液粘调速离合器不同构型摩擦副间油膜动压承载力与扭矩特性研究
发布时间：2023-04-20 23:30
液粘调速离合器以粘性流体作为工作介质,依靠流体的粘性剪切力进行扭矩的传递,通过改变摩擦副间隙的距离实现转速的调节,具有启动冲击小、无级变速、高效节能等优点,广泛用于大型输送机,风机,水泵的软启动与速度调节。研究表明,关键部件摩擦片表面的油槽能降低摩擦副在混合摩擦与边界摩擦工况下的温升,但是在流体摩擦阶段油槽产生的动压效应会导致油液空化以及油膜收缩,从而影响扭矩传递;而且目前动压效应对扭矩传递的影响规律和内在机理尚不明确,缺乏提高油膜承载力和增强系统稳定性的方法。本文以摩擦副间隙的油液作为研究对象,综合考虑油槽参数、离心力和对偶片表面微织构等多个因素对油液流场和动力传递的影响,结合理论分析、数值分析和实验验证的方法,对不同构型摩擦副间隙油膜动压承载力、扭矩特性和油液传动机理进行研究,主要内容如下:基于流体运动的N-S方程和连续性方程,对无油槽摩擦副间隙的油液进行了分析,建立了考虑惯性力影响的油液运动模型;基于分步解析法推导出油液流动的解析解,分析了入口压力、油膜厚度、转速和离心力等多个因素对油液流场的影响规律;基于油液流动的边界条件,建立了流体摩擦阶段油膜的承载力模型和扭矩传递模型。通过...
【文章页数】：130 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 液粘传动技术概述
1.2.1 液粘传动原理
1.2.2 液粘传动离合器
1.3 相关技术研究现状
1.3.1 液粘调速离合器的发展
1.3.2 摩擦副间油液流场分析
1.3.3 油槽影响的研究
1.3.4 微织构对承载力的影响
1.3.5 已有研究成果的分析
1.4 课题来源与研究内容
1.5 本章小结
第2章 液粘调速离合器油液传动机理研究
2.1 油液传动机理分析
2.1.1 流场分析
2.1.2 油液流动模型与求解
2.1.3 转矩与承载力模型
2.2 流场特性分析
2.2.1 油液周向流动分析
2.2.2 油液径向流动分析
2.2.3 油液压力分布
2.3 承载力与转矩分析
2.3.1 输出扭矩分析
2.3.2 扭矩损失分析
2.3.3 传动效率与承载力分析
2.3.4 油膜收缩分析
2.3.5 油液粘度影响
2.4 本章小结
第3章 油槽对传动性能的影响
3.1 流体动压润滑
3.2 油槽影响的油液流动模型
3.2.1 油液流场模型的建立
3.2.2 油液流场求解
3.2.3 扭矩与承载力的模型
3.2.4 油槽影响的等效半径模型
3.3 理论模型的验证
3.4 油槽影响的结果分析
3.4.1 油槽对油液周向流动的影响
3.4.2 油槽对油液径向流动的影响
3.4.3 油槽对油液压力分布的影响
3.4.4 油槽对油液扭矩的影响
3.4.5 油槽对油膜承载力的影响
3.4.6 油槽对油膜收缩的影响
3.5 油槽参数分析
3.5.1 油槽宽度的影响分析
3.5.2 油槽深度的影响分析
3.6 本章小结
第4章 表面织构对油膜承载力的影响
4.1 油膜承载力分析
4.2 微织构模型与网格划分
4.3 微织构的影响分析
4.3.1 织构类型的影响分析
4.3.2 织构率的影响分析
4.3.3 织构深度的影响分析
4.4 正交试验设计
4.4.1 对承载力影响的方差分析
4.4.2 对扭矩影响的方差分析
4.5 本章小结
第5章 液粘调速离合器实验分析
5.1 液粘调速离合器实验系统
5.1.1 实验目的与要求
5.1.2 实验方案
5.1.3 实验系统的组成
5.1.4 液粘调速离合器的设计
5.2 实验结果分析
5.2.1 传递扭矩分析
5.2.2 油液空化与油膜收缩
5.2.3 对偶片微织构造型
5.2.4 对偶片微织构的空化现象
5.3 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 创新点
6.3 工作展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间的成果
变量注释表
本文编号：3795376
【文章页数】：130 页
【学位级别】：博士
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摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 液粘传动技术概述
1.2.1 液粘传动原理
1.2.2 液粘传动离合器
1.3 相关技术研究现状
1.3.1 液粘调速离合器的发展
1.3.2 摩擦副间油液流场分析
1.3.3 油槽影响的研究
1.3.4 微织构对承载力的影响
1.3.5 已有研究成果的分析
1.4 课题来源与研究内容
1.5 本章小结
第2章 液粘调速离合器油液传动机理研究
2.1 油液传动机理分析
2.1.1 流场分析
2.1.2 油液流动模型与求解
2.1.3 转矩与承载力模型
2.2 流场特性分析
2.2.1 油液周向流动分析
2.2.2 油液径向流动分析
2.2.3 油液压力分布
2.3 承载力与转矩分析
2.3.1 输出扭矩分析
2.3.2 扭矩损失分析
2.3.3 传动效率与承载力分析
2.3.4 油膜收缩分析
2.3.5 油液粘度影响
2.4 本章小结
第3章 油槽对传动性能的影响
3.1 流体动压润滑
3.2 油槽影响的油液流动模型
3.2.1 油液流场模型的建立
3.2.2 油液流场求解
3.2.3 扭矩与承载力的模型
3.2.4 油槽影响的等效半径模型
3.3 理论模型的验证
3.4 油槽影响的结果分析
3.4.1 油槽对油液周向流动的影响
3.4.2 油槽对油液径向流动的影响
3.4.3 油槽对油液压力分布的影响
3.4.4 油槽对油液扭矩的影响
3.4.5 油槽对油膜承载力的影响
3.4.6 油槽对油膜收缩的影响
3.5 油槽参数分析
3.5.1 油槽宽度的影响分析
3.5.2 油槽深度的影响分析
3.6 本章小结
第4章 表面织构对油膜承载力的影响
4.1 油膜承载力分析
4.2 微织构模型与网格划分
4.3 微织构的影响分析
4.3.1 织构类型的影响分析
4.3.2 织构率的影响分析
4.3.3 织构深度的影响分析
4.4 正交试验设计
4.4.1 对承载力影响的方差分析
4.4.2 对扭矩影响的方差分析
4.5 本章小结
第5章 液粘调速离合器实验分析
5.1 液粘调速离合器实验系统
5.1.1 实验目的与要求
5.1.2 实验方案
5.1.3 实验系统的组成
5.1.4 液粘调速离合器的设计
5.2 实验结果分析
5.2.1 传递扭矩分析
5.2.2 油液空化与油膜收缩
5.2.3 对偶片微织构造型
5.2.4 对偶片微织构的空化现象
5.3 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 创新点
6.3 工作展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间的成果
变量注释表
本文编号：3795376
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