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1、钢环式无级变速器结构设计/ 15目录第一章绪论 11.1 无级变速器的介绍 11.2 摩擦式无级变速器 11.3 摩擦式无级变速器运动原理 11.4 钢环分离锥式无级变速器的优点 31.5 本次课题设计任务 3第二章钢环分离锥式无级变速器设计方案 42.1 钢环分离锥式无级变速器简图 42.2 传动零件尺寸 42.3 钢环分离锥式无级变速器受力分析 52.4 强度验算 72.4.1 恒功率传动情况时 82.4.2 恒扭矩传动情况时 102.4.3 钢环强度效验计算 11第三章 钢环分离锥式无级变速器的计算 133.1 计算锥轮的尺寸和参数 133.2 钢环的设计 143.3 轴系零件设计 14
2、3.4 调速操纵机构设计 163.4.1 确定齿轮的参数 163.4.2 确定齿条的参数 173.4.3 计算螺杆 163.5 设计箱体 18第四章 强度校核 194.1 刚换强度验算 194.2 校验轴的强度 20设计总结 22致谢 2325参考文献 24附 录：英文文献翻译及原文钢环式无级变速器结构设计摘要钢环分离锥锥轮无级变速器是机械摩擦式的一种变速器，它以钢环为中间原件，以改变主、 从动锥轮的工作半径来实现无级变速。 它能实现对称变速而且无需再设加压装，结构简单，时常将这种变速器应用在传动系统的高速级。首先查找变速器相关资料，了解其传动原理及设计要求和计算公式，选择材料。通过已知给定参
3、数先求出变速器主要零件钢环和主从锥轮的相关尺寸， 再根据已算出的数据和配合关系选定其主要配合原件轴承型号，然后确定锥轮各段长度和大小。再进行轴的设计，通过公式选取轴的最少直径，再结合与锥轮配合关系确定轴的各段长度及选取键和轴键等相关尺寸，根据设计手册选取有关尺寸的配合公差， 选取设计调速操作机构， 再由已知的零件尺寸和配合关系，根据设计手册确定箱体和端盖的基本尺寸，其后对轴和钢环进行强度校核，以确定尺寸是否满足要求。最后由算出的数据用CAD1行绘图。关键词 ：钢环，锥轮，无级变速，齿轮，轴# / 15AbstractThe steel loop separation cone pulley v
4、ariator is the mechanical friction type variators one form. It takes the middle part by the steel loop, the affiliation changes the host, the driven cone pulleys working radius to realize the stepless change, rotates the handwheel, through the gear, the rack and the tension bar causes the transporta
5、ble awl crop rotation end motion, changes the host, the driven cone pulley and the steel loop working radius, thus realizes the speed change. Moreover, its structure is simple, the manufacture is convenient. It mainly uses in the metal-cutting machine tool, the textile machinery and so on high speed
6、 machine. First, find related information transmission, to understand the driving principle and design requirements and the formula, select materials. Parameters given by the first known transmission main parts obtained from the cone round steel ring and the main relevant dimensions have been calcul
7、ated according to the cooperation with selected data and the main bearings with the original model, and then determine the cone length and size of each round . Further design of the shaft, at least by the formula select the diameter of the shaft, combined with the relationship established with the c
8、one wheel shaft length and the selection of the key and the shaft key and other related dimensions, Selected according to the design manual with the tolerances on dimensions, select the design speed operating mechanism, and then from the known size and with the relationship between parts, According
9、to the design manual to determine the basic size of box and cover, then the strength of the shaft and the steel ring checked to determine whether the size to meet the requirements. Finally, the calculated data with CAD for drawing.Key words : Steel loop, cone pulley, limitless speed change, gear, ax
10、i钢环式无级变速器结构设计第一章 绪论1.1 无级变速器的介绍目前在汽车上广泛使用的自动变速技术是将液力变矩器和行星齿轮系组合的自动变速器技术, 在主要汽车制造商生产的轿车中的平均装车率已经达到70%。 但是液力变矩器和行星齿轮系的组合有着明显的缺点 : 传动比不连续, 只能实现分段范围内的无级变速 ; 液力传动的效率较低, 影响了整车的动力性与燃料经济性。 增加变速器的档位数来扩大无级变速覆盖范围 , 就必须采用较多的执行元件来控制行星齿轮系的动力传递, 导致自动变速器零部件数量过多 , 结构复杂 , 保养和维护不便。 所以汽车行业早就开始研究其它新型变速技术，无级变速（CVT）技术就是其中
11、最有前景的一种。1.2 摩擦式无级变速器机械摩擦式无级变速器是利用摩擦力来传递运动和动力的，它有三个基本组成部分：加压装置，摩擦变速机构，调速操纵机构。1. 使传动零件相互压紧，以在接触区内产生所需摩擦力的机构称为加压装置。2. 靠摩擦力传动、且主动和从动零件之间尺寸比例关系可与改变从而获得变速的机构称为摩擦变速机构。3. 改变主、 从动零件相对位置以调节两者之间尺寸比例关系， 从而实现改变传动比，即实现变速的机构称为调速操纵机构。摩擦机构总是由若干个相互接触的轮子所组成（扰性中间元件可看成扰性轮） ，接触部位的形状可以是直线或圆弧曲线，通过改变轮子的相对位置，使接触点沿其中一轮的母线移动或摆
12、动，改变其中某些轮子的工作半径而实现变速。加压装置是影响无极变速传动性能和承载能力的重要部件。加压装置按加压特性分为两种：1. 恒压加压装置工作过程中压紧力始终不变，即压紧力为常量；2. 自动加压装置工作过程中压紧力随着负载的变化而作正比变化。1.3 摩擦式无级变速器运动原理加压装置所提供的压紧力与变速器输出转速的关系称为加压特性。无级变速器的加压特性取决于摩擦机构的型式及其机械特性。在输入转速n1 一定的情况下，无级变速器输出轴扭矩 T2 (或功率P2)与华速n2的 关系称为机械特性、可用图1-2所示坐标系n2-T2 (n2-P2)中的平面曲线T2 (n2)或P2=P (n2)来表征。无级变
13、速器的机械特性大致可以归纳为三种：1)-功率特性一一指输出功率保持不变，如图 1-2中实线所示。这时输 出扭矩和 输出转速呈双曲线关系。在低速运转时，载荷变化对转速影响小，工作中又很高的稳定 性，能充分利用原动机的全部功率。这种机械特性经济性好，适用于起重机、金属切削 机床等的需要。2)扭矩特性一一指输出扭矩为常量，这时输出功率和输出转速呈正比变化，如 图1-2中虚线所示。如果输出扭矩小于负载扭矩，输出转速就立即下降，甚至引起打滑 和运转中断，不能充分利用原动机的输入功率。这种机械特性适用于机床进给机构和某 些干燥机等设备的学要。3)变功率便扭矩特性一一输出转速负载扭矩和功率的变化而变化，其规
14、律复杂多 样，通常按试验方法确定。应当指出，在一般无级比变速器中，可以采用调节压紧力的方式(如用自动加压装 置)，使在一定的转速范围内获得接近恒功率或恒扭矩的机械特性，以满足工作需要。恒压加压装置结构简单，便于布置，能纺织过载，但影响效率和寿命。压紧力可以 由弹簧、离心力、重力、气压或液压提供，其中最常用的是弹簧加压装置。自动加压装置可减小滑动，利于提高效率和寿命，便于实现恒功率传动以充分利用动力，但不能防止过载，使用时应设置安全联轴器等过载保护装置。自动加压可利用弹 性环自动楔紧原理或利用摆动齿轮箱的反作用力矩原理等进行加载。调速操纵机构可根据工作要求采用手动或自动控制方式，其基本原理都是将
15、其中某个轮子沿一个（或几个）轮子的母线作运动以进行调速。考虑到轮子的母线通常为直线或圆弧，所以调速操纵机构可以分为两类：1） 藉移动方式改变轮子的工作半径，适用于母线为直线的轮子。常用机构为：螺旋机构；齿轮- 齿条机构；螺旋- 杠杆复合机构；螺旋 -连杆组合机构；偏心机构等。2） 藉摆动方式改变轮子的工作半径，适用于母线为圆弧的轮子。常用机构为：蜗轮- 凸轮组合机构；齿轮齿条- 正弦组合机构；偏心机构等。1.4 钢环分离锥轮无级变速器的优点钢环分离锥轮无极变速器的特点是：1）钢环具有自动加压作用，能随着扭矩的增加而增大。钢环既是传动零件，又是加压元件。因此，无需另设加压装置，结构简单，制造方便。2）容易产生几何滑动，原因是锥轮顶点与钢环的内锥顶点不相重合所致。为了减小几何滑动和提高传动效率，可不采用线接触而用点接触的结构形式。3）能实现对称型调速（既最大传动imax 与最小传动比 imin 对称于 i=1 的调速） ，i=1/3.23.2 ，调速幅度Rb=10（16）。4） 机械特性与恒功率特性较接近（从动锥轮转速n2 低时扭矩 T2 大，而 n2 高时则T2 小）这
