機械菱錐式無級變速器結(jié)構設計【全套CAD圖紙+Word說明書】

目 錄 第一章 緒 論 . 10 械無級變速器的發(fā)展概況 . 10 械無級變速器的特點 . 10 械無級變速器的研究現(xiàn)狀 . 14 題的研究內(nèi)容和要求 . 16 第二章 菱錐式無級變速器工作原理 . 19 級變速器的工作原理 . 19 菱錐無級變速器的結(jié)構特點 . 21 菱錐無級變速器的變速原理 . 22 第三章 菱錐無級變速器部分零件的設計與計算 . 26 菱錐與主動輪結(jié)構尺寸的計算 . 26 動件有關尺寸計算 . 26 動件有關尺寸的校核 . 27 加壓裝置有關尺寸的計算： . 28 輸入、輸出軸的結(jié)構設計： . 30 入、輸出軸上軸承的選用 . 31 第四章 主要零件的校核 . 32 輸出、輸入軸的校核 . 32 軸承的校核 . 34 總 結(jié) . 34 致謝 . 36 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 附錄 ：英 文文獻翻譯 . 38 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 機械 菱錐 式 無級變速器 結(jié)構 設計 摘要 : 機械無級變速器是一種能適應工藝要求多變、工藝流程機械化和自動化發(fā)展以及改善機械工作性能的一種通用傳動裝置。本文簡要介紹了菱錐式機械無級變速器的基本結(jié)構、設計計算的方法、材質(zhì)及潤滑等方面的知識，并以此作為本次無級變速器設計的理論基礎。 本設計采用的是以菱形錐輪作為中間傳動元件，通過改變錐輪的工作半徑來實現(xiàn)輸出軸轉(zhuǎn)速連續(xù)變化的菱錐錐輪式無級變速器。本文分 析了在傳動過程中變速器的主動輪、菱錐、和外環(huán)的工作原理和受力關系；詳細推導了實用的菱錐錐輪式無級變速器設計的計算公式；并針對設計所選擇的參數(shù)進行了具體的設計計算；繪制了所計算的菱錐錐輪式無級變速器的裝配圖和主要傳動元件的零件圖，將此變速器的結(jié)構和工藝等方面的要求表達得更為清楚。由于機械無級變速器絕大多數(shù)是依靠摩擦傳遞動力，故承受過載和沖擊的能力差，且不能滿足嚴格的傳動比要求。 這種無級變速器有良好的結(jié)構和性能優(yōu)勢，具有很強的實用價值，完全可以作為批量生產(chǎn)的無級變速器。其主要特點是： 特性好； 速，正、反轉(zhuǎn)。 沖擊能力較強； 作可靠； 關鍵詞 ： 機械無級變速器 摩擦式 菱錐錐輪式 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 VT u is a of of of of of of as of of as by to of of It of it on at It of of So it of of of on VT to so it is of to of it as 1 of 3 it 4 of 5 6 7 of 8 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 第一章 緒 論 械 無級變速器的發(fā)展概況 無級變速器（ 稱 一種能夠使機器的輸出軸轉(zhuǎn)速在兩個極值范圍內(nèi)連續(xù)變化的傳動部件。它具有輸入和輸出兩根軸，通過固體、液體、電磁流等中間介質(zhì)將輸入、輸出軸直接或間接地聯(lián)系起來，以傳遞動力。當對輸入輸出軸的聯(lián)系關系進行控制時，即可使兩軸間的傳動比在兩個極值范圍內(nèi)連續(xù)而任意地變化。其結(jié)構特征主要是：需由變速傳動機構、調(diào)速機構以及加壓裝置和輸出機構三部分組成。 傳動系統(tǒng)的調(diào)速一般有兩種方式 :一種 是動力源速度恒定，調(diào)節(jié)傳動機構的傳動比，即所謂的機械無級變速傳動 ;一種是傳動機構的傳動比恒定，調(diào)節(jié)動力源速度，即所謂的電力無級變速傳動。無級變速器的適用范圍廣，可以在驅(qū)動固定的情況下，因工作阻力變化而需要調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速以產(chǎn)生相應的驅(qū)動力矩（如化工行業(yè)中的攪拌機械，即要求隨著攪拌物料的粘度、阻力增大而能相應減慢攪拌速度）；可以根據(jù)工況要求調(diào)節(jié)速度（如起重運輸機械要求隨物料及運行區(qū)段的變化而能相應改變提升或運行速度，食品機械中的烤干機或制藥機械要求隨著溫度變化而調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)移速度）；可以為獲得恒定的工作速度或張力而需要調(diào)節(jié) 速度（如斷面切削機床加工時需保持恒定的切削線速度，電工機械中的繞線機需保持恒定的卷繞速度，紡織機械中的漿紗機及輕工機械中的薄膜機皆需調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速以保持恒定的張力）；可以為適應整個系統(tǒng)中各種工況、工位、工序或單元的不同要求而需協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)速度以及需要配合自動控制者（如各種各樣半自動或自動的生產(chǎn)、操作或裝配流水線）；可以為探求獲得最佳效果而需變換速度（如試驗機械或離心機需調(diào)速以獲得最佳分離效果）；可以為節(jié)約源而需進行調(diào)速（如風機、水泵等）；此外，還有按各種規(guī)律的或不規(guī)律的變化要求而進行速度調(diào)節(jié)以及綜上所述，可以看出采用 無級變速器，尤其是配合減速傳動時進一步擴大其變速范圍與輸出轉(zhuǎn)矩，能更好地適應各種機械的工況要求，使之效能最佳，在提高產(chǎn)品的產(chǎn)量與質(zhì)量，適應產(chǎn)品變換需要，節(jié)約能源，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的機械化、自動化等各方面皆具有顯著的效果。所以無級變速器目前已成為一種基本的通用傳動形式，廣泛應用于紡織、輕工、食品、包裝、化工、機床、電工、起重運輸、礦山冶金、工程、農(nóng)業(yè)、國防、及試驗等各類機械，已開發(fā)有各種類型并已系列化生產(chǎn)。 級變速器的特點 術真正應用在汽車上不過十幾年的時間，但它比傳統(tǒng)的手動和自動變速器的優(yōu) 勢卻是顯而易見的： 1. 結(jié)構簡單，體積小，零件少，大批量生產(chǎn)后的成本肯定要低于當前普通自動變速器的成本； 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 2. 它的工作速比范圍寬，容易與發(fā)動機形成理想的匹配，從而改善燃燒過程，進而降低油耗和排放； 3. 具有較高的傳送效率，功率損失少，經(jīng)濟性高。 當然， 術也有它的弱點，比如傳動帶容易損壞，無法承受較大的載荷等等，這些技術上的難關使得它一直以來多應用在小排量、低功率的汽車上。 目前 術發(fā)展得相當迅速，各大汽車廠家都在加強這一領域的研發(fā)。尤其是在混合動力汽車具有廣泛前 景的將來， 地位和作用更是無可替代，它將會是未來變速器發(fā)展的大趨勢 1、經(jīng)濟性 以在相當寬的范圍內(nèi)實現(xiàn)無級變速，從而獲得傳動系與發(fā)動機工況的最佳匹配，提高整車的燃油經(jīng)濟性。德國的大眾公司在自己的 車上分別安裝了 4行 區(qū)循環(huán)和 區(qū)循環(huán)測試，證明 夠有效節(jié)約燃油 (如表1) 安裝 4 大眾公司的 車的燃油消耗對比 試驗油耗 4區(qū)循環(huán)， L/100區(qū) /遠程循環(huán)， L/10090km/h 勻速， L/100120km/h， L/1002、動力性 汽車的后備功率決定了汽車的爬坡能力和加速能力。汽車的后備功率愈大，汽車的動力性愈好。由于 無級變速特性，能夠獲得后備功率最大的傳動比，所以 自動變速器 ( 3、排放 速比工作范圍寬，能夠使發(fā)動機以最佳工況工作，從而改善了燃燒過程，降低了廢氣的排放量。 己生產(chǎn)的 廢氣排放量比安裝 40%。 4、成本 統(tǒng)結(jié)構簡單，零部件數(shù)目比 500 個 )少 (約 300 個 )，一旦汽車制造商開始大規(guī)模生產(chǎn)， 成本將會比 。由于采用該系統(tǒng)可以節(jié)約燃油，隨著大規(guī)模生產(chǎn)以及系統(tǒng)、材料的革新， 部件 (如傳動帶或傳動鏈、主動輪、從動輪和液壓泵 )的生產(chǎn)成本，將降低 20% 勿庸置疑， 速器的技術含量和制造難度都要比 速器高，與 速器相仿，由于金屬帶式 結(jié)構簡單，所含的零件數(shù)量比 速器少 40左右，整買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 車的質(zhì)量因而也有所減輕。 5、駕駛平順性 由于 速比變化是連續(xù)不斷的，所以汽車的加速或減速過程非常平緩，而且駕駛非常簡單、安全。從而使用戶獲得全方位的 “行駛樂趣 ”。 無級變速器優(yōu)缺點 優(yōu)點：制造成本低，動力輸出平滑順暢，燃油經(jīng)濟性堪比手動擋。 缺點：由于鋼制皮帶本身的承受力有限，因此大排量大扭矩的轎車不太適合，也不適宜做激烈的運動。 無級變速器類型 為實現(xiàn)無級變速，按傳動方式可采用液體傳動、電力傳動和機械傳動三種方式。 液體傳動 液體傳動分為兩類：一類是液壓式，主要 是由泵和馬達組成或者由閥和泵組成的變速傳動裝置，適用于中小功率傳動。另一類為液力式，采用液力耦合器或液力矩進行變速傳動，適用于大功率（幾百至幾千千瓦）。 液體傳動的主要特點是：調(diào)速范圍大，可吸收沖擊和防止過載，傳動效率較高，壽命長，易于實現(xiàn)自動化：制造精度要求高，價格較貴，輸出特性為恒轉(zhuǎn)矩，滑動率較大，運轉(zhuǎn)時容易發(fā)生漏油。 電力傳動 電力傳動基本上分為三類：一類是電磁滑動式，它是在異步電動機中安裝一電磁滑差離合器，通過改變其勵磁電流來調(diào)速，這屬于一種較為落后的調(diào)速方式。其特點結(jié)構簡單，成本低，操作維護方便 ：滑動最大，效率低，發(fā)熱嚴重，不適合長期負載運轉(zhuǎn)，故一般只用于小功率傳動。 二類是直流電動機式，通過改變磁通或改變電樞電壓實現(xiàn)調(diào)速。其特點是調(diào)速范圍大，精度也較高，但設備復雜，成本高，維護困難，一般用于中等功率范圍（幾十至幾百千瓦），現(xiàn)已逐步被交流電動機式替代。 三類是交流電動機式，通過變極、調(diào)壓和變頻進行調(diào)速。實際應用最多者為變頻調(diào)速，即采用一變幅器獲得變幅電源，然后驅(qū)動電動機變速。其特點是調(diào)速性能好、范圍大、效率較高，可自動控制，體積小，適用功率范圍寬：機械特性在降速段位恒轉(zhuǎn)矩，低速時效率低且運轉(zhuǎn)不夠平 穩(wěn)，價格較高，維修需專業(yè)人員。近年來，變頻器作為一種先進、優(yōu)良的變速裝置迅速發(fā)展，對機械無級變速器產(chǎn)生了一定的沖擊。 機械傳動 機械無級變速器與液力無級變速器和電力無級變速器相比，結(jié)構簡單，維護方便，價格低廉，傳動效率較高，實用性強，傳動平穩(wěn)性好，工作可靠。特別是某些機械無級買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 變速器在很大范圍內(nèi)具有恒功率的機械特性（這是電力和液壓無級調(diào)速裝置所難達到的）。因此，可以實現(xiàn)能適應變工況工作，簡化傳動方案，節(jié)約能源和減少污染等要求，但不能從零開始變速。機械式無級變速器按傳動原理一般可分為：摩擦式、帶式、鏈式和脈 動式四大類 ,約 30 種類型。 摩擦式 摩擦式無級變速器是指利用主、從動剛性元件 (或通過中間元件 )在接觸處產(chǎn)生的摩擦力和潤滑油膜牽引力進行傳動，并可通過改變其接觸處的工作半徑進行無級變速的一種變速器。摩擦式無級變速器由三部分組成 :傳遞運動和動力的摩擦變速傳動機構 ;保證產(chǎn)生摩擦力所需的加壓裝置 ;實現(xiàn)變速的調(diào)速機構。它具有各種不同的結(jié)構類型，一般可分為 : 直接傳動式，即主、從動摩擦元件直接接觸傳動 ; 中間元件式，即主、從動元件通過中間元件進行傳動 ; 行星傳動式，即中間元件作行星運動的傳動機構。 目前，國內(nèi) 應用較廣或已形成系列進行生產(chǎn)的主要有 :錐盤環(huán)盤式、多盤式、轉(zhuǎn)環(huán)直動式、鋼球錐輪式、菱錐式、行星錐盤和行星環(huán)錐無級變速器等。 2、鏈傳動式 鏈式無級變速器是一種利用鏈輪和鋼質(zhì)撓性鏈條作為傳動元件來傳遞運動和動力的機械變速裝置。它屬于開發(fā)較早、應用較多的一種通用型變速器。 鏈式無級變速器由鏈輪和鏈條構成的傳動機構、調(diào)速機構和鏈條張緊加壓機構三部分組成。它是通過主、從動鏈輪的兩對錐盤的軸向移動實現(xiàn)調(diào)速的。按鏈條結(jié)構形式可分為以下幾類 :滑片鏈無級變速器、滾柱鏈無級變速器、套環(huán)鏈無級變速器、擺銷鏈無級變速器等幾種 。前兩種變速器發(fā)展比較成熟，應用廣泛，后兩種變速器體現(xiàn)了鏈式無級變速器的發(fā)展方向。 3、帶傳動式 它與鏈式變速器相似，其變速傳動機構是由作為主、從動帶輪的兩對錐盤及張緊在其上的傳動帶組成。其工作原理是利用傳動帶左右兩側(cè)面與錐盤接觸所產(chǎn)生的摩擦力進行傳動，并通過改變兩錐盤的軸向距離以調(diào)整它們與傳動帶的接觸位置和工作半徑，從而實現(xiàn)無級變速。它由于具有結(jié)構簡單，工作平穩(wěn)等優(yōu)點，在機械無級變速器中可以說是應用最廣的一種。 帶式無級變速器根據(jù)傳動帶的形狀不同，可分為平帶無級變速器和 V 帶無級變速器兩種類型。帶式 無級變速器結(jié)構簡單、承載能力強、變速范圍大、制造容易、工作平穩(wěn)、易損件少、能吸收振動、噪聲低、節(jié)能環(huán)保、帶的更換方便，尤其是它克服了以往各類買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 14 無級變速器傳遞功率較小的缺點 ,可用于需要中大功率范圍。因而是機械無級變速器中廣泛應用的一種；其缺點是外形尺寸較大而變速范圍較小。 4、脈動式 脈動式無級變速器主要由傳動機構、輸出機構 (超越離合器 )和調(diào)速機構三個基本部分組成的低副機構，故具有以下特點：傳動可靠、壽命長、變速范圍大、調(diào)速精度高、最低輸出轉(zhuǎn)速可為零、調(diào)速性能穩(wěn)定、靜止和運動時均可調(diào)速、結(jié)構較簡單、制造較 容易。但它存在著有待進一步解決的問題，例如：調(diào)速范圍在擴大之后，在結(jié)構和使用上如何實現(xiàn)增速變速傳動和采用復合式超越離合器；高速輸出時不平衡慣性力所引起的振動增大，如何避免共振現(xiàn)象；低速輸出時脈動不均勻性顯著增加，如何提高單向超越離合器的承載能力和抗沖擊能力等。國際上，在機械式脈動無級變速器領域，目前以德國、美國和日本的技術水平較高，其成熟技術以德國的 及美國的 系列產(chǎn)品為代表。就目前來說，鑒于結(jié)構性能上的局限性，現(xiàn)有脈動式無級變速器主要用于中小功率 (18下 )、中低速 (輸 入 440r/出 降速型以及對輸出軸旋轉(zhuǎn)均勻性要求不嚴格的場合。例如在熱處理設備、清洗設備以及化工、醫(yī)藥、塑料、食品和電器裝配運輸線等領域的應用。 械無級變速器的研究現(xiàn)狀 速傳動機構早在 1908 年就已應用于摩托車。 1955 年，荷蘭 司首先在汽車上試裝采用 “V”型橡膠帶的 于結(jié)構設計和選材等方面的問題，該傳動機構體積過大，傳動比過小，無法滿足汽車行駛的要求。 1972 年 H 士成立s 司，簡稱 司，進行大規(guī)模試驗研究金屬帶式無級變速器。因此，習慣上把這種金屬帶式無級變速器稱為 屬帶傳動不僅可以實現(xiàn)傳遞功率容量大、效率高，同時也改變了帶傳動傳遞的傳統(tǒng)原理，將拉式傳動改為推式為主。 由于金屬帶大量生產(chǎn)過程的復雜性，直到 1987 年才實現(xiàn) 品化。日本 1987年 ）裝備于 車（發(fā)動機排量 1 ）上 ,成功占領了日本市場。之 后 ,歐洲的 械式， ）裝備于發(fā)動機排量為 轎車上，投入市場，受到用戶好評。兩系統(tǒng)主要結(jié)構特點為： 1、 濕式多片離合器為起步裝置， 電磁離合器作起步裝置 2、 用機 液控制系統(tǒng)， 用電 液控制系統(tǒng)。 3、他們都以外嚙合齒輪作為液壓元件，并采用單液壓回路，即主動缸的面積大于被動缸面積的非對稱結(jié)構。 90 年代， 司在第一代產(chǎn)品生產(chǎn)和使用總結(jié)基礎上，開發(fā)第二代產(chǎn)品。第二買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 代產(chǎn)品 主要技術指標較多地超過目前最先進地液力機械自動變速器，具有更好的經(jīng)濟性和操縱平順型。并在結(jié)構上作了較多改進，如： 1、采用新型金屬傳動帶 2、雙級滾子葉片泵 3、全電子控制系統(tǒng) 目前 ,金屬帶式無級變速是國外汽車無級變速傳動研究和推廣的重點 ,世界主要汽車公司都在研究和開發(fā)金屬帶無級變速系統(tǒng)。 1991 年，德國 司應用 術開發(fā)了適用于發(fā)動機排量為 1996年，日本 司共同研制的新型無 級變速器已裝備在發(fā)動機排量為 濟型轎車 。裝備的 動裝置稱為 產(chǎn)品與 產(chǎn)品有些不同的結(jié)構特點，如： 1、起步離合器放到了被動輪的輸出端 2、用了雙壓力回路，于是主動缸面積與被動缸面積可做成相等的對稱結(jié)構； 3、增加電氣系統(tǒng)出現(xiàn)故障后的備用液壓回路。 金屬帶式無級變速器由 司取得重大突破，所以習慣上又稱為 關鍵部件包括：金屬傳動帶、工作輪、油泵、起步離合器、中間減速機構以及控制系統(tǒng)組成。 傳動器的主、被動輪由固定和可動的兩部分組成，形成 V 型槽，與金屬帶嚙合。當輸入工作帶輪的可動部分沿軸向外移動，輸出工作輪的可動部分沿軸向內(nèi)移動，使得輸入帶輪工作半徑變小，而輸出帶輪半徑變大，輸出與輸入帶輪的工作半徑之比變大，即傳動比變大，反之，傳動比將變小，工作半徑大小變化是連續(xù)的。金屬傳動帶有多個金屬片與兩組金屬環(huán)組成。每片金屬片的厚度為 兩側(cè)工作輪擠壓力作用下傳遞動力。每組金屬環(huán)由數(shù)條厚為 環(huán)帶疊合而成，金屬環(huán)功用是提供預緊力，在動力傳遞過程中，約束和引導金屬 片的運動，有時承擔部分轉(zhuǎn)矩傳遞。主從動輪由可動與不動的半錐輪組成。其工作面大多為直線錐面體。在液壓控制系統(tǒng)作用下，依靠鋼球滑道結(jié)構作軸向移動，可連續(xù)的改變傳動帶輪工作半徑，實現(xiàn)無級變速傳動。油泵是為 動系統(tǒng)提供控制、冷卻和潤滑的液壓油源。常用的液壓油泵有兩種形式，既齒輪泵和葉片泵。為提高液壓油泵的工作效率，在最近開發(fā)的 動器中采用滾子式葉片泵。汽車起步離合器包括濕式多片離合器、電磁離和器和液力變矩器三種。液力變矩器與 統(tǒng)合理匹配，可使汽車以足夠大的牽引力平順的起步，提高駕駛舒適性。當發(fā)動 機轉(zhuǎn)速高時，閉鎖離合器將泵輪與渦輪鎖住，成為整機傳動，提高了傳動效率。但成本較高，為降低成本，研究人員一直在致力于引用電控技術，在電磁離合器或多片濕式離合器上實現(xiàn)液力變矩器的傳遞特性。由于無級變速機構可提供的傳動比（即速比，輸出帶輪的工作半徑與輸入帶輪工作半徑之比）范圍為 右 ,不能完全買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 16 滿足整車傳動比變化范圍的要求 ,因而設有中間減速機構?？刂葡到y(tǒng)是用來實現(xiàn) 統(tǒng)傳動速比無級自動變化的 制系統(tǒng)，分機 液控制系統(tǒng)和電 液控制系統(tǒng)。機液控制系統(tǒng)主要有油泵、液壓調(diào)節(jié)閥（速比和帶與輪 間壓緊力的調(diào)節(jié)）、傳感器（油門和發(fā)動機轉(zhuǎn)速）和主、從工作輪的液壓缸及管道組成。日本的本田公司開發(fā)的，采用是電 液控制系統(tǒng)，系統(tǒng)可以利用電子控制系統(tǒng)容易實現(xiàn)控制算法的優(yōu)點，對系統(tǒng)進行精確的控制。而采用液壓執(zhí)行機構可以利用液壓系統(tǒng)反應快的特點。 液控制系統(tǒng)，近期一般采用電 液控制系統(tǒng)，但電 液控制系統(tǒng)成本高。 子控制系統(tǒng)由電磁控制離合器、電子控制單元、傳感元件、電磁閥組成。傳感元件包括選檔操縱手柄位置傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、車速傳感器和制動踏板位置傳感器等， 它們?yōu)榭刂茊卧峁└鞣N與汽車行駛狀態(tài)有關的信號?？刂茊卧源藶楦鶕?jù)做出判斷，并將控制信號送至電磁閥，控制電磁離合器和液壓系統(tǒng)的工作。當選檔手柄位于 P、 N 之外任一位置時，電子控制單元使離合器內(nèi)的金屬粉末磁化，離合器接合，將發(fā)動機的動力平穩(wěn)地傳遞給主動輪。液壓系統(tǒng)根據(jù)實際需要輸出適當?shù)膲毫刂茙л唭刹糠珠g相對滑移程度，并使兩帶輪工作直徑的變化趨勢相反，進而改變變速器傳動比。為提高 體工作性能，電磁閥還可調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)的線壓力。當變速器的輸出轉(zhuǎn)矩小于最大轉(zhuǎn)矩的 60%時，線壓力降低，帶輪夾緊力相應減小，變速器 工作更加平穩(wěn)。反之，帶輪在高壓作用下夾緊鋼帶，避免鋼速打滑，保證動力傳遞的可靠性。德國 司開發(fā)的智能型 大了金屬帶的寬度，它所能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩達 210Nm，可應用在發(fā)動機排量 中型轎車上。它還具有更好的動力性和燃油經(jīng)濟性。制造工藝要求較高給 普及帶來了新的困難。但隨著汽車制造工業(yè)水平的不斷提高，這一問題將會解決。 本設計采用的是以菱形錐輪作為中間傳動元件，通過改變錐輪的工作半徑來實現(xiàn)輸出軸轉(zhuǎn)速連續(xù)變化的菱錐錐輪式無級變速器。本文分析了在傳 動過程中變速器的主動輪、菱錐、和外環(huán)的工作原理和受力關系；詳細推導了實用的菱錐錐輪式無級變速器設計的計算公式；并針對設計所選擇的參數(shù)進行了具體的設計計算；繪制了所計算的菱錐錐輪式無級變速器的裝配圖和主要傳動元件的零件圖，將此變速器的結(jié)構和工藝等方面的要求表達得更為清楚。 目前，工業(yè)自動化的不斷提高和無級變速器的廣泛應用也對它提出了更高的要求。機械式無級變速器主要特點是結(jié)構簡單，價格低廉；轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，滑動率小；工作可靠，具有恒功率機械特性和較高的傳動效率；維修方便；適用于條件惡劣的應用工況。但零部件加工及潤滑要 求較高，承載能力低，抗過載及耐沖擊性能較差，故一般適合于中小功率傳動。與齒輪變速箱調(diào)速相比，只適用于小功率調(diào)速系統(tǒng)。摩擦式由于主要依靠摩買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 17 擦而使機械效率較低；帶式和鏈式由于制造成本和尺寸較大所以變速范圍較?。幻}動式由于結(jié)構問題依然存在速度脈動。 由于機械無級變速器自身的特點已不能完全適應各種機械的工況要求，隨著科學技術的飛速發(fā)展，又出現(xiàn)了電力調(diào)速技術和液壓調(diào)速技術。在電力調(diào)速技術中，由于直流調(diào)速技術的設備復雜，成本高，維護困難等不足，促使人們尋求一種更為先進的調(diào)速方式，即交流調(diào)速技術的研發(fā)已逐步取代了直流調(diào)速 技術的使用。交流電動機雖然有很多優(yōu)點，但其最大的缺點是調(diào)速困難。 隨著社會化大生產(chǎn)的發(fā)展，生產(chǎn)制造技術的日益復雜，對生產(chǎn)工藝的要求進一步提高，這就要求生產(chǎn)機械能夠在工作速度、定位精度、快速啟動和制動、控制靈活性和自動化水平等方面達到更高水平，力求既能夠具有良好的驅(qū)動性能，使執(zhí)行機構工作最優(yōu)化，同時也能夠把人們從繁重的體力勞動中解放出來。因此，人們努力尋找解決交流電動機調(diào)速難的問題，從而出現(xiàn)了更先進的變頻調(diào)速、伺服控制調(diào)速等新技術。交流變頻調(diào)速的理論基礎是壓頻比一定的變頻調(diào)速方法。目前變頻調(diào)速控制器主要采用以 下控制結(jié)構 :交一交變頻和交一直一交變頻，變頻控制可分為兩類 :脈沖幅值調(diào)節(jié)方式 (脈寬調(diào)制方式 (后一種是目前變頻控制中應用最多的一種方式。這兩種控制方式基本上是基于異步電動機靜態(tài)數(shù)學模型的基礎，其運行動態(tài)性能指標不高，只能適用于一般工況，對于動態(tài)性能要求提高的應用場合又出現(xiàn)了交流矢量控制技術。近十年來，除交流變頻調(diào)速外，交流伺服控制異軍突起，其應用已日益廣泛。由于伺服系統(tǒng)在矢量控制的基礎上，通過電動機上的轉(zhuǎn)子位置檢測元件，對轉(zhuǎn)子位置進行動態(tài)監(jiān)控，使得整個系統(tǒng)具有非常高的動態(tài)響應特性，其調(diào)速范 圍、輸出力矩等均大大優(yōu)于普通變頻系統(tǒng)。交流伺服調(diào)速方式是當今最為先進的無級變速技術，其公認的優(yōu)點使其必將成為日后調(diào)速控制的主要手段。隨著其控制性能的日益完善，特別是信息技術等諸多功能的開發(fā)順應了傳動系統(tǒng)控制自動化的歷史潮流，因此它必將成為未來調(diào)速技術的主流。在不斷追求更先進、更高效的新型調(diào)速技術的同時，需要注意其性能價格比問題。因此，機械調(diào)速技術在一些簡單的、要求不高的單機、手動調(diào)速工況中仍占有一席之地。所以未來的機械式無級變速器要求能夠高效地傳遞功率，有較大的變速范圍，調(diào)速性能穩(wěn)定且運行平穩(wěn)。采用齒輪嚙合 或桿件組合實現(xiàn)無級變速是機械式無級變速器今后發(fā)展的一個方向，因為這種類型的無級變速器可以實現(xiàn)無摩擦，高效地傳遞大功率，變速平穩(wěn)，壽命長，變速范圍大且結(jié)構簡單，制造容易。 課題研究的內(nèi)容：機械 菱錐式無級變速器結(jié)構的設計；無級變速器變速器的結(jié)構設計與計算；對關鍵部件進行強度和壽命校核 設計要求：輸入功率 P=3入轉(zhuǎn)速 n=1000速范圍 2；結(jié)構設計時應使制造成本盡可能低；安裝拆卸要方便；外觀要勻稱，美觀；調(diào)速要靈活，調(diào)速過程中買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 18 不能出現(xiàn)卡死現(xiàn)象，能實現(xiàn)動態(tài)無級調(diào)速；關鍵部件滿足強度和壽命要 求；畫零件圖和裝配圖。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 19 第二章 菱錐式無級變速器工作原理 級變速器的工作原理 無級變速器 (有級式的主要區(qū)別在于：它的速比不是間斷的，而是一系列連續(xù)的值，譬如可以從 直變化到 構比傳統(tǒng)自動變速器簡單，體積更小，它既沒有手動變速器的眾多齒輪副，也沒有自動變速器復雜的行星齒輪組，它主要靠主、從動輪和金屬帶或滾輪轉(zhuǎn)盤來實現(xiàn)速比的無級變化。 其原理是與普通的變速 箱一樣大小不一的幾組齒輪在操控下有分有合，形成不同的速比，像自行車的踏板經(jīng)大小輪盤與鏈條帶動車輪以不同的速度旋轉(zhuǎn)。由于不同的力度對各組齒輪產(chǎn)生的推力大小不一，致使變速箱輸出的轉(zhuǎn)速也隨之變化，從而實現(xiàn)不分檔次的徐緩轉(zhuǎn)動。 用傳動帶和可變槽寬的棘輪進行動力傳遞，即當棘輪變化槽寬肘，相應改變驅(qū)動輪與從動輪上傳動帶的接觸半徑進行變速，傳動帶一般用橡膠帶、金屬帶和金屬鏈等。 真正無級化了，它的優(yōu)點是重量輕，體積小，零件少，與 較具有較高的運行效率，油耗較低。但 缺點也是明顯的，就是傳動帶很 容易損壞，不能承受較大的載荷，只能限用于在 1 升排量左右的低功率和低扭矩汽車，因此在自動變速器占有率約 4 以下。近年來經(jīng)過各大汽車公司的大力研究，情況有所改善。 是自動變速箱的發(fā)展方向。 國內(nèi)目前有多款車型裝備了 東風日產(chǎn)天籟、軒逸、奇駿等全系列車型，一汽大眾奧迪，廣汽本田飛度，南汽菲亞特西耶那、帕力奧，奇瑞旗云等。 工作原理 即無級變速器，是能在保持發(fā)動機的低油耗和低轉(zhuǎn)速的同時連續(xù)無級改變速比的變速 器。 術目前只能用在小排量汽車上的，而各個汽車廠商針對 有了不同的叫法，當然也會根據(jù)他們自己情況作出改動啦，比如本田就叫 日產(chǎn)日產(chǎn)則稱為 人們平時 乘 車時所關心的是油耗、動力以及車的駕駛性能。但是對發(fā)動機來說，油耗、動力、駕駛性能有其各自最佳轉(zhuǎn)數(shù)范圍。發(fā)動機的最佳運轉(zhuǎn)試范圍是扭矩曲線的峰值部分，通常也是指發(fā)動機的高速領域。但另一方面，油耗也是有其最佳 圍的。不知大家是否聽說過 合理油耗駕駛 一詞。當車在高速路上以時速 80駛時并且發(fā)動機轉(zhuǎn)速保持在 2500 轉(zhuǎn)左右，半油門狀態(tài)時，即維持了最小限度的馬力又不浪費汽油的高效率發(fā)揮，此時發(fā)動機處於最佳運轉(zhuǎn)狀態(tài)。如果以此狀態(tài)在一般路面上行駛的油耗也能買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 20 令人滿意，但是，對於裝配了只有 4、 5 檔變速器的汽車來說，這是相當困難的問題。解決此問題的最好方式就是使用 無級變速器 ) 。 以在維持最佳油耗下的發(fā)動機轉(zhuǎn)速的同時實現(xiàn)無變檔的連續(xù)變速。而且， 提高發(fā)動機的轉(zhuǎn)數(shù)達到發(fā)揮最佳功率的 圍時，可以選擇全功率狀態(tài)下的行駛。普通車在傾斜路面上行駛，會發(fā)生 3 檔時發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)過高， 4 檔時馬力不足的尷尬局面。而自動 變速的車輛，變速箱會在 3 檔4 檔之間往返，車子的變速處於不穩(wěn)定的狀態(tài)。安裝了 話，在保持發(fā)動機的最佳動力領域的同時可實現(xiàn)無級變速，使駕駛者能夠真正享受輕松駕駛的感受。 只有在提高發(fā)動機動力的情況下，才能夠?qū)崿F(xiàn)全動力的駕駛。例如在盤山路上，就會出現(xiàn)用 3 檔發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)過高，用 4 檔動力不足的現(xiàn)象。這就是使用自動變速器 (的車輛自動改變檔位而處於不穩(wěn)定的狀態(tài)。 以在保持發(fā)動機輸出動力的整個范圍內(nèi)實現(xiàn)動力的無級傳遞，從而實現(xiàn)順暢駕駛。 通常的自動變速器是有檔變速，通過幾個齒輪來決定變速比 。 通過改變 2個滑輪的槽的寬度而實現(xiàn)變速比的無級次改變，從而可以按駕駛的狀況得到最佳驅(qū)動力。通常這 2 個滑輪受到的力量非常大 ， 通過改變 2 個滑輪的槽的寬度，使加在滑輪上的鋼帶的輸入軸 /輸出軸的各直徑間實現(xiàn)無級連續(xù)變化，按各種狀況選擇最佳的變速比行駛，就像帶有變速器的自行車的齒輪變成無級變速齒輪一樣。由於是無級變速，在換檔時完全沒有變速的沖擊，行駛非常平穩(wěn)。通常的 4 檔 車是將 4 個檔的齒輪按行駛狀態(tài)進行變速。而 無級變速，所以不會出現(xiàn)上坡時檔位在 3 檔、 4 檔之間來回變化的情況。這種無齒的變速器，實現(xiàn)了 扭矩的零損失傳遞，可實現(xiàn)平穩(wěn)有力的行駛，對於汽車工業(yè)是一個巨大的貢獻。 全電子控制提高了駕駛性能并同時降低了油耗。一般 變速控制、油壓控制、固定控制全部由電子控制，從而實現(xiàn)了按駕駛情況選擇速比的最佳選擇。 由於傳統(tǒng)的 用的是沒有增大扭矩作用的電磁離合器，在起步時缺乏強有力的扭矩，所以起步加速性較差。 用了液壓變矩器，其增加扭矩的作用使起步加速性能有很大的提高。液壓變矩器的超低扭力使傳統(tǒng) 不擅長的斜坡起步、倒車入庫等性能也得到了提高。 它的內(nèi)部并沒有傳統(tǒng)變速箱的齒輪傳動結(jié)構， 而是以兩個可改變直徑的傳動輪，中間套上傳動帶來傳動。基本原理是將傳動帶兩端繞在一個錐形帶輪上，帶輪的外徑大小靠油壓大小進行無級的變化。起步時，主動帶輪直徑變?yōu)樽畲笾睆?，而被動帶輪變?yōu)樽钚。瑢崿F(xiàn)較高的傳動比。隨著車速的增加和各個傳感器信號的變化，電腦控制系統(tǒng)來斷定控制兩個帶輪的控制油壓，最終改變帶輪直徑的連續(xù)變化，從而在整個變速過程中達到無級變速。 而錐形帶輪之間的傳動帶，在過去的一段時間，由于材質(zhì)的原因，所受的拉力有限，所能承受的扭矩有限，只能用在摩托車式小排量車上。近些年來，隨著材料技術、加工買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 21 工藝的 不斷提高，生產(chǎn)出特殊材料制造的剛制傳動帶和錐型帶輪。徹底實現(xiàn)了大功率、大扭矩轎車的要求。 大的特點是無級控制輸出的速比，在行駛中達到行云流水的感覺，從而沒有了換檔的感覺。乘員感覺不到換檔沖擊，動力銜接連貫。這樣 行駛時增加了舒適性，加速也會比 自動變速器 快。 統(tǒng)主要包括主動輪組、從動輪組、金屬帶和液壓泵等基本部件。金屬帶由兩束金屬環(huán)和幾百個金屬片構成。主動輪組和從動輪組都由可動盤和固定盤組成，與油缸靠近的一側(cè)帶輪可以在軸上滑動，另一側(cè)則固定?？蓜颖P與固定盤都是錐面結(jié)構，它們的錐面形成 型金屬傳動帶嚙合。發(fā)動機輸出軸輸出的動力首先傳遞到 后通過 V 型傳動帶傳遞到從動輪，最后經(jīng)減速器、差速器傳遞給車輪來驅(qū)動汽車。工作時通過主動輪與從動輪的可動盤作軸向移動來改變主動輪、從動輪錐面與V 型傳動帶嚙合的工作半徑，從而改變傳動比。可動盤的軸向移動量是由駕駛者根據(jù)需要通過控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)主動輪、從動輪液壓泵油缸壓力來實現(xiàn)的。由于主動輪和從動輪的工作半徑可以實現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)了無級變速。 在金屬帶式無級變速器的液壓系統(tǒng)中，從動油缸的作用是控制金屬帶的張緊力，以保證來自發(fā)動機的 動力高效、可靠的傳遞。主動油缸控制主動錐輪的位置沿軸向移動，在主動輪組金屬帶沿 V 型槽移動，由于金屬帶的長度不變，在從動輪組上金屬帶沿 屬帶在主動輪組和從動輪組上的回轉(zhuǎn)半徑發(fā)生變化，實現(xiàn)速比的連續(xù)變化。 汽車開始起步時，主動輪的工作半徑較小，變速器可以獲得較大的傳動比，從而保證驅(qū)動橋能夠有足夠的扭矩來保證汽車有較高的加速度。隨著車速的增加，主動輪的工作半徑逐漸減小，從動輪的工作半徑相應增大， 傳動比下降，使得汽車能夠以更高的速度行駛。 菱錐無級 變速器的 結(jié)構 特點 菱錐變速器的輸入軸與輸出軸位于同一軸線上，采用了中間體并列分流的傳動結(jié)構，因而結(jié)構緊湊、體積小、單位體積的承載能力大。 菱錐的形狀是對稱的，兩側(cè)椎體的接觸母線 A 和 且相對于輸入和輸出軸傾斜安裝。因為來菱錐與主動輪和外環(huán)的連線在變速及運轉(zhuǎn)過程中始終與母線 A、 以主動輪和外環(huán)作用在菱錐上的壓緊力 1Q 、 2Q 互相抵消，菱錐及其心軸不受彎曲力矩作用。這樣，菱錐心軸和菱錐之間的滾針軸承幾乎沒有磨擦損失。圖 3菱 錐裝在支架上的情況。 菱錐母線與水平軸線之間的交角 很小，通常取 = 07 ，因輸入和輸出軸的軸承上受到的軸向力很小，僅為法向總壓緊力的 1/8,因此，傳遞大功率時軸承負載不嚴重。 采用了兩套鋼球 證了傳動件不會受到不必要的、過大的預壓買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 22 緊力，為提高傳動效率與壽命有利。由于加壓裝置的槽升角較大（ 輸入 側(cè) 1 = 輸出側(cè) ），而摩擦副處所需的軸向壓緊力又較小，因此加壓裝置的動作特別靈敏，抗沖擊能力也較強。 由于結(jié)構對稱，變速器可以正反轉(zhuǎn)。 它靠散熱片散熱降溫，并提高殼體剛性。目前，國外生產(chǎn)的中小型菱錐無級變速器（ 10與電動機直接聯(lián)接的，傳動部分靠飛濺潤滑；而較大功率者（ 10有風扇冷卻，并用油泵進行強迫潤滑。油泵的排油端裝有高靈敏度流量開關，當排油量下降時，它立即使主電機停止。為了適應大起動轉(zhuǎn)矩和沖壓負載的條件，在電機與 變 速器之間裝有磁粉離合器。菱錐變速器的安裝形式有立式和臥式兩種，可 根據(jù) 需要 選用。 菱錐無級變速器