【正文】 本設計能夠順利完成，我要特別感謝導師 劉悅 老師對我的悉心指導和教誨，使我在實際工程設計方面有了很大的進步，同時也使我對模具設計的相關理論有了更深的認識和理解，為我以后的學習和工作奠定了牢固的基礎。使我在即將走上工作崗位的時候有了充分的心理準備和信心。導師嚴謹?shù)淖黠L和踏實的態(tài)度使我深受感動。 長春理工大學本科畢業(yè)設計 Opinos adugethry39。 在這次畢業(yè)設計中通過參考、查閱各種有關 液力變矩器 方面的資料，虛心請教各位老師有關 液力變矩器 方面以及三維建模，二維圖紙的繪制方面的問題，特別是 結構設計 在實際中可能遇到的具體問題，使我在短暫的時間里，對 液力變矩器 的認識有了一個質的飛躍。 設計過程中也遇到了很多以前從沒有接觸到的知識，但是通過 查閱資料，收獲是很大的，鍛煉了我應用工具書解決問題的能力，使我更加牢固的掌握了所學的知識技能，提高了我提出問題，分析問題和解決問題的能力，并且開闊了知識面，對動手能力的提高也有很大幫助。在做畢業(yè)設計的過程中，我遇到了很多困難，其中主要是 Solidworks 繪圖方面，由于我的設計主要是完成 液力變矩器的結構 設計而且以前沒能很好的運用 Solidworks CAD，繪制CAD 圖形就成為大困難。 52′ 長春理工大學本科畢業(yè)設計 Opinos adugethry39。 28′ 34176。 40′ 32176。 21′ 7 34176。 47′ 34176。 50′ 34176。 87′ 3 37176。 42′ 35176。 82′ 32176。 9′ 109176。 53′ 110176。 55′ 8 108176。 16′ 106176。 02 106176。 42′ 4 105176。 30′ 106176。 9′ 103176。mlcAv,fPb20*jZTxMI:EYB()22 )c o t( 111111 BBBBBuB vurrv ??? 所得數(shù)值為 : 類似的，在出口 處 )c o t( 222222 BBBBBuB vurrv ??? 所得數(shù)值為： 則 rvu 改變量，即22 BuBrv11BuBrv得： = 表 33 變矩器渦輪角度計算參數(shù) 元線序號 cotβ 設計流線上的 β 外環(huán)上的β 內(nèi)環(huán)上的β 進口 0 105176。 出口角： 2T? =150176。 = 則外環(huán)第 9 元線葉片偏移量為 計算后，以直接連接內(nèi)外環(huán)之相應點，即可作出葉片形狀。mlcAv,fPb20*jZTxMI:EYB()20 c? =176。 52′ 現(xiàn)在，需將計算出的角度轉換 為可以計繪制的三維葉形坐標。 28′ 121176。 40′ 121176。 01′ 7 121176。 47′ 121176。 50′ 120176。 45′ 3 120176。 05′ 121176。 118176。 為了確定元線與內(nèi)環(huán)之交點處的葉片角 c? ，采用按反勢流分布計算公式 rrc c ?? cotcot ? 類似地，外環(huán)上可以利用下列公式計算 rrs s ?? cotcot ? 所以在葉片入口處 c? =120176。 m。 出口角： 2B? =128176。 首先選定一些任意的元線，并計算出初步輪廓。設計流線的原則是使液流速度沿流道均勻變化。最大半徑為 Rac ，循環(huán)圓外環(huán)最小直徑為 d0 ，最小半徑為 Rc0 。中間流線在液力變矩器內(nèi)是無形存在的，設計時是要用到的。 由于軸線對稱，一般畫出軸線上的一半見圖 課題 設計要求 循環(huán)圓確定 參數(shù)選擇 環(huán)量分配法計算 葉片三維造型 計算結果分析 符合設計要求 完成設計 Y Opinos adugethry39。 導輪出口角 2T? =60176。mlcAv,fPb20*jZTxMI:EYB()15 準確的流場計算結果，必須對變矩器內(nèi)部流場進行三維粘性流動計算，直接對 NS 方程求解。 液力變矩器是流道封閉的多級透平機械，流道內(nèi)為復雜的三維粘性流動。 （ 2）二維流動理論：在束流理論的基礎上，認為工作輪中的液體只在垂直于旋轉軸線的一組平行軸面內(nèi)的平面流動，且其中每一平面的速度分布和壓力分布都是相同的，即流動參數(shù)是兩個空間坐標的函數(shù)。因此，為了對這樣的液體運動進行理論的分析研究，必須通過某些假設加以簡化 。此法對已有液力變矩器進行改進設計是方便的，但對全新設計的液力變矩器的性能預測精度是不高的；由于主要依據(jù)數(shù)據(jù)與圖表，所以不適合于優(yōu)化設計和優(yōu)選參數(shù)，亦不便于用計算機進行分析研究。 根據(jù)掌握資料、設計要求和達到目標的不同，現(xiàn)有設計方法可分為三 大 種 ① 相似設計法 以某種性能比較理想的液力變矩器作為設計基型，循環(huán)圓形狀、工作輪布置、 葉型等均依其為據(jù)，用相似理論確定幾何參數(shù)。隨著技術的發(fā)展，理論的建立，要求應用計算方法來進行設計，并使做出的產(chǎn)品的試驗性能與計算性能相一致。mlcAv,fPb20*jZTxMI:EYB()12 式中 R—— 特性半徑，一般取 2，工作輪入口處和出口處的無因次流道軸面面積 3，工作輪入口處和出口處的中間流線的綜合幾何參數(shù) 4，循環(huán)流量系數(shù) 5，扭矩系數(shù)的無因次關系 在計算工況下，液流無沖擊進入工作輪，則沖擊損失為零，液力損失僅為摩擦損失，即為最低值，此時液力變矩器的液力效率達到最高。 圖 22 不同型式渦輪的液力變矩器 由上述分析可以看出渦輪葉片進出口位置變化，對流量 Q 有很大的影響。 再進一步增大， ， 為離心渦輪， ，曲線為下凹雙曲線（見圖 23 曲線 3），它與軸流式相比， Q 的變化更平坦。當 時， ， 流量特性曲線下凹，變?yōu)殡p曲線。 損 失 速 度 與 軸 面 速 度 有 關 ，當 時 ， 一般情況下，為了減少沖擊損失，總是力求軸面速度相等，故為 ， 則液力變矩器各工作輪的沖擊損失為： 長春理工大學本科畢業(yè)設計 Opinos adugethry39。mlcAv,fPb20*jZTxMI:EYB() 小，一般可以不計，則通流損失主要為 ，在水力學中，計算摩擦損失的公 式為 : 式中 L—— 流道長度； —— 水力半徑，為過流斷面面積與濕周之比； —— 摩擦系數(shù)，它與絕對粗糙度 K 、水力半徑 及雷諾數(shù) 流道彎曲程度，速度分布等有關。液力損失由沖擊損失 ’摩擦損失 ,擴散與收縮損失 和回轉損失 所 組成。該類參數(shù)在工況給定時，也是已知參數(shù)； 第三類就是液力變矩器循環(huán)圓中的流量 Q。mlcAv,fPb20*jZTxMI:EYB()7 Vm =FQ=ω sinβ Vu 是絕對速度的圓周分速度： Vu =uVm ctg（ π β ） =u+ Vm ctgβ 設 TB ,TT ,T D 分別為泵輪、渦輪和導輪作用在液體上的轉矩，根據(jù)力學定律，在 穩(wěn)定工況下，作用與液體的外傳矩之和應 為零，即： TB + TT + TD =0 從上式可以看出作用在渦輪上的轉矩增加了，起到了變矩的作用 。然后，液流又從渦輪流入導輪，重復這一循環(huán)。液體沿循環(huán)圓高速流入渦輪，迫使渦輪開始旋轉，并使渦輪獲得一定的轉矩去克服外界阻力做功。 Opinos adugethry39。有的液力變矩器有兩個以上的渦輪、導輪或泵輪，借以獲得不同的性能。液力變矩器的特點是：能消除沖擊和振動，過載保護性能和起動性能好；輸出軸的轉速可大于或小于輸入軸的轉速，兩軸的轉速差隨 傳遞扭矩的大小而不同；有良好的自動變速性能，載荷增大時輸出轉速自動下降，反之自動上升；保證動力機有穩(wěn)定的工作區(qū)，載荷的瞬態(tài)變化基本不會反映到動力機上。液力變矩器不同于液力耦合器的主要特征是它具有固定的導輪。動力機（內(nèi)燃機、電動機等）帶動輸入軸旋轉時，液體從離心式泵輪流出，順次經(jīng)過渦輪、導 輪再返回泵輪，周而復始地循環(huán)流動。泵輪與變矩器殼成一體。 長春理工大學本科畢業(yè)設計 Opinos adugethry39。液力變矩器是關鍵的動力傳動部件，可以保證系統(tǒng)平穩(wěn)起步、變速和變矩 載荷的瞬態(tài)變化基本不會反映到動力機上 。李有義等研究了液力變矩器葉柵繪形的計算機輔助設計方法，提出了液力變矩器葉柵繪形的三維模型設計方法。張錫杰等介紹了液力變矩器復雜葉柵測繪和反求的具體過程，通過硅橡膠制模、光柵掃描測繪、三坐標測量等方法獲得流道的形狀和位置，使用 Imageware 處理點云數(shù)據(jù)，用 UG 完成最終的葉輪造型。通過對不同參數(shù)變化規(guī)律生成的泵輪、渦輪、導輪的葉型進行對比分析，總結出液力變矩器葉片角變化對液力變矩器性能影響的基本規(guī)律，通過 CAD/CFD 技術完成葉片的設計和相應變矩性能的設計計算。葉片設計的方法可分為二維設計、準三維設計和三維設計。 液流流道是由循環(huán)圓內(nèi)、外環(huán)曲 面及葉片曲面組成的，其設計包括循環(huán)圓設計和葉片設計?；驮O計法選擇性能與設計要求接近的液力變矩器作為設計基型，循環(huán)圓的形狀，葉輪的布置，葉片的形狀，葉片的數(shù)目，各種計算系數(shù)均參考基型選擇，幾何 尺寸按相似原理進行確定。西部大開發(fā)和我國經(jīng)濟的大發(fā)展，交通運輸、水利水電、建筑業(yè)、能源等領域將是發(fā)展重點， 因此液力變矩器在我國有廣闊的市場 。其產(chǎn)品的主要性能指標已達到 國外同類產(chǎn)品的先進水平。目前，我國車輛液力變矩器主要應用于列車機車、一些工程機械和新一代的主戰(zhàn)坦克及步兵戰(zhàn)車等車輛上。這使得液力變矩器的性能不斷提高，基本上，液力變矩器的開發(fā)和設計師伴隨著人們對流體力學知識、數(shù)學知識、計算機知識以及相關實驗條件的改善而不斷提高的。歷經(jīng)百年的發(fā)展，液力變矩器的應用不斷擴大，從汽車、工程機械到石油、化工、礦山、冶金機械等領域都得到了廣泛的應用。 Central volume of distribution method Opinos adugethry39。 本文主要介紹了 CL315 液力變矩器的結構設計 , 結構 的設計主要是指變矩器的循環(huán)圓設計、葉片設計、特性計算、整體結構設計以及一些關鍵零部件的設計，由于葉片參數(shù)直接影響到變矩器的性能，因而是液力變矩器的設計的關鍵是