混合式液压--机械复合变速器试验方法及试验台设计研究

摘要

混合式液压机械传动（Compound Coupled Hydro-mechanical Transmission，CCHMT）是液压机械功率分流复合传动中的一种。该结构利用两组差动轮系同时工作，实现对功率流的分流与汇流，相对于单排差动轮系的液压机械复合传动，具有调速范围广、适用性高、结构灵活等优点，能根据不用的应用工况有效调节系统的传动特性，具有广泛的应用前景。但由于混合式液压机械复合传动的传动结构复杂，结构之间存在耦合，因此CCHMT特性更加复杂，对CCHMT特性的试验研究成为了亟需解决的关键问题之一。为满足研究要求，设计一种全新的CCHMT基本特性测试的试验台迫在眉睫。只有通过试验研究，才能充分的了解CCHMT的特性并为理论分析提供有力的支撑。这使得混合式液压机械复合传动的试验方法以及试验台设计的研究具有较高的学术意义和应用价值。　　接着，分析了混合式液压-机械复合变速器（CCHMT）中液压和机械两部分的传动基本原理。通过借鉴机械式复合变速器（CVT）的试验方案，以及对CCHMT的基本特性的理论分析，制定了CCHMT的基本试验方法。为后续试验台的布置、设计及零部件的选型提供了有力的理论基础。　　本文首先对液压-机械复合传动及其试验台的国内外研究现状进行了对比分析，并对CCHMT试验方法和试验台设计的优劣势进行了归纳整理，确定了本文的主要研究内容。紧接着介绍了机械式无级变速器（CVT）试验台的布置方式，然后分析了此类变速器的几种试验项目，并根据试验项目对机械式无级变速器的滑动率、调速范围、传动效率等试验方案做了简要分析，为CCHMT试验方法的研究提供了理论依据。　　然后，对试验台的几种整体形式进行分析，确定了使用开放式作为本次试验台的布置方式。其次，对试验台中的驱动装置和加载装置分别做了具体工况的分析，选择了比较能够模拟实际工况的驱动电机和加载电机。然后，对试验台中的联轴器和扭矩转速传感器进行选型。此外，还设计了防止变速器齿轮箱在试验过程中位移或震动的工装夹具，并对其进行了应力仿真分析，结果表明所设计夹具能够满足试验要求。　　最后，运用AMEsim仿真软件搭建了CCHMT试验台机械和液压两部分的模型，并进行了仿真优化。根据拟定的试验方法，对CCHMT试验台进行了仿真分析。仿真结果以及安装完成验证了理论分析的正确性，试验方法以及试验台布置方式的可行性。

目录

1 绪论

1.2.1 液压-机械复合传动国外研究现状

1.2.2 液压-机械复合传动国内研究现状

1.3HMT试验台国内外研究现状

1.3.1 HMT试验台国外研究现状

1.3.2 HMT试验台国内研究现状

1.4本文主要研究内容

2 机械无级变速器试验方法分析

2.1 引言

2.2 机械无级变速器试验台的布置方法

2.3.1 基本试验测试项目

2.3.2 机械无级变速器滑动率的分析

2.3.3 机械无级变速器调速范围的分析

2.3.4 机械无级变速器传动总效率的分析

2.4 本章小结

3 混合式液压-机械复合变速器实验方法的研究3.1 引言

3.1 引言

3.2 CCHMT工作原理分析

3.2.1 液压传动系统原理分析

3.2.2 机械传动系统原理分析

3.3 试验台基本试验项目及方法

3.3.1 CCHMT无级调速特性试验方法

3.3.2 CCHMT功率分流特性试验方法

3.3.3 CCHMT效率特性试验方法

3.3.4 CCHMT速度刚度特性试验方法

3.4 CCHMT噪声功率试验方法

3.5 本章小结

4 混合式液压-机械复合变速器试验台设计

4.1 引言

4.2 试验台整体设计

4.3.1 驱动装置的分析及选择

4.3.2 加载装置的分析及选择

4.4 CCHMT工装夹具的设计及分析

4.4.1 工装夹具底座及连接件的设计

4.4.2 工装夹具放置平台的设计

4.4.3 工装夹具限位板的设计

4.4.4 工装夹具的应力分析

4.5.1 联轴器的选型

4.5.2 传感器的选型

4.6 本章小结

5 混合式液压-机械复合变速器试验台的仿真

5.1 AMEsim仿真软件简介

5.2 CCHMT试验台模型的建立

5.2.1 机械部分的建模

5.2.2 液压部分的建模

5.2.3 试验台整体模型

5.3 CCHMT试验台模型的仿真分析

5.3.1 无级调速特性试验仿真分析

5.3.2 功率分流比特性试验仿真分析

5.3.3 效率特性试验仿真分析

5.3.4 速度刚度特性试验仿真分析

5.4 试验台的安装

5.5 本章小结

6 总结与展望

6.1 主要结论

6.2 不足与展望

参考文献

附录

A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录

B. 作者在攻读学位期间取得的科研成果目录

C. 学位论文数据集

致谢