传动原理论文

传动原理论文（精选8篇）

传动原理论文 篇1

摘要：谐波传动是利用一个构建的可控制的弹性变形来实现机械运动的传递。文章根据高职教育教学特点, 结合《汽车机械基础》教学实践, 从机械原理的角度, 扼要梳理、剖析谐波传动的机构组成、工作原理、运动特性及破坏形式, 对于了解其具体应用和帮助理解汽车检测与维修专业课程体系后续课程中的相关内容具有指导意义。

关键词：谐波传动,动态转向,原理,应用

谐波传动是利用一个构建的可控制的弹性变形来实现机械运动的传递。它是美国人C.W.马瑟于1955年提出的专利, 其发展是由军事和尖端技术开始的, 以后逐渐扩展到民用和一般机械上[1]。例如为确保手术系统高精度定位与配合作业, 在外科手术系统中应用的各种型号的谐波传动;Audi Dynamic Steering动态转向系统等。

1 机构组成

谐波传动机构通常由刚轮1、柔轮2、波发生器H和机架等构件组成 (图1) 。刚轮是一个刚性内齿圈, 柔轮为一可控的、弹性变形的薄壁外齿圈, 两者齿距相同, 齿数不同。波发生器由一个转臂和几个滚子组成。机械式波发生器一般制成椭圆形的凸轮。

2 工作原理

当波发生器H装入柔轮2后, 由于转臂长度大于柔轮2内孔直径, 将柔轮撑为椭圆形。椭圆长轴两端柔轮外齿与刚轮1内齿相啮合, 短轴两端两者完全脱开。当波发生器转动时, 柔轮的齿逐一被推入刚轮的齿槽中进行啮合。

波发生器在柔轮内转动时, 迫使柔轮产生连续的弹性变形, 此时波发生器的连续转动, 就使柔轮齿的啮入—啮合—啮出—脱开这四种状态循环往复不断地改变各自原来的啮合状态 (图3) , 这种现象称之错齿运动。正是这一错齿运动, 作为减速器就可将输入的高速转动变为输出的低速转动。对于双波发生器的谐波齿轮传动, 当波发生器顺时针转动1/8周时, 柔轮齿与刚轮齿就由原来的啮入状态而成啮合状态, 而原来脱开状态就成为啮入状态。同样道理, 啮出变为脱开, 啮合变为啮出, 这样柔轮相对刚轮转动 (角位移) 了1/4齿;同理, 波发生器再转动1/8周时, 重复上述过程, 这时柔轮位移一个齿距。依此类推, 波发生器相对刚轮转动一周时, 柔轮相对刚轮的位移为两个齿距[2]。

柔轮齿和刚轮齿在节圆处啮合过程就如同两个纯滚动 (无滑动) 的圆环一样, 两者在任何瞬间, 在节圆上转过的弧长必须相等。由于柔轮比刚轮在节圆周长上少了两个齿距, 所以柔轮在啮合过程中, 就必须相对刚轮转过两个齿距的角位移, 这个角位移正是减速器输出轴的转动, 从而实现了减速的目的。波发生器的连续转动, 迫使柔轮上的一点不断的改变位置, 这时在柔轮的节圆的任一点, 随着波发生器角位移的过程, 呈近似于余弦波形的变化, 所以这种传动称为谐波传动。

3 运动特性

3.1 自由度

鉴于各构件的回转轴互相平行, 因而谐波传动机构可视为平面机构。其运动副有:柔轮与波发生器, 以及波发生器、刚轮、柔轮的轴与机架分别构成低副 (回转副) , 其中柔轮的轴与机架组成的回转副是虚约束;柔轮与刚轮组成高副。

根据平面机构自由度公式F=3n-2PL-PH

式中:F——平面机构的自由度;

n——可动构件数, n=N-1, N为机构总构件数, 其中一个构件是机架;

PL———低副数 (虚约束不计) ;

PH———高副数。

由于N=4, PL=3, PH=1, 则F=3× (4-1) -2×3-1=2。

F≥1, 机构具可动性;F=原动件数, 机构有确定运动。显然, 这是一个平面差动机构。为了使F=1 (原动件数) , 机构有确定的相对运动, 必须将其中一个构件与机架固定。

若固定波发生器, 得到含有柔轮的简单摩擦机构;若固定刚轮, 则得到行星波摩擦机构, 此时柔轮作复合运动, 回转传递在波发生器和柔轮间进行;若固定与柔轮一体的轴, 仍然得到行星波摩擦机构, 此时柔轮相对于波发生器运动, 而回转传递在波发生器和刚轮之间进行。

3.2 传动比

谐波齿轮传动的运动学分析模型可分为两大类。 (1) 摩擦模型, 按照无滑动纯滚动原理来分析定义传动比, 并将平均角速度积分原理引入研究。 (2) 行星传动模型, 将谐波传动机构抽象为行星传动机构, 把其看作行星齿轮传动的变形, 按照行星传动机构的运动特性来研究其运动学规律。另外有的学者还提出了一种新的基于运动传递的几何运动学模型。

由于在谐波齿轮传动过程中, 柔轮与刚轮的啮合过程与行星齿轮传动类似 (图3) , 其传动比可按周转轮系的计算方法求得。当刚轮1固定, 波发生器H主动, 柔轮2从动时, 传动比为:iH21=n2-nH/n1-nH=1-n2/nH=Z1/Z2即iHV=iH2=nH/n2=-Z2/ (Z1–Z2) , 主、从动件转向相反;当柔轮2固定, 波发生器H主动, 刚轮1从动时, 传动比为:iH1=nH/n1=Z1/ (Z1–Z2) , 主、从动件转向相同。

3.3 柔轮

柔轮是谐波传动中的关键元件, 它决定着承载能力、传动性能、结构尺寸、使用寿命及工艺性。柔轮结构型式主要有杯形、环形和钟形三种, 经常用的是杯形, 杯形柔轮是将具有轮齿的柔性壳体与柔性圆筒组合而成, 其结构简单、联接方便、刚性好、传动精度高, 但工艺性差, 应用最为广泛。

目前制造柔轮的材料通常有两类:一类是高性能合金钢;一类是工程材料。

由于柔轮体承受反复弯曲, 处于变应力的工作状态, 其疲劳寿命在很大程度上决定了传递运动和动力的工作能力。

3.4 波发生器

波发生器的结构型式主要有双滚轮式、四滚轮式、偏心盘式和柔性轴承凸轮式, 经常采用的是柔性轴承凸轮式或双滚轮式波发生器。柔性轴承凸轮式波发生器除了能按给定的原始曲线来确定凸轮轮廓线外, 还可以从工艺或预定的啮合性能出发直接选取合理的凸轮轮廓曲线全面控制柔轮变形, 承载能力大、刚性好, 适于标准化批量生产。常用的有双偏心圆弧凸轮和椭圆凸轮。

3.5 失效形式

柔轮杯体疲劳破坏、齿面磨损破坏、跳齿、轮齿塑性变形、波发生器轴承破坏等, 其中, 柔轮杯体疲劳破坏是谐波齿轮传动最为重要失效形式。

4 谐波传动在汽车上的应用

4.1 概述

汽车转向系统是用来保持或改变汽车行驶方向的装置, 其功能就是按照驾驶员的意愿控制汽车的行驶方向。它决定着汽车的主动安全性和操控性。传统汽车转向系统转向盘的转角与转向车轮之间是一个相对固定的关系, 这会导致汽车在泊车和低速行驶时转向操纵沉重 (对传统机械转向系统而言) 或者无法兼顾车辆低速的转向轻便性和高速时的转向稳定性 (对液压助力转向系统而言) 。

Audi Dynamic Steering动态转向系统可根据车速改变这种关系 (转向传动比) [4], 同时调节转向力矩与该传动比匹配, 确保更精确的转向响应和更直接的路面反馈, 即:车辆在高速行驶时, 该系统采用间接转向传动, 使汽车操控更沉稳, 并保持更好的直线行驶稳定性;车辆在多弯路段以中低速行驶时, 系统使用更为直接的转向比以提高车辆的转向精确度和灵敏性;在泊车时, 转向系统采用直接的转向比, 使泊车更为轻松自如 (图3) 。

4.2 动态转向系统关键实体结构 (如图2所示)

4.3 动态转向原理

奥迪A6L提供的颇具特色的Audi Dynamic Steering动态转向系统, 具备可变转向比的能力, 基于谐波传动的特殊结构实现了转向比在一定范围内的连续变化, 能够在一定范围内放大或缩小驾驶者的转向动作[5]。改变转向比的原理是谐波传动的错齿运动。连着转向盘的输入轴与柔轮 (薄型环齿圈) 通过花键实现无间隙联接, 其内有柔性滚珠轴承, 中心为电机驱动的椭圆转子 (波发生器) , 与输出轴 (驱动转向器主动齿轮轴) 相连的是外环面构成的刚轮, 在转子被机械锁止时 (电机未通电或发生故障) , 转向系统转向比保持恒定。而电机驱动中央转子旋转时, 会带动柔轮旋转, 当转子与柔轮同向旋转时, 由于柔轮的齿数 (Z2=100) 比外环刚轮的齿数 (Z1=102) 少, 所以刚轮的转动角度便会大于柔轮, 使转向角度被放大 (图3) ;当转子反转时, 就能够起到缩小转向角度的作用。

4.4 应用特点

相比行星齿轮系统, Audi Dynamic Steering动态转向系统使用的谐波齿轮传动结构有以下优点:

(1) 结构相对简单, 没有过多复杂的齿轮结构, 零件数少便于维修;

(2) 承载能力高、传动比大, 运转平顺、噪声较低;

(3) 传动效率高, 响应速度快, 运转精度高;

(4) 与ESP电子稳定程序相配合, 对ESP提供支持, 起双重主动安全保护的作用。

5 结语

认识理解谐波传动的机构组成、工作原理及运动特性, 掌握其破坏形式, 对于了解Audi Dynamic Steering动态转向系统及其工作原理, 做好现代汽车维修工作具有指导意义。

参考文献

[1]辛洪兵.谐波传动的国内外发展现状与趋势[DB/OL]http://www.gkong.com/item/news/2009/09/39763.html.

[2]北京谐波传动技术研究所-传动原理[EB/OL].http://www.bjxiebo.com/qdyl02.htm.

[3]波动减速机运转技能和探讨态势[EB/OL].http://www.jiansuji.org/news/html/Tech/4578.html.

[4]ssp402奥迪B8动态转向系统-CN[EB/OL].http://wenku.baidu.com/view/d497b82458fb770bf78a55dc.html.

[5]奥迪换代产品亮点解读[EB/OL]http://www.autohome.com.cn/tech/201203/302232-5.html.

[6]详解奥迪驾驶模式选项[EB/OL]http://www.xincheping.com/News/5516/2.htm.

传动原理论文 篇2

(1)机床的总体布局和工艺要求，包括采用液压传动所完成的机床运动种类、机械设计时提出可能用的液压执行元件的种类和型号、执行元件的位置及其空间的尺寸范围、要求的自动化程度等。

(2)机床的工作循环、执行机构的运动方式(移动、转动或摆动)，以及完成的工作范围，

(3)液压执行元件的运动速度、调速范围、工作行程、载荷性质和变化范围。

(4)机床各部件的动作顺序和互锁要求，以及各部件的工作环境与占地面积等。

(5)液压系统的工作性能，如工作平稳性、可靠性、换向精度、停留时间和冲出量等方面的要求。

齿轮传动原理教学法新探 篇3

在这里, 我们重新设计了实验过程和方法, 用任务驱动的方式展开教学, 使这部分内容的学习更加生动、具体化, 有利于学生对这部分内容的学习和掌握。

课程的任务设计为三个:1、加工齿轮 (模型) , 2、测量齿轮参数, 3、绘制齿轮零件图。课程设计如下:

1 用绘图法演示齿廓的渐开线属性

课程的开始, 可展示一齿轮实物, 并提出问题:齿轮中每个齿廓线的形状是什么?让学生带着这个问题, 开始学习齿轮的基本知识。首先向学生展示范成仪的结构如图1:

1—托盘;2—轮坯分度圆;3—滑架;4—支座;5—齿条 (刀具) ;

6—调节螺旋;7、9—螺钉;8—刀架;10—压环

由于学生是第一次接触齿轮传动, 可针对范成仪的基本机构, 齿轮传动等做一个简单介绍。做基本介绍后, 指导学生做基本齿坯, 并按照标准加工位置将齿条、齿坯都固定完成, 由于学生没有齿轮参数计算的知识, 故具体参数都由教师指定。随后指导学生完成部分齿廓曲线如图2。

由齿轮啮合原理可知, 齿条廓线的垂线, 可视作渐开线发生线, 齿坯圆的转动可视作发生线的相对反方向转动。延长每条过齿廓线上一点的垂线, 观察齿廓形成时, 相对的基圆的形状, 指出齿廓的形成, 是直线绕基圆做纯滚动的结果, 从而了解所谓的渐开线特点, 以及渐开线中的一部分所形成的齿廓曲线。

这里要做出垂线, 分析一组线段的公共内切圆, 是为基圆。要注意, 将齿廓线做得稀疏一些, 方便寻找到正确的垂线。这个过程是先有齿廓线, 再分析它的特点, 引出对渐开线的介绍, 可适当引用课件动画, 使其与实际描绘过程结合, 帮助学生更好地理解渐开线形成。

2 做出连续多个齿廓, 观察啮合点迹线

讲解渐开线形成及其特点后, 将一透明胶片覆盖于已经做出的齿形之上, 从头开始再转动范成仪。此时, 胶片固定不动, 齿条与绘制出的齿轮廓线啮合传动, 指导学生在胶片上, 逐次描出啮合点, 并观察啮合轨迹。根据传动原理, 逐次描绘出的啮合点, 应形成一条直线。可在此展开讲解为什么啮合轨迹是一条直线, 分析由此带来的齿轮传动特点, 传动比的大小与中心距的关系, 讲解压力角的概念, 介绍标准压力角值等有关传动的基本原理。

这部分学生的啮合点描绘是关键, 教师可先做一示范, 再辅助使用教学课件讲解齿轮啮合基本定律。

3 做出完整的齿轮模型, 理解齿轮加工方法

在上述分析讲解的基础上, 进一步要求学生理解齿轮加工方法, 转动齿坯, 尽可能准确地将整周的齿轮齿形完整做出来。在这个过程中, 要以托盘中心为转动中心, 转动齿坯, 才能连续完整做出齿轮模型。如果转动中发生中心偏移, 则可能出现齿形较大的偏差, 甚至最终不能合围成完整齿轮的情况。对此, 可预先将整个圆周等分, 在各等份中分别加工齿形, 以修正可能出现的误差。

4 剪出齿轮模型, 测量齿轮各几何参数

将已经描好的齿轮模型仔细剪出齿形, 做出完整的齿轮。用直尺测量齿顶圆直径、齿根圆直径, 分析齿厚、齿槽宽, 讲解模数的概念, 介绍齿轮的基本参数及其计算公式。

这部分模数的讲解是关键, 要结合实物和理论, 分析模数这个概念的提出, 国家对这个重要参数的相关规定。

5 利用大模数齿条模板, 加工有根切齿轮

最后, 利用大模数齿条模板, 加工出有根切的齿轮。之后, 在同一个齿坯圆上的另外一边, 移动齿条位置, 加工出正变位齿轮, 观察根切情况的减轻, 讲解分析变位系数的概念, 及变位后引起的齿轮形状、特性的改变。

上述过程完成之后, 简单复习《工程制图》中, 关于齿轮零件图画法的规定, 布置作业, 要求学生绘制齿轮零件图, 并提出思考问题:齿轮的精度是如何规定的, 做为下次课程的准备。

传动原理论文 篇4

叉车的液力传动系统主要由供油泵、滤清器、调压阀、操纵阀、溢流阀、液力变矩器、变速器、减压阀,油冷却器等组成,如图1所示。

变矩器和变速器组成叉车的液力传动系统。启动发动机,供油泵将传动油从变速器油底泵出并形成压力油。压力油经滤清器和调压阀后分为3路,第1路输送给变矩器,第2路经溢流阀输送给变速器,第3路输送给操纵阀。

空挡时,从操纵阀到挡位离合器的油路是封闭的,此时调压阀打开,传动油全部通过溢流阀输送给变矩器。操纵阀位于前进挡或后退挡时,操纵阀与前进挡离合器或后退挡离合器的油路连通,使相应挡位离合器接合。当1个挡位离合器接合时,另1个挡位离合器分离。

油冷却器用于将挡位离合器接合、分离过程中产生的热量散发出去。

2.故障排查实例

(1)热车不能行驶

1辆靖江CPCD-60型叉车出现热车时挂前进挡和倒退挡均不能行驶故障,松开油门接近怠速时向前窜一下,冷车时行驶正常。

检查传动油油位和滤芯正常,但发现传动油和滤芯中有铝沫和一些铁沫。为此解体检查液力变矩器和变速器,发现变矩器涡轮背面有严重磨痕,导轮里的单向离合器锁止失效;变速器前进Ⅰ挡、前进Ⅱ挡、后退Ⅰ挡、后退Ⅱ挡的离合器摩擦片均有不同程度磨损;离合器活塞密封环以及前进挡、倒退挡轴头的3道密封环开口间隙略大。

更换以上磨损的配件后试车,故障仍然存在。随即更换供油泵、前进挡轴和倒挡轴的轴头盖。怀疑传动油散热器堵塞,于是卸下油冷却器出口的油管,启动叉车发动机试车,发现出油量正常。

以上检查和修理均未发现故障部位,至此只有操纵阀没有检查。更换了1个操纵阀总成后试车,故障现象消失。

分析认为,操纵阀阀芯与阀体磨损严重,造成其各挡位油道密封不严,导致热车时油液窜通、叉车不能行驶。

(2)热车爬坡困难

1辆靖江CPCD-45型叉车热车爬坡困难、行驶无力,冷车行驶正常。

检查传动油的油量和滤芯,发现滤芯有大量金属沫,说明变速器内的离合器摩擦片磨损严重。更换滤芯后,将传动油散热器出油接头卸掉,启动叉车发动机,该出油接头出油量正常,这说明传动油油路无问题。

检查变速器,发现前进Ⅰ挡离合器摩擦片有烧蚀现象,前进Ⅱ挡、倒退Ⅰ挡有轻微磨损。为此我们更换了前进Ⅰ挡离合器活塞、摩擦片、前进挡轴、倒退挡密封环以及供油泵后试车,故障依然存在。

将压力表接到操纵阀上测压点,发现前进Ⅰ挡、前进Ⅱ挡和倒退挡压力不足0.5MPa,这说明传动系统存在严重泄漏.解体检查变速器,发现前进挡轴和倒退挡轴密封环开口间隙超限,这说明新更换的密封环质量有问题。更换符合标准的密封环后试车,故障排除。

(3)挂前进挡不行驶

1辆靖江CPCD-35型叉车工作一段时间后,挂前进挡不能行驶,停放一段时间后又可以行驶,且挂倒退挡行驶无力、变速器发热。

检查传动油的油位和油质,发现传动油很脏,且含有大量金属沫,这说明变速器挡位离合器摩擦片有烧蚀现象。解体检查变速器,发现前进挡离合器摩擦片烧蚀严重、倒退挡离合器摩擦片间隙过大,各挡位轴头密封环的开口间隙稍大,离合器活塞内的倒空阀灵活自如。拆解供油泵,发现泵内齿轮副磨损较大。

为此,我们按标准对变速器进行大修,并更换了供油泵后试车,故障现象有所好转。该叉车使用不到一个星期后,发现前进挡离合器摩擦片又严重烧蚀。为此我们分析可能是油冷却器发生堵塞。

油冷却器由12片铜质片状管道组成,且片状管道内部两侧只有1mm距离,极有可能堵塞。于是拨下油冷却器出口的油管,发现出油量极少,显然油冷却器有堵塞现象。我们将油冷却器拆下进行切割分解,发现其油路几乎完全堵塞,如图2所示。

油冷却器堵塞后,传动油难以有效循环、散热,造成油温升高、变速器发热,导致变速离合器摩擦片烧蚀。更换油冷却器后试车,故障现象消失。

(4)漏油

1辆靖江CPCD-50型叉车,其发动机与变速器之间连接壳处漏油,经检查发现,漏油是变矩器油封磨损引起。

将变矩器解体检查,发现涡轮外边缘有磨损,变矩器骨架油封老化。更换该油封后试车,故障依然存在。按常规更换新油封之后不应漏油,再次拆解变矩器,发现变矩器隔板上有油污,新更换的油封装配没有问题,与新更换油封接触的泵轮轴的接触面也没有磨损。检查导轮座时发现其磨损较大,将泵轮装在导轮座上后有较大旷量。变矩器磨损情况如图3所示。

传动原理论文 篇5

一、总体传动方案特点

总体来看, 奥迪无级自动变速器由减振器、DRN控制装置、辅助减速装置和无级变速装置等几部分组成。动力传递的顺序过程如图1所示。

发动机的动力经过机械减振器直接传到变速器输入轴, 不像液力机械式自动变速器那样经过液力变矩器再传到变速器输入轴。该处不具有变矩器那样无级变速、增大转矩的作用, 只有一定的减振功能。DRN控制装置利用两组湿式摩擦离合器和行星齿轮, 实现前进挡、倒挡和空挡的转换。辅助减速装置在减速增扭的同时, 还改变了动力传到无极变速装置主动带轮轴的转动方向。无级变速装置是这类变速器无级地改变传动比和输出扭矩的核心装置。动力由主动带轮轴传到从动带轮轴, 再由从动带轮轴传到主减速器主动锥齿轮。整个动力传递过程均为机械传动, 因此传动效率比液力机械式自动变速器高。传动比的变化是连续的, 从而实现无级变速, 同时没有传统变速器换挡时的“顿挫”感, 驾驶舒适性较高。

二、减振器

减振器也称为飞轮减振器。与常见的弹簧式减振器有所不同, 它具有两个弹性盘, 两盘之间形成若干个楔形空间, 其中装有钢球。当发动机与传动系出现扭转振动时, 钢球产生错动, 迫使弹性盘变形, 从而起到减震作用。发动机的动力通过减振器传到变速器输入轴。

三、DRN控制装置

DRN控制装置有两个湿式摩擦离合器和行星齿轮构成, 如图2所示。输入轴1刚性连接着行星齿轮机构的太阳轮, 太阳轮是行星齿轮机构的常输入元件。设输入轴的转动方向自左向右观察为顺时针的。前进挡离合器2接合、倒挡离合器3分离时, 输入轴的动力传到行星架;由于两个元件同时输入, 行星齿轮机构锁止成一个整体, 行星架连同辅助减速装置主动齿轮顺时针方向转动, 故此为前进挡即D挡。倒挡离合器接合、前进挡离合器分离时, 输入轴的动力传到太阳轮;太阳轮顺时针转动, 内行星轮逆时针转动, 外行星轮顺时针转动;这时由于行星架被固定, 行星架只能逆时针转动, 辅助减速装置主动齿轮以与输入轴相反的方向转动 (逆时针) , 故此为倒挡即R挡。当前进挡离合器和倒挡离合器都分离时, 行星齿轮机构处于空转状态, 成为空挡即N挡。

输入轴末端刚性连接一个小齿轮, 用于带动油泵驱动轴, 只要发动机工作, 油泵就会运转。辅助减速装置主动齿轮将动力传到其从动轮, 但从动轮并不能直接将动力传到主动带轮轴。

1-变速 器输入轴 2-前进 挡离合器 3-倒挡离合器 4-主动带轮轴 5-油泵驱动轴6-油泵驱动齿轮从动轮 7-辅助 减速装置主动齿轮

四、辅助减速装置

辅助减速装置是一对斜齿圆柱齿轮, 其主动轮与行星架连接在一起, 从动轮空套在主动带轮轴上, 见图2和图3。其有一定的减速效果, 同时改变了无级变速装置主动带轮轴的转动方向。

图 3 无级变速装置原理图1-圆柱滚子轴承 2-辅助减速装置从动齿轮 3-扭矩 传感器 4-主动带轮液压缸 5-主动带轮移动轮盘 6-传动链条 7-主动带轮固定轮盘 8-深沟球轴承 9-从动带轮移动轮盘 10-从动带轮液压缸 11-从动带轮轴 12-圆柱滚子轴承 13-从动带轮固定轮盘 14-主减速器主动锥齿轮 15-双列圆锥滚子轴承 16-辅助减速装置主动齿轮17-主动带轮轴

五、无级变速装置

奥迪无级变速装置采用链条传动。带轮与链条的接触半径可以协调改变。当传动链条与主动带轮的接触半径减小, 而与从动轮的接触半径增大时, 传动比增大, 输出转速减小、扭矩增大。当传动链条与主动带轮的接触半径增大, 而与从动轮的接 触半径减 小时, 传动比减小, 输出转速增大、扭矩减小。由于链条与带轮接触半径的改变是连续的, 所以传动比也是连续而无级的改变。!!!!!!!!!!!

如图3所示, 主动带轮轴17两端由轴承支撑, 前端是圆柱滚子轴承1, 后端是深沟球轴承8。辅助减速装置从动齿轮2空套在主动带轮轴上。主动带轮固定轮盘7的轴向位置固定与主动带轮轴刚性连接。主动带轮移动轮盘5在其液压缸4的作用下可以沿主动带轮轴轴向移动, 以控制传动比和对传动链条6的夹紧力。扭矩传感器3位于辅助减速装置从动轮和主动带轮液压缸之间。从动带轮轴11左端由双列圆锥滚子轴承15支撑, 右端由圆柱滚子轴承12支撑。从动带轮固定轮盘13与从动带轮轴刚性连接。从动带轮移动轮盘9在从动带轮液压缸10的作用下可以沿从动带轮轴轴向移动。

主动带轮由主动带轮固定轮盘和主动带轮移动轮盘组成。从动带轮由从动带轮固定轮盘和从动带轮移动轮盘组成。

发动机的动力经由辅助减速装置主动齿轮传到其从动轮。从动轮空套在主动带轮轴上, 不能将动力直接传到主动带轮轴, 而是通过扭矩传感器传到主动带轮液压缸和主动带轮移动轮盘。这样就可以感知传动扭矩的大小, 从而控制主动带轮移动轮盘和固定轮盘的夹紧力。主动带轮的两个轮盘通过摩擦传力的方式将动力传到传动链条上。再由传动链条传到从动带轮。从动带轮将动力传到从动带轮轴。从动带轮轴的末端刚性连接输出齿轮, 也就是主减速器主动锥齿轮。至此发动机的动力经无级变速后传至主减速器。

拖拉机汽车传动系的功能及原理 篇6

一、拖拉机汽车传动系的功能

1. 增扭减速。

发动机飞轮的转速是比较高的, 它所传动出的扭矩是比较小的, 如果把这样的转速和扭矩不加变更地直接传给驱动轮, 那么驱动轮与地面相互作用后, 只能产生很小的推动力, 拖拉机和汽车将无法行进。例如, 东风-50型拖拉机柴油机在标定工况下的扭矩为175.6 N·m, 如将该扭矩直接传给驱动轮, 则该拖拉机只能产生256 N的驱动力, 这连维持拖拉机自身前进也不可能。因此, 发动机和驱动轮之间的传动应当有适当的传动比, 增大驱动轮扭矩, 减小驱动轮转速。

2. 变扭变速。

拖拉机进行不同作业时, 需要与阻力不同、作业速度要求不同的农机具配套使用, 可是拖拉机的发动机最好在标定工况下工作, 这时发动机的功率最大而油耗率接近最低。标定工况的扭矩和转速一定的, 为了适应不同农机具工作阻力和作业速度的要求, 发动机和驱动轮之间的传动不仅应当有适当的传动比, 而且该传动比应当在适当的范围内是可以变更的。

汽车行驶时, 会遇到不同的道路情况和障碍, 需要以不同的速度行进。此外, 汽车以较高的速度行驶, 从静止状态加速到较高的速度需要克服较大的惯性力, 单纯依靠发动机的加速往往办不到, 还需要依靠传动系来一步一步地提高速度。因此在汽车的传动系中, 传动比也应当能在适当的范围内变动。

3. 改变旋转方向。

拖拉机和汽车不仅要能向前行进, 有时也需要倒退, 可是发动机是不能倒转的, 因此这项要求就只能由传动系来满足。

4. 改变旋转平面的方向。

在大多数拖拉机和汽车上, 发动机是纵向布置的。飞轮的放置平面是横向的, 可是驱动轮的旋转平面是纵向的。因此传动系应具有将前者转过90°来适应后者的能力。

5. 离合传动。

拖拉机和汽车的行驶需要时驶时停, 而发动机的启动并不是轻而易举的, 因此不能频繁地时转时停。目前, 一般是在发动机启动后, 除非要较长时间停车, 才使其停转;否则, 总是使其不断地运转。而拖拉机和汽车的驶、停, 靠传动系中的机构来解决。

二、拖拉机汽车传动系的构成与原理

要实现上述要求, 可以采用不同的传动系。目前, 已经采用的有机械式、液压式和液力式等几种, 其中应用最广泛的是机械式。

在机械式传动系中, 要实现传动中的几项基本要求, 至少应包括传动离合机构、变速机械和变换旋转平面方向机构。同进辅以必要的联轴机构和减速机构。

拖拉机和汽车上的传动离合机构称为离合器, 用来切断或结合发动机到驱动轮之间的动力传递。变速机构称为变速箱, 用来增扭减速、变扭变速和改变旋转方向。变换旋转平面方向机构在拖拉机上称为中央传动, 在汽车上称为主传动, 把横向的旋转平面转换到纵向。中央传动驱动轮轴等组合在一起称为后桥。轮式拖拉机的传动系主要由离合器、变速箱、中央传动、最终传动、差速器等组成;汽车的传动系主要由发动机、离合器、变速箱、传动箱、后桥等构成;履带式拖拉机的传动系主要由离合器、变速箱、中央传动、最终传动、转向机构等组成。

发动机的动力从飞轮传出后, 首先传动到离合器。离合器结合时, 动力经离合器传到变速箱。变速箱挂上挡时, 动力经变速箱传到中央传动;再由中央传动分左、右两边把动力传到左、右两驱动轮。在拖拉机上一般在离合器和变速箱之间有一联轴节, 以保证离合器轴和变速箱轴安装得不完全同心时能正常传动。在汽车上, 由于车箱较长, 一般在变速箱和主传动之间有一带有联轴节的长传动轴, 保证后桥上下跳动时动力能正常传递。在拖拉机上, 为了取得较大的传动比, 在中央传动和驱动轮之间往往还有一级或一级以上减速, 称为最终传动。轮式拖拉机的中央传动、最终传动、车轴, 加上转向用的差速器组成后桥;履带式拖拉机的中央传动、最终传动、车轴, 加上转向用的转向机械组成后桥;汽车则由主传动、差速器和车轴组成后桥。

摘要：传动系就是用来将发动机的动力按工作需要和使用要求传给拖拉机、汽车的驱动轮, 以解决发动机性能与拖拉机、汽车使用要求之间的矛盾。了解传动系的功能及原理可更好地满足使用要求。

传动原理论文 篇7

1 液压传动系统运作原理简介

工作介质、辅助元件、控制及执行元件、动力元件共同构成了液压传动系统, 涉及到多种阀门、液压马达及油泵等设备。液压传动系统在实际运行过程中, 主要依靠液压泵的作用来运转。借助原动机的功能, 使机械能向液体压力能的方向转变, 并对能量进行高效传递[1]。在系统内部管道、控制阀门的传递作用下, 利用马达、液压缸等元器件, 完成液体压力能向机械能的转变, 带动系统的回转或往复性直线运作。

在执行系统控制工作、对能量进行传递时, 需要液压传动系统中液体介质来发挥作用, 而系统特有的传动途径可确保其具有很强的功能性。从整体的角度来看, 液压传动系统具有多种优势, 主要体现在:拥有很好的过载保护功能, 无极调速性能较强;系统占用的空间不大, 自重较轻, 同电动机重量相比, 液压马达要轻15%左右, 因此不存在明显的惯性作用, 尤其在紧急停车、过载状况下, 所承受的冲击力相对较小;液压传动系统的主要工作介质是油液, 所以内部元件工作时很少发生相互磨损, 具有一定的润滑效果, 为系统长期的可靠运行提供了保障, 同时还可以随时调整直线往复运动、工作机构旋转两种工作状态;系统能够进行简便操控, 加上通用及标准化液压元件的支持, 可方便进行应用及改造, 能够灵活对液压马达、液压泵进行连接。

2 液压传动系统常见故障及处理

2.1 系统流量较小

出现液压传动系统流量较小故障的主要原因:控制阀操作灵活性差;回油管中存在空气, 且液面超出规定;液压泵转速不达标、转向不正确, 整体性能较差, 存在磨损现象;密封或液压元件破损;蓄能器压力较小, 吸油不顺畅, 油箱液未达到标准线等[2]。

针对该故障进行处理时, 要对损坏的元件进行更换、维修。要查看蓄能器的功能及系统的密封效果, 对液压泵和原动机进行严格检测, 替换质量不达标的液压泵, 做好油液的添加工作, 降低液压油的粘度, 使吸油管通畅无阻。

2.2 系统压力缺失、不足

如果液压传动系统出现系统压力缺失、不足的故障, 可能原因有:液压泵动力较小、转速不达标、液压泵转向不正确;阀芯卡塞导致卸载;油温超出规定范围、吸油不通畅、液位不满足规定标准;密封不合理引发泄漏、元件损坏;打开溢流阀后阻尼孔不通畅, 弹簧起不到应有的作用, 无法关闭阀芯等。

处理时, 需要检测液压传动系统的动力源, 对冷却系统/吸油管、阻尼孔进行彻底性清洁;替换弹簧, 添加液压油;确保阀体内阀芯的有效运转, 维修或更换故障元件;检测系统管道、阀、泵等部位的连接密封程度, 替换密封零件, 增强密封效果;维修和调整系统壳体、阀芯。

2.3 系统泄漏故障

系统出现泄漏故障的原因主要有:油箱油位不合理, 使油箱中的油与冷却器中的水发生渗漏;系统辅助/液压元件的运行压力长期低于系统压力;法兰/板式连接部位的螺钉紧固效果较差, 密封性不良;接头位置松动或脱落等。

处理泄漏故障, 应在油封许用压力范围内调整系统元件壳体压力, 增强整体密封性;对故障部位进行拆卸修理;使液压力低于预紧力的大小, 加固连接的接头[3]。

2.4 系统振动故障

系统振动故障的原因主要有:运行部件存在冲击力, 换向阻尼较小, 电机联轴器、液压泵不同步;回油及吸油两个管道距离不当, 管道不稳固, 直径较小且较长;液压泵的运作齿轮与齿形不够准确, 存在错位问题;溢流阀部位的弹簧失去作用, 阀座和阀芯配合不到位;液压泵吸油不畅通, 空气进入泵中, 柱塞或叶片卡死, 零件磨损严重;液压油存在堵塞问题, 油液线未达到标准线;还可能是阀体内阀芯卡塞、电磁铁焊接不合理等。

振动故障的处理方式为:安设缓冲装置, 使电机轴、液压泵同心度吻合, 控制在低于0.1mm的范围内, 保障电机稳定工作;及时进行清洗, 对阀体、阻尼空及过滤器进行清洁处理, 保证阻尼孔通畅性;对弹簧进行更换, 保证焊接质量, 使阀座、阀芯的距离保持在最佳状态;增大系统管道直径, 紧固管道, 控制好管道间的距离;合理设置吸油管位置, 替换磨损零件, 调整好液压泵吸油口、吸油口管口二者间的高度在50cm内[4]。

3 液压传动系统的维护研究

为了有效消除液压系统故障隐患, 增强系统的运行可靠性, 一方面要求管理操作人员在使用系统的过程中, 一定要根据标准使用规则和制度, 科学、合理地应用液压传动系统, 以免因操作不当而引发故障问题。另一方面, 还应在日常工作过程中做好维护及保障工作。要求液压传动系统的管理工作人员要从根本上把握系统的运行原理, 深入了解系统各部件的性能及运行要求, 分别在系统使用前或停止运行时开展详细的检测工作。检测内容主要包括:系统未运行状态下, 要对液压泵进行卸荷处理;控制好液压传动系统的油温, 使油温维持在30~80℃之间, 以降低对系统正常运行的干扰;采取开开停停的手段来首次起运液压传动系统;将液压传动系统内部的气体进行彻底性排除清理, 保证油液介质的质量, 确保系统不会产生爬行现象。

此外, 还要对系统应用的液压油进行准确选取, 做好固体杂质的混入预防工作, 严谨使用一些不达标的液压油, 从而为系统的稳定工作提供良好的条件, 彻底消除影响系统运行效率的因素。例如, 在对机场进行维护时, 首先要保障250小时的维护处理, 同时应及时查看滤清器滤网残留杂质, 根据残留杂质判断可能存在的故障问题[5], 例如, 当存在油缸拉缸状况、磨损油泵现象时, 滤网残留物主要为金属粉末。其次, 是500小时的维保, 由于滤芯磨损难以辨别, 所以要定期更换滤芯, 使其能够承受长期高温的运行环境。最后, 要保证检查保养的时间满足1000小时, 以提高系统的工作效率。

4 结语

综上所述, 因为液压传动系统的特殊构成及运作原理, 它在工作状态下很可能会出现一些故障问题, 阻碍系统的正常工作, 且存在很大的安全隐患。所以, 在实际工作中, 必须要严格按照操作标准控制液压传动系统, 把握常见的几种故障问题, 做好故障的明确和分析工作, 制定针对性的解决对策, 落实相应的维护工作, 定期进行保养和检测, 以保障液压传动系统的稳定、可靠运行。

参考文献

[1]卢世恒.浅谈液压传动系统分析的模块化思想[J].科技创新与应用, 2012, (30) :113.

[2]徐瀚洋.关于机械液压传动系统的分析与研究[J].硅谷, 2012, (24) :88-89.

[3]李艳峰, 曹飞, 李文丁, 张胜伟.液压传动系统故障预防与排除[J].甘肃冶金, 2011, (1) :108-109.

[4]杜炬辉, 彭登志, 尹镪.机械液压传动系统泄漏原因分析及控制措施[J].科协论坛, 2010, (9) :33.

传动原理论文 篇8

在当前技术和理论条件下，人们通过各种方式，掌握了技术工程领域内很多物理问题和力学问题的基本方程（常微分方程或偏微分方程），并且还获得了相应的定解条件。对于一些几何形状比较规则的问题或性质较为简单的方程，可以采用解析方法进行求解，但是很多问题的方程具有非线性性质，或者几何形状比较复杂，解析方法就无法满足需要。为了解决这类问题，可以考虑从两个方法入手。一种方法是对几何边界和方程进行简化假设，将其简化到可以处理的情况，并在这种简化状态下求得解答。但由于过度的简化可能会带来很大的误差，甚至会得出错误的解答，所以这种方法的应用范围受到一定限制。针对这种情况，人们寻找了另一种方法———数值解法。在当今计算机技术得到广泛普及的背景下，该方法已成为求解科学技术问题的主要工具。

1 有限元的特点与基本原理

有限单元法是一个具有巩固理论基础和广泛应用效力的数值分析工具。该方法以加权余量法和变分原理为基础，其思路是对计算域进行分割，将其划分为几个单元，单元与单元之间互不重叠。经过合理选择，将每个单元内的一些节点作为插值点以求解函数，并对微分方程中的变量进行改写，将其改写成一种线性表达式，该表达式的组成内容是各变量或其导数的节点值以及所选用的插值函数。接下来，就可以利用加权余量法或变分原理对微分方程求解。权函数和插值函数形式的不同，有限元方法也就不同。

几十年来，有限单元法在应用范围上得到了扩展，它应经不只是局限于解决弹性力学的平面问题，而且还应用于空间问题、板壳问题。与此同时，它也由解决静力平衡问题扩展到动力问题、稳定问题和波动问题。在这个趋势下，其分析对象的范围也得到扩展，不只是弹性材料，粘塑性、粘弹性、复合材料等都成为它的分析对象。从学科领域来看，有限单元法突破了固体力学的范围，被应用到了传热学、流体力学等领域。在工程分析中，该方法已经实现了计算机辅助设计技术与优化设计的有机结合。可以预计，在未来的科学技术发展中，有限单元法必将发挥越来越重要的作用。

尤其在机械设计中，对机构的动态特征进行分析，更少不了对有限元的应用。而作为机械设计的主要的能量传递的轴的设计，为保证能量传递的效率，对其的分析是必不可少的。

2 本文就将传动轴系扭振分析展开讨论

2.1 传动轴系扭振分析计算步骤如图1。

2.2 数学模型的创建系统扭振的数学模型为：[I]{准咬}+[C]{准觶}+{K}{准}={MF}

当不计阻尼时，上式简化为：[I]{准咬}+[K]{准}={MF}。

其中转动惯量矩阵、刚度矩阵和外扭矩向量分别为：

2.3 数值积分方法的选择

用于动力响应计算的主要数值积分方法有很多，如龙格-库塔法、有限差分法、NEWMARK法、增量法、威尔逊法、精细积分法。本文主要讨论有限差分法：

有限差分法（finite difference method）有限差分法以求解差分方程的方式来解决微分方程问题，是一种微分方程和积分微分方程数值解的方法。它用有限个离散点———网格节点———构成的网格替代了连续的定解区域；用网格上定义的离散变量函数来近似连续定解区域上的连续变量的函数；用差商来近似原方程和定解条件中的微商；积分则用积分和来近似。在这种情况下，就实现了用代数方程组近似地代替原微分方程和定解条件，这个代数方程组就是有限差分方程组，原问题在离散点上的近似解就可以通过解该方程组获得。接下来，定解问题在整个区域上的近似解就可以通过应用插值方法，从离散解得到。除此之外，通过对差分方程组的性态进行理论分析，可以确保计算结果的准确，并且使计算过程具备可行性。这种理论分析包括了解的存在性和差分格式的相容性、唯一性、收敛性和稳定性。为了让微分方程建立的各种差分格式具有实用意义，相容性要求它们要实现可以任意逼近微分方程。这里需要注意两个概念，一是差分格式的收敛性，另一则是稳定性。前者是指差分方程的精确解能否实现对微分方程解的任意接近，决定了差分格式的有用性。而稳定性的意义在于，差分格式是逐层计算的，每层近似值的计算都要与前面一层相关联，如果前面各层存在误差，则之后的近似值就会出现偏差，导致差分格式的精确解失效，使得格式不稳定。只有保证对逐层计算过程中的误差进行有效控制，才能使差分格式得近似解任意逼近差分方程的精确解。

摘要：本文针对机械设计中传动轴的的运动特点与设计需要, 提出了一种利用有限元原理, 对其实际运作时因轴系扭振而产生对轴的磨损与能量损耗问题的解决办法, 并举一实例, 为传动轴的合理设计提供了参考。

关键词：有限元,传动轴系,扭振分析,数值积分法

参考文献

[1][美]G.R布查南.全美经典-有限元分析[M].董文军, 谢伟松译.北京:科学出版社, 麦格劳-希尔教育出版集团.

[2]龚曙光.ANSYS工程应用实例解析[M].北京:机械工业出版社, 2003.