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1、轿车钢带无级变速器设计+传动方案的设计+传动比设计+整车动力性计算Metal Belt CVT Design for Automobile ABSTRACTThe metal pushing CVT is a kind of new mechanical frictional type transmission. It provides excellent driving performances including powerful driving capacity, high efficiency, good smoothness, economy, etc. Particularly i
2、t is fittest to the spots where driving or medium power and continuously adjusting revolution is necessary. The process of development, basic structure, transmission principle, property characteristic and future trends of CVT are described for its uses of automobile. Metal belt CVT is the ideal vehi
3、cle transmission mode, is of national researchers and car companies focus review. The metal belt type continuously variable transmission history of the development, discusses the significance of their research, review of metal belt CVT and foreign research Study, the present situation of the metal b
4、elt continuously variable transmission electro-hydraulic control system control strategy trends. This article outlines the historical development of continuously variable transmission, classification, characteristics, and metal belt type continuously variable transmission basic structure, transmissi
5、on diagram, working principle and the advantages and disadvantages. According to design requirements, conducted a drive in the design, transmission design and vehicle power than calculated. Metal pulley transmission control program design, the design of metal belt, clutch, intermediate reducer, redu
6、cer, planetary gear mechanism design and computational geometry. Every major sector of the transmission parameters of the design was checked, including three clutch, continuously variable transmission mechanism, planetary row, reducer, differential and so on .According to the design of each axis dia
7、gram, on the shaft and bearing to complete the strength calculation and lifetime calculations.六维论,文.网http:/Key words: strip infinitely variable CVT transmission design developing tendency摘 要钢带无级变速器是一种新型的机械摩擦式无级变速器,具有承载能力强、效率高、平稳性好、环保节能等优良的传动特性,它特别适用于需要传递中大功率而又需无级调速的场合。主要以其在轿车中的应用介绍了它的发展过程和现状,基本结构,传动
8、原理,性能特点和发展趋势。钢带无级变速传动也是汽车理想的传动方式,是各国研究者和汽车公司研究的重点,回顾了钢带无级变速器的发展历史,论述了其研究的重要意义,评述了金属带式无级变速器的国内外研究现状,展望了钢带无级变速器电液控制系统控制策略研究的发展趋势。本文概述了无级变速器的发展历史、分类、特点以及金属带式无级变速器的基本结构、传动简图、工作原理以及优缺点。根据设计要求，进行了传动方案的设计、传动比设计和整车动力性计算。对照传动方案进行金属带轮设计、金属带的设计，离合器、中间减速器、主减速器、行星齿轮机构的几何参数设计和计算。对变速器各个重要机构的参数设计进行了校核，包括三个离合器、无级变速器
9、机构、行星排、减速器、差速器等。根据各个轴的设计简图，对轴和轴承完成了强度计算和寿命计算。关键词：钢带无极变速 CVT 变速器设计 发展趋势1 前言1.1 变速技术发展简介汽车变速器是汽车变速器的重要组成成员，由于汽油机控制的额定转矩范围很广，需要用齿轮传动来控制驾驶时汽车速度的变化。早期的汽车传动系，从发动机到车轮之间的动力传递性是很简单的，发动机驱动一组锥齿减速齿轮，在传递到一根轴和皮带轮上。皮带轮和驱动桥上的链轮之间采用皮带传动，小链轮通过在一个驱动轮上的内齿轮啮合，使汽车行驶，而大链轮用来进行汽车加速。如果汽车遇到上坡，此时汽车爬坡能力不够时，驾驶员就停下车子，是小链轮啮合后再驱动汽车
10、。按传动比的变化方式划分，变速器可分为有级式、无极式和综合式 3 种；按操纵方式划分，可分为强制操纵式、自动操纵式和半自动操纵式 3 种。近年来，随车车辆技术的进步和汽车密度的加大，对变速器的性能要求也越来越高，众多的汽车工程师在对汽车变速器性能的研究中倾注了大量的心血，使得变速器技术取得了飞速发展。1.1.1 MT 手动变速器MT 的英文全称是（manual transmission）中文称为手动变速器。即用手拨动变速杆才能改变变速器内的齿轮啮合位置，改变传动比，从而达到变速的目的。MT 变速箱是目前使用最广泛的变速器，未来手动变速箱的发展趋势是档位不断提高，以使发动机的转矩和转速更好地匹配
11、汽车复杂的工况需求。 1606图 1-1 手动变速器结构图随着人们对汽车驾驭简化的要求不断提高，特别是国人希望能简化汽车操作，手动变速箱的市场必定会受到 AT、CVT 、DCT、三大变速箱的冲击。但 MT 手动变速箱由于机械可靠性高、结构简单、动力性好这些原因，手动变速箱会是变速箱领域重要的组成部分。1.1.2 AT 自动变速器AT 的英文全称是(Automatic Transmission)自动变速箱是由液力变扭器、行星齿轮和液压操纵系统组成，通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。其中液力变扭器是 AT 最重要的部件，它由泵轮、涡轮和导轮等构件组成，兼有传递扭矩和离合的作用。自动变速器
12、具有操作容易、驾驶舒适、能减少驾驶者疲劳的优点，已成为现代轿车配置的一种方向。图 1-2 自动变速器结构图目前国内自动变速箱比较受欢迎，尽管 AT 自动变速器使用的液力变矩器会提高车辆 10%左右的油耗。和当今节能环保的发展趋势相背，但作为自动变速箱中技术最成熟的一款变速箱，AT 在未来一定时间内， AT 自动变速箱仍有广阔的发展趋势，市场占有率将进一步提高。1.1.3 DCT 双离合器变速器DCT 的英文全称是(Double Clutch Transmission).中文意思是双离合器变速箱。也有人称之为 DSG（Direct-Shift Gearbox） ，中文表面意思为“直接换挡变速器”
13、 。大众汽车在 2002 年于德国沃尔夫斯堡首次向世界展示了这一技术创新。 新一代 DCT 变速器采用了双离合器和 6 个前进档的传统齿轮变速器作为动力的传送部件，主要与高扭矩的发动机配合使用。图 1-3 双离合变速器结构图DCT 有一个由两组离合器片集合而成的双离合器装置，由电子控制及液压装置同时控制两组离合器及齿轮组的动作。一个多片式离合器连接 1、3、5 挡和 倒车挡，另一个连接的是2、4、6 挡。在某一档位时，离合器 1 结合，一组齿轮啮合输出动力，在接近换档时，下一挡段的齿轮已被预选，而与之相联的离合器 2 仍处于分离状态；在换入下一档位时，处于工作状态的离合器 1 分离，将使用中的
14、齿轮脱离动力，同时离合器 2 啮合已被预选的齿轮，进入下一档。两个多片式离合器的闭合几乎保持在同一时间内完成，整个过程往往只需要 0.2 秒的时间。目前，国内市场上的汽车中，大众迈腾汽车就使用了 DCT 变速器。相比较目前中国市场上广泛使用的 AT 自动变速器，DSG 可以降低油耗。与传统 MT 手动 变速器相比，在整个换档期间能确保最少有一组齿轮在输出动力，令动力没有出现间断的状况。但相比 AMT 对于 MT 的改动，由于 DCT 变速器的结构和国内常用的 MT 手动变速器相差较大，改进新的生产投入较大。目前 DCT 变速箱面临的主要问题是制造加工的精度要求很高。是以大众集团为首的欧洲车系主
15、推的一款新型自动变速箱。由于大众和一汽汽车、上汽的合作，在我国拥有广泛的市场基础，由此 DCT 变速箱拥有广阔的推广平台。因此，DCT 变速箱的发展前景最为乐观。1.1.4 CVT 机械式无级变速器CVT 的英文全称是(Continuously Variable Transmission)，中文意思是“机械式无级变速器” 。CVT 技术的发展已经有了一百多年的历史，德国奔驰公司是在汽车上采用 CVT 技术的鼻祖， 早在 1886 年就将 V 型橡胶带式 CVT 安装在该公司生产的汽油机汽车上。图 1-4 无级变速器结构图CVT 无级变速器是采用传动带和工作直径可变的主、从动轮相配合传递动力。可
16、以使传动系与发动机工况实现最佳匹配。金属带式无级变速器的系统主要包括主动轮组、从动轮组、金属带和液压泵等基本部件。主动轮组和从动轮组都由可动盘和固定盘组成，与油缸靠近一侧的带轮可以在轴上滑动，另一侧则固定。发动机输出轴输出的动力首先传递到CVT 的主动轮，然后通过 V 型传动带传递到从动 轮，最后经减速器、差速器传递给车轮来驱动汽车。工作时通过主动轮与从动轮的可动盘作轴向移动来改变主动轮、从动轮锥面与 V 型传动带啮合的工作半径，从而改变传动比。1.2 无级变速器的特点综述1.2.1 经济性CVT 可以在相当宽的范围内实现无级变速，从而获得传动系与发动机工况的最佳匹配，提高整车的燃油经济性。德国的大众公司在自己的 Golf VR6 轿车上分别安装了 4-AT 和 CVT进行 ECE 市区循环和 ECE 郊区循环测试，证明 CVT 能够有效节约燃油。安装 4-AT 和 CVT 的大众公司的 Golf VR6 汽车的燃油消耗对比 试验油耗 4-AT CVT
