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1、履带拖拉机无级变速器设计（换档离合器设计）摘 要本文介绍了设计的内容和设计指导思想，本次设计的内容是设计履带拖拉机无级变速器换档离合器设计，重点介绍和分析研究了离合器，并在设计中根据不同的工况进行的设计，特别介绍了一种新型的无级变速装置液压机械无级传动，也是一种双功率流无级传动系统，具有无级调速、高效率的特性，是大功率车辆较理想的传动方式。液压机械无级变速器是一种液压功率流与机械功率流并联的新型传动装置，通过机械传动实现传动高效率，通过液压传动的可控调速与机械传动相结合实现无级变速。该装置的采用能大幅度地提高车辆的动力性、经济性和操作自动化水平。湿式多片离合器是动力换档拖拉机传动装置中主要部件
2、之一。湿式多片换档离合器是动力换档拖拉机传动装置中主要部件之一。对该离合器结构设计特点做了系统地论述，对摩擦片、回位弹簧、快速排油阀等关键部件进行了设计，对冷却润滑的实现及密封装置的选择，并对离合器的扭矩容量、热容量及其寿命进行了分析计算。关键词：拖拉机，液压机械传动，负载换挡，湿式多片离合器IDESIGN OF CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION OF TRACKED TRACTOR (DESIGN OF WET SHIFT CLUTCH)ABSRACTThe design content and the design guiding ideology ar
3、e introduced in this paper. This design content is the design wet shift clutch of tracked tractor stepless transmission gearbox. The hydro-mechanical continuously variable transmission (HMCVT) is a new type transmission device, which consists of a mechanical transmission (MT) combined in parallel wi
4、th a hydrostatic transmission (HST) featuring a pair of hydraulic units. The HMCVT has a continuously variable shifting ratio by the combination of HST and MT and achieves high efficiency by MT. This device can greatly improve power and fuel economy characteristics and operation automation level of
5、vehicle. The wet multi-disk shifting clutch is one of main parts of power-shift tractor gearing. This paper discusses systematically the structural design features of this clutch, including the design of key parts such as friction plate, return spring and quick draining oil valve, the implementation
6、 of cooling and lubrication and the selection of sealing devices. The analysis and calculation of torque capacity, heat capacity and service life of this clutch are also carried out.Key words: tractor, hydo-mechanical stepless transmission, load shift, wet multiple disc shift clutch目 录第一章 前 言.1第二章 液
7、压无级变速器传动方案的设计.32.1 设计任务及已知条件 .32.2 液压无级变速传动方案的选择.32.3 传动参数的确定 .4 2.3.1 中心距和各对齿轮传动比的确定.4 2.3.2 离合器的状态.5 2.3.3 液压泵及液压马达的选择.62.4 无级调速特性.7第三章 液压无级变速器换档机构离合器的设计 .93.1离合器概论 .9 3.1.1 离合器的功用与分类 .9 3.1.2 影响离合器选择的因素 .103.2 离合器的设计要求和选型 .11 3.2.1 离合器的设计要求 .11 3.2.2 离合器的选型 .11 3.2.3 湿式摩擦式离合器润滑油的选择 .12 3.2.4 湿式摩擦
8、式离合器的润滑方式.123.3 湿式多片离合器主要参数的选择 .133.4 湿式多片换档离合器的设计计算 .15 3.4.1 摩擦片的设计计算.15 3.4.2 回位弹簧的设计计算 . . . . . .21 3.4.3 快速排油阀的设计计算 .30第四章 结 论 .36参考文献 .37致 谢.39第一章 前 言液压式无级变速器是由液压传动和机械传动有机的结合而成，兼有液压传动与无级调速的特点。液压机械无级传动作为一种新型的传动技术自20世纪70年代以来取得了较大的进展，已开始成功地运用于车辆上，液压机械无级传动具有可控的无级调速特性、以小功率的液压元件传递大功率的率比特性、高效率特性，是车辆
9、无级传动的理想方法。车辆传动系的功用是将发动机的功率传至驱动轮，并按车辆行驶的要求改变车速与牵引力。无级传动被认为是最理想的车辆传动形式，目前世界主要机械无级变速器的生产国家有日本、美国、意大利和俄国等。产品有摩擦式、链式、带式及脉动式等30多种结构形式。中国是在20世纪60年代前后起步，目前能够初步满足社会生产的要求。液压机械无级传动是一种多流传动系统，他将功率分为液压和机械两路传递，分流机构分流后液压马达在正向和反向最大速度之间来回无级变速，其每一个行程与行星齿轮有一个工况配合最后两路汇成由若干无级调速段相衔接并逐段升高的全程无级变化输出速度。液压元件只负担最大功率的一部分，其他功率都是由
10、机械路传递。这相当于将液压无级变速功率扩大，传动总效率相对于液压传动也明显提高了。目前国际上大功率履带拖拉机以及部分工程车辆的传动系广泛采用液力变矩器与动力换档变速器组合的形式，即我们常标的动力机械传动。还有部分先进机械采用了全液压传动技术，其操纵已由手动电液控制或微电脑控制技术方面发展，并取得非常好的效果，大大提高了整机行驶平顺和作业性能，虽然他们都具有无级变速的功能，操纵轻便，整机动力性好，可靠性高，但由于传动系的传动效率较低，直接影响了整机生产率和经济性。为此，开发设计既具有良好的动力性，又有较高传动效率的传动系统一直是国内外广大工程技术人员长期潜心研究攻关的重点项目。近几年来，日本小松
11、公司成功地研制出了世界上最先进的液压机械传动变速箱，并率先将其应用于推土机、装载机等工程车辆，在车辆传动技术领域取得重大的突破。同期，许多国外著名公司也成功地将液压机械传动应到履带拖拉机差速转向系中。在我国，该项技术正式开始应用于大功率履带式拖拉机，随着我国机械制造技术的高速发展，相信液压机械出动技术必将得到广泛的应用，使国产履带式拖拉机、推土机的技术性能达到国际化先进水平。在我国拖拉机产品中，换档多采用手动式的滑动齿轮和啮合齿轮来实现的，换档前先分离主离合器切断发动机的动力，这样不仅增加了操纵人员的劳动强度，而且换档时间长，换档平顺性差，降低了拖拉机的动力性和燃油经济性。借助于几组摩擦元件（
12、湿式摩擦片离合器和制动器）实行动力换档，拖拉机在从一个档位换到另一个档位时，无须切断发动机到变速箱的动力，直接进行换档，从而大大提高了拖拉机的动力性能。摩擦元件是拖拉机动力换档装置中主要部件之一，其性能的好坏，直接影响着拖拉机动力换档品质。35第二章 液压无级变速器传动方案的设计2.1 设计任务及已知条件设计任务：设计履带拖拉机无极变速器，其作业速度范围为：前进挡320kkm/h，倒车挡26km/h。变速方式：液压机械双功率流传动。发动机额定功率：Ne =106 kw发动机额定转速：对履带拖拉机无极变速器的换档元件，即换档离合器进行设计。2.2液压无极变速器传递方案的选择2.2.1几种液压机械
13、无级传动形式液压机械无级变速器有多行星排式和单行星排。多行星排式结构如图（21）所示。单行星排式是由单个行星排和一个机械自动变速器组成。其传动方案如图（22）所示。图21 多行星排液压机械无级传动方案以上两种无级变速传动形式的方案，其基本原理是行星轮三自由度中的两个输入中的一个发生变化，那么输出的那个就发生变化。从两图中可以看出多行星排形式的比较结构比较复杂。单行星排形式的结构比较简单，而且也能满足设计任务书中的要求。所以本设计采用单行星排形式的液压机械无级传递方案。下面我们将进行参数的选择。图22 单个行星排液压机械无级传动原理图2.3 传动参数的确定2.3.1中心矩和各对齿轮传动比的确定为了尽可能地应用原来的生产线和原来的部件总成，并且根据拖拉机变速器中心距设计经验公式： （2-1）输入轴和输出轴的中心距继续采用原来的中心距（A=157.5mm）。为了使得本变速器的轴向距离尽可能的减少，我们把低速段（挡）离合器与高速段（挡）离合器布置在同一径向位置，所以去其他两中心距为=185 mm,= 210 mm （A 表示多挡自动变速部分的输入轴与输出轴的中心距； 表示多挡自动变速部分的输入轴与中间轴的中心距；表示多挡自动变速部分的中间轴与输出轴的中心距）。根据拖拉机变速器齿轮模数设计的经验公式： （2-2）式中：T为变速器的输入转矩
