变厚度方案,建立参数化模型并对比研究这些方案的合理性。最后,通过优化柔轮变厚度筒底截面以降低装配应力和负载应力。基于APDL语言引入三次样条曲线表达筒底变厚度方案,编写复合形法优化程序对最大装配应力和最高负载传动应力分别进行筒底厚度优化,并应用零阶和一阶优化程序对本文的装配应力优化结果进行验证。研究发现:超短筒柔轮的筒底最高应力远超规范规定的齿圈应力;减小超短筒柔轮的筒底倒圆半径可降低最高装配应力和最高负载应力。随膜板倒圆半径增大,礼帽形柔轮的最高装配应力和最高负载应力均会升高,但杯形柔轮的负载应力下降。增大膜板宽度可降低杯形柔轮和礼帽形柔轮的装配应力和负载应力。更宽膜板的礼帽形柔轮具有更低的筒底装配应力和负载应力。增大壁厚会增加礼帽形柔轮的筒底最高装配应力和负载应力,以及杯形柔轮的装配应力,但可降低杯形柔轮的负载应力。沿凸台方向单调递增的筒底厚度结构不能降低筒底最高应力。相对于礼帽形柔轮,传动负载引起的杯形柔轮筒底的应力增幅更大。

关键词： 水轮机   翼型   CFD数值仿真   绕流分析   流固耦合  

摘要： 随着化石、煤炭等传统能源日益减少,环境污染及全球变暖问题日益突出,清洁、可再生能源将会占据能源界主导地位。海流能是一种以海水动能形式存在的可再生能源,目前已成为世界可再生能源发展重要研究对象。水轮机是将海流能转化为旋转机械能的一种机械装置,目前世界范围内大多数水轮机只可单向运行,而潮流、潮汐运动是双向的,所以可双向运行水轮机能够增加海流能利用率。叶片是水轮机关键部件,其性能直接影响水轮机性能。翼型是叶片剖面形状,本文通过设计翼型形状来实现双向运行水轮机叶片设计。本文最后进行了水槽实验,验证双向运行水轮机可行性。本文主要内容如下:（1）根据所收集的文献资料,介绍海洋能源分类及国内外水轮机发展状况,阐述水轮机叶片设计理论。以NACA4408翼型绕流为例,分析翼型边界层分离原因,以NACA6408绕流为例,分析翼型边界层分离后流场流体速度流线变化特点与压力变化特点。（2）选择三种不同弯度的NACA翼型做为基本翼型,通过反向对接法形成三种对称翼型,对三种对称翼型流场进行数值仿真,求出对称翼型升力系数、阻力系数和升阻比,分析对称翼型水动力特性受NACA翼型弯度影响程度。以其中一种对称翼型为例,分析对称翼型在不同攻角下流体速度流线分布特点。结果表明,对称翼型上翼面前部拱形和下翼面后部拱形可使对称翼型产生升力,因此对称翼型可以应用于双向水轮机叶片的设计。（3）选取对称翼型作为叶片翼型,基于wilson修正模型,运用MATLAB中的Fmincon函数求解出了叶片截面翼型弦长l和扭角?,并使用Solidworks软件对叶片进行了三维建模。运用ANSYS中Fluent模块对水轮机进行流场数值仿真,分析叶片之间流体速度流线分布特点。分析结果表明,本文设计的叶片能够使水轮机在流体中稳定运行。使用ANSYS中Static Structural模块对叶片进行流固耦合仿真,在不同流速下对比水轮机叶片变形特点与应力分布特点。分析结果表明,流体流速在0.5m/s.8m/s之间时,叶片最大变形和强度符合工程应用要求（4）对海流发电装置进行了总体设计,并且为提高水流流速,在水轮机外部加装导流罩装置。为考察水轮机实际工作效果,对水轮机进行了水槽实验,测出水轮机在不同流速下输出功率与获能效率。由实验数据可知,水流流速1.8m/s时,水轮机输出功率达到额定功率40W,获能效率达到最大值24.3%。实验表明,本文设计的叶片可使水轮机双向工作,并且水轮机正向运行时能量转化率和反向运行时能量转化率相同。

关键词： 离合器   传动部件   设备   手自切换   检修  

摘要： 在设备部件的运动中,需要在手动及自动的两种工作状态中切换,通过在自动传动传动系统中增加离合器结合一套手动传动系统可满足两种状态的自由切换,满足设备不同的功能需求。同时,通过手动及自动的切换,在传动系统的检修时可避免对联轴器等连接部件进行拆除及重新安装操作,保证设备传动精度的同时减少检修工作量。

关键词： 自动离合器   无刷直流电机   SVPWM   无位置传感器控制   滑模观测器  

摘要： 离合器作为连接发动机与变速器的纽带,在电控机械式自动变速器(AMT)控制系统中自动离合器的控制十分关键。传统自动离合器的控制电机存在使用寿命短,效率低,维护成本高等问题,已经不能满足自动离合器的控制需求。无刷直流电机(Brushless DC Motor,BLDCM)具有稳定性强、成本低、可靠性好、安全系数高等一系列优点,本课题就无刷直流电机作为自动离合器的控制电机展开研究,具有较大的实用和开发价值。本课题采用的是准正弦波控制的无刷直流电机,首先对无刷直流电机的基本原理和控制方法进行了详细分析,并且针对产品特点提出控制的基本要求,进而根据对无刷直流电机控制器要求,采用空间矢量脉宽调制技术(SVPWM)的控制方案,减小了转矩脉动等问题。此外,对于滑模变结构理论中开关函数容易产生抖振的问题,采取了开关函数连续化消除振荡的措施,其次,设计滑模观测器估算转子的位置和转速,实现无位置传感器无刷直流电机的矢量控制。在理论分析的基础上,以STM32为控制核心,对无位置传感器无刷直流电机矢量控制器硬件、软件进行设计,完成控制器实验平台的设计制作工作。最后,通过MATLAB/Simulink平台搭建系统仿真模型,结果表明:电机能在较短时间内达到稳定转速,超调更小。同时,在实验样机上进行测试,测试结果表明,所设计的无刷直流电机控制器速度精度在98%以上,控制精度较高,电机运行平稳。实验结果验证了算法的有效性,具有灵活性好、适应能力强等特点,满足了实际需求。