双圆锥牵引传动装置牵引传动特性研究

《双圆锥牵引传动装置牵引传动特性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、双圆锥牵引传动装置牵引传动特性研究沈楚敬2015年1月中图分类号：TH133.33UDC分类号：621.822双圆锥牵引传动装置牵引传动特性研究作者姓名沈楚敬学院名称机械与车辆学院指导教师苑士华答辩委员会主席项昌乐申请学位工学博士学科专业车辆工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年1月StudyonTransmissionCharacteristicsofDual-ConesTractionDriveCandidateName：ChujingShenSchoolorDepartment:SchoolofMechanicalEngineeringFacu

2、ltyMentor:Prof.ShihuaYuanChair,ThesisCommittee：Prof.ChangleXiangDegreeApplied:DoctorofPhilosophyMajor：VehicleEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：Jan,2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北

3、京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学博士学位论文摘要无级变速器通过速比的连续变化，保证车辆行驶阻力与发动机输出扭矩实现最佳匹配，使得发动机始终工作在高效区域，燃烧充分，排放污染减少，噪声降低，因而提高了整车的燃油经济性，使汽车具有接近理想的动力性能，具有广泛的应用前景。目前，金属带式无级变速器已成功应用于小功率汽车领域。与金属带式无级变速器相比，牵引式传动装置通过两滚动体间的弹性流体润滑油膜牵引力来传递动力，避免了金属与金属

4、的直接接触，具有传递功率大、效率高等特点。双圆锥牵引传动装置变速时，能同时改变双圆锥内、外工作直径，具有速比调节响应快、结构紧凑、传递功率大和效率高等优点，另外，在功率传递过程中，可根据实际工况控制液压腔工作油压，既保证系统具有较高的传递效率，又能控制接触区油膜厚度避免两表面直接接触导致磨损。本文围绕双圆锥牵引传动装置的传动特性展开研究，通过双圆盘摩擦机对牵引油进行拖动试验，获得在不同工况下牵引系数与滑滚比之间的关系曲线，结合理论推导得到牵引油各流变参数，建立牵引油流变模型；研究了双圆锥牵引传动装置圆盘-圆锥的牵引机理，建立接触区弹流润滑数学模型及求解方法；在保

5、证接触区处于全油膜润滑状态和给定的传动效率下，根据传递功率给出了在整个传动比范围内法向加载力的求解方法，为研究双圆锥牵引传动装置法向加载力控制策略提供了试验和理论基础。双圆锥牵引传动装置的传动性能很大程度上取决于弹流接触区牵引油的流变特性，本文首先通过牵引油拖动特性试验得到不同工况下的牵引曲线，以Evans-Johnson模型为基础，给出了牵引油流变模型参数的简单确定方法，并拟合出牵引油的特征应力、粘压系数、极限剪切应力系数和弹性模量等公式，为双圆锥牵引传动装置接触区的牵引特性研究提供了精确的流变模型。以牵引油流变模型为基础，对双圆锥牵引传动装置圆锥-圆盘接触区

6、牵引机理展开研究。建立圆锥-圆盘接触区弹流润滑数学模型，并对弹流润滑数学模型进行数值求解。在求解过程中，将油膜厚度方程引入到雷诺方程中，从而得到统一格式的差分方程组，采用线松弛法和追赶法对雷诺方程组进行迭代计算，并利用FFT和离散循环卷积定理对弹性变形进行联立求解，获得双圆盘牵引传动装置圆锥-圆盘接触区最小油膜厚度、牵引系数和法向加载力、滑滚比、传动比和I北京理工大学博士学位论文卷吸转速之间的关系曲线，揭示了双圆盘牵引传动装置圆锥-圆盘的牵引机理。双圆锥牵引传动装置可通过液压控制内、外摩擦副接触区法向加载力，法向加载力越大，所能传递的转矩越大，但太大的法向加载力

7、将使接触区油膜厚度变薄，导致两滚子表面直接接触而产生摩擦磨损，因此，对于法向加载力的控制是整个双圆锥牵引传动装置的关键。为了深入剖析法向加载力与传动效率、最小油膜厚度之间关系，综合考虑内、外摩擦副接触区的弹流润滑特性及相互之间的力学关系，建立了双圆锥牵引传动装置的传动特性数学模型。为了实现内、外摩擦副接触区处于全油膜润滑状态和较高的传动效率，根据临界传动比将传动比划分为两个区域进行研究，通过内、外摩擦副接触区弹性流体润滑方程之间的迭代求解得到双圆锥牵引传动装置的法向加载力，揭示了法向加载力、接触区最小油膜厚度和传动效率随传动比的变化规律，为系统法向加载力控制提供

8、了有效的求解方法。关键词