毕业论文-张红

3.叶片上孔和槽的设计分析

叶片上一般加工有孔和槽，从前面分析可知，采用有孔和槽的粘性式限滑差速器能够传递稳定的转矩，所以通常在外叶片上加工有孔，而在内叶片上加工有槽。

在相同的条件下测得的粘性式限滑差速器的转矩特性显示，有孔和槽的叶片传递的转矩要比无孔和槽不宜开得过大，因为粘性式限滑差速器是依靠剪切叶片上附着的硅油来传递转矩的，若孔和槽开得过大，也就是叶片附着硅油油膜的面积变小，则整个粘性式限滑差速器传递的转矩相对变小。故设计时孔和槽的面积约占叶片面积的25%～30%。

主从动叶片上孔和槽的主要作用有：

a.易于填充硅油。由于填充的硅油一般粘度较高，流动性较差，有孔和槽的叶片能够迅速排出空气，从而较快的填充硅油：

b.补偿不对称的热应力，防止热变形。粘性式限滑差速器的工作温度可高达200?C,孔和槽会降低叶片的热变形；

c.防止局部发热。带孔和槽的叶片增加了硅油在叶片间的热量流动，提高了传热效果，从而有效的防止了不均匀的热变形，改善了叶片的扭矩传递特性；

d.容纳壳体内部的空气。在粘性式限滑差速器工作时，壳体内部的空气泡主要存在于叶片上的孔和槽内，叶片表面上几乎没有空气

e.改善粘性式限滑差速器的转矩特性，增加其最大工作转矩。 4.叶片的结构和间距对转矩的影响

粘性联轴器的叶片可沿轴向滑动，所以叶片间隙是可变的。粘性联轴器传递的转矩与叶片间间隙成反比。叶片偏离中间理想位置的距离与内外叶片间距的比值称为叶片位置偏移率，它在40%以下时，传递转矩的数值与叶片处在中间位置时传递的转矩数值的比值较小，当位置偏移率大于70%时，转矩增加的幅很大如图3－5

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图3-5叶片偏离率对粘性联轴器传递转矩的影响

3.2.3硅油填充率对传递转矩的影响

为了防止硅油受热膨胀使密封的壳体内部压力过高，一般在壳体内部封入5%～20%的空气。硅油的填充率是指硅油填充体积与粘性联轴器内部容积之比。它对粘性联轴器的传递转矩特性有很大影响。

粘性联轴器工作时，由于内部温度变化，体积膨胀，密度变小，填充率增加。 硅油的瞬时体积为：

错误！未找到引用源。

式中：

错

——硅油的初始体积

错误！未找到引用源。——硅油的体积膨胀系数 错误！未找到引用源。——硅油的瞬时体积 硅油的瞬时密度为：

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粘性联轴器的瞬时填充率为：

错误！未找到引用源。

式中：错误！未找到引用源。——粘性联轴器的初始填充率 错误！未找到引用源。——粘性联轴器的瞬时填充率

3.3综合多种影响因素的传递转矩计算模型

综合考虑以上因素，粘性联轴器传递的转矩与硅油的温度、剪切率，填充率以及叶片的结构相关。则综合考虑相关因素的粘性联轴器的转矩计算模型为：

错误！未找到引用源。

式中：错误！未找到引用源。——硅油装入粘性联轴器时的初始密度； Δt——粘性联轴器工作时硅油的温升；

ν(s,t)——硅油的运动粘度，为温度与剪切率的函数； 错误！未找到引用源。——片上孔、槽对应面积所传递的转矩。

这里除粘性联轴器结构因素外，转速差与温度是影响其传递转矩的主要外界因素。确定这三个因素即可确定粘性联轴器的瞬时工作特性。

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3.4峰值特性的理论分析

粘性联轴器在长时间连续大转速差运转时，随着粘性联轴器产生的热量增加而来不及散发，其温度越来越高，开始时由于硅油粘度降低，剪切转矩有所降低，随后粘性联轴器传递的转矩开始迅速增加，最终发生锁死，这就是粘性联轴器的峰值现象。

要准确地对粘性联轴器峰值特性进行分析和计算，弄清楚峰值现象的形成机理是很重要的。学术界对这一点有好几种解释，以至目前对其仍没定论。但比较公认的理论是粘性联轴器工作腔内的空气，在高压下一部分溶解于硅油，而另一部分散布于叶片的孔内（如图3－6所示），由于旋转盘片对硅油的推动作用，外盘小孔右半部分变成高压区，左半部分变成低压区，因而气泡流向低压区，由于气泡分布不均，产生的热量不均，因此某些盘片的左右压强不相等，从而使内盘向低压区移动。随着温度增加，硅油体积膨胀，内压不断升高，最后粘性联轴器的内外叶片在高压作用下，发生直接接触，处于一种混合摩擦状态，因而传递很大的转矩。随着压力的继续升高，粘性联轴器的内外叶片同步运转、差速器处于闭锁状态。

图3-6粘性联轴器的峰值现象产生过程

粘性联轴器发生自锁后，内外叶片不再有转速差，因此热量不会继续产生，硅油温

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度开始降低，而后，粘性联轴器脱离自锁状态。

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