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1、目录摘要 . I Abstract II 第一章 绪论 1.1 无级变速器的介绍 1 1.2 机械变速器的现状和类别 1 1.3 摩擦式无级变速器 2 1.4 摩擦式无级变速器运动原理 2 1.5 无级变速器的计算准则 31.6 钢环分离锥轮无级变速器的优点 41.7 本次课题设计的任务 4第二章钢环分离锥轮无级变速器设计理论2.1 钢环分离锥轮无级变速简图 52.2 变速器运动学计算 52.3 传动零件的尺寸 7AuYi$?8|52.4 钢环无级变速器受力分析 8c5rQkDW2.5 零件之间初始间隙或过盈 92.6 强度验算 102.6.1 恒功率传动情况时 112.6.2 恒扭矩传动情况
2、时 w:sN122.6.3 钢环强度校验计算 13第三章 钢环锥轮无级变速器的计算3.1 计算锥轮的尺寸和参数 153.2 钢环设计 163.3 轴系零件设计 173.4 调速操纵机构设计18Wm0z+NB 3.4.1 确定齿轮的参数 193.4.2 确定齿条的参数 193.4.3 计算螺杆203.5 设计箱体21第四章 强度校核4.1 钢环强度验算224.2 校检轴的强度22设计总结 24 参考文献 25附录 英文翻译2699:L#0!.W 钢环分离锥轮无级变速器摘 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
3、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C
4、AD进行绘图。关键词：钢环，锥轮，无级变速，齿轮，轴Handing Manipulator Control System Abstract: The steel loop separation cone pulley variator 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 th
5、e stepless change, rotates the handwheel, through the gear, the rack and the tension bar causes the transportable 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 manufactu
6、re is convenient. It mainly uses in the metal-cutting machine tool, the textile machinery and so on high speed machine.Key words: Steel loop, cone pulley, limitless speed change, gear, axi第一章 绪论 1.1 无级变速器的介绍 .CVT(Continuously Variable Transmission)技术即无级变速技术，它采用传动带和工作直径可变的主、从动轮相配合来传递动力，可以实现传动比的连续改变，从
7、而得到传动系与发动机工况的最佳匹配。常见的无级变速器有液力机械式无级变速器和金属带式无级变速器（VDT-CVT），目前国内市场上能见到的、采用了这种技术的只有奥迪、派力奥(西耶那、周末风)、飞度和旗云4款车型。目前，国内汽车厂家奇瑞也掌握了无级变速技术，据报道将于2010年投入生产 无级变速器与常见的液压自动变速器最大的不同是在结构上，后者是由液压控制的齿轮变速系统构成，还是有挡位的，它所能实现的是在两挡之间的无级变速，而无级变速器则是两组变速轮盘和传动带组成的，比传统自动变速器结构简单，体积小。另外，它可以自由改变传动比，从而实现全无级变速使车速变化更为平稳没有变速器换挡时那种“顿”的感觉。
8、图1-1 无级变速器1.2 机械变速器的现状和类别 变速传动装置分为无级变速和有级变速两种。无级变速传动是在某种可控作用下，使机械输出轴转速在两个极值范围内作连续而任意变化的变速传动装置，而有级变速传动则是使机械输出轴的转速在两个极值范围内某一规律作间断变化的变速传动装置。对于做成独立部件形式的无级变速传动装置，成为无级变器。无级变速器有电磁的、流体的和机械的等多种类型。电磁无级变速器可用交流电动机调速（变频、调压等）、直流电动机调速（挑刺通或电枢电压等）。流体无级变速器有液压（节流调速、容积调速或复合调速）、液力（液力偶合器和液力变矩器）、气压等传动。现今，机械摩擦式无级变速器业已广泛用于金
9、属切削机床、轻工、纺织、化工、食品、农业、冶金、运输等机械和仪器仪表等行业。1.3 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，
10、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。1.4 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）与转速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T
11、2（n2）或P2=P（n2）来表征。无级变速器的机械特性大致可以归纳为三种：1) 恒功率特性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) 恒扭矩特性指输出扭矩为常量，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) 变功率便扭矩特性输出转速负载扭矩
12、和功率的变化而变化，其规律复杂多样，通常按试验方法确定。 图1-2 钢环无级变速器的机械特性应当指出，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
