液力变矩器叶片设计

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1、液力变矩器叶片设计学院：机械学院专业：机自（车辆）学号：201107728姓名：翟昆仑液力变矩器是AT自动变速箱的核心部件之一，液力变矩器的工作轮主要包括：泵轮、涡轮和导轮。其设计的关键是各工作轮的叶片设计。本次设计采用的是环量分配法。环量设计法的理论基础是束流理论，认为其在选定的设计速比下，循环圆平面中间流线上每增加相同的弧长，液流沿叶片中间流线应增加相同的动量矩，以保证流道内的流动状况良好。设计过程为：根据前期循环圆的确定，在泵轮转矩方程TB=ρQ（VμB2rB2-VμB1rB1）中VμB2rB2-VμB1rB1项是确定泵轮动量

2、矩变化的一个因数，经计算测量得出泵轮进口角βB1=120°，进口半径外环为95mm，内环为123.5mm，出口角βB2=110°，半径外环196mm，内环167mm，这样转速比为0.5，在1800r/min时输出转矩为140N·m[11]。则根据公式：Vm=-rB22ωB±（rB22ωB）2+4（rB2cotβB2-rD2cotβD2）TBρF2（rB2cotβB2-rD2cotβD2）计算出循环轴面流速为9.632m/s对泵轮带入这些数值：VμB1rB1=rB1（μB1+VB1cotβB1），所得数值为:0.906。类似的，在出口

3、处：VμB2rB2=rB2（μB2+VB2cotβB2），所得数值为：4.0732。则Vμr改变量VμB2rB2-VμB1rB1，即得：4.0732-0.906=3.1672。4.1泵轮叶片设计4.1泵轮叶片设计图将此改变量分为十份，按其中九分各占10.5%，一份占5%划分，元线9与元线10之间的增量为5%，以减少液体在叶片出口处的能量增量及其涡流损失。其次，在设计流线上，每一点的相应叶片角可根据公式计算cotβ=Vμrr-μ1Vμ计算出每一截面元线在设计流线上的角度后，就应求内环和外环上的相应角度。为了确定元线与内环之交点处的叶片

4、角βc，采用按反势流分布计算公式cotβcrc=cotβr，类似地，外环上可以利用下列公式计算：cotβsrs=cotβr，所以在叶片入口处：βc=118°65'，βs=115°32'，计算后整理成表：表4-1变矩器泵轮角度计算参数元线序号cotβ设计流线上的β外环上的β内环上的β0-0.3568110°104°32′109°25′1-0.3608110°15′105°13′108°46′2-0.3645110°22′106°26′108°55′3-0.3678110°27′107°56′107°23′4-0.3711110°40′

5、108°107°32′5-0.3778111°06′108°47′107°41′6-0.3831111°18′109°26′107°56′7-0.3891111°21′110°32′108°11′8-0.3909111°35′111°21′108°25′9-0.3976111°43′111°78′109°56′10-0.4056112°113°24′110°52′现在，需将计算出的角度转换为可以计绘制的三维叶形坐标。利用内外环半径和偏量，可以方便并精准的确定叶片形状。为了确定任一叶片元线上的偏移量xk，可利用下列公式：xk=rksi

6、n（y+0kjkrk）式中j——相邻两点间的弧长；jk=ecotβe——相邻两电源线之间的距离;y——元线起点所在轴面与径向参考平面夹角;rk——元线与设计流线之交点上的半径，或视具体境况，表示元线与内环或外环之交点上的半径;k——元线的序号,k=0,1,2····以泵轮元线9为例,计算叶片偏移量x1针对元线1,列出公式x9=r9sin(y+j10r10)对于元线0，有cotβc=rcrcotβ=-0.4370βc=116.38°cotβs=rsrcotβ=-0.4936βs=118.36°对于外环，y=0，j10=ecot

7、βs，取e=2.4×10.82.1=12.45mm则j10=12.45cot122°=-8.78mm计算后，以直接连接内外环之相应点，即可作出叶片形状[12]。计算结果和最终尺寸填在下表：表4-2泵轮叶片的最终尺寸元线序号外环内环轴向距离／mm半径／mm叶片偏移量／mm轴向距离／mm半径／mm叶片偏移量／mm068.8186.0032.0021.61103.3621.00171.0598.5331.2125.36106.3018.69273.56110.6530.5630.56111.3216.32374.34122.3126.89

8、32.78117.2415.21473.78133.7422.3533.13123.1113.68562.42142.7218.4932.35128.6111.29652.42152.1915.9129.19134.349.63746