【正文】 由扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的平均剪切應(yīng)力 ： zm WM /2/m a x ??? ??? , F （ ） 對(duì)剪切應(yīng)力的強(qiáng)度儲(chǔ)備系數(shù) ： ?????? )( 11 ?? ??? mn （ ） 總的強(qiáng)的儲(chǔ)備系數(shù)：2222???? nn nnn ?? （ ） mNMKMmNMiM BTfqB ???????? 5 0 9 0,1 9 6 5 0 TM BM A 2F 1F B 剪力圖 彎矩圖 扭矩圖 圖 軸受力簡(jiǎn)化圖 41 Nd MFNd MF Bf 198502020,251562020 2112 ???? 求支反力： NFNF AyBy 17535,27471 ?? ? ?? ?? ?3 4 3m a x3 4 3m a x221m a x11 20 93 3 ,3236 1 43 011 41 86 6 ,1616 8. 5 25 04 33 8. 9 35 .410 .1 5 ,0. 284 .32zzttubWWmW D mmMMP a MP aWW D mmTMP a MP aWMMP a MP aWnMP a???????? ? ? ? ???????? ? ?? ? ?? ? ?? ? ?? ? ? ? ?????， 1 ??? ? mn ?? ?? 2222 ?。 疲勞強(qiáng)度計(jì)算： 計(jì)算疲 勞強(qiáng)度儲(chǔ)備系數(shù)： 222 /1/1/1 ?? nnn ?? （ ） 對(duì)于 40X 鋼在疲勞強(qiáng)度計(jì)算時(shí)的強(qiáng)度極限： 抗彎 ??? b?? 430mpa； 40 抗剪 ?? ?? 11 ?? 250mpa。在這種情況下，軸的危險(xiǎn)斷面內(nèi)的應(yīng)力： W MM u 22 ??? （ ） 式中 M—— 軸上傳遞的扭矩； uM —— 軸在危險(xiǎn)斷面 處的彎矩； W—— 危險(xiǎn)斷面的抗彎斷面系數(shù)，實(shí)心軸時(shí) ?W ；空心圓軸時(shí) dddW /)( 404 ?? ， d 為軸徑， d0 為空心軸的孔徑。旋轉(zhuǎn)零件不平衡重產(chǎn)生的徑向力不大，可以忽略。在這里主要采用的軸向定位方法是彈性擋圈，軸肩和軸環(huán)；周向固定和連接采用的是花鍵聯(lián)接。軸上零件的軸向固定方法常以軸肩、軸環(huán)、套筒、螺母、彈性擋圈、圓錐形軸頭、軸端擋圈和緊定螺釘?shù)葋韺?shí)現(xiàn)。為了使齒輪，軸承裝配方便，軸通常采用階梯結(jié)構(gòu)。要選擇合適的材 料， 使之滿足強(qiáng)度、耐磨性等工作要求，且具有良好的加工工藝性和經(jīng)濟(jì)性。 ，磨損小。 圓柱滾子式單向離合器是目前應(yīng)用比較廣泛的一種形式，其優(yōu)點(diǎn)如下： ，制造比較容易，使用與維修方便。 片式摩擦元件的缺點(diǎn)是分離時(shí)摩擦片間有相對(duì)摩滑損失。 ，摩擦元件受 力情況與旋轉(zhuǎn)方向無關(guān)。 本章小結(jié) 目前片式摩擦元件應(yīng)用廣泛，它在性能結(jié)構(gòu)上有如下優(yōu)點(diǎn)： ，可用增加摩擦片數(shù)來提高摩擦扭矩。 單向離合器的制造工藝接近于軸承，但比軸承要高，要復(fù)雜。 表 系數(shù) ik （ 2R+H） /2H ik ,50,120 31 ????? ? ikmmBmmD ? ? ? ? ?uiu M P aHRB kHRM ?? ?? ???? 11826 2 ?外圈強(qiáng)度足夠 壓緊彈簧 壓緊彈簧的作用主要是把滾子壓向楔形槽的狹窄部份，保持滾子與內(nèi)、外圈之間的接觸，減小楔緊行程，減少?zèng)_擊，保證各滾子均勻受載。 檢查外圈的強(qiáng)度 在楔緊狀態(tài)下，滾子與外圈接觸處受徑向載荷，使外圈彎曲，外圈斷 37 面上受拉伸應(yīng)力。 MPaE 5102?? 綜 合 式 液 力 變 矩 器 用 于 載 重 汽 車 和 公 共 汽 車 時(shí) ， 可 取? ? M P ad 2 9 0 0~2 6 0 0?? ； 用 于 小 汽 車 時(shí) ， 安 全 應(yīng) 力 可 取 的 高 一 些 ，? ? M P ad 3 2 0 0~2 9 0 0?? 。在實(shí)際使用過程中，由于滾子的磨損和內(nèi)、外圈的變形，楔角 ? 將增大。當(dāng)楔角過小，如 3?? 時(shí)，在分離過程中滾子不能自動(dòng)分離，在楔緊狀態(tài)下，由于滾子與內(nèi)、外圈接觸處法向力過大，易將滾子或內(nèi)、外圈壓壞。 。 本文 ????? 142/462//2 rldlk 36 楔角 ? 通常選取 ?? 6。滾子長(zhǎng)度過短，如 2k ～ 時(shí)，在楔緊和分離過程中滾子以歪斜。由于希望單向聯(lián)軸器尺寸小，傳遞扭矩大，因此采用較多的滾子，但滾子數(shù)受結(jié)構(gòu)尺寸限制。 ?? rRk /1 8～ 15 （ 根 據(jù) 循 環(huán) 圓 尺 寸 和 結(jié) 構(gòu) 布 置 初 選 外 圈 內(nèi) 徑 為 ?R 130mm，?r 14mm ?? rRk /1 ） 滾子數(shù)目 z 及 滾子長(zhǎng)度 l 根據(jù)不同用途和單向聯(lián)軸器的尺寸確定。 外圈內(nèi)半徑 通常根據(jù)結(jié)構(gòu)布置的尺寸限制來確定。內(nèi)圈和外圈的受載情況沒有滾子那么嚴(yán)重，因此除采用 GCr15軸承鋼外，還可采用 20Cr 和 18CrMnTi。 材料選擇 滾子受載情況復(fù)雜，應(yīng)選擇既具有高硬度而又有較好的塑性耐沖擊的材料。外圈凸輪時(shí)，凸輪面是內(nèi)表面，加工相對(duì)困難，但滾子數(shù)可以多一些，傳遞的扭矩比相同尺寸的內(nèi)圈凸輪單向離合器要大一些，所以設(shè)計(jì)時(shí)選用外圈凸輪式。圓柱滾子式單向離合器的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，制造比較容易，使用與維修方便；楔緊與分離工作靈敏，無噪音，工作可靠；分離狀 態(tài)時(shí)允許的速度高，磨損小。 依滾子形狀分：圓柱滾子；凸塊式。依據(jù)其結(jié)構(gòu)形狀可分為以下幾種： 依據(jù)凸輪面所在元件分：外圈為凸輪面；內(nèi)圈為凸輪面。從鎖定狀態(tài)轉(zhuǎn)入分離狀態(tài)或從分離狀態(tài)轉(zhuǎn)入鎖定狀態(tài)是隨外力方向改變而自動(dòng)進(jìn)行的，不需要操縱。單向離合器起著單向傳動(dòng)或鎖定的作用。單向離合器是變矩器中負(fù)荷最大的元件之一。 閉鎖離合器的設(shè)計(jì) 其 計(jì)算力矩 m axfMM ?? ， 對(duì)于此閉鎖離合器參數(shù)選?。? ?? ， ?d? ， ? ? Mpap 4? ， ?? ， ?m? ， 3?z ? ?? ?? ?mmrmmzpMR mmmd1 2 40 . 7 3,1 7 011 23 2??????取整，根據(jù) ?????? ? 閉鎖離合器的排油結(jié)構(gòu)采用的是排油孔結(jié)構(gòu)，不僅起到排油的作用， 34 同時(shí)還具有緩沖的作用。此外，在確定摩擦副徑向尺寸的時(shí)候還要考慮內(nèi)外徑的比值m? 的取值要適當(dāng)，如果 m? 過小，則摩擦襯面寬度過大，內(nèi)外徑滑摩速度相差大，從而引起內(nèi)外徑在制動(dòng)過程中溫升相差過大而導(dǎo)致摩擦片開裂 或翹曲變形，如果 m? 值過大，則摩擦襯面寬度過小，有效利用面積減小，制動(dòng)力矩減小。根據(jù)前面分析知道，濕式多片制動(dòng)器制動(dòng)力矩與摩擦副數(shù)成正比，且隨摩擦副面積和有效制動(dòng)半徑增大而增大，所以為增大制動(dòng)器的制動(dòng)力矩，一是可以采用增加摩擦副數(shù)量的方法，二是增大摩擦副的徑向尺寸。摩擦副數(shù)少則分離狀態(tài)磨損小，功率損失少。 zFrM hm ?? MMm ?? ??qAF ?? = ? ?? ?prR 22 ??? 2Rrrh ?? 或 ? ?? ?22 3332 rR rRrh ??? Rrm?? 由以上公式可得： 33 金屬型 ： ? ?? ?? ?3 2 11 2 zpMRmmd ?????? ??? 非金屬型： ? ?? ?3 312 3 zpMR d ???? ??? 金屬型的 m? =~；非金屬型 m? =~； 摩擦表面接觸系數(shù)對(duì)于開油槽通常取 ~。 摩擦表面的尺寸選擇 摩擦表面尺寸參數(shù)包括摩擦片內(nèi)、外半徑 Rr, ；表面接觸系數(shù) ? ；摩擦片數(shù) z ；鋼片厚度等。 動(dòng)力換檔離合器選 ~?? ；對(duì)變矩器閉鎖離合器選 ~?? ；因?yàn)樽兙仄鏖]鎖時(shí)是機(jī)械傳動(dòng)，離合器受沖擊負(fù) 荷，應(yīng)保證不打滑；對(duì)非動(dòng)力換檔的主離合器，為了在起步工況條件下，減少摩滑功，可選~?? 。 MMm ?? （ ） 式中 : M—— 制動(dòng)器傳遞的扭矩； ? —— 制動(dòng)器儲(chǔ)備系數(shù)。 制動(dòng)器摩擦片的壓緊力，可以由允許的表面比壓 ??q 來計(jì)算 ? ?qAF ?? （ ） 式中 : A —— 全部摩擦副的總面積； ? —— 有效面積，等于扣除油槽后的面積與總面積的比（ 1? ）。用（ ）式表示： zFrM hm ?? （ ） 式中 : ? —— 摩擦系數(shù)，取動(dòng)摩擦系數(shù)； F —— 摩擦片壓緊力； hr —— 換算半徑； 32 （對(duì)于金屬型摩擦材料的摩擦副 2Rrrh ??，其中 Rr, 為摩擦片的內(nèi)外圓半徑；對(duì)于非金屬型摩擦材料的摩擦副 ? ?? ?223332 rR rRrh ???。溝槽有兩個(gè)作用：一是破壞油膜，提高滑摩時(shí)的摩擦系數(shù)；二是保證油流通過，冷卻摩擦表面 [28]。 制動(dòng)器的工 作條件 —— 比壓、摩滑速度、溫度對(duì)摩擦副的摩擦系數(shù)有很大影響（摩擦副的比壓為單位面積上的壓力 q ）。 動(dòng)摩擦系數(shù) d? 是指在一定相對(duì)摩滑速度下的摩擦系數(shù)。 靜摩擦系數(shù) j? 是指摩擦副無相對(duì)摩滑時(shí)的摩擦系數(shù)。 石棉 樹脂摩擦材料很少用于油中工作的離合器和片式制動(dòng)器，但因?yàn)榫幙椥筒牧嫌休^大撓性，便于作成帶狀，固定于制動(dòng)帶上，加上動(dòng)摩擦系 數(shù)高和磨損值低的優(yōu)點(diǎn)，所以廣泛用于帶式制動(dòng)器摩擦材料。 非金屬型摩擦材料具有高摩擦系數(shù)，價(jià)廉，保證離合器結(jié)合平穩(wěn)和無噪聲，但這種材料的缺點(diǎn)是導(dǎo)熱性差。 車輛液力傳動(dòng)應(yīng)用的離合器和制動(dòng)器的摩擦副可分為兩大類：一類是金屬型，它與鋼片對(duì)偶的摩擦襯面材料具有金屬性質(zhì)，如鋼對(duì)鋼，鋼對(duì)青銅，鋼對(duì)粉末冶金等；一類是非金屬型的，它的摩擦襯面材料具有非金屬性質(zhì)，如石棉 樹脂，紙、石墨 樹脂，塑料合成物等。在制動(dòng)器的設(shè)計(jì)過程中，首先必須保證摩擦副提供足夠的制動(dòng)力矩，此外，還要求摩擦副工作性能穩(wěn)定、耐磨性好、工作壽命長(zhǎng)等。由于加壓油缸是旋轉(zhuǎn)油缸，在閉鎖離合器分離時(shí)，需有油缸內(nèi)剩油徘空的裝置，因而在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮。根據(jù)傳遞扭矩的大小，確定摩擦件的數(shù)目，一般為 l 一 2 計(jì)被動(dòng)件。摩擦片一段用銅基粉末冶金片對(duì)鋼片。加壓油缸做在泵輪殼內(nèi)，是回轉(zhuǎn)式油缸。 圖 5— 1 為某液力變矩器閉鎖離合器的結(jié)構(gòu)。泵輪和渦輪相當(dāng)于液力減速器動(dòng)輪。此外，可以獲得發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)和拖車起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的功能。本文是通過相似理論來設(shè)計(jì)新液力變矩器循環(huán)圓，然后進(jìn)一步對(duì)新得到的液力變矩器進(jìn)行改型 ，以得到新型 ZL80 裝載機(jī)液力變矩器。 本章小結(jié) 液力變矩器循環(huán)圓的尺寸是設(shè)計(jì)液力變矩器的重要參數(shù)。 導(dǎo)輪 90。 渦輪 32。 表 變矩器葉片參數(shù) 葉輪名稱 進(jìn)口角 出口角 泵輪 105。 確定循環(huán)圓形狀尺寸 現(xiàn)以有效直徑為 260mm 的參考變矩器為例。 圓形循環(huán)圓變矩器在多數(shù)情況下 ，采用混流式工作輪 [1~2]。 (2) 軸流式 這種工作輪從軸面圖看，液流在葉片流到內(nèi)軸向流動(dòng)。若液流從小半徑向大半徑方向流動(dòng) ，稱為心式工作輪；反之，稱為向心式工作輪。 27 工作輪在循環(huán)圓中的排列位置 由于在循環(huán)圓中的排列位置的不同，變矩器有下列幾種形式的工作輪。設(shè)計(jì)液力變矩器的循環(huán)圓時(shí)，可以根據(jù)使用場(chǎng)合、制造情況和設(shè)計(jì)資料來選擇循環(huán)圓的形狀。 循環(huán)圓形狀 的選擇 液力變矩器的循環(huán)圓按照外環(huán)形狀可以分為圓形（扁圓形）、蛋形、半蛋形和長(zhǎng)方形循環(huán)圓四種。 這樣就可以設(shè)計(jì)出與樣機(jī)性能基本相同的新液力變矩器。 (2)根據(jù) sD 與 樣 機(jī) 的 有 效 直 徑MD，求出集合相似的線性比例常數(shù)sM DDC /? 。本文也采用這種方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。 (2)選取一個(gè)比較成熟的性能優(yōu)良的液力變矩器樣機(jī)，用相似理論來放大或縮小其尺寸，制造出符合使用要求的新變矩器。 (1)對(duì)于大型的新設(shè)計(jì)的液力變矩器，可以利用模型試驗(yàn)來檢測(cè)其預(yù)定的性能。在現(xiàn)代液力變矩器設(shè)計(jì)中亦采用反求設(shè)計(jì)法消化吸收先進(jìn)技術(shù)。得出結(jié)論： 最大輸入功率對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速點(diǎn)不在液力變矩器的高效區(qū)內(nèi)，不能充分利用柴油機(jī) 的最大有效功率；液力變矩器高效區(qū)轉(zhuǎn)速范圍窄，動(dòng)力性不能得到充分發(fā)揮。 本章小結(jié) 本章對(duì)柴油機(jī)與液力變矩器進(jìn)行了全功率匹配和部分功率匹配計(jì)算，并在 此基礎(chǔ)上對(duì)液力變矩器的有效直徑進(jìn)行了優(yōu)化，以使柴油機(jī)與液力變矩器具有 更好的輸入輸出特性。從圖中可以看出，最大輸入功率對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速點(diǎn)不在液力變矩器的高效區(qū)內(nèi)，不能充分利用柴油機(jī)的最大有效功率。所得函數(shù)關(guān)系式也是求解匹配評(píng)價(jià)參數(shù)的基礎(chǔ)。將