分离式离合器摩擦副有限元热分析研究.pdf

分离式离合器摩擦副有限元热分析研究.pdf

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1、现代制造、工艺装备Manufacturing&ProcessEquipmentI2一。⋯5年第’2一期’分离式离合器摩擦副有限元热分析研究白玉江,李长虹,赵先锋(贵州大学机械工程学院,贵州贵阳550025)摘要:针对湿式多片分离式离合器对偶钢片在空转下发生烧损等动力传递失效的问题,本文以某型湿式多片分离式离合器摩擦副为研究对象,基于ANSYSworkbench软件,分析了对偶钢片和摩擦片以及离合器摩擦副的温度分布、应力分布,对揭示对偶铜片和摩擦片发生热失效的原因有一定的参考意义。关键词:分离式离舍器摩擦副应力场温度场中图分类号:U463.2

2、11文献标识码:A文章编号:1002—6886(2015)02—0005—04Studyonfiniteelementthermalanalysisof~icfionpairofseparateclutchBAIYujiang,LIChanghong,ZHAOxianfengAbstract:Aimedattheproblemofpowertransmissionfailuresuchasburningtakingplaceundertheidlingofwetmulti—discseparateclutch’Ssteeldisc,taki

3、ngthefrictionpairofacertainwetmulti—discseparateclutchastheresearchobject,andbasedonANSYSworkbench,thispaperanalyzesthetemperaturedistributionandthestressdistributionofsteeldisc,frictionplateandthefrictionpair,whichprovidessomereferencetorevealingthereasonsofthermalfailure

4、occurringbe—tweensteeldiscandfrictionplate.Keywords:separateclutch;frictionpair;stressfield;temperaturefield0引言湿式多片分离式离合器是车辆变速箱动力传递的重要部件,它主要依靠摩擦片和对偶钢片的摩擦作用来传递运动和扭矩。分离式离合器在频繁的接合分离过程中,摩擦片、对偶钢片产生相对滑动,对偶钢片输入的功率一部分消耗于克服摩擦做功,这部分功率转换为热量,使摩擦片温度升高;同时,由于摩擦副接合分离时间较短,常由于冷却和散热不充分而造成其温度

5、快速升高。由这两方面的因素引起对偶钢片的局部烧伤、翘曲图1分离式离合器工作原理图等失效现象,从而影响整个动力传动系统的正常钢片、摩擦片、轴、液压活塞、油道、回位弹簧、外毂等工作。零部件构成。当离合器接合时,工作液压油就会经过油道进入活塞右侧的液压油缸内,活塞随着压力1分离式离合器工作原理油压力的增大向左侧运动并逐步推动摩擦片与对偶分离式湿式离合器是使汽车发动机与变速箱钢片接触到完全压紧;同时从变速箱传递的力和扭结合和分离,从而实现传递力和扭矩与变速的重矩通过对偶钢片与摩擦片摩擦作用传递到输出轴要零部件之一,它的结构如图1所示,主要由对偶上,

6、实现动力传输。当离合器分离时,控制油路与油·5·观弋’j:iIIIxModem脚Machim箱连通,活塞会随着液压油缸液压力的减小并在回g=h(一)位弹簧的作用下向右侧运动,那么对偶钢片与摩擦式中:一对流换热系数(W/m℃);片就会在高速旋转下迅速分离,实现动力切断。一固体壁面温度(℃);一周围流体的温度(oC)2摩擦传热学基本理论2.3.3热辐射换热过程2.1摩擦生热原理物体发射电磁能,并被其他物体吸收转变为热分离式离合器对偶钢片与摩擦片的表面有一定的热量交换过程叫做辐射换热。物体温度越高,单的表面粗糙度,当摩擦片与对偶钢片接触时在表面位

7、时间内辐射的热量越多。某一个表面所能辐射的的微凸体上形成摩擦接触,对偶钢片与摩擦片就会最大热流密度我们可以通过斯蒂芬一玻尔兹曼方程因摩擦而产生热量,形成摩擦生热。计算得出J:2.2传热基本理论Q=so'AoFo1(To一T1)用有限元进行热分析时必须要遵守热力学第一式中:Q一热流率;定律,即能量守恒定律。假设在进行热分析过程中一辐射面0的热力学温度(℃);忽略对偶钢片与摩擦片的质量的磨损,那么热力学一辐射面1的热力学温度(oC);第一定律可以表达为:一史蒂芬一波尔兹曼常数(=5.67×10Q—W=3K+LIU+AP(1)W/(ITIK));

8、式中,Q一热量;一做功;△K一系统动能;△系统A一辐射面0的面积(mm);内能;△P一系统势能。一辐射面0到辐射面1的形状系数。2.3传热过程基本分析3分离式离合器摩擦副瞬态热分

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