液粘传动是一种基于牛顿内摩擦定律,依靠流体的粘性或油膜的剪切作用来传递动力的流体传动方式,在风机、水泵及带式输送机等大功率设备调速领域应用十分广泛,其节能和无极调速效果带来的应用价值非常巨大。目前,国内外学者对液粘传动的油膜传动机理及油槽结构参数对摩擦副热应力影响进行了许多研究,但油槽截面形状和油槽分布形式对液粘调速离合器传动性能的影响研究较少。本文围绕油槽形貌对液粘传动性能影响展开研究,主要内容如下:建立流体摩擦工况下摩擦副间油膜承载力模型、速度模型和传递转矩模型,以及混合摩擦工况下摩擦片热传导模型、热流密度和对流换热系数的计算模型,根据油膜和摩擦片自身结构特性,建立了油膜和摩擦片的数值计算模型。应用Fluent软件对摩擦副间流体温度场、压力场、速度场及传递转矩进行数值计算分析,发现在相同工况下,梯形油槽油膜最高温度比其他油槽截面形状油膜温度低,三角形油槽油膜传递转矩比其他油槽截面形状油膜传递转矩大,斜槽和圆弧槽的冷却效果略优于径向槽。应用Ansys软件对不同油槽形貌摩擦片温度场、应力场及轴向位移进行数值模拟,发现不论油槽形貌是否相同,摩擦片非油槽区温度比油槽区高,且在非油槽区形成明显的热斑,矩形油槽摩擦片因热应力和机械应力产生的轴向位移量比其他油槽截面形状摩擦片小;圆弧槽摩擦片的冷却效果和油液流动性均优于斜槽和径向槽,且产生的轴向位移也相对较小;摩擦片因热应力和内径花键约束共同影响下的位移量与摩擦片厚度相差几个数量级,表明摩擦片的主要失效形式是摩擦衬片的剥离和高温烧蚀而不是摩擦副翘曲变形。根据实验要求自行设计并搭建了可观测液粘主机流体状态的实验台,实验结果表明:在相同工况下,不论油槽截面形状是否相同,摩擦副间流体油槽区温升低于非油槽区,梯形油槽温升较低;在其他条件不变的情况下,油膜传递转矩随入口流量的增加而增大,其中三角形油槽油膜传递转矩较大。