大功率拖拉机三段式HMCVT的设计与分析

发布时间：2020-08-13 22:15

【摘要】：液压机械无级变速器(HMCVT)是双功率流无级变速器,将液压泵控马达传动系统与机械传动系统并联,通过定轴齿轮副与行星排实现功率分汇流,使得变速器输出转速全程可变。该类型变速器利用了机械传动的高效率和液压传动的无级调速特性,传动功率大且具有良好的操作舒适性和燃油经济性,特别适合大功率(73.5kW以上)拖拉机的复杂工况要求,是未来大功率拖拉机的重要发展方向。本课题以江苏省科技支撑计划(BE2014134)、江苏省产学研联合创新资金(BY2014128-04)项目作为支持,对液压机械无级传动理论进行了较为全面的研究,分析了国内外典型设计方案并结合拖拉机具体工况要求,设计出一种新型HMCVT。研究内容主要包含以下几个方面:1、基于自主研制的液压机械无级械变速器样机搭建HMCVT振动测试平台,选取箱体表面的关键点进行振动测试,分析实验数据,发现现有箱体存在的不足,分析箱体在特定位置振动超标的原因,为新一代HMCVT的设计提供参考。2、提出新一代HMCVT方案,以转速特性及速度衔接合理性确定传动方案及离合器控制策略,设计计算方案的结构参数及传动参数,并进行Matlab仿真,验证方案的合理性及可行性,为变速器的参数化建模与有限元分析奠定基础。3、设计液压机械无级变速箱结构。设计三轴式轴系结构,避免原有样机轴系设计的不足,以危险截面确定最小轴径,设计传动轴与轴上零件的配合及润滑结构。设计双汇流排机构及箱体,配合轴系及其他零部件的布置,设计得到空间布局更合理、结构更紧凑的变速箱,并有良好的加工及装配工艺性。4、对斜齿轮及传动轴进行参数化实体建模,采用Creo软件建立液压机械无级变速箱模型,包含轴系、双排行星齿轮汇流机构、汇流后输出传动系、行星齿轮润滑和冷却通道以及箱体结构。5、对箱体进行静力学分析,选用灰铸铁为箱体材料,将传动系载荷转换计算得到箱体的施加载荷,分析箱体在实际工况下的应力与应变,进而与屈服强度对比,表明结构设计相对合理,为其实际生产提供参考。6、采用Workbench对变速器箱体进行模态分析,求得HMCVT箱体的前十阶固有频率,分析振型图,找出产生较大应力与应变的区域;之后对箱体进行谐响应分析,分析箱体的应力、应变、位移、振动速度等在激振频率范围内的动态响应和变化趋势,验证HMCVT箱体的振动稳定性。
【学位授予单位】：南京农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S219.03

【参考文献】

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本文编号：2792600