小區(qū)室外道路工程施工方案

1、目錄摘要Abstract第一章 緒論11.111.221.331.43第二章無(wú)級(jí)變速總體方案52.1RC52.252.37第三章鋼球外錐式無(wú)級(jí)變速器部分零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算93.193.2103.3123.4133.5153.616第四章主要零件的校核184.1184.2204.321第五章 無(wú)極變速器的裝配24畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)25致謝26參考文獻(xiàn)27附錄翻譯譯文及原文28小功率機(jī)械無(wú)級(jí)變速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)I摘要： 機(jī)械無(wú)級(jí)變速器是一種能適應(yīng)工藝要求多變、工藝流程機(jī)械化和自動(dòng)化發(fā)展以及改善機(jī)械工作性能的一種通用傳動(dòng)裝置。本文簡(jiǎn)要介紹了摩擦式機(jī)械無(wú)級(jí)變速器的基本結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)計(jì)算的方法、材質(zhì)及潤(rùn)滑等方面的知識(shí)，并

2、以此作為本次無(wú)級(jí)變速器設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)。本設(shè)計(jì)采用的是以鋼球錐輪作為中間傳動(dòng)元件，通過(guò)改變鋼球的工作半徑來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出軸轉(zhuǎn)速連續(xù)變化的鋼球錐輪式無(wú)級(jí)變速器。本文分析了在傳動(dòng)過(guò)程中變速器的主、從動(dòng)輪，鋼球和外環(huán)的工作原理和受力關(guān)系；詳細(xì)推導(dǎo)了實(shí)用的鋼球錐輪式無(wú)級(jí)變速器設(shè)計(jì)的計(jì)算公式；并針對(duì)設(shè)計(jì)所選擇的參數(shù)進(jìn)行了具體的設(shè)計(jì)計(jì)算；繪制了所計(jì)算的鋼球錐輪式無(wú)級(jí)變速器的裝配圖和主要傳動(dòng)元件的零件圖，將此變速器的結(jié)構(gòu)和工藝等方面的要求表達(dá)得更為清楚。這種無(wú)級(jí)變速器有良好的結(jié)構(gòu)和性能優(yōu)勢(shì)，具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值，完全可以作為批量生產(chǎn)的無(wú)級(jí)變速器。其主要特點(diǎn)是： 1. 變速范圍較寬； 2. 恒功率特性好； 3. 可以升

3、、降速，正、反轉(zhuǎn)。 4. 運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，抗沖擊能力較強(qiáng)； 5. 輸出功率較大； 6. 使用壽命長(zhǎng)； 7. 調(diào)速簡(jiǎn)單，工作可靠； 8. 容易維修。關(guān)鍵詞： 無(wú)級(jí)變速器，摩擦式，鋼球錐輪式，設(shè)計(jì)。Small power machinery variator structure designIIAbstract: The mechanical variable speed drives is a general purpose gearing which can accommodate the variable requirements of the process planning, mechaniz

4、ation of the schedule drawing ， the development of automation and the improvement of the mechanical working capabilities. The article briefly introduce the basic structure, the way of design and calculation, material and lubricate of the frication type variable speed drives, and taking them as the t

5、heory basis of the design of mechanical variable speed drives.This design uses the ball pyramid wheel as the middle transmission component, by changing its working radius to realize the continuous change of the output axis. This article analyzes the working theory and the working forces of the drive

6、 wheel, ball wheel and outer ring during the transmission process. It also deduces the practical calculation formula of the ball pyramid wheel type variable speed drives， it also goes on the material calculation aim at the selection parameter. It protracts the assemble-drawing of the ball pyramid wh

7、eel type variable speed drives and the accessory-drawing of the mostly drive component. So it can express more clearly of the structure and process planning of the variable speed drives.The variable speed drives has good structure and properties, and it can use as batch production. The most specialt

8、ies: 1 wide range of variable speed；2 the constant output power；3 it can rotate positively and versedly；4 stable accuracy of speed；5 high output power；6 long life ；7 simply and precise control of speed； 8 easy maintain.Keywords: CVT ，friction type ， ball pyramid type，design.III第一章緒論1.1 機(jī)械無(wú)級(jí)變速器的發(fā)展概況無(wú)

9、級(jí)變速器分為機(jī)械無(wú)級(jí)變速器， 液壓傳動(dòng)無(wú)級(jí)變速器， 電力傳動(dòng)無(wú)級(jí)變速器三種，但本設(shè)計(jì)任務(wù)要求把無(wú)級(jí)變速器安裝在自行車上，所以一般只能用機(jī)械無(wú)級(jí)變速器，所以以下重點(diǎn)介紹機(jī)械無(wú)級(jí)變速器。機(jī)械無(wú)級(jí)變速器最初是在19 世紀(jì) 90 年代出現(xiàn)的， 至 20 世紀(jì) 30 年代以后才開始發(fā)展，但當(dāng)時(shí)由于受材質(zhì)與工藝方面的條件限制，進(jìn)展緩慢。直到20 世紀(jì) 50 年代，尤其是 70 年代以后，一方面隨著先進(jìn)的冶煉和熱處理技術(shù)，精密加工和數(shù)控機(jī)床以及牽引傳動(dòng)理論與油品的出現(xiàn)和發(fā)展，解決了研制和生產(chǎn)無(wú)級(jí)變速器的限制因素；另一方面，隨著生產(chǎn)工藝流程實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化以及機(jī)械要改進(jìn)工作性能，都需要大量采用無(wú)級(jí)變速器。因

10、此在這種形式下，機(jī)械無(wú)級(jí)變速器獲得迅速和廣泛的發(fā)展。主要研制和生產(chǎn)的國(guó)家有美國(guó)、日本、德國(guó)、意大利和俄國(guó)等。產(chǎn)品有摩擦式、鏈?zhǔn)?、帶式和脈動(dòng)式四大類約三十多種結(jié)構(gòu)形式。國(guó)內(nèi)無(wú)級(jí)變速器是在 20 世紀(jì) 60 年代前后起步的， 當(dāng)時(shí)主要是作為專業(yè)機(jī)械配套零部件，由于專業(yè)機(jī)械廠進(jìn)行仿制和生產(chǎn)，例如用于紡織機(jī)械的齒鏈?zhǔn)剑C(jī)械的多盤式以及切削機(jī)床的 Kopp 型無(wú)級(jí)變速器等，但品種規(guī)格不多，產(chǎn)量不大，年產(chǎn)量?jī)H數(shù)千臺(tái)。直到 80 年代中期以后，隨著國(guó)外先進(jìn)設(shè)備的大量引進(jìn)，工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化及自動(dòng)流水線的迅速發(fā)展，對(duì)各種類型機(jī)械無(wú)級(jí)變速器的需求大幅度增加，專業(yè)廠才開始建立并進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)，一些高等院校也開展了

11、該領(lǐng)域的研究工作。經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展，國(guó)外現(xiàn)有的幾種主要類型結(jié)構(gòu)的無(wú)級(jí)變速器，在國(guó)內(nèi)皆有相應(yīng)的專業(yè)生產(chǎn)廠及系列產(chǎn)品，年產(chǎn)量約 10 萬(wàn)臺(tái)左右，初步滿足了生產(chǎn)發(fā)展的需要。與此同時(shí)，無(wú)級(jí)變速器專業(yè)協(xié)會(huì)、行業(yè)協(xié)會(huì)及情報(bào)網(wǎng)等組織相繼建立。 定期出版網(wǎng)訊及召開學(xué)術(shù)信息會(huì)議進(jìn)行交流。 自 90年代以來(lái)，我國(guó)先后制定的機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)共14 個(gè)：JB/T 5984-92寬 V 帶無(wú)級(jí)變速裝置基本參數(shù)JB/T 6950-93行星錐盤無(wú)級(jí)變速器JB/T 6951-93三相并聯(lián)連桿脈動(dòng)無(wú)級(jí)變速器JB/T 6952-93齒鏈?zhǔn)綗o(wú)級(jí)變速器JB/T 7010-93環(huán)錐行星無(wú)級(jí)變速器JB/T 7254-94無(wú)級(jí)變速擺線針輪減速

12、機(jī)JB/T 7346-94機(jī)械無(wú)級(jí)變速器試驗(yàn)方法JB/T 7515-94四相并列連桿脈動(dòng)無(wú)級(jí)變速器JB/T 7668-95多盤式無(wú)級(jí)變速器JB/T 7683-95機(jī)械無(wú)級(jí)變速器分類及型號(hào)編制方法11.2 機(jī)械無(wú)級(jí)變速器的特征和應(yīng)用機(jī)械無(wú)級(jí)變速器是一種傳動(dòng)裝置，其功能特征主要是：在輸入轉(zhuǎn)速不變的情況下，能實(shí)現(xiàn)輸出軸的轉(zhuǎn)速在一定范圍內(nèi)連續(xù)變化， 以滿足機(jī)器或生產(chǎn)系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中各種不同工況的要求；其結(jié)構(gòu)特征主要是：需由變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、調(diào)速機(jī)構(gòu)及加壓裝置或輸出機(jī)構(gòu)三部分組成。機(jī)械無(wú)級(jí)變速器的適用范圍廣，有在驅(qū)動(dòng)功率不變的情況下，因工作阻力變化而需要調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速以產(chǎn)生相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力矩者（如化工行業(yè)中的攪拌機(jī)械

13、，即需要隨著攪拌物料的粘度、阻力增大而能相應(yīng)減慢攪拌速度）；有根據(jù)工況要求需要調(diào)節(jié)速度者（如起重運(yùn)輸機(jī)械要求隨物料及運(yùn)行區(qū)段的變化而能相應(yīng)改變提升或運(yùn)行速度， 食品機(jī)械中的烤干機(jī)或制藥機(jī)械要求隨著溫度變化而調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)移速度）；有為獲得恒定的工作速度或張力而需要調(diào)節(jié)速度者（如斷面切削機(jī)床加工時(shí)需保持恒定的切削線速度，電工機(jī)械中的繞線機(jī)需保持恒定的卷繞速度， 紡織機(jī)械中的漿紗機(jī)及輕工機(jī)械中的薄膜機(jī)皆需調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速以保證恒定的張力等）；有為適應(yīng)整個(gè)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(yùn)轉(zhuǎn)速度以及需要配合自動(dòng)控制者（如各種各樣半自動(dòng)或自動(dòng)的生產(chǎn)、操作或裝配流水線）；有為探求最佳效果而需變換速度者

14、（如試驗(yàn)機(jī)械或李心機(jī)需調(diào)速以獲得最佳分離效果）；有為節(jié)約能源而需進(jìn)行調(diào)速者（如風(fēng)機(jī)、水泵等）；此外，還有按各種規(guī)律的或不規(guī)律的變化而進(jìn)行速度調(diào)節(jié)以及實(shí)現(xiàn)自動(dòng)或程序控制等。綜上所述?？梢钥闯霾捎脽o(wú)級(jí)變速器，尤其是配合減速傳動(dòng)時(shí)進(jìn)一步擴(kuò)大其變速范圍與輸出轉(zhuǎn)矩， 能更好的適應(yīng)各種工況要求， 使之效能最佳， 在提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，適應(yīng)產(chǎn)品變換需要，節(jié)約能源，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的機(jī)械化、自動(dòng)化等各方面皆具有顯著的效果。故無(wú)級(jí)變速器目前已成為一種基本的通用傳動(dòng)形式，應(yīng)用于紡織、輕工、食品、包裝、化工、機(jī)床、電工、起重運(yùn)輸?shù)V山冶金、工程、農(nóng)業(yè)、國(guó)防及試驗(yàn)等各類機(jī)械。1.3 無(wú)級(jí)變速器的研究現(xiàn)狀隨著我國(guó)在基礎(chǔ)設(shè)施

15、和重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目上的投入加大， 重型載貨車在市場(chǎng)上的需求量急劇上升，重型變速箱的需求也隨之增加 , 近年來(lái)，重型汽車變速器在向多極化、大型化的方向發(fā)展 . 現(xiàn)在，我國(guó)已經(jīng)對(duì)變速箱的設(shè)計(jì)，從整機(jī)匹配到構(gòu)件的干涉判別和整個(gè)方案的模糊綜合判別，直到齒輪、離合器等校核都開發(fā)了許多計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件，但是，大都沒(méi)形成工業(yè)化設(shè)計(jì)和制造，因此，還需要進(jìn)一步加強(qiáng). 我過(guò)的汽車技術(shù)還需要進(jìn)一步發(fā)展 .隨著科技的不斷進(jìn)步， CVT技術(shù)的不斷成熟，汽車變速箱最終會(huì)由CVT替代手動(dòng)變速箱（MT）和有級(jí)自動(dòng)變速箱 （AT），無(wú)級(jí)變速汽車是當(dāng)今汽車發(fā)展的主要趨勢(shì), 但是 ,中國(guó)還沒(méi)有掌握全套的汽車自動(dòng)變速箱技術(shù)，也就還沒(méi)有形成

16、市場(chǎng)所需成熟的汽車自動(dòng)變速箱產(chǎn)品。有人主張直接從國(guó)外引進(jìn)先進(jìn)的汽車自動(dòng)變速箱技術(shù)，不料國(guó)外所有相關(guān)公2司都想直接從國(guó)外把汽車自動(dòng)變速箱產(chǎn)品銷售到中國(guó)市場(chǎng)或者在中國(guó)建立獨(dú)資企業(yè)就地生產(chǎn)銷售產(chǎn)品，不愿與中國(guó)的企業(yè)合作開發(fā)生產(chǎn)獲取高額壟斷利潤(rùn)。重型汽車變速器是指與重型商用車和大型客車匹配的變速器,盡管在行業(yè)中對(duì)變速器的容量劃分沒(méi)有明確的界限 , 但我們通常將額定輸入扭矩在100kgm 以上的變速器稱為重型變速器。國(guó)內(nèi)重型車變速器產(chǎn)品的技術(shù)多源于美國(guó)、德國(guó)、日本等幾個(gè)國(guó)家,引進(jìn)技術(shù)多為國(guó)外 8090年代的產(chǎn)品。作為汽車高級(jí)技術(shù)領(lǐng)域的重型汽車變速器在國(guó)內(nèi)通過(guò)漫長(zhǎng)的引進(jìn)消化過(guò)程, 如今已有長(zhǎng)足的進(jìn)步 ,

17、能夠在原有引進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上, 通過(guò)改型或在引進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上自行開發(fā)出符合配套要求的新產(chǎn)品, 每年重型車變速器行業(yè)都能有十幾個(gè)新產(chǎn)品推向市場(chǎng)。但從當(dāng)今重型車變速器的發(fā)展情況來(lái)看, 在新產(chǎn)品開發(fā)上國(guó)內(nèi)重型車變速器仍然走的是一般性的開發(fā)過(guò)程, 沒(méi)有真正的核心技術(shù)產(chǎn)品 ;從國(guó)內(nèi)重型變速器市場(chǎng)容量來(lái)看 ,有三分之一的產(chǎn)品來(lái)自進(jìn)口 , 而另外三分之二的產(chǎn)品中有80 %以上的產(chǎn)品均源自國(guó)外的技術(shù) , 國(guó)內(nèi)自主開發(fā)的重型變速器產(chǎn)品銷量很小。這說(shuō)明國(guó)內(nèi)重型變速器廠家的自主開發(fā)能力仍然很薄弱 , 應(yīng)對(duì)整車新車型配套產(chǎn)品的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。 2004 年年初我國(guó)出臺(tái)城市車輛重點(diǎn)發(fā)展 13. 8m客車上使用的變速器 ,

18、目前只有 ZF 一家能向國(guó)內(nèi)企業(yè)供應(yīng)。 這足以說(shuō)明國(guó)內(nèi)的重型車變速器企業(yè)仍然很渺小 , 在技術(shù)方面仍然有很長(zhǎng)的路要走。國(guó)內(nèi)重型汽車變速器幾乎由陜西法士特齒輪有限責(zé)任公司、綦江齒輪傳動(dòng)有限公司、 山西大同齒輪集團(tuán)有限責(zé)任公司及一汽哈爾濱變速箱廠等幾大家包攬。這些企業(yè)大多數(shù)變速器產(chǎn)品針對(duì)的市場(chǎng)各有側(cè)重,像陜西法士特在8t以上重型車市場(chǎng)占有率達(dá)到40 %以上 ,并且在 15t以上重卡市場(chǎng)占有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì),擁有 85 %以上的市場(chǎng)份額 ; 綦江齒輪傳動(dòng)有限公司主要為安凱、西沃、亞星奔馳、桂林大宇及廈門金龍等企業(yè)的 712m高檔大、中型客車以及總質(zhì)量在 14 50t 重型載貨車、鞍式牽引車、自卸車及各式專

19、用車、 特種車配套 ; 山西大同齒輪集團(tuán)配套市場(chǎng)主要在 810t 級(jí)的低噸位重型載貨車方面 . 隨著國(guó)內(nèi)汽車市場(chǎng)的發(fā)育成長(zhǎng) , 變速器產(chǎn)品型譜逐步細(xì)化 , 產(chǎn)品的針對(duì)性越來(lái)越強(qiáng)。因此 , 在保證現(xiàn)有變速器生產(chǎn)和改進(jìn)的同時(shí) , 要充分認(rèn)識(shí)到加入WTO后良好的合作開發(fā)機(jī)遇 , 取長(zhǎng)補(bǔ)短 , 同時(shí)更應(yīng)認(rèn)識(shí)到供方、買方、替代者、潛在入侵者、產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)者的巨大壓力。要緊跟重型商用車行業(yè)向高檔、高技術(shù)含量和智能化方向發(fā)展的趨勢(shì) ,緊跟客車低地板化、綠色環(huán)?；?、城市公交大型化的發(fā)展方向, 開發(fā)和生產(chǎn)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、適合我國(guó)國(guó)情的重型汽車變速器。1.4畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求畢業(yè)設(shè)計(jì)類容：小功率機(jī)械無(wú)級(jí)變速器結(jié)構(gòu)的

20、設(shè)計(jì)；比較和選擇合適的方案，無(wú)級(jí)變速器變速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算；對(duì)關(guān)鍵部件進(jìn)行強(qiáng)度和壽命校核設(shè)計(jì)要求：輸入功率，輸入轉(zhuǎn)速n=1500 r/min，調(diào)速范圍Rn9P=1.1kw3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使制造成本盡可能低；安裝拆卸要方便；外觀要?jiǎng)蚍Q，美觀；調(diào)速要靈活，調(diào)速過(guò)程中不能出現(xiàn)卡死現(xiàn)象，能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無(wú)級(jí)調(diào)速；關(guān)鍵部件滿足強(qiáng)度和壽命要求；畫零件圖和裝配圖。電機(jī)的選擇：經(jīng)計(jì)算可知選擇Y905 4 型電機(jī)最匹配4第二章無(wú)級(jí)變速器總體方案2.1 鋼球長(zhǎng)錐式 (RC 型) 無(wú)級(jí)變速器圖 2-1 RC 型變速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖圖 2-2 RC型變速器的機(jī)械特性鋼球長(zhǎng)錐式 (RC 型) 無(wú)級(jí)變速器如上圖 2-1 所示，為一種

21、早期生產(chǎn)的鋼球長(zhǎng)推錐式無(wú)級(jí)變速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，是利用鋼環(huán)的彈性楔緊作用自動(dòng)加壓而無(wú)需加壓裝置。由于采用兩軸線平行的長(zhǎng)錐替代了兩對(duì)分離輪，并且通過(guò)移動(dòng)鋼環(huán)來(lái)進(jìn)行變速，所以結(jié)構(gòu)特別簡(jiǎn)單。但由于長(zhǎng)錐的錐度較小，故變速范圍受限制。RC型變速器屬升、降速型，其機(jī)械特性如下圖所示。 技術(shù)參數(shù)為：傳動(dòng)比 i21= n2/n1=20.5, 變速比 Rn = 4, 輸入功率 P1=（0.1 2.2 ） kw ，輸入轉(zhuǎn)速 n1=1500 r/min ,傳動(dòng)效率 85% 。一般用于機(jī)床和紡織機(jī)械等 . 圖 2-2 為 RC型變速器的機(jī)械特性2.2 鋼球外錐式無(wú)級(jí)變速器5圖 2-3鋼球外推式無(wú)級(jí)變速器1,11-輸入，輸出

22、軸2，10-加壓裝置3，9-主，從動(dòng)錐輪4-傳動(dòng)鋼球5-調(diào)速蝸輪6-調(diào)速蝸桿7-外環(huán)8-傳動(dòng)鋼球軸12， 13-端蓋圖 2-1鋼球外錐式無(wú)級(jí)變速器如圖 2-3 所示，動(dòng)力由軸 1 輸入，通過(guò)自動(dòng)加壓裝置 2，帶動(dòng)主動(dòng)輪 3 同速轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)一組（ 38）鋼球 4 利用摩擦力驅(qū)動(dòng)輸出軸 11，最后將運(yùn)動(dòng)輸出。傳動(dòng)鋼球的支承軸 8 的兩端，嵌裝在殼體兩端蓋 12 和 13 的徑向弧行倒槽內(nèi)，并穿過(guò)調(diào)速渦輪 5 的曲線槽；調(diào)速時(shí)，通過(guò)蝸桿 6 和蝸輪 5 轉(zhuǎn)動(dòng)，由于曲線槽的作用使鋼球軸線的傾斜角發(fā)生變化，導(dǎo)致鋼球與兩錐輪的工作半徑改變，輸出軸轉(zhuǎn)速得到調(diào)節(jié)。其動(dòng)力范圍為：Rn=9，Imax=1/Imin

23、 ，P11 kw ，4% ， 0.80 0.92 。此種變速器應(yīng)用廣泛。從動(dòng)調(diào)速齒輪5 的端面分布一組曲線槽，曲線槽數(shù)目與鋼球數(shù)相同。曲線槽可用阿基米德螺旋線，也可用圓弧。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)主動(dòng)齒輪6 使從動(dòng)齒輪 5 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)齒輪的曲線槽迫使傳動(dòng)鋼球軸8 繞鋼球 4 的軸心線擺動(dòng)， 傳動(dòng)輪 3 以及從動(dòng)輪 9 與鋼球 4 的接觸半徑發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。具體變速分析如下鋼球外錐式無(wú)級(jí)變速器變速如圖2-4 所示：中間輪為一鋼球，主、從動(dòng)輪式母線均為直線的錐輪，接觸處為點(diǎn)接觸。主、從動(dòng)輪的軸線在一直線上，調(diào)速時(shí)主、從動(dòng)輪作半徑不變，而是通過(guò)改變中間輪的回轉(zhuǎn)軸線的傾斜角籍以改變其兩側(cè)的工作半徑來(lái)實(shí)6現(xiàn)變速

24、。圖 2-4鋼球錐輪無(wú)級(jí)變速器的變速圖 2-5鋼球錐輪無(wú)級(jí)變速器的變速曲線2.3 兩方案的比較與選擇鋼球長(zhǎng)錐式 (RC 型 )無(wú)級(jí)變速器結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，且使用參數(shù)更符合我們此次設(shè)計(jì)的要求，但由于在調(diào)速過(guò)程中，怎樣使鋼環(huán)移動(dòng)有很大的難度，需要精密的裝置，顯得不合理。而鋼球外錐式無(wú)級(jí)變速器的結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單，原理清晰，各項(xiàng)參數(shù)也比較符合設(shè)計(jì)要求，故選擇此變速器。只是字選用此變速器的同時(shí)須對(duì)該裝置進(jìn)行部分更改。須更改的部分是蝸輪蝸桿調(diào)速裝置部分。因?yàn)槲沂沁x用了8 個(gè)鋼球，曲線槽設(shè)計(jì)見第三章，一個(gè)曲線槽跨度是 900，也就是說(shuō)從最大傳動(dòng)比調(diào)到最小傳動(dòng)比，需要使其轉(zhuǎn)過(guò) 900，而普通蝸輪蝸桿傳動(dòng)比是 1/8，

25、那么其結(jié)構(gòu)和尺寸將完全不符合我們?cè)O(shè)計(jì)的要求。為此，我想到了將它們改為兩斜齒輪傳動(dòng)，以用來(lái)調(diào)速。選用斜齒輪是因?yàn)樾饼X輪傳動(dòng)比較平7穩(wěn)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，將主動(dòng)斜齒輪的直徑設(shè)計(jì)成從動(dòng)斜齒輪的3/4，這樣只要主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng) 1200，那么從動(dòng)輪就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)900，符合設(shè)計(jì)要求。8第三章鋼球外錐式無(wú)級(jí)變速器部分零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算3.1 鋼球與主從動(dòng)錐齒輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算試確定傳動(dòng)件的主要尺寸1. 選材料：鋼球，錐輪，外環(huán)及加壓盤均用 Gr15，表面硬度 HR61，摩擦系數(shù) f=0.04 ，許用接觸應(yīng)力，傳動(dòng)件 j =22002500MPa加壓元件 =4000 5000MPa。2. 預(yù)選有關(guān)參數(shù)為：錐輪錐頂半角45 ，傳

26、動(dòng)鋼球個(gè)數(shù)為 Z=6加壓鋼球數(shù) m=12，錐輪與鋼球 c1=D 1、=0.8。=1.5,=1.25dq3. 有關(guān)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算由 Rn 9 ，傳動(dòng)比 I max63004.5 ， I min700 =0.514001400鋼球支撐軸承的極限轉(zhuǎn)角：1 =arctanI max45arctan4.532.47 （增速方向）2 =arctanI min45arctan0.526.02 （減速方向）4. 計(jì)算確定傳動(dòng)鋼球的直徑 dq曲率系數(shù)：coscoscos450.1907C1 cos23 cos45系數(shù)：據(jù) 值查表 25·220（機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 4無(wú)級(jí)變速器） 得a=1.14,b=0.88

27、3，帶入公式366828kn p1 2c1cos2dq3fzn1 I minabj c13668283 1.25 1.10.8 (21.5cos45 )243.73 47.481.140.883(2.2 2.5) 104 1.50.04 6 1400 0.5表 3 1 按傳遞功率 N 選取鋼球直徑 dmmqNKW107.55.54.03.02.21.51.10.750.50369.8563.557.1547.6255118.475107.95101.688.976.269.8563.557.1547.62542Z6112.125101.688.976.269.8563.557.1547.625

28、4236.5137101.688.976.269.8563.557.1547.6254236.513888.976.269.8545注： 1. 本表按0.08 0.12, 11450/ min,0.04,，xnrf9imin1 ,0.8j20000 25000 kgf / cm2 計(jì)算，并按鋼球直徑規(guī)格進(jìn)行了圓整。32.采用 3個(gè)鋼球時(shí)，錐輪尺寸與6 個(gè)鋼球時(shí)相同。3.n1 1450r / min 時(shí), 應(yīng)將傳遞功率除以表33 313 中的折算系數(shù)K N ，然后再查此表。4. 當(dāng) imin1時(shí)應(yīng)將傳遞功率除以3i min 后再查此表。3按鋼球規(guī)格圓整取 dq47.625mm圓錐工作直徑 D1D

29、2c1dq 1.547.62571.4375mm圓整取 D1D275mm則 C1D1751.52480315dq47.625驗(yàn)算接觸應(yīng)力jqjq =3668283K n P1 (2c1 cos) 2abc1dqfn1 zImin36682831.25 1.1 0.8(21.5cos45 )22254.99MPa1.140.8831.547.6250.04140060.5應(yīng)此在許用接觸應(yīng)力范圍內(nèi)，故可用。5. 計(jì)算尺寸鋼球中心圓直徑 D3D3(c1cos ) dq(1.52480315 cos45)47.625105mm鋼球側(cè)隙c1 c o ss i nd1q1. 5 c o s 4 5 s i

30、 n1 4 7.m6m2 5 4. 9z6外環(huán)內(nèi)徑 Dr由公式DrD3dq10547.625152.625mm外環(huán)軸向截面圓弧半徑RR( 0. 7 0d.q8 ) 取 R35mm錐輪工作圓之間的軸向距離BBdq sin47.625 sin 4533.68mm3.2加壓盤的設(shè)計(jì)與計(jì)算101. 鋼球式自動(dòng)加壓裝置它由加壓盤 4，加壓鋼球 3，保持架 2，調(diào)整墊圈蝶形彈簧 6 和摩擦輪與加壓盤相對(duì)端面上各有的幾條均布的 V 行槽。每個(gè)槽內(nèi)有一個(gè)鋼球，中間以保持架 2 保持鋼球的相對(duì)位置。摩擦輪與加壓盤之間還有預(yù)壓碟行彈簧并襯以調(diào)整墊圈。改變調(diào)整墊圈的厚度，即可調(diào)整彈簧的變形量及預(yù)壓力。如下圖下圖3-

31、1 所示圖 3-1 鋼球 V行槽式加壓裝置2. 加壓裝置的主要參數(shù)確定加壓盤作用直徑 d pd p ( 0. 5 0.D61 )m37m. 5式中 D1 錐輪工作直徑。加壓盤 V 行槽的槽傾角arctgfD1arctg ( 0.04 75 ) 6.45d p sin37.5 sin 45取630'式中錐輪錐頂半角；f 錐輪與鋼球的摩擦系數(shù)。加壓鋼球按經(jīng)驗(yàn)公式取得11dp y=( 11 )dq , m 8610驗(yàn)算接觸強(qiáng)度均不足，故改用腰型滾子 8 個(gè)，取滾子軸向截面內(nèi)圓弧半徑 r1 =8cm，橫向中間截面半徑 r=0.8cm。現(xiàn)驗(yàn)其強(qiáng)度：每個(gè)加壓滾子上法向壓緊力Qy5kn Psin51

32、.25 1.1 0.8sin 45Q y191 101191 10m cosfn1I min D18 cos6 30' 0.041400 0.5 75854.25MPa加壓滾子曲率系數(shù)r1r8080.8182r1r808根據(jù)0.8182 ，由表 25·220（機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)4無(wú)級(jí)變速器），查得系數(shù) a=2.38 ，b=0532。帶入公式得加壓盤處的最大接觸應(yīng)力為jmax8653 K zQy (11 )28653 1.1 854.25(11 )21782.58MPa 式abrr12.38 0.532880中 K z =1.11.2校核要求jqjjmaxj均滿足要求。3.3調(diào)速齒輪

33、上變速曲線槽的設(shè)計(jì)與計(jì)算1. 調(diào)速渦輪槽型曲線及傳動(dòng)鋼球的尺寸如下圖所示123-2 調(diào)速渦輪的槽型曲線整個(gè)調(diào)速過(guò)程通常在渦輪轉(zhuǎn)角80 120 的范圍內(nèi)完成， 大多數(shù)取90 。槽型曲線可以為阿基米德螺旋線，也可以用圓弧代替，我選圓弧方法，變速槽中心線必須通過(guò) A,B,C 三點(diǎn)，它們的極坐標(biāo)分別為：II max時(shí)，A =0，RA0.5D3 l sin max0.5 105 30sin 32.47；36.4mmI時(shí)，I max, RB0.5D3=0.5；1B1I max105=52.5mmII mix時(shí)，C =，RC0.5D3l sin max0.5 105 30sin18.44。62mml0.5(

34、dq)(0.5 1.0) 0.5(47.625 10) (0.5 1.0) 30mm定出 A,B,C 三點(diǎn)后，用作圖法作出A,B ，C 三點(diǎn)的圓弧半徑 R 及圓心 o '' ，槽寬 10mm。3.4 輸入軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算1. 軸上零件的定位為了防止軸上零件受力時(shí)發(fā)生沿軸向或周向東相對(duì)運(yùn)動(dòng)， 軸上零件除了有游動(dòng)或空轉(zhuǎn)的要求外，都必須進(jìn)行軸向和周向定位，以保證其準(zhǔn)確的工作位置所以我采13用定位軸肩、套筒、軸端擋圈、軸承端蓋和螺母等來(lái)保證。選取軸的材料為45 號(hào)鋼，進(jìn)行調(diào)制220260HBS。由設(shè)計(jì)要求知道，輸入功率n=1400r/min。2. 初步確定軸的最小軸徑先按公式初步估算軸的

35、最小直徑。根據(jù)表中數(shù)據(jù)，取A0112，于是得：輸入軸dmin3P11231.113.02mmA0n700根據(jù)推薦值，我選擇 d=15mm。并且輸入，輸出軸端最小軸徑相同。根據(jù)最小軸徑根據(jù)公式 TcaK AT ，計(jì)算出應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩條件，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T50142003，選取了彈性柱銷聯(lián)軸器根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度I 軸段對(duì)軸II上的軸承內(nèi)圈起定位作用并作為軸承座，取d5 20mm ，L5 60mm，根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑劑的要求，直接采用氈圈密封。軸段安裝一軸承，該段d225mm ， L214mm。為軸肩， d3 30mmL3 14mm。安裝加壓盤一側(cè)和軸承

36、，加壓盤用花鍵移動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)錐輪的加壓，取花鍵 6 21F71110 GB/T1144-2001 ， L428mm 。安裝錐輪，此為過(guò)盈配合，只需保證最小軸徑，故取d115mm， L125mm。至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。其中，退刀槽的槽寬2mm,深2mm平.鍵截面 :b h 6 6 ，l 28mm . 為保證帶輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇帶輪輪轂與軸的配合為 H 7 ；取軸端倒角為 2 45o 。如下圖所示。 n6圖 3-32. 輸出軸的設(shè)計(jì)由于主、從動(dòng)錐輪一致，軸上零件布置也基本相同。同時(shí)主動(dòng)輪的最小軸徑估算為 dminA03 P1123 1.113.02mm ，為了節(jié)省工藝及成

37、本，從動(dòng)輪采用與主動(dòng)n700輪相同。初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，主、從動(dòng)軸軸14段由于軸承到徑向力與周向力的作用，所以選用角接觸球軸承 7305C GB/T292-1994。而軸 IV 只需深溝球軸承配合器徑向里就滿足要求了，故選取深溝球軸承 6005 GB/T276-1994。表 3-2 角接觸球軸承 7305C GB/T292-199470000AC極限轉(zhuǎn)速基本尺寸（ mm）安裝尺寸a 25o(r/min)（mm）Dr基本額定原軸承代軸承rda動(dòng)載靜載脂潤(rùn)油潤(rùn)號(hào)代號(hào)dDBminminmax(mm)荷荷滑滑CrC0 r(KN)7305C2562171.1325511

38、3.120.814.895001400046305表 3-3 深溝球軸承 6005 GB/T276-1994基本額定極限轉(zhuǎn)速基本尺寸（ mm）安裝尺寸(r/min)（ mm）Dr動(dòng)載靜載原軸承軸承rd荷荷脂潤(rùn)油潤(rùn)代號(hào)代號(hào)dDBminminmaxCrC0r滑滑(KN)60052547120.630420.610.05.8513000170001053.5 端蓋的設(shè)計(jì)端蓋的寬度由變速器及軸承的結(jié)構(gòu)來(lái)決定， 使其適合拆裝及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，及兩端的端蓋相同。15圖 3-4凸輪式軸承端蓋3.6 調(diào)速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算調(diào)速操縱機(jī)構(gòu)的作用：根據(jù)工作要求以手動(dòng)或自動(dòng)控制方式，改變滾動(dòng)體( 或脈動(dòng)無(wú)級(jí)

39、變速器的桿件 ) 間的尺寸比例關(guān)系，來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。同時(shí)通過(guò)速度表表盤上的指針直接指出任一調(diào)速位置時(shí)的輸出速度(或傳動(dòng)比)。根據(jù)變速器中傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和滾動(dòng)體形狀的不同，對(duì)應(yīng)的調(diào)速機(jī)構(gòu)也不同，但基本原理都是將其個(gè)某一個(gè)滾動(dòng)體沿另一個(gè)( 或幾個(gè) ) 滾動(dòng)體母線移動(dòng)的方式來(lái)進(jìn)行調(diào)速。一般滾動(dòng)體均是以直線或圓弧為母線的旋轉(zhuǎn)體；因此，調(diào)速時(shí)使?jié)L動(dòng)體沿另一滾動(dòng)體表面作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方式，只有直線移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)( 擺動(dòng) ) 兩種力式。這樣可將調(diào)速機(jī)構(gòu)分為下列兩大類：1通過(guò)使?jié)L動(dòng)體移動(dòng)來(lái)改變工作半徑的。主要用于兩滾動(dòng)體的切線均為直線的情況，且兩輪的回轉(zhuǎn)軸線平行或梢交，移動(dòng)的方向是兩輪的接觸線方向。2通過(guò)使?jié)L動(dòng)體的軸線偏轉(zhuǎn)來(lái)改變工作半徑的。主要用于兩滾動(dòng)體之一的母線為圓弧的情況。鋼球外錐輪式無(wú)級(jí)變速器是采用第二種調(diào)速類型，通過(guò)渦輪 - 凸輪組合機(jī)構(gòu)，經(jīng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)再經(jīng)槽凸輪而使鋼球心軸繞其圓心轉(zhuǎn)動(dòng)， 以實(shí)現(xiàn)鋼球主、從動(dòng)側(cè)工作半徑的改變。調(diào)速渦輪在設(shè)計(jì)上應(yīng)保證避免與其它零件發(fā)生干涉， 同時(shí)采用單頭蝸桿， 以增加自鎖性，避免自動(dòng)變速而失穩(wěn)。傳動(dòng)鋼球小軸擺角與手輪轉(zhuǎn)角的關(guān)系為：arcsin 1a sin z1b cos z1R2e2(a sin z1b cos z1Rlz2z2z2z2316表 3-4 蝸桿的基本尺寸模數(shù)軸向齒