液力變矩器叶片设计.docVIP

液 力 变 矩 器 叶 片 设 计 学 院：机 械 学 院 专 业：机自（车辆） 学 号： 201107728 姓 名： 翟 昆 仑 液力变矩器是AT自动变速箱的核心部件之一，液力变矩器的工作轮主要包括：泵轮、涡轮和导轮。 其设计的关键是各工作轮的叶片设计。 本次设计采用的是环量分配法。环量设计法的理论基础是束流理论，认为其在选定的设计速比下，循环圆平面中间流线上每增加相同的弧长，液流沿叶片中间流线应增加相同的动量矩，以保证流道内的流动状况良好。设计过程为： 根据前期循环圆的确定，在泵轮转矩方程TB=Q（rB2rB1）中rB2rB1项是确定泵轮动量矩变化的一个因数，经计算测量得出泵轮进口角B1=120°，进口半径外环为95mm，内环为123.5mm，出口角B2=110°，半径外环196mm，内环167mm，这样转速比为0.5，在1800r/min时输出转矩为140N·m[11]。则根据公式： 计算出循环轴面流速为9.632 m/s 对泵轮带入这些数值 ：rB1= rB1（ B1+ VB1B1），所得数值为:0.906 。 类似的，在出口处 ：rB2= rB2（ B2+ VB2B2），所得数值为：4.0732。 则r改变量rB2rB1，即得：4.0732-0.906=3.1672。 4.1 泵轮叶片设计 4.1 泵轮叶片设计图 将此改变量分为十份，按其中九分各占10.5%，一份占5%划分，元线9与 元线10之间的增量为5%，以减少液体在叶片出口处的能量增量及其涡流损失。 其次，在设计流线上，每一点的相应叶片角可根据公式计算 = 计算出每一截面元线在设计流线上的角度后，就应求内环和外环上的相应角度。为了确定元线与内环之交点处的叶片角，采用按反势流分布计算公式 ，类似地，外环上可以利用下列公式计算： ，所以在叶片入口处： ，，计算后整理成表： 表4-1 变矩器泵轮角度计算参数 元线序号 设计流线上的 外环上的 内环上的 0 0.3568 110° 104°32′ 109°25′ 1 0.3608 110°15′ 105°13′ 108°46′ 2 0.3645 110°22′ 106°26′ 108°55′ 3 0.3678 110°27′ 107°56′ 107°23′ 4 0.3711 110°40′ 108° 107°32′ 5 0.3778 111°06′ 108°47′ 107°41′ 6 0.3831 111°18′ 109°26′ 107°56′ 7 0.3891 111°21′ 110°32′ 108°11′ 8 0.3909 111°35′ 111°21′ 108°25′ 9 0.3976 111°43′ 111°78′ 109°56′ 10 0.4056 112° 113°24′ 110°52′ 现在，需将计算出的角度转换为可以计绘制的三维叶形坐标。利用内外环半径和偏量，可以方便并精准的确定叶片形状。 为了确定任一叶片元线上的偏移量xk，可利用下列公式： xk = rk 式中j——相邻两点间的弧长； jk = e  e——相邻两电源线之间的距离; y——元线起点所在轴面与径向参考平面夹角; rk——元线与设计流线之交点上的半径，或视具体境况，表示元线与内环或 外环之交点上的半径; k——元线的序号, k=0,1,2···· 以泵轮元线9为例,计算叶片偏移量x1 针对元线1,列出公式 x9 = r9 对于元线0，有 = = 0.4370 = 116.38° = = 0.4936 = 118.36° 对于外环，y = 0，j10 = e ，取e=2.4 = 12.45 mm 则j10 = 12.45 = 8.78mm 计算后，以直接连接内外环之相应点，即可作出叶片形状[12]。 计算结果和最终尺寸填在下表： 表4-2 泵轮叶片的最终尺寸 元线 序号 外环 内环 轴向距离／mm 半径／mm 叶片偏移量／mm 轴向距离／mm 半径／mm 叶片偏移量／mm 0 68.81 86.00 32.00 21.61 103.36 21.00 1 71.05 98.53 31.21 25.36 106.30 18.69 2 73.56 110.65 30.56 30.56 111.32 16.32 3 74.34 122.31 26.89 32.78 117.24 15.21 4 73.78 133.74 22.35 33.13 123.11 13.68 5 62.42 142.72 18.49 32.35 128.61 11.29 6 52.42 152.19 15.91 29.19 134.34 9