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1、摘要Abstract1绪论11.1 研究的意义及背景11.2 国内外机械无级变速器的研究现状11.3 毕业设计的内容和要求22总体类型的比较与选择32.1 钢球外锥无级变速器32.2 钢球长锥式无级变速器52.3 两类型的比较与选择53主要零件的计算与设计 63.1 输入、输出轴的计算与设计63.2 输入、输出轴上轴承的计算与设计73.3 输入、输出轴上端盖的计算与设计83.4 力口压盘的计算与设计83.5 调速齿轮上变速曲线槽的计算与设计93.6 钢球与主、从动锥轮的计算与设计103.7 调速机构的计算与设计113.8 无极变速器的装配124主要零件的校核144.1 传动部件的受力分析与强度
2、计算144.2 轴承的校核164.3 轴的校核174.4 传动钢球的转速校核194.5 键的校核19参考文献22附录23钢球式无级变速器结构设计摘要：本文简要介绍了摩擦式钢球无极变速器的基本结构、设计计算、材质及润滑等方面的知识， 并以此作为本次无级变速器设计的理论基础。本设计采用的是以钢球作为中间传动元件，通过改变 钢球主动侧和从动侧的工作半径来实现输出轴转速连续变化的钢球锥轮式无级变速器。由钢球、主 动锥轮、从动锥轮和内环所组成。动力由输入轴输入，带动主动锥轮同速转动，经钢球利用摩擦力 驱动内环和从动锥轮，再经从动锥轮，V形槽自动加压装置驱动输出轴将动力输出，调整钢球轴心 的倾斜角0就可达
3、到变速的目的。本设计为恒功率输出特性，输出转速恒低于输入转速，运用于低 转速大转矩传动。本文分析了在传动过程中主、从动轮，钢球和外环的工作原理和受力关系；通过 受力关系分析，并针对具体参数对输入轴、输出轴、端盖、加压盘、主动追率、从动锥轮、涡轮盘 等进行了计算与设计。并对调速结构进行合理设计。本文根据传动锥轮的工作应力和材料疲劳强度， 建立起锥面传动功率、锥轮直径与材料疲劳寿命及可靠度等因素之间的关系，合理设计锥轮的结构 尺寸。关键词：无级变速器、摩擦式、钢球锥轮式、设计Design of ball-type CVTAbstract： This paper briefly describes
4、the basic structure, design calculations, materials and lubrication knowledge of friction ball CVT, and theoretically bases on this as a continuously variable transmission design. This design adopts the method of steel ball as an intermediate drive component, and changing the working radius of the a
5、ctive side and driven side to achieve the continuous variation of the output shaft speed cone wheel CVT ball, which composes steel ball, active cone wheel, driven wheels and the inner cone. Input shaft inputs power to drive the same speed active cone wheel rotation, and through the ball friction to
6、drive the inner cone and wheel drive, and then through the driven wheel cone, V-shaped groove automatic compression devices of drive the output shaft will output power, and adjusting the ball axis tilt angle P can achieve the purpose of changing speed. The design is for the constant power output cha
7、racteristics, and output rotating speed is lower than input rotating speed constantly, used in low speed for high torque drive. This paper analyzes the working principle and force relations of the main, driven wheel, steel ball and outer ring in the transmission process. Through force relationship a
8、nalysis, we calculate and design on the input shaft, output shaft, cover, pressure plate, active recovery rate, the driven bevel wheel, turbine disc, etc on account of specific parameters, and reasonably design the speed controlling structure, the drive cone wheel stress and material fatigue strengt
9、h, This essay establishes a drive power cone rate, cone wheel diameter, material fatigue life and relationship between reliability factors, and rationally design the size of cone wheel, according to work force and material fatigue life of the drive cone wheel.Keywords: continuously variable transmis
10、sion, friction, steel ball cone wheel, design1绪论1.1研究背景及意义机械无极变速器是一种传动装置，其功能特征主要是：在输入转速不变的情况下， 能实现输出轴在一定范围内连续变化，以满足机械或生产系统在运转过程中各种不同工 况的要求：其结构特征主要是：需由变速传动机构、调速机构及加压装置或输出机构三 部分组成。机械无级变速器的适用范围广，有在驱动功率不变的情况下，因工作阻力变化而需 要调节转速以产生相应的驱动力矩者（如化工行业中的搅拌机械，即需要随着搅拌物料 的粘度、阻力增大而能相应减慢搅拌速度）；有根据工况要求需要调节速度者（如起重 运输机械要求随
11、物料及运行区段的变化而能相应改变提升或运行速度，食品机械中的烤 干机或制药机械要求随着温度变化而调节转移速度）；有为获得恒定的工作速度或张力 而需要调节速度者（如断面切削机床加工时需保持恒定的切削线速度，电工机械中绕线 机需保持恒定的卷绕速度，纺织机械中的浆纱机及轻工机械中的薄膜机皆需调节转速以 保证恒定的张力等）；有为适应整个系统中的各种工况、工位、工序或单元的不同要求 而需协调运转速度以及需要配合自动控制者（如各种各样半自动或自动的生产、操作或 装配流水线）；有为探求最佳效果而需变换速度者（如试验机械或李心机需调速以获得 最佳分离效果）；有为节约能源而需要进行的调速者（如风机、水泵等）：此
12、外还有各 种规律的不规律的变化而进行速度调节以及实现自动或程序控制等。综上所述，可以看出采用无极变速器，尤其是配合减速传动时进一步扩大其变速范 围与输出转矩，能更好的适应各种工况要求，使之效能最佳，在提高产品的产量和质量。 适应产品更换需要，节约能源，实现整个系统的机械化、自动化等各方面皆具有显著的 效果。故无极变速器目前已成为一种基本的通用传动形式，应用于纺织、轻工、食品、 包装、化工、机床、电工、起重运输矿山冶金、工程、农业、国防及试验等各类机械。1.2国内外机械无极变速器的研究现状国内：我国最早是在一汽生产的CA770红旗轿车上装备了自动变速器。国内CVT的 批量装车始于2003年，目前
13、正以递增的态势发展。在CVT方面的研究我国尚处于起步阶段，自“九五”期间开始，轿车金属带式 无级自动变速器的开发和研制已经被列入国家的重大科技攻关计划，由吉林工业大学、 东北大学、东风汽车公司合作，共同承担并完成了这个攻关项目，对CVT技术进行实 用化研究，在CVT传动机理、CVT控制策略、CVT数字建模与仿真等方面，取得了一 些突破性成果并成功试制出国内首台CV T产品，进行了台架实验和道路实验，取得了 一些宝贵的实验数据和开发经验，目前该课题组仍在进行CVT的开发研究工作。目前我国CVT已进入使用阶段，据报道，一汽大众生产的大排量6缸内燃机(2. 8L)的奥迪A6轿车上装备的带式无级变速器
14、CVT ,能传动功率为142 kW，扭矩为280 Nm ,已能达到轿车实用的要求。国外：CVT技术的发展，可以追溯到十九世纪末，德国Daimler- Benz公司在 1896年就将V型橡胶带式无级变速技术用于该公司生产的汽车上，但材料较差、传递 力矩小，没有什么实用价值。自从冯杜纳博士的VDT公司于20世纪80年代研制成功金属带式无级变速器并使 之进入商品化阶段后，目前世界度宽钢带和一个高液压控制系统。通过采用这些先进 的技术来获得较大的转矩能力，日产公司研究开发CV T的电子控制技术，传动比的改 变实行全档电子控制，汽车在下坡时可以一直根据车速控制发动机制动，而且在湿滑 路面上能够平顺地增加
15、速比来防止打滑。日产公司还计划将它的CV T的应用范围从 1.0L扩大到3.0L的轿车。另外，日本三菱、富士重工也都在不断改进无级变速器，从 而实现汽车从有级变速阶段向无级变速阶段的飞跃。据统计，截止2005年底，装备金属带式无级变速器的轿车已达500万辆。由最初 的日本、欧洲，已经渗透到北美市场。随着上已出现了一批生产金属带式无级变速器 的厂家。日本本田汽车公司和VDT变速器公司共同研制的新型无级变速器已装备在了本 田公司的轿车上。包括通用汽车公司在内的国外企业都在加速发展无级自动变速器技 术。进入九十年代，日产公司开发了一种为中型轿车设计的包含一个手动换档模式的CV T。新型CV T采用一
16、个最新研制的高强电子控制技术、材料及加工技术的进步，CV T 未来的发展将成本更低廉、控制更便捷、使用范围更广泛。因此无级变速汽车是当今汽 车发展的主要趋势。1.3毕业论文设计内容和要求设计内容：小功率机械无极变速器结构的十二级；比较和选择合适的方案，无极变 速器的结构设计与计算；对关键部件进行强度和寿命校核。设计要求：输入功率P=2.2Kw，输入转速n=1500rpm，调速范围R=10；结构设计室 应使制造成本尽可能低；安装拆卸要方便；外观要匀称，美观；调速要灵活，调速过程 中不能出现卡死现象，能实现动态无级调速；关键部件满足强度和寿命要求；画零件图 和装配图。2总体类型的选择钢球锥轮式无级变速种类繁多，在此，我只选择了两种方案供参考，作比较，选出 比较理想合理的方案。该两种方案分别是钢球外锥式（Kopp-B型）无级变速器和钢球内 锥
