液力传动变速箱设计与仿真设计

摘要

本课题是设计一个液力传动变速箱，液力传动变速箱是汽车中的驱动设备，广泛的应用于叉车、牵引车、挖掘车等工业车辆中。根据本次设计的的要求，本范文是一个驱动60吨的液力传动变速箱设计过程。液力传动变速箱主要由变速箱、液力变矩器、油泵总成与主调压阀和溢流阀组件、操纵阀组件、离合器和液压控制等部分组成。由液力变矩器提供转矩和具有前进二档、后退二档共四个档位的动力换档变速箱，液力传动变速箱采用单级二相三工作轮综合式液力变矩器。液力变矩器使该液力传动变速箱具有液力传动输出的自动适应性，能随着外负载的变化而相应改变其输出扭矩和转速，而且要求能够吸收和消除来自发动机和外负载对传动系统的冲击振动。所采用的换档方式要求操纵简单、方便，起动平稳，较大地减轻操作者劳动强度。

本课题通过液力传动变速箱主要参数的设计，用三维设计软件Pro/E来实现液力传动变速箱的零部件造型和整机造型。在液力传动变速箱设计过程中，在投入生产之前利用计算机进行装配仿真，及时纠正设计中的不足。                                                                                                                    

关键字：液力传动变速箱；液力变矩器；离合器；操纵阀

目 录

1 绪论 1

1.1 研究的目的和意义 1

1.2 本课题的主要研究内容 1

1.3 国内外研究现状 2

1.3.1 发展概述 2

1.3.2 液力传动变速箱的技术发展趋势 2

2 总体方案的设计 3

2.1 液力传动变速箱概述 3

2.2 主要技术参数 3

2.3 工作原理 3

2.4 结构介绍 4

2.4.1 变速箱 4

2.4.2 液力变矩器 4

2.4.3 油泵总成 4

2.4.4 主调压阀、溢流阀部件 5

2.4.5 操纵阀部件 5

2.4.6 离合器 5

2.5 变速箱的三维建模及运动仿真 5

2.6 变速箱使用注意事项 5

2.7 本章小结 6

3 变速箱设计 7

3.1 变速箱传动方案设计 7

3.2 前进档设计 8

3.2.1 前进挡概述 8

3.2.2 前进挡档数的确定 8

3.2.3 前进挡齿轮设计 8

3.2.4 齿轮强度计算方法概述 9

3.2.5 前进挡轴的设计 9

3.3 倒档设计 10

3.3.1 倒档概述 10

3.3.2 倒档零件设计 11

3.4 刹车档设计 11

3.5 变速箱总体结构 12

3.6 本章小结 12

4 液力变矩器设计 13

4.1 液力变矩器概述 13

4.2 液力变矩器的结构与工作原理 13

4.3 液力变矩器的设计计算 14

4.3.1 液力变矩器的转矩功率计算 14

4.3.2 液力变矩器循环圆设计 14

4.3.3 液力变矩器叶片设计 15

4.3.4 液力变矩器各种性能及其评价 15

4.4 液力变矩器的冷却装置设计 16

4.5 本章小结 16

5 液压传动部分设计 17

5.1 液力传动变速箱油路原理 17

5.2 油泵总成设计 17

5.3 主调压阀、溢流阀部件 18

5.4 本章小结 19

6 离合器（专题部分） 20

6.1 引言 20

6.2 离合器的功能与要求 21

6.3 离合器的结构方案的确定 21

6.3.1 摩擦离合器的基本组成和工作原理 21

6.3.2 离合器的结构方案分析 22

6.4湿式多片式液力离合器的结构与工作原理 26

6.4.1 结构介绍 26

6.4.2 工作原理 27

6.5 前进离合器的设计与计算 29

6.5.1 离合器的基本参数和主要尺寸的选择 29

6.5.2 从动盘的设计 31

6.5.3 压盘设计 32

6.5.4 压紧弹簧的设计计算 33

6.5.5 扭转减振器的设计 34

6.6倒档离合器的设计与计算 35

6.6.1 倒档离合器基本参数的选择 35

6.6.2 从动盘的设计 36

6.6.3 压盘设计 37

6.6.4 压紧弹簧的设计计算 38

6.6.5 扭转减振器的设计 38

6.7 本章小结 39

7 操纵阀组件（专题部分） 40

7.1 离合器操纵机构介绍 40

7.2 操纵阀原理简介 41

7.3 操纵阀结构设计 41

7.4 本章小结 44

8 变速箱的三维动态仿真 45

8.1 PRO/E软件介绍 45

8.2 变速箱三维模型的建立 45

8.3 变速箱的动态仿真 46

8.3.1 机构模块简介 46

8.3.2 总体界面及使用环境 46

8.3.3 机械设计模块的分析流程 46

8.3.4 机械设计运动分析详解 47

8.3.5 运行分析 47

8.3.6 齿轮从动连接 47

8.3.7回放 47

8.4 三维模型转换为工程图 48

8.4.1 图样转换的实现 48

8.4.2 变速箱各部分工程图 48

8.5 本章小结 50

9 总结 51

谢 辞 52

参考文献 53

附 录 54

附录A： 54

附录B： 59