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液力传动设计 3

第1章 液力传动设计基础 3

1.1 液力传动的定义、特点及应用 3

1.2 液力传动的术语、符号 4

1.2.1 液力传动术语 4

1.2.2 液力元件符号 7

1.3 液力传动理论基础 8

1.3.1 基本控制方程 8

1.3.2 基本概念和定义 11

1.3.3 液体在叶轮中的运动 12

1.3.3.1 速度三角形及速度的分解 12

1.3.3.2 速度环量 13

1.3.3.3 液体在无叶栅区的流动 13

1.3.4 欧拉方程 13

1.3.4.1 动量矩方程 13

1.3.4.2 理论能头 14

1.4 液力传动的工作液体 14

1.4.1 液力传动油的基本要求 14

1.4.2 常用液力传动油 15

1.4.3 水基难燃液 15

第2章 液力变矩器 17

2.1 液力变矩器的工作原理、特性 17

2.1.1 液力变矩器的工作原理 17

2.1.1.1 液力变矩器的基本结构 17

2.1.1.2 液力变矩器的工作过程和变矩原理 17

2.1.1.3 液力变矩器常用参数及符号 18

2.1.2 液力变矩器的特性 20

2.2 液力变矩器的分类及主要特点 23

2.3 液力变矩器的压力补偿及冷却系统 26

2.3.1 补偿压力 26

2.3.2 冷却循环流量和散热面积 27

2.4 液力变矩器的设计方法 27

2.4.1 相似设计法 27

2.4.2 统计经验设计方法 29

2.4.3 理论设计法 32

2.4.3.1 基于一维束流理论的设计方法 32

2.4.3.2 基于二维流动理论的设计方法 43

2.4.3.3 CFD/CAD现代设计方法 43

2.4.4 逆向设计法 47

2.5 液力变矩器的试验 50

2.5.1 试验台架 50

2.5.2 试验方法 50

2.5.2.1 外特性试验 50

2.5.2.2 液力元件内特性试验 52

2.6 液力变矩器的选型 54

2.6.1 液力变矩器的形式和参数选择 54

2.6.2 液力变矩器系列型谱 55

2.6.3 液力变矩器与动力机的共同工作 55

2.6.3.1 输入功率 56

2.6.3.2 泵轮特性曲线族和涡轮特性曲线族 56

2.6.3.3 液力变矩器有效直径和公称转矩选择 58

2.6.3.4 液力变矩器和动力机共同工作的输入特性曲线和输出特性曲线 58

2.6.4 液力变矩器与动力机的匹配 58

2.6.5 液力变矩器与动力机匹配的优化 60

2.7 液力变矩器的产品型号与规格 61

2.7.1 单级单相向心涡轮液力变矩器 61

2.7.2 多相单级和闭锁液力变矩器 104

2.7.3 可调液力变矩器 112

2.7.4 液力变矩器传动装置 114

2.8 液力变矩器的应用及标准状况 122

2.8.1 液力变矩器的应用 122

2.8.2 国内外标准情况和对照 122

第3章 液力机械变矩器 124

3.1 液力机械变矩器的分类及原理 124

3.1.1 功率内分流液力机械变矩器 124

3.1.1.1 导轮反转内分流液力机械变矩器 124

3.1.1.2 多涡轮内分流液力机械变矩器 125

3.1.2 功率外分流液力机械变矩器 125

3.1.2.1 基本方程 125

3.1.2.2 用于特定变矩器的方程 129

3.1.2.3 分流传动特性的计算方法及实例 132

3.1.2.4 外分流液力机械变矩器的方案汇总 135

3.2 液力机械变矩器的应用 137

3.2.1 功率内分流液力机械变矩器的应用 137

3.2.1.1 导轮反转内分流液力机械变矩器 137

3.2.1.2 双涡轮内分流液力机械变矩器 139

3.2.2 功率外分流液力机械变矩器的应用 140

3.2.2.1 分流差速液力机械变矩器的应用 140

3.2.2.2 汇流差速液力机械变矩器的应用 143

3.3 液力机械变矩器产品规格与型号 144

3.3.1 双涡轮液力机械变矩器产品 144

3.3.2 导轮反转液力机械变矩器产品 156

3.3.3 功率外分流液力机械变矩器产品 157

3.3.4 液力机械传动装置产品 159

第4章 液力偶合器 162

4.1 液力偶合器的工作原理 162

4.2 液力偶合器特性 163

4.2.1 液力偶合器的特性参数 163

4.2.2 液力偶合器特性曲线 164

4.2.3 影响液力偶合器特性的主要因素 166

4.3 液力偶合器分类、结构及发展 168

4.3.1 液力偶合器形式和基本参数（GB/T 5837—2008） 168

4.3.1.1 形式和类别 168

4.3.1.2 基本参数 171

4.3.2 液力偶合器部分充液时的特性 171

4.3.3 普通型液力偶合器 172

4.3.4 限矩型液力偶合器 172

4.3.4.1 静压泄液式限矩型液力偶合器 175

4.3.4.2 动压泄液式限矩型液力偶合器 175

4.3.4.3 复合泄液式限矩型液力偶合器 186

4.3.5 普通型、限矩型液力偶合器的安全保护装置 187

4.3.5.1 普通型、限矩型液力偶合器易熔塞（JB/T 4235—1999） 187

4.3.5.2 刮板输送机用液力偶合器易爆塞技术要求（MT/T 466—1995） 187

4.3.6 调速型液力偶合器 192

4.3.6.1 进口调节式调速型液力偶合器 196

4.3.6.2 出口调节式调速型液力偶合器 202

4.3.6.3 复合调节式调速型液力偶合器 210

4.3.7 液力偶合器传动装置 211

4.3.8 液力减速器 225

4.3.8.1 机车用液力减速（制动）器 225

4.3.8.2 汽车用液力减速（制动）器 226

4.3.8.3 固定设备用液力减速（制动）器 228

4.4 液力偶合器设计 230

4.4.1 液力元件的类比设计 230

4.4.2 限矩型液力偶合器设计 232

4.4.2.1 工作腔模型（腔型）及选择 232

4.4.2.2 限矩型液力偶合器的辅助腔 235

4.4.2.3 限矩型液力偶合器的叶轮结构 235

4.4.2.4 工作腔有效直径的确定 237

4.4.2.5 叶片数目和叶片厚度 237

4.4.3 调速型液力偶合器设计 237

4.4.3.1 泵轮强度计算 237

4.4.3.2 泵轮强度有限元分析简介 241

4.4.3.3 液力偶合器的轴向力 242

4.4.3.4 导管及其控制 243

4.4.3.5 设计中的其他问题 246

4.4.3.6 油路系统 247

4.4.3.7 调速型液力偶合器的辅助系统与设备成套 248

4.4.3.8 调速型液力偶合器的配套件 250

4.4.4 液力偶合器传动装置设计 257

4.4.4.1 前置齿轮式液力偶合器传动装置简介 257

4.4.4.2 液力偶合器传动装置设计要点 258

4.4.5 液力偶合器的发热与冷却 258

4.5 液力偶合器试验 260

4.5.1 限矩型液力偶合器试验 260

4.5.2 调速型液力偶合器试验方法 261

4.6 液力偶合器选型、应用与节能 262

4.6.1 液力偶合器运行特点 264

4.6.2 液力偶合器功率图谱 266

4.6.3 限矩型液力偶合器的选型与应用 266

4.6.3.1 限矩型液力偶合器的选型 266

4.6.3.2 限矩型液力偶合器的应用 267

4.6.4 调速型液力偶合器的选型与应用 272

4.6.4.1 我国风机、水泵运行中存在的问题 272

4.6.4.2 风机、水泵调速运行的必要性 272

4.6.4.3 各类调速方式的比较 272

4.6.4.4 应用液力偶合器调速的节能效益 273

4.6.4.5 风机、泵类调速运行的节能效果 274

4.6.4.6 风机、泵类流量变化形式对节能效果的影响 274

4.6.4.7 调速型液力偶合器的效率与相对效率 275

4.6.4.8 调速型液力偶合器的匹配 276

4.6.4.9 调速型液力偶合器的典型应用与节能 277

4.7 液力偶合器可靠性与故障分析 281

4.7.1 基本概念 281

4.7.2 限矩型液力偶合器的故障分析 282

4.7.3 调速型液力偶合器的故障分析 285

4.8 液力偶合器典型产品及其选择 288

4.8.1 静压泄液式限矩型液力偶合器 288

4.8.2 动压泄液式限矩型液力偶合器 290

4.8.2.1 YOX、YOXⅡ、TVA外轮驱动直连式限矩型液力偶合器 291

4.8.2.2 YOXⅡZ外轮驱动制动轮式限矩型液力偶合器 292

4.8.2.3 水介质限矩型液力偶合器 293

4.8.2.4 加长后辅腔与加长后辅腔带侧辅腔的限矩型液力偶合器 298

4.8.2.5 加长后辅腔与加长后辅腔带侧辅腔制动轮式限矩型液力偶合器 304

4.8.2.6 加长后辅腔内轮驱动制动轮式限矩型液力偶合器 310

4.8.3 复合泄液式限矩型液力偶合器 310

4.8.4 调速型液力偶合器 316

4.8.4.1 出口调节安装板式箱体调速型液力偶合器 316

4.8.4.2 回转壳体箱座式调速型液力偶合器 322

4.8.4.3 侧开箱体式调速型液力偶合器 324

4.8.4.4 阀控式调速型液力偶合器 327

4.8.5 液力偶合器传动装置 328

4.8.5.1 前置齿轮增速式液力偶合器传动装置 328

4.8.5.2 后置齿轮减速式液力偶合器传动装置 334

4.8.5.3 后置齿轮增速式液力偶合器传动装置 338

4.8.5.4 组合成套型液力偶合器传动装置 339

4.8.5.5 后置齿轮减速箱组合型液力偶合器传动装置［偶合器正（反）车箱］ 343

4.9 国内国外调速型液力偶合器标准情况与对照 343

第5章 液黏传动 345

5.1 液黏传动及其分类 345

5.2 液黏传动的基本原理 345

5.3 液黏传动常用术语、形式和基本参数 347

5.3.1 液黏传动常用术语（JB/T 5968—2008） 347

5.3.2 液黏传动元件结构形式（JB/T 5968—2008） 347

5.3.3 液黏传动的基本参数（JB/T 5968—2008） 348

5.4 液黏传动的工作液体 349

5.5 液黏调速离合器 349

5.5.1 集成式液黏调速离合器 349

5.5.2 分离式液黏调速离合器 350

5.5.3 液黏调速离合器运行特性 353

5.5.4 液黏传动的摩擦副 358

5.5.5 液黏调速离合器的性能特点及应用节能 359

5.5.6 液黏调速离合器常见故障与排除方法 360

5.5.7 国外液黏调速离合器的转速调控系统 360

5.6 液黏调速装置 362

5.6.1 平行轴传动液黏调速装置 362

5.6.2 差动轮系CST液黏调速装置 362

5.7 硅油风扇离合器 365

5.8 硅油离合器 368

5.9 液黏测功器 369

5.10 其他液黏传动元件 370

5.11 液黏传动在液力变矩器上的应用 371

5.12 国内外液黏元件标准情况与对照 372

参考文献 373