本文選題：液粘調(diào)速離合器 + 軟啟動(dòng)�。� 參考：《江蘇大學(xué)》2015年博士論文

【摘要】：液粘調(diào)速離合器是基于牛頓內(nèi)摩擦定律,利用多組摩擦副間油膜的剪切作用傳遞扭矩,是一種新型的以流體為工作介質(zhì)的傳動(dòng)技術(shù),在大功率水泵、風(fēng)機(jī)或帶式輸送機(jī)的軟啟動(dòng)方面,具有顯著的節(jié)能效果。研究表明,液粘調(diào)速離合器輸出扭矩的波動(dòng)問(wèn)題是影響動(dòng)力傳遞穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素,而輸出扭矩的傳遞主要涉及摩擦副間油膜的剪切能力和摩擦副本身的微凸體接觸特性兩方面。本文以液粘調(diào)速離合器中摩擦副及其間隙內(nèi)油膜為研究對(duì)象,綜合流體力學(xué)、傳熱學(xué)、彈塑性力學(xué)等多學(xué)科理論,采用理論建模、數(shù)值計(jì)算以及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等方法,分析了若干因素對(duì)動(dòng)力傳遞過(guò)程的影響機(jī)理,重點(diǎn)研究了摩擦副受熱變形機(jī)理及其間隙內(nèi)復(fù)雜的油膜動(dòng)力學(xué),主要內(nèi)容如下：基于考慮慣性項(xiàng)的油膜剪切與擠壓理論和粗糙表面微凸體接觸模型,通過(guò)承載力平衡原理和扭矩平衡原理,獲得了液粘調(diào)速離合器關(guān)于油膜厚度和被動(dòng)片角速度二者的變化率解析解,進(jìn)而得到了軟啟動(dòng)過(guò)程中液粘調(diào)速離合器輸出總扭矩和粘性扭矩的變化過(guò)程,最后采用數(shù)值計(jì)算方法研究了若干因素,包括壓力邊界條件、面積比分布以及若干材料物理參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)等,對(duì)動(dòng)力傳遞過(guò)程的影響作用�；诙嘟M摩擦副的壓力分配關(guān)系,推導(dǎo)出軟啟動(dòng)過(guò)程中關(guān)于摩擦剪切熱量的熱流密度模型,構(gòu)建了摩擦副的二維和三維瞬態(tài)溫度場(chǎng)模型,采用有限元理論對(duì)摩擦副在軟啟動(dòng)過(guò)程的瞬態(tài)溫度場(chǎng)模型進(jìn)行求解,得到了多組摩擦副的二維和三維溫度場(chǎng)分布和單組摩擦副的三維溫度場(chǎng)分布,并且分析了慣性項(xiàng)以及其他因素對(duì)摩擦副溫度場(chǎng)分布的影響程度�；跓釓椝苄员緲�(gòu)關(guān)系和非線性方程的有限元求解方法,以溫度場(chǎng)分析結(jié)果為載荷,建立了摩擦副的熱-結(jié)構(gòu)耦合數(shù)學(xué)模型,對(duì)摩擦副在軟啟動(dòng)過(guò)程中的熱彈塑性變形規(guī)律進(jìn)行研究。重點(diǎn)分析了四種徑向位移約束條件,包括摩擦副內(nèi)、外徑均無(wú)徑向位移約束,對(duì)偶片外徑和摩擦片內(nèi)徑分別受到徑向位移約束,僅對(duì)偶片外圈受到徑向位移約束和僅摩擦片內(nèi)圈受到徑向位移約束等,對(duì)摩擦副變形場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的影響,得到了不同程度的碟形翹曲變形和波浪形翹曲變形兩種變形方式。以一組變形摩擦副間隙內(nèi)的油膜為研究對(duì)象,建立了油膜流場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型,得到了關(guān)于摩擦副分別發(fā)生軸向變形和徑向變形后間隙內(nèi)油膜流場(chǎng)的壓力、速度和粘性扭矩等解析解,研究了兩種變形量對(duì)動(dòng)力傳遞過(guò)程的影響規(guī)律。綜合考慮摩擦副的動(dòng)態(tài)彈塑性變形和油膜的粘溫特性,對(duì)摩擦副發(fā)生三種碟形翹曲變形后間隙內(nèi)油膜的動(dòng)力學(xué)分布進(jìn)行數(shù)值計(jì)算研究,分析了恒定入口壓力、恒定入口流量、不同入射角和變溫界面等四種工況條件對(duì)傳動(dòng)性能的影響。設(shè)計(jì)了專門的液粘調(diào)速離合器測(cè)試實(shí)驗(yàn)臺(tái),分別對(duì)平行摩擦副和變形摩擦副等間隙內(nèi)油膜的動(dòng)力傳遞性能進(jìn)行測(cè)試,分析了不同工況(包括入口流量、油膜厚度、入口油溫和主被動(dòng)片轉(zhuǎn)速差等)和不同摩擦副結(jié)構(gòu)時(shí)摩擦片表面的溫度場(chǎng)變化規(guī)律,同時(shí)對(duì)間隙內(nèi)若干位置的油膜溫度和壓力等參數(shù)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證研究,詳細(xì)分析了軸向變形量和徑向變形量對(duì)流體傳動(dòng)穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所反映出的動(dòng)力傳遞規(guī)律間接印證了前面的分析結(jié)果。
[Abstract]:Based on Newton ' s law of internal friction , the liquid - viscous speed - regulating clutch is based on Newton ' s law of internal friction . The influence of constant inlet pressure , constant inlet flow , different angle of incidence and temperature changing interface on the transmission performance is analyzed . The dynamic transmission performance of the oil film in the clearance of parallel friction pair and deformation friction pair is tested . The influence of different working conditions ( including inlet flow rate , oil film thickness , inlet oil temperature , main passive sheet speed difference ) and the surface temperature field of friction plate is analyzed . The influence of axial deformation amount and radial deformation amount on fluid transmission stability is analyzed in detail . The results show that the power transmission law reflected by experimental data indirectly prints the previous analysis results .

【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH133.4

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本文編號(hào)：1810878