轮-带驱动系统单向离合器减振机理实验分析
汽车自动变速器辛普森机构中单向离合器的影响分析
汽车自动变速器辛普森机构中单向离合器的影响分析摘要：汽车自动变速器是一个复杂的系统，单向离合器是其中一个重要部件，几乎所有关于自动变速器的资料都会涉及到单向离合器，但对单向离合器作用与工作原理的分析不够深入。
本文根据工作实践详细地分析了汽车自动变速器辛普森机构中单向离合器的影响，以为相关从业人员提供指导。
关键词：汽车自动变速器；辛普森机构；单向离合器；前言：目前汽车自动变速器所采用的行星齿轮机构主要有两类：单行星轮系结构和双行星轮系结构，其中比较有代表性的组合形式有：辛普森式和拉维纳式行星齿轮机构；辛普森式行星齿轮机构是由两个简单的单行星轮的齿轮机构组合，而拉维纳式行星齿轮机构是由一个单行星轮系和一个双行星轮系组合而成，其中双行星轮系中行星轮又分为长、短行星轮。
一、单向离合器简介单向离合器用来使行星齿轮机构的某元件具有单向固定或连接，与多片湿式离合器相比，它是一种机械单向装置，不需要液压控制。
单向离合器有滚子式和楔块式两种形式。
滚子式单向离合器由外圈、滚子和内圈组成，滚子数目通常为6 ～8 个。
单向离合器的内圈相对于外圈逆时针转动，滚子便在凸轮型线的开口槽中向大端移动，单向离合器不锁止；但若单向离合器的内圈相对于外圈沿顺时针转动，滚子便向小端移动，楔入内、外圈之间，将两者锁住，传递转矩，如下所示：图1 滚子式单向离合器楔块式单向离合器由外圈、 8 字形楔块和内圈组成，楔块与滚子式单向离合器中的滚子类似的方式工作。
如所示：图2 楔块式单向离合器二、汽车自动变速器辛普森机构中单向离合器的设定原则行星齿轮机构属于周转轮系，它与定轴轮系之间的根本差别在于周转轮系中有运动的行星架，从而使得行星轮既有自转又有公转，所以周转轮系的传动比不能直接用定轴轮系传动比的求法来计算。
设n1为太阳轮转速、n2为齿圈转速、n3为行星架转速，采用反转法计算传动比，根据相对运动的原理，假设给整个轮系加上一个公共转速-n3，使它绕行星架的固定轴线回转，这时各构件之间的相对运动仍将保持不变，但行星架的转速为0；即行星架“静止不动”，这样周转轮系就成为一个定轴轮系；单排单级行星齿轮机构由一个太阳轮、一个内齿圈和一个行星架组成，转化为定轴轮系后，行星架静止不动，太阳轮顺转，行星齿轮逆转，齿圈逆转。
自动变速器单向离合器故障分析
自动变速器单向离合器故障分析
自动变速器单向离合器是变速器中的重要部件，其主要作用是在车辆行驶时，保证车
辆前进或后退不会出现滑动现象，从而保证了驾驶的安全。
当单向离合器出现故障时，会
导致车辆行驶不稳定或无法行驶。
因此，及时分析单向离合器的故障原因非常重要。
1. 单向离合器打滑
单向离合器打滑是最常见的故障，其产生原因主要包括以下几点：
（1）油压不足：如果变速器油压不足，会导致单向离合器无法黏附在离合器底盘上，从而出现打滑现象。
（2）丝杠磨损：单向离合器的锁紧力来自丝杠，如果丝杠磨损，将导致锁定力下降，从而引起离合器打滑。
（3）单向离合器齿轮组件损坏：如果单向离合器齿轮组件出现故障，也会导致离合器失去锁定功能，从而产生打滑现象。
2. 单向离合器故障导致挂挡困难
在行驶中，如果单向离合器出现故障，车辆会出现挂挡困难现象。
常见的故障原因包
括以下几点：
（1）单向离合器遇阻：由于离合器输出轴的阻力过大，单向离合器无法顺利地切换与离合器底座的结合，从而导致挂挡困难。
（2）单向离合器结构故障：如果单向离合器本身结构出现故障，会导致离合器无法正常工作，从而出现挂挡困难现象。
（3）电控单元故障：如果自动变速器的电控单元出现故障，会影响到单向离合器的工作，从而导致挂挡失灵。
总之，对自动变速器单向离合器故障的分析和解决，需要结合实际情况，综合考虑各
种因素，找出合适的解决方法，确保车辆的行驶安全与稳定。
在检测和维修单向离合器时，应严格按照规定的操作步骤进行，避免不必要的操作失误。
简述单向离合器的工作原理
简述单向离合器的工作原理单向离合器是一种常用于机械传动装置中的装置，其主要作用是实现发动机与传动系统之间的有效分离和连接。
简单来说，单向离合器能够使发动机与传动系统之间实现单向传动，而在另一方向上则实现断开连接。
单向离合器的工作原理可以用以下几个步骤来描述：1. 断开连接：当离合器处于断开状态时，发动机和传动系统之间没有直接的连接。
这意味着发动机可以独立地运转，而不会传递动力给传动系统。
这个状态下，发动机可以自由地运转，不会对传动系统产生任何影响。
2. 连接动作：当驾驶员踩下离合器踏板时，离合器开始连接动作。
在连接动作中，离合器会逐渐接触到发动机和传动系统之间的连接部件，以实现两者之间的连接。
这个过程中，离合器会逐渐传递动力给传动系统，使得发动机的动力可以顺利地传递到车轮上。
3. 单向传动：当离合器完全连接时，发动机的动力可以顺利地传递给传动系统，并驱动车辆前进。
但在这个过程中，单向离合器的关键作用发挥了出来。
单向离合器内部含有一组离合片，这些离合片能够使得发动机的动力只能单向传递给传动系统，而在另一方向上则会断开连接。
这样，当车辆需要减速或停车时，传动系统的动力不会传递回发动机，从而保证了车辆的稳定性和安全性。
4. 断开连接：当驾驶员松开离合器踏板时，离合器开始断开连接。
在断开连接的过程中，离合器会逐渐分离发动机和传动系统之间的连接，使得两者之间的动力传递逐渐减弱，最终完全断开。
这个过程中，离合器的离合片会逐渐分离，使得发动机的动力无法传递给传动系统。
通过上述的工作原理，单向离合器能够实现发动机与传动系统之间的有效分离和连接，从而为车辆的正常运行提供了保障。
在实际应用中，单向离合器常被广泛应用于各种机械传动装置，如汽车、摩托车等。
它不仅能够提高车辆的驾驶舒适性和操控性，还能够保护发动机和传动系统的正常运行，延长其使用寿命。
单向离合器是一种能够实现发动机与传动系统之间有效分离和连接的装置。
通过离合器的工作原理，我们可以清楚地了解到它在机械传动装置中的重要作用。
自动变速器辛普森机构中单向离合器的作用分析
汽车自动变速器辛普森机构中单向离合器的作用分析贺萍深圳职业技术学院 汽车工程系 摘要许多从事自动变速器维修及相关工作的技术人员对其某些机构的理解不够全面本文以丰田A43DE自动变速器为例及他们的作用和工作原理关键词辛普森式单向离合器中图分类号 A 文章编号２００５单向离合器是其中重要的一个部件但对于单向离合器作用与工作原理的分析不够深入[1]½ÏΪÏêϸµØ·ÖÎöÁË×Ô¶¯±äËÙÆ÷ÖÐÐÁÆÕÉ-ʽÐÐÐdzÝÂÖ»ú¹¹Öеĸ÷¸öµ¥ÏòÀëºÏÆ÷µÄÔ-Àí¼°×÷ÓÃ１ 现有文献对于单向离合器的描述 图1所示为辛普森式行星齿轮机构[2]在前从图1分析F0似乎是多余的它的功能完全可以由C0来完成20世纪70年代出产的自动变速器都没有设计单向离合器1982年以后生产的自动变速器才开始设计有单向离合器还是对自动变速器的性能产生至关重要的作用呢下面以丰田A43DE自动变速器为例作一分析表示自动变速器在不同档位时起作用的各个部件状态1µ±±äËÙÆ÷´¦Óڷdz¬ËÙµµÊ±Ê¹µÃ³¬ËÙÐÐÐǼÜÓ볬ËÙÌ«ÑôÂÖÁªËøÔÚÒ»Æð2ÔÚ位二档时使输出轴按二档转速输出使太阳轮在无载荷状态下空转故无发动机制动功能单向离合器F2的作用D2２００５－０１－０４ 作者简介女博士主要研究领域为现代汽车技术8 深圳职业技术学院学报 第4卷一档时使输出轴按一档转速输出使前行星齿轮机构空转故无发动机制动功能我们无法获知单向离合器是如何起作用的因此有必要对其进一步深入分析表１ 丰田A43DE 自动变速器操纵元件工作情况后离合器C 23号制动器B 3变速杆位置 档位超速离合器C 0超速制动器B 0超速单向离合器F 0前离合器C 1内活塞 外活塞 1号制动器B 1 2号制动器B 2 1号单向离合器F 1 2号单向离合器F 2 内活塞外活塞P 停车R 倒档N空档12D412 2L1注利用发动机制动时起作用２ 单向离合器的作用和工作原理探讨 ２．１ 单向离合器F 0的作用和工作原理从图1可以看出单向离合器F 0就不起任何作用了当变速器处于非超速档时显然是不对的对于超速行星排来说4档其他任何档位如R 档前进D 档２在这些工况下当汽车启动时油压较低也就是超速行星架与太阳轮尚未完全联锁而超速太阳轮还未转动外边缘凸缘与超速太阳轮啮合内边缘键槽与超速行星架啮合造成很大磨损增加单向离合器F 0后单向离合器F 0就起作用避免了因离合器C 0未结合造成的磨损由于没有单向离合器F 0的设计仍然容易烧蚀所设计的离合器C 0片子只有1-2片原因正由于此当非超速档和超速档之间转化时为防止运动干涉因此会出现离合器C 0和制动器B 0均不工作的情况由于超速齿圈是超速行星排的输出元件惯性大而超速行星架是超速行星排的输入元件如果没有单向离合器F 0的设计3档升4档时4档降3档时一旦制动器B 0或离合器C 0完全结合而起作用时从而造成换档冲击[4]第2期贺萍汽车自动变速器辛普森机构中单向离合器的作用分析 9冲击而设计的有2种工况超速太阳轮被固定此时单向离合器F0不起作用为超速档由于超速齿圈是超速行星排的输出元件运动阻力大超速行星架顺时针输入此时单向离合器F0内圈转速快相对超速太阳轮来说则单向离合器F0立即起作用相当于离合器的作用不存在空档B0一脱掉就是非超速档1ÓÍѹ»¹Î´½¨Á¢Ê±减少磨损由超速档向3档降档时立即起到离合器C0的作用消除降档时的冲击在位2档时B2起作用如何判断太阳轮的运动趋势呢后行星排行星架为输出元件相当于有外力阻止输出元件转动相当于后行星架被固定则太阳轮有逆时针方向旋转的运动趋势将太阳轮固定后齿圈按顺时针方向输入图３ 位2档时后行星排工作原理示意图当驾驶员突然松开节气门踏板而汽车在惯性作用下仍以原来的车速行驶后行星架成为主动件由于后齿圈比输出轴旋转更慢因此如图4所示单向离合器F1不能阻止太阳轮按顺时针方向旋转未传递扭矩至后齿圈自动变速器自动进入空档状态Ｄ单向离合器F1必须在制动器B2起作用后才能起作用Ｆ１只在位2档起作用在位3档时B2也起作用因为3档是前Ｃ２起作用但此时B2结合3档相互转换时10 深圳职业技术学院学报第4卷B2½â¾ö»»µµ¹ý³ÌµÄ¿ÕµµÎÊÌâµ¥ÏòÀëºÏÆ÷F1的作用主要有在位2档时起制动器的作用2Dʹ×Ô¶¯±äËÙÆ÷×Ô¶¯½øÈë¿Õµµ×´Ì¬3档向2档转换时F1立即起制动器的作用消除换档冲击可知单向离合器F2的作用有在或位1档时起制动器的作用2ʹ×Ô¶¯±äËÙÆ÷×Ô¶¯½øÈë¿Õµµ×´Ì¬避免换档过程出现的空档环节4ʹÆû³µÆð²½Æ½ÎȲ»³å»÷［１］ 薛矫智公路与汽运２ ［２］ 王遂双底盘和车身部分北京１９９８自动变速器［Ｍ］教育科学出版社 ［４］ 万茂松郑州航空工业管理学院学报９Department of Automotive Engineering, Shenzhen Polytechnic, Shenzhen, Guangdong518055, China责任编辑 万方数据汽车自动变速器辛普森机构中单向离合器的作用分析作者：贺萍， 董铸荣， HE Ping， DONG Zhurong作者单位：深圳职业技术学院,汽车工程系,广东,深圳,518055刊名：深圳职业技术学院学报英文刊名：JOURNAL OF SHENZHEN POLYTECHNIC年，卷(期)：2005，4(2)引用次数：0次参考文献(4条)1.薛矫智单向离合器在自动变速器中的作用分析[期刊论文]-公路与汽运 2004(1)2.王遂双汽车电子控制系统的原理与检修(底盘和车身部分) 19983.全国汽车维修专项技能认证技术支持中心编写组自动变速器 20034.万茂松汽车自动变速器换档品质改进的研究[期刊论文]-郑州航空工业管理学院学报 2002(3)相似文献(10条)1.期刊论文嵇伟行星齿轮机构和施力装置的关系(一)——自动变速器维修技术系列讲座之三-汽车维修与保养2003(4)在常见的自动变速器维修资料中,通常将行星齿轮分为辛普森式和拉威娜式,只是偶尔提到串联式,但对其结构并未做出明确的阐述.本文将变速器的行星齿轮机构细化为辛普森式、拉威娜式、单向串联式和双向串联式,并将具体地介绍其结构特点和变化.2.期刊论文齐策长安福特福克斯4F27E自动变速器结构与维修(上)-汽车维修技师2006(11)一、结构特点 长安福特公司生产的福克斯轿车采用4F27E型自动变速器,它是一款前轮驱动、电子控制、4速、手/自动一体化自动变速器,该自动变速器的基本参数如表1所示,外形如图1所示,内部总体构造如图2所示,动力传递路线如图3所示.由图3可知,4F27E自动变速器采用辛普森式行星齿轮机构,其前排齿圈和后排行星架是一体;前排行星架和后排齿圈为一体,为动力输出端.在4F27E自动变速器内部有6个换挡执行元件,包括3个片式离合器、1个片式制动器、1个带式制动器和1个单向离合器,各换挡执行元件的作用如表2所示,不同挡位时,各部件的状态如表3所示.3.期刊论文曹利民三菱帕杰罗速跑R4A51/V4A51自动变速器动力传递路线分析-汽车维修技师2006(12)北京吉普汽车有限公司生产的三菱帕杰罗速跑越野车分为2驱和4驱两种,2驱车装用R4A51型自动变速器;4驱车装用V4A51型自动变速器,两款自动变速器的动力传递路线相同,如图1所示.由图可知,该自动变速器采用辛普森式行星齿轮机构,其前行星架和后齿圈为一体;前齿圈和后行星架是一体,为动力输出端.4.期刊论文陈建国.赵雪永奥迪A6轿车01V自动变速器传动分析-汽车维修2007(4)自动变速器多数采用行星齿轮传动,行星齿轮机构的基本结构有辛普森式(Simpson)和拉维纳式(Ravigneavx)两种.奥迪A6轿车装备的01V自动变速器采用拉维纳结构. 拉维纳齿系由两个行星排组成,其中一个行星排有内、外两组行星齿轮,两个行星排的齿圈共用,且双行星齿轮的外行星齿轮与另一个行星排的行星齿轮共行星架,如图1所示.拉维纳齿系可实现4个前进档和1个倒档.5.期刊论文薛庆文最新自动变速器及无级变速器常见故障剖析(八)-汽车维修技师2006(8)(3)行星齿轮变速机构 行星齿轮机构是自动变速器的变速机构.行星齿轮机构中不同元件的工作组合就实现了不同挡位的传动比和传递方向(低速挡、直接挡、超速挡、倒挡以及P/N的空挡齿轮)即实现各挡.掌握和了解齿轮变速传递工作原理我们必须首先要弄清单个行星齿轮组(单排)的传递规律,然后利用这一规律来分析辛普森式行星排、串联式行星排、拉维娜式行星排以及新式6速自动变速器使用的莱佩莱捷式行星排的每一个挡位传动比的实现.6.期刊论文刘文革.田先亮一例A340E型自动变速器故障的分析与排除-汽车维修2009(3)A340E型变速器是丰田公司用于后轮驱动车型的4速电液控自动变速器,该变速器采用带锁止离合器的三元件单级液力变矩器和由3个行星排组成的辛普森式行星齿轮机构.该变速器传动冲击小,使用寿命长,但结构较复杂,维修难度较大.7.学位论文崔丽自动变速器中行星齿轮机构的传动效率研究2005自动变速技术是汽车传动技术发展过程中一项十分重要的发明。
离合器的常见故障分析及设计校核基本原理
哈尔滨东安汽车动力股份有限公司黑龙江省哈尔滨市150000摘要:本文主要针对东安干式单片离合器，离合器的发展过程，产品结构，工作原理，产品故障分析，等方面进行全面阐述。
关键词:离合器；变速器；发动机；飞轮盘；前言随着人民生活质量提升，市场对商用车的需求越来越多，搭载东安M系列发动机的整车保有量也有显著上升，整车车型数量也随之上涨，东安针对新的车型也对发动机和变速器进行适应性更改。
本篇论文主要讨论匹配东安车型离合器的故障分析，东安主要向各个车厂提供手动变速器，在手动档车型中，离合器起到很重要的作用，同时在我们驾驶车辆时，离合器也难免会出现一些故障，直接影响驾驶人员的驾驶体验，因此对离合器的故障进行研究分析是有很必要的。
一离合器概述在整车上，离合器传动系统中一个主要的组成部分，同时也是保证整车能够平稳起步和选换挡的零部件。
二离合器的功能和发展概述2.1离合器的功能离合器位于发动机与变速器之间，进行连接与切断发动机与变速器之间的动力。
其功能如下：(1)整车平稳起步；(2)切断发动机与变速器之间的动力，以便于变速器选换档；(3)离合器具有一定的扭转特性，可以一定程度保护传动系统，避免过载损坏。
2.2离合器的发展概述现今汽车上应用的离合器种类主要分3类，如电磁离合器、液力变矩器和摩擦离合器，目前，手动档车型适配的离合器绝大多数是单片干式摩擦式离合器，主要是因为它具备结构简单、散热性能好、转动惯量相对较小、空间尺寸紧凑等优点。
现如今单片干式离合器在结构设计方面已经趋近于成熟，在从动盘上装有减振器，能够有效的减小传动系统的噪音以及扭转共振，提高整车驾驶的舒适性。
三离合器结构、工作原理3.1 单片干式离合器主要结构单片干式离合器（图1）主要由离合器从动盘总成和离合器压盘及壳体总成组成，离合器从动盘安装在飞轮盘与压盘之间，起到传递发动机的转动扭矩作用，离合器压盘及壳体总成用于结合和切断发动机与变速器之间的动力。
离合器从动盘总成离合器压盘及壳体总成图1 离合器结构示意图3.2 离合器工作原理在动力总成中，离合器需借助发动机飞轮盘连接进行转动，离合器从动盘与变速器的输入轴相连接（输入轴插入从动盘花键毂），发动机扭矩是靠着飞轮盘与离合器从动盘之间的摩擦进行传递，使离合器从动盘转动起来，进而靠着从动盘花键带动变速器输入轴进行转动，以此来实现动力的传输。
电动轿车新型轮毂驱动单级章动减速器设计与仿真分析
2023年第47卷第7期Journal of Mechanical Transmission电动轿车新型轮毂驱动单级章动减速器设计与仿真分析王兴盛姚立纲王亚丽张大卫陈颖（福州大学机械工程及自动化学院，福建福州350116）摘要针对车辆所需传动比较大时传统行星齿轮轮毂减速器存在零部件多、轴向尺寸大及轮系周边安装复杂的问题，以电动轿车为研究对象，提出了一种基于单级章动传动的新型轮毂驱动减速器。
阐述了其工作原理和传动过程，完成了结构设计和传动效率计算，建立了虚拟样机模型，并开展了有限元分析仿真，探讨了减速器在静载荷下最大接触应力的产生部位与产生原因，验证了结构的可靠性与合理性。
关键词电动轿车轮毂驱动章动传动结构设计有限元分析Design and Simulation Analysis of a New Wheel Hub Drive Single-stageNutating Reducer for Electric CarsWang Xingsheng Yao Ligang Wang Yali Zhang Dawei Chen Ying（School of Mechanical Engineering and Automation, Fuzhou University, Fuzhou 350116, China）Abstract To solve the problems that the conventional planetary gear wheel hub reducer has many parts, large axial dimensions and complicated installation around the wheel system when the vehicle requires a relatively large transmission， and taking the electric car as the research object, this study proposes a new type of wheel hub drive reducers based on single-stage nutating transmission, describes the working principle and transmission process, completes the structural design and transmission efficiency calculation, and establishes the virtual prototype model. The finite element analysis is carried out to discuss the location and cause of the maximum contact stress of the mechanism under a static load. The reliability and rationality of the structure are verified.Key words Electric car Wheel hub drive Nutating transmission Structural design Finite element analysis0 引言近年来，随着全球能源与环境问题日益加剧，各国政府、企业和研究人员加大了对电动汽车的研究力度，轿车作为生活中最常见的车型，已经成为电动汽车领域研究的重点。
振动压路机振动轮减振支承系统动力分析
( b) 为从动型 振动轮橡胶减 振器平置布置 型式, 图 2 ( c ) 为驱动型振动轮橡胶减振器辐射型布置。 由于结构布置上的对称性 , 使得减振支承系统具 有整体的弹性主轴和整体的弹性中心 , 所以 , 振动轮减 振支承系统是一种非耦合的支承型式。 4 振动轮减振支承系统运动分析 由物体多自由度的隔振理论 , 对振动轮建立以其 重心 O 为原点, X 、 Y、 Z 轴与振动轮惯性主轴固结的动 坐标系 OX Y Z , 同时建立固结在机架上的定坐标系 O X Y Z , 其原点 O与静平衡状态的振动轮质心重合 , 振动 轮质心的线振动用其在定坐标系的 位移分量 x 、 y、 z 表示, 振动轮的角振动用动坐标系和静坐标系的相对 转角在定坐标轴 X 、 Y、 Z 上的分量 、 、 描述。 当振动轮为简谐运动, 并且振动轮减振支承是非 耦合化支承时 , 可将振动轮运动方程转化为各自由度 运动的独立型式 m x + k x*x x = 0 J x + k * m y + k y = 0 J y + k m z + k z = 0 J z + k
u = 8k * xi x2
2
2
u * 2 = 8k yi y
2
u = 8k * zi z2
2
u
2
2 2 * 2 2 = 8k * yi ( L + b ) + 8k z i ( L + b )
k =
2
*
u
2
= 0
2 2 * 2 2 = 8k * yi ( L + a ) + 8k xi ( L + a )
平置型式减振支承系统当振动轮产生支承型式所允许的位移后为每个橡胶减振器在振动轮减振支承系统中安装位置尺寸参见图结语由于振动轮作业特点和其结构上的要求目前振动轮和前机架之间减振支承系统中的多个橡胶减振一般只采用上述的平置式或辐射式两种布置型式或是由这两种型式的不同组合根据上述所介绍的方可以确定各种支承型式下的刚度系数
具有单向离合器的多楔带附件驱动系统旋转振动建模及参数优化设计
法， 为发动机前端附件驱动系统的旋转振动控制提供参考 。
关键词 ：单 向离合器 ； 多楔带附件 驱动 ； 旋转模型 ； 动态特性 ； 优化设计 中图分 类号 ：Ｔ ３ ． Ｈ１２ ３ 文献标 识码 ：Ａ
ｏ ｒｖ ｎ ｐ ｌｅ ｓ ａ ｅ ｉｎ ｒ ａ ｍ． Ｃａｃ ｌ ｔｏ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｈａ ，ｔ ｙ ａ ｃ ｉ ｄ ｃ ｓ ｏ ｈ ＢＡＤｓ，ｉ ｌ ｄ ｎ ｎ ｌ ｆｄ ｅ ｕ ｌｙ ｎｄ ｔｎｓｏ ｅ ｒ ｉ ｌｕ ａ ｉｎ ｒ ｓ ｌｓ ｓ ｏ ｔ ｔ ｈｅ ｄ ｎ ｍｉ ｎ ｉｅ ｆｔ ｅ Ｓ ｎｃｕ ｉ ｇ ａ ｇ ｅ ｌ ｔ ａｉ ｎ ｆｄ ｉ ｅ ｕ ｌｙ ｎ ｅ ｓｏ ｒａ ｌ ｆ ｃ ｕ ｔｏ ｓ ｏ ｒｖ ｎ ｐ ｌｅ ｓａ ｄ ｔ ｎ ｉｎｅ ｒｎ，ｔｎｓｏ ｆｅ ｃ ｅ ｔｓ ａ ｕ ｅ ｉ ｎ ｏ ａ ｈ ｂ ｌ ｐ ｎ，ａ ｄ ｓｉ ａｅ ｂ ｔ ｅ ｌ ａ ｄ ｐ ｌｅ ｅ ｒ ａ ｅ ｎ ｌｐ ｒ ｔ ｅｗｅ ｎ ｂｅｔ ｎ ｕ ｌｙ ｄ ｃ ｅ ｓ
（ 华南理工大学 机械与汽车工程学院 ， 广州 ５ ０４ ） １６ １
摘 要 ：建立有单向离合器装置的三轮 一 多楔带附件驱动系统的非线性旋转振动数学模型。用 Ｇ ａ数值算法求 ｅｒ
解从动轮与张紧臂的角度波动 。计算结果表明 ， 有单 向离合器装置 时从 动轮与张紧臂 的角度波动、 各带段 的动态张力 、 带
一
轮间 的滑移率等系统动态特性均 明显减小 。计算 、 研究单 向离合器 弹簧 刚度 的大小 、 附件轴 与从动轮 转动惯量 比的大
小对系统动态特性的影响 。以张紧臂角度波动 、 向离合 器弹簧扭矩 、 一从动轮 间的滑移率最小为优化 目标 ， 单 带 建立单 向 离合器弹簧刚度和附件轴转动惯量两参数优化设计数学模 型。结 果表 明， 优化后 的系统参数 ， 三轮 一多楔带传动 系统 的
自动变速器单向离合器故障分析
自动变速器单向离合器故障分析自动变速器是一种能根据车速和行驶条件自动调整档位的变速装置，它能提供舒适的驾驶体验和优化的燃油经济性。
在自动变速器中，离合器是起到传递动力和断开动力的重要部件之一。
1. 变速器丝杆无法旋转：这通常是单向离合器出现故障的标志。
单向离合器的主要作用是允许动力以一个方向传递，而不允许以相反的方向传递。
如果单向离合器出现故障，那么变速器丝杆就无法旋转。
2. 变速器换挡不顺畅：如果单向离合器出现故障，那么在换挡时会出现换挡不顺畅的情况。
这是因为单向离合器的故障导致动力传递不畅。
3. 变速器丝杆滑动：如果单向离合器出现故障，那么在行驶过程中可能会出现变速器丝杆滑动的情况。
这通常会导致车辆的动力输出不稳定，加速性能下降。
针对以上故障，我们可以通过以下步骤进行故障分析和排除：1. 检查离合器油液：离合器油液是保证离合器正常工作的重要因素之一。
如果离合器油液不足或者老化，可能会导致离合器故障。
我们需要检查离合器油液的状态，并及时更换。
2. 检查离合器调整：有时候离合器调整不当也会导致离合器故障。
在发现离合器故障的情况下，我们需要检查离合器的调整情况，并根据需要进行调整。
3. 检查离合器组件：如果以上步骤无法解决问题，那么可能是离合器组件出现故障。
我们需要检查离合器组件的磨损程度，并根据需要进行更换。
自动变速器单向离合器故障会导致变速器丝杆无法旋转、换挡不顺畅和丝杆滑动等问题。
对于这些故障，我们可以通过检查离合器油液、调整离合器和检查离合器组件等步骤进行故障分析和排除。
及时发现并解决这些问题，可以有效地恢复自动变速器的正常运行。
自动变速箱单向离合器工作原理
自动变速箱单向离合器工作原理自动变速箱单向离合器是一种重要的传动元件，它在自动变速器中起到了至关重要的作用。
它可以在汽车换挡时，保证动力的平稳传递，同时防止变速器内部元件之间的冲击和磨损。
以下从接合状态、分离状态和换挡状态三个方面，介绍自动变速箱单向离合器的工作原理。
一、接合状态在接合状态下，单向离合器内部的锁止机构将输入轴和输出轴锁定在一起，使它们具有相同的转速。
此时，变速器内部的传动比为1:1，发动机的动力可以顺利地传递到变速器的输出轴，从而驱动汽车行驶。
在这个状态下，单向离合器的作用类似于常规的离合器，确保发动机的动力能够传递到变速器。
二、分离状态在分离状态下，单向离合器的锁止机构被释放，输入轴和输出轴之间的连接被断开。
此时，变速器内部的传动比为0:1，发动机的动力无法传递到变速器的输出轴。
这个状态通常发生在汽车换挡时，为了保证换挡过程的平顺性，单向离合器需要将发动机的动力切断，防止变速器内部元件之间的冲击和磨损。
三、换挡状态在换挡状态下，单向离合器的作用是保证动力的平稳传递。
当汽车需要从低速挡换到高速挡时，单向离合器可以使发动机的动力顺利地传递到变速器的输出轴。
当汽车需要从高速挡换到低速挡时，单向离合器可以防止发动机的动力突然增加，从而保证换挡过程的平顺性。
此外，在换挡过程中，单向离合器还可以防止变速器内部元件之间的冲击和磨损，延长变速器的使用寿命。
总之，自动变速箱单向离合器的工作原理是保证汽车在不同行驶状态下都能够平稳、顺畅地传递动力。
在接合状态下，它能够将发动机的动力传递到变速器的输出轴；在分离状态下，它能够将发动机的动力切断；在换挡状态下，它能够保证动力的平稳传递并防止变速器内部元件之间的冲击和磨损。
这些功能使得单向离合器成为自动变速器中不可或缺的一部分。
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轮-带驱动系统单向离合器减振机理实验分析 张振;丁虎;陈立群 【摘 要】以安装有单向离合器的轮-带驱动系统为研究对象,采用实验的方法研究系统中单向离合器对多楔带振动特性的影响.通过实验对比有无单向离合器的状况,明确单向离合器对轮-带动力系统的减振效应.并实验对比了多楔带初始张力对减振效果的影响.分析实验结果发现,装有单向离合器的轮-带驱动系统,多楔带的振动随转速变化呈现出非线性振动特性;单向离合器对轮-带动力系统多楔带的横向振动起到了显著的减振作用.
【期刊名称】《动力学与控制学报》 【年(卷),期】2019(017)001 【总页数】6页(P21-26) 【关键词】非线性振动;轮-带驱动系统;单向离合器;实验;减振 【作 者】张振;丁虎;陈立群 【作者单位】上海大学上海市应用数学和力学研究所,上海200072;上海大学上海市应用数学和力学研究所,上海200072;上海大学上海市应用数学和力学研究所,上海200072;上海大学力学系,上海200444
【正文语种】中 文
引言 轮-带驱动系统广泛地存在于各种机械当中用于转动机械组件之间的动力传输.其具有传递率高、结构紧凑、装配简单及寿命长等优点,然而系统振动往往会引起传动带的振动进而导致噪音的产生及传送带的磨损等严重问题.为减少振动的不利影响,众多学者们对轮-带动力系统的动力学进行了大量的研究[1,2].李晓军等[3]使用模态分析的方法研究平带驱动系统的耦合振动.王小莉等[4]通过对比计算与实验结果研究了单根多楔带传动系统带横向振动的计算方法.宫苏梅等[5]通过实验研究了平带在传动过程中存在的一些非线性现象.李占国等[6]通过MFBD(多柔性体动力学)刚柔耦合技术建立了汽车多楔带传动的动力学仿真模型,对汽车多楔带接触力和拉应力进行了传动性能仿真分析.任国强等[7]通过实验方法对多楔带系统带速损失进行了研究.刘伟等[8]研究了粘弹性传动带横向振动的分岔特性和混沌振动.这些研究都发现轮-带驱动系统中存在大幅度的横向振动. 另一方面,单向离合器在动力系统中的应用已经较为普遍,单向离合器主要安装于被驱动轮中,其作用原理为从被驱动轮的旋转中,将由系统振动引发的轮的旋转在非驱动方向上解耦出来.对含有单向离合器的轮-带驱动系统也有不少的研究,Zhu和Parker[9]研究了含有单向离合器的轮-带动力系统的非线性动力学行为.张少飞等[10]建立了含有单向离合器装置的三轮-多楔带驱动系统的非线性旋转振动数学模型,并对其进行了动态特性求解以及参数优化设计.Ding和Li[11]对含有单向离合器的轮-带传动系统的静力学和动力学行为进行了研究.Ding和Zu[12]在考虑带的抗弯刚度条件下研究了轮-带传动系统的稳态响应.李大鹏等[13]应用谐波平衡分析方法研究了含有单向离合器、两滑轮及附件的轮-带驱动系统稳定稳态周期响应.Ding[14]研究了惯性激励下含有单向离合器的轮-带驱动系统的周期响应.以上的研究从理论上证实了单向离合器对轮-带驱动系统的减振功能.上官文斌等[15]通过解决机车加速异响建立了离合器减振特性模型并对其进行了优化. 在以往的研究中,尚未发现有通过实验的方法来研究单向离合器对轮-带驱动系统的影响的相关文献.因此,本文中我们通过实验手段,研究含有单向离合器的轮-带驱动系统的振动特性,并在有无单向离合器两种状况下对比研究了单向离合器对轮-带驱动系统的振动的影响,为含单向离合器的轮-带驱动系统的设计及应用具有重要的指导意义. 1 实验设备 为了研究含单向离合器的轮-带驱动系统的振动,建立了如图1所示的含单向离合器的轮-带驱动系统实验台.工程实际中,轮-带动力系统的驱动源主要有两种：电力驱动和燃油发动机驱动.为贴近工程实际,本实验采用三相异步电动机作为唯一驱动源,通过变频调速器来调控电动机的输出频率,进而控制驱动轮均匀加减速转动.本实验采用的传送带为多楔带,型号为KK-USA-Poly-V-Belt-PL1210,其主要材料为黑橡胶,主要参数为：楔距—4.7 mm,带高—10 mm,楔角—400,楔数—6.多楔带传动综合了三角胶带传动和平带传动的优点,在轮-带动力系统中的应用最为广泛.被动驱动轮一侧布置了传动轴箱,轴箱外安装有负载轮用以提供负载；另一侧布置了编码器,编码器与测量显示控制仪相连接用以实时观测被动驱动轮的转速.对轮-带驱动系统,轮带初始张力的影响是十分重要的,因此为使得轮带初始张力可以灵活调整,被动驱动系统被设计为可以相对移动,由此,通过调整被动驱动系统的位置控制两轮中心距的大小,进而调整轮带初始张力的大小.轮-带动力系统的振动主要由传送带的共振情况来描述,在实验台面上安装了激光位移传感器,用以测量多楔带中心位置的横向振动. 图1 含单向离合器的轮-带动力系统实验台Fig.1 Test bench of pulley-belt system with one-way clutch 单向离合器被安装于被驱动轮内,内接轴箱传动轴,如图2(a)所示.本实验采用的单向离合器型号为CKZ-A系列,为楔块式单向离合器,其内含两套深沟球轴承支撑及油封.CKZ-A35100型号单向离合器多用在包装、运输、冶金、矿山等机械上,起到防止逆转或超越运转的作用,适合应用于中速运行的场合.要检验单向离合器的减振效应,需要设计有无单向离合器两种状况下的对比实验.因此设计了如图2(b)所示的单向离合器的替换件,由于安装的需求,替换件必须要与单向离合器的装配尺寸保持一致,这使得两实验元件之间出现了不可避免的质量差,CKZ-A35100型号单向离合器的标准质量为3.6 kg,经测量替换件的质量为4 kg,质量差为0.4 kg. 图2 离合器和替换件Fig.2 One-way clutch and replacement 2 实验原理 单向离合器轮-带动力系统实验原理框图如图3所示. 主要实验操作过程包括： (1)实验前调试：接入BK数据采集系统,检查各连接的可靠性以及整个实验系统的操作安全性,将控制器、记录仪等都调试到理想测量状态. 图3 单向离合器轮-带动力系统实验原理框图Fig.3 Principle diagram of the experiment for the pulley-belt system with one-way clutch (2)轮带初始张力调整：检测多楔带初始张力的大小,并对其进行适量的调整.多楔带上的初始张力大小可以通过测量静态下多楔带的振动频率来定义.给多楔带施加一个冲击激励,测得多楔带的衰减振动如图4(a)所示,对所测得的时域数据进行快速傅里叶变换,由此得到了图4(b)所示的频域图,如图中所示,此时多楔带静态下的基频为60 Hz,此频率越大,则多楔带的初始张力越大. 图4 多楔带基频Fig.4 Fundamental frequency of the multi-wedge belt (3)数据采集：在变频调速器中输入控制曲线控制电机均匀加减速转动,本实验中控制电机转速变化范围为600～2200 rpm,对应的多楔带的传动速度为3.927～14.399 m/s,采用激光位移传感器测量多楔带中心位置的振动位移变化,采样率设定为512 Hz,采样时间为220 s,采集到的数据由BK数据采集系统记录下来. (4)数据处理：将BK采集到的数据导入到MATLAB绘制多楔带中心位置处振动位移变化的时域图.将时域图的横坐标换算成电机轮的转速,而转速对应着激励频率,由此,可将时域图转化成多楔带中心位置处振动位移的幅-频响应曲线.处理所获得的时域数据,全局图每隔1 s(局部图间隔为0.5 s)取一个位移最大的数据点,将这些数据点绘制成散点图,由此可得到纵坐标只有位移的最大值的幅频响应曲线. 3 实验结果分析 首先,研究多楔带中点处振动位移随激励频率变化的动态特性.在有单向离合器的状态下,测量了初始张力为基频60 Hz所对应的张紧力时多楔带中点处振动位移在电机均匀加速和匀减速过程中的变化情况,实验结果如图5所示.从图5(a)可以看出均匀加速和均匀减速这两种状况下的幅-频响应曲线基本上是吻合的,图5(b)为局部峰值处的放大图,可以看出两种状况下的幅-频响应曲线存在着差异,主要表现为：匀加速过程中,振幅缓慢增加到最大后会迅速下降,而匀减速过程中振幅缓慢增大到最大后又缓慢减小,这表明在含有单向离合器状态下,轮带驱动系统中多楔带中点处的横向振动呈现出非线性振动特性.对轮-带驱动系统,多楔带的初始张力是一个十分重要的参数,因此,有必要研究不同初始张力下,多楔带的振动特性.保持其他各参数不变,分别测量了有单向离合器状况下多楔带基频分别为60 Hz 、50 Hz和40 Hz时多楔带中点的振动情况,实验结果如图6所示. 比较发现,随着初始张力的减小多楔带的共振峰出现了向左偏移的现象,这与轮带系统的共振特点,即初始张力越小其固有频率越小相吻合.初始张力的减小使得各共振峰值都有减小,尤其是第一个共振峰的峰值其减小幅度较大.基频为40 Hz时,在转速2100 rpm左右又出现一个较大的共振峰,这是由于共振峰的偏移引起的,在50 Hz和60 Hz时测量到转速2200 rpm还没有测到此共振峰.为了解单向离合器对轮-带驱动系统的影响,保持其他参数不变,初始张力分别调整为基频60 Hz、50 Hz和40 Hz时,对比有无单向离合器两种状况下多楔带中点横向振动最大共振峰处的幅-频响应曲线,实验结果如图7所示. 图5 幅-频响应曲线Fig.5 Amplitude frequency response