1、本科毕业设计（论文）通过答辩I摘要本课题是设计一个液力传动变速箱，液力传动变速箱是汽车中的驱动设备，广泛的应用于叉车、牵引车、挖掘车等工业车辆中。随着人们对液力传动的性能及其优越性认识的逐渐深入，液力传动装置的应用也越来越广泛。根据本次设计的的要求，本论文是一个驱动 60 吨的液力传动变速箱设计过程。液力传动变速箱主要由变速箱、液力变矩器、油泵总成与主调压阀和溢流阀组件、操纵阀组件、离合器和液压控制等部分组成。由液力变矩器提供转矩和具有前进二档、后退二档共四个档位的动力换档变速箱。液力变矩器使该液力传动变速箱具有液力传动输出的自动适应性，能随着外负载的变化而相应改变其输出扭矩和转速，而且要求能
2、够吸收和消除来自发动机和外负载对传动系统的冲击振动。所采用的换档方式要求操纵简单、方便，起动平稳，较大地减轻操作者劳动强度。本课题通过液力传动变速箱主要参数的设计，用三维设计软件 UG 来实现液力传动变速箱的零部件造型和整机造型。在液力传动变速箱设计过程中，在投入生产之前利用计算机进行装配仿真，及时纠正设计中的不足。关键词 液力传动变速箱；液力变矩器；离合器；操纵阀本科毕业设计（论文）通过答辩IIAbstractThis topic is to a design a hydraulic Transmission Gearbox, hydraulic transmission gearbox i
3、s in a vehicle equipments, widely used in forklift trucks, tractors, mining trucks and other industrial vehicles. As people drive on the hydraulic performance and advantages of the gradually deepening understanding, application of the hydraulic transmission is also more extensive. According to the r
4、equirements of this design, this thesis is a drive of 60 tons of hydraulic power transmission design process. Mainly by the transmission hydraulic transmission gearbox, torque converter, oil pump assembly with the main pressure regulating valve and pressure relief valve components, control valve com
5、ponents, clutch and hydraulic control components. Provided by the hydraulic torque converter and a forward second gear, second gear back a total of four stalls in the power shift transmission. So that the hydraulic torque converter transmission with hydraulic transmission output gear automatic adapt
6、ation to changes in external load with corresponding changes in its output torque and speed, but also requires the ability to absorb and remove from the engine and the outer load on the transmission of shock and vibration. The approach requires control gear used in simple, easy, smooth start, more t
7、o reduce the labor intensity of operators.The subject of the main parameters of transmission through the hydraulic transmission design, which uses the three-dimensional design software to achieve hydraulic transmission gearbox UG parts modeling and machine modeling. In the hydraulic drive transmissi
8、on design process into production before the assembly by computer simulation, and promptly correct design deficiencies.Keywords Hydraulic Transmission Gearbox Torque Converter Clucth Control Valve本科毕业设计（论文）通过答辩I毕业论文（设计）原创性声明本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表
9、或撰写过的研究成果。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名： 日期： 毕业论文（设计）授权使用说明本论文（设计）作者完全了解*学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复制并允许论文（设计）进入学校图书馆被查阅。学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容。保密的论文（设计）在解密后适用本规定。 作者签名： 指导教师签名： 日期： 日期： 本科毕业设计（论文）通过答辩II注 意 事 项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标
10、准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300 字左右） 、关键词4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论） 、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于 1 万字（不包括图纸、程序清单等） ，文科类论文正文字数不少于 1.2 万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件） 。4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术
11、标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用 A4 单面打印，论文 50 页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订本科毕业设计（论文）通过答辩III目 录1 绪论 .11.1 引言 .11.2 国内外研 究现状 .11.3 研究的目的和意义 .11.4 本课题的主要研究内容 .22 总体方案的设计 .32.1 主要技术参数和工作原理 .32.2 结构介绍 .33 变速箱 的设计 .63.1 变速箱传动方案的
12、设计 .63.2 前 进挡设计 .73.2.1 前进挡挡数的确定 .73.2.2 前进挡齿轮的设计 .73.3 变速箱齿轮主要参数的计算和强度校核 .73.3.1 齿轮参数计算 .73.3.2 齿轮强度校核 .103.4 轴与轴承的设计与校核 .173.5 变速箱的总装配图 .234 液力变矩器的设计 .244.1 引言 .244.2 液力变矩器的结构与工作原理 .244.3 液力变矩器的设计计算 .244.3.1 液力变矩器的转矩功率计算 .244.3.2 液力变矩器循环圆设计 .254.3.3 液力变矩器叶片设计 .264.4 液力变矩器的冷却装置设计 .265 液压传动部分设计 .285
13、.1 液力传动变速箱油路原理 .285.2 油泵总成设计 .285.3 主调压阀、溢流阀部件 .306 离合器 .316.1 引言 .316.2 离合器的功能与要求 .316.2.1 摩擦离合器的基本组成和工作原理 .32本科毕业设计（论文）通过答辩IV6.2.2 离合器的结构方案分析 .336.3 湿式多片式液力离合器的结构与工作原理 .356.3.1 结构介绍 .356.3.2 工作原理 .356.4 前进离合器的设计 .376.4.1 离合器的基本参数和主要尺寸的选择 .376.4.2 从动盘的设计 .406.4.2 压盘设计 .416.4.3 压紧弹簧的设计计算 .426.4.4 扭转
14、减振器的设计 .426.5 倒档离合器的设计 .436.5.1 倒档离合器基本参数的选择 .436.5.2 从动盘的设计 .446.5.3 压盘设计 .466.5.4 压紧弹簧的设计计算 .466.5.5 扭转减振器的设计 .477 操纵阀组件 .487.1 离合器操纵阀的原理机构介绍 .487.1.1 操 纵阀的机构原理 .487.1.2 操纵阀原理简介 .497.2 操纵阀结构设计 .498 变速箱的三维动态仿真 .528.1 UG 软件介绍 .528.2 变速箱的三维建模及运动仿真 .528.3 变速箱三维模型的建立 .52结论 .55致谢 .56参考文献 .57附录 .58本科毕业设计
15、（论文）通过答辩11 绪论1.1 引言在本次设计中，我主要设计的是液力传动变速箱的设计与仿真。关于这方面，我查阅了很多资料，包括国内外发展现状、液力传动部分的组成、离合器的工作原理等。1.2 国内外研究现状20 世纪 80 年代中期，液力传动变速箱在国外得以迅速发展，普及率愈来愈高，除了大排量发动机继续装备液力传动变速箱之外，发动机排量在 ZL 以下的轿车也大量装备液力传动变速箱，而且不少车型都把它作为标准配置推出。液力传动变速箱在我国一直是处于十分落后状态，除了 70 年代长春第一汽车制造厂曾为红旗牌轿车配置了液力传动变速箱之后，将近二十多年来，国产轿车从未出现过液力传动变速箱总成。自从 2
16、0 世纪 80年代以来，国外大量的现代轿车进人我国市场，特别在一些国际化大都市，装备有液力传动变速箱的进口轿车迅速增长。随着我国改革开放的进一步深入，国家对汽车工业的投资规模日益扩大，国内外汽车生产企业对高质量、高水平、高效率的液力传动变速箱的需求越来越迫切。液力传动变速箱设计是机械工程及自动化专业学生的一次比较完整的某类机械的整体设计。通过设计，培养学生独立的机械整机的分析能力，树立正确的设计思想，掌机电一体化产品设计的基本方法和步骤，为自动化机械设计打下良好的基础。通过毕业设计对所学基本理论和专业知识的一次综合运用，使得设计、计算和绘图能力都得到了全面的训练。现代车辆动力性能的提高和人们对
17、车辆安全性和舒适性的要求使人们对车辆的减速制动性能提出了更高的要求。液力传动变速箱高速制动力矩大，制动平稳，噪声小，寿命长，而结构体积较小，在现代车辆上得到了日益广泛的应用。传统的研究液力传动变速器的方法是通过反复的试制和试验，需要很长的时间。现在使用 UG 仿真科技节省很多的时间。1.3 研究的目的和意义（1）液力传动变速箱设计是机械工程及自动化专业学生的一次比较完整的某类机械的整体设计。通过设计，培养学生独立的机械整机的分析能力，树立正确的设计思想，掌机电一体化产品设计的基本方法和步骤，为自动化机械设计打下良好的基础。（2）通过设计，把有关课题（机械原理、机械设计、液力传动、CAD 技术、
18、UG）中获得的理论知识在实际中综合地加以利用，使这些知识得到巩固与发展，使理论知识与生本科毕业设计（论文）通过答辩2活密切地结合起来。因此，液力传动变速箱的设计是有关专业基础和专业课后综合性的专业设计。（3）通过设计，熟练的应用有关参考资料，计算图表、手册、图册和规范，熟悉有关国家标准，培养学生独立工作与分工合作完成大型设计的能力和在机械整体设计方面所必备的基本技能。 1.4 本课题的主要研究内容本次设计的液力传动变速箱是由液力变矩器和具有前进二档、后退二档共四个档位的动力换档变速箱组成的液力传动变速箱。设计的主要任务包括总体方案设计、结构与零部件设计、液压控制部分设计、变速箱的三维建模与运动
19、仿真。液力传动变速箱采用单级二相三工作轮综合式液力变矩器。液力变矩器使该液力传动变速箱具有液力传动输出的自动适应性，能随着外负载的变化而相应改变其输出扭矩和转速，而且要求能够吸收和消除来自发动机和外负载对传动系统的冲击振动。所采用的换档方式要求带有缓冲阀，使操纵简单、方便，起动平稳，较大地减轻操作者劳动强度。除此之外，还要学会湿式多片式液力离合器的设计方法以及设计液压控制整体的油路。这样，每个部分协调工作，构成完整的液力传动变速箱。并学会用 UG 建造部件的三维造型和运动仿真。在设计过程中学会查阅相关技术文献、资料、手册，并进行计算和绘图及编写文本。在解决工程问题时必须有全局观点、生产观点和经
20、济观点，并树立正确的设计思路和严谨的工作作风，熟悉机电液一体化技术工作的一般程序和方法。本科毕业设计（论文）通过答辩32 总体方案的设计液力传动变速箱是由液力变矩器和具有前进二档、后退二档共四个档位的动力换档变速箱组成的液力传动变速箱。总体方案的设计的是：变速箱、液力变矩器、油泵总成、主调压阀、溢流阀部件、操纵阀部件和离合器。液力传动变速箱采用单级二相三工作轮综合式液力变矩器。液力变矩器使该液力传动变速箱具有液力传动输出的自动适应性，能随着外负载的变化而相应改变其输出扭矩和转速，而且要求能够吸收和消除来自发动机和外负载对传动系统的冲击振动。2.1 主要技术参数和工作原理驱动 60 吨的液力传动
21、变速箱主要设计参数：1）外形尺寸： 730560600mm2）功率： 70Kw3）转速： 2000r/min4）油压： 1.21.5Mpa5）力矩： 70N.M6）净质量： 400kg7）变速要求： 四级本次设计的液力传动变速箱主要利用液力变矩器配合变速箱中的齿轮实现换挡功能。液力变矩器由泵轮、涡轮和导轮等构件组成，泵轮和涡轮是一对工作组合，它们就好似相对放置的两台风扇，一台风扇吹出的风力会带动另一台风扇的叶片旋转，风力成了动能传递的媒介，如果用液体代替空气成为传递动能的媒介，泵轮就会通过液体带动涡轮旋转，再在泵轮和涡轮之间加上导轮，通过反作用力使泵轮和涡轮之间实现转速差就可以实现变速变矩了。
22、由于液力变矩器自动变速变矩范围不够大，因此在涡轮后面再串联几排齿轮提高效率。液力传动变速箱是通过湿式多片液力离合器限制或接通齿轮组中的某些齿轮得到不同的传动比。所以换挡品质的好坏与这些离合器和制动器有直接关系。根据汽车挡次的不同，出于成本考虑，经济型车的液力传动变速箱的控制机构通常被设计得很简单。2.2 结构介绍液力传动变速箱是由变速箱、液力变矩器、油泵总成、主调压阀、溢流阀部件、操纵阀部件和离合器组成。下面逐步介绍各个部件：（1） 变速箱本科毕业设计（论文）通过答辩4本次变速箱设计选用斜齿圆柱齿轮。斜齿圆柱齿轮因其使用寿命长，传动平稳和噪声小而得到广泛使用。设计要求：变速箱在低档工作时作用有
23、较大的力，所以变速箱的低档布置在靠近轴的后支承处，然后按照从低档到高档顺序布置各档位齿轮。这样做既能使轴有足够大的刚性，又能保证装配容易。变速箱整体结构刚性与轴和壳体的结构有关系。通过控制轴的长度即控制档数，来保证变速箱有足够的刚性。轴的设计：输出轴上的功率 P=70kw，转速 n=2000r/min ，转距 T=70 N.M。（2）液力变矩器本次设计的液力变矩器为单级二相三元性结构，选用冲焊型液力变矩器。它有三个工作轮：泵轮、涡轮、导轮。它直接输入发动机动力传递扭矩和离合作用。通过泵轮将输入的机械能转变为工作液体的动能、压力能，再经涡轮将液体的动能转变为机械能而输出，在这一过程中，通过导轮增
24、加了输出力矩。它能根据外载荷的变化自动完成无级变矩、无级变速的平稳传动，有效衰减了传动中的冲击和震动。根据动力机净标定转速和功率：n b=ndb=2000r/min-1，P db=70kw。根据液力变矩器的零工况泵轮公称扭矩 Mbgo=70N.M.进一步确定变矩器的型号为YJH315 型（3）油泵总成油泵通常安装在变矩器的后方，由变矩器壳后端的轴套驱动。在发动机运转时，不论汽车是否行驶，油泵都在运转，为自动变速器中的变矩器、换挡执行机构、换挡控制系统部分提供一定油压的液压油。本次设计中，泵必须安装在变矩器的机壳上，并靠变矩器的输出轴来驱动。如果把泵直接安装在变矩器的输出轴上，则就回使变矩器变的
25、体积庞大，而且在工艺上也是有很大的困难。因此我们根据泵的的动力输入方式，可以确定使用齿轮泵，这样实现起来方便而且效率高本次设计采用的油泵型式是：月牙型的定量泵。（4）主调压阀、溢流阀部件调节主回路油压的调压阀称为主调压阀。油泵产生的液压调节后形成主油路压力，作为整个液压系统中各阀的基础液压。当油泵把油液输送到液压系统时，油泵的输出油压随着发动机的转速增加而升高，过高的油压可能引起油泵停转或部件损坏。为了防止这种现象发生，在液压系统都设有调压阀，以调节和保持主回路的油压，起到限压和溢流的作用。（5）操纵阀部件 操纵阀的作用是通过控制离合器的限制或接通来实现换挡，微动阀的作用是调压。液压式操纵阀由总泵(主缸)、分泵(工作缸) 、管路系统、回位弹簧等组成。具有摩擦阻力小，传动效率高，质量小，布置方便，接合柔和(有助于降低猛接离合器时传动系的
