一种应用于高温环境的斜撑离合器楔块设计方法技术

本发明专利技术公开了一种应用于高温环境的斜撑离合器楔块设计方法，根据斜撑离合器应用场景，确定楔块初步参数，根据负载大小和离合器工作温度，确定初选材料，根据工作温度，求得温升热变形后的内外环半径以及内外凸轮半径；计算出楔块、内环、外环的变形量，直至楔角及转角不再变化为止；分析楔角与转角大小是否符合设计要求，若不符合设计要求，则改变楔块内凸轮的圆弧半径和外凸圆弧轮半径，直到楔角和转角大小符合设计要求；根据求得的内凸轮的圆弧半径和外凸圆弧轮半径以及楔块转角，获得楔块的轮廓。本发明专利技术计算了斜撑离合器主要零件热变形后的几何参数，相较于原有斜撑离合器计算公式，考虑了温度对主要设计参数热变形的影响。

A design method of sprang clutch wedge used in high temperature environment

【技术实现步骤摘要】
一种应用于高温环境的斜撑离合器楔块设计方法
本专利技术属于斜撑离合器
，尤其涉及一种应用于高温环境的斜撑离合器楔块设计方法。
技术介绍
斜撑离合器是实现多驱动协同工作、传递力矩与运动的传动部件。如图1中所示，斜撑离合器一般包括外环1、楔块2、弹簧3、保持架4和内环5，楔块2装配在外环1和内环5之间的环形空间内，并通过弹簧3施加的扭矩旋转楔合，楔块2的外凸轮与外环1贴合，楔块2的内凸轮与内环5贴合，保持架4位于外环1和内环5之间，不与两者接触，楔块2由保持架4的每个兜孔分开。因斜撑离合器常处于高温工作环境，环境温度影响材料的线性膨胀系数和弹性模量，引起斜撑离合器零件热变形。斜撑离合器内外环以及楔块热变形将影响其接合楔角大小，楔角大小直接影响离合器的楔入与接合稳定性，但是现有的斜撑离合器的设计方法均没有考虑高温环境，因此提供一种针对应用于高温环境的斜撑离合器楔块设计方法是很有必要的。CNIO5805183A公开了可控斜撑离合器楔块设计方法，但该专利中的设计方法主要适用于一种可控可抬起的斜撑离合器处于常温工况中的设计，未考虑到高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于高温环境的斜撑离合器楔块设计方法，其特征在于，包括：/n步骤一、根据斜撑离合器应用场景的扭矩T、转速n

【技术特征摘要】
1.一种应用于高温环境的斜撑离合器楔块设计方法，其特征在于，包括：
步骤一、根据斜撑离合器应用场景的扭矩T、转速no工况，初步确定内外滚道差J、内环内径Rid、内环外径Ri1、外环内径Ro1、外环外径Rod、楔块数量n、楔块宽度b、楔块长度l；
步骤二、根据负载大小和离合器工作温度，确定初选材料，根据初选材料属性，得到泊松比v、弹性模量E、线性膨胀系数αt；
步骤三、根据工作温度，由材料热膨胀系数计算温升造成的热变形，根据如下公式求解得到变形后的内外环半径以及内外凸轮半径：
Ro＝Ro1+αt·Ro1·(T2-T1)
Ri＝Ri1+αt·Ri1·(T2-T1)
ro＝ro1+αt·ro1·(T2-T1)
ri＝ri1+αt·ri1·(T2-T1)
T1为初始温度，T2为最终温度，Ro为变形后外环内半径，Ri为变形后内外半径，ro1、ro分别为未变形和因温度变形后的楔块外凸轮半径，ri1、ri为未变形和因温度变形后的楔块内凸轮半径；
步骤四、根据以上得到的各个参数，代入以下几何约束方程公式计算得到楔块转角Ω与内楔角V：









V＝W+Ψ
其中，Ω为楔块转角，Z为内外凸轮圆弧圆心距，α为楔块内、外凸轮圆弧圆心连线与x轴的夹角，Ψ为楔块上凸轮圆弧与外环内圈的交点和楔块下凸轮圆弧与内环的交点到离合器中心点的夹角；W为楔块的外楔角；V为楔块的内楔角；然后计算得到的楔块转角Ω与内楔角V，通过如下力学方程进行计算：






其中，Ni为内环对楔块内凸轮的支持力，No为外环对楔块外凸轮的支持力；
步骤五、根据离合器应用场景计算出的楔块所受载荷，根据厚壁圆筒定理、赫兹接触定理及弹性变形公式，计算出楔块、内环、外环的变形量，将变形后的楔块、内外环尺寸参数更新至楔块、内环及外环的尺寸中，重复步骤四和步骤五，直至楔角及转角不再变化为止；
步骤六、分析楔角与转角大小是否符合设计要求，若不符合设计要求，则改变楔块内凸轮的圆弧半径ri和外凸圆弧轮半径ro，重复步骤三至步骤六，直到楔角和转角大小符合设计要求；
步骤七、根据步骤六求得的内凸轮的圆弧半径ri和外凸圆弧轮半径ro以及楔块转角Ω，获得楔块的轮廓。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：严宏志，胡璇，田山林，蔡孟凯，林明豪，黎佳，
申请(专利权)人：中南大学，中国航发四川燃气涡轮研究院，
类型：发明
国别省市：湖南;43