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微型轿车无级变速器设计——分体带轮式无级变

类别:公司新闻   发布时间:2020-01-25 10:10   浏览:

  全套策画 CAD 或三维图, 接洽 各专业都有 摘 要 目前机器动弹使用的带式无级变速器要紧是带传动无级变速器。 广大使用于机器、 石油汽车等行业。 机器、 石油行业多采用橡胶宽 V 带式,自愿档汽车采用金属带式无级变速器。 无级调速道理目前要紧采用表洋身手专利引进的挤压带传动式带传动无级变速身手, 调速挤压力形成的要紧题目: ①橡胶 V 带磨损、 热变形要紧, 寿命短, 承载本事消浸; ②金属带本钱高; ③调速时主、 从动轮传动带不正在统一办事平面内; ④传动带承载本事盘算胜过柔性体传动的欧拉公式边界; ⑤带轮槽为弧线样式, 加工本钱高, ...

  全套策画 CAD 或三维图, 接洽 各专业都有 摘 要 目前机器动弹使用的带式无级变速器要紧是带传动无级变速器。 广大使用于机器、 石油汽车等行业。 机器、 石油行业多采用橡胶宽 V 带式,自愿档汽车采用金属带式无级变速器。 无级调速道理目前要紧采用表洋身手专利引进的挤压带传动式带传动无级变速身手, 调速挤压力形成的要紧题目: ①橡胶 V 带磨损、 热变形要紧, 寿命短, 承载本事消浸; ②金属带本钱高; ③调速时主、 从动轮传动带不正在统一办事平面内; ④传动带承载本事盘算胜过柔性体传动的欧拉公式边界; ⑤带轮槽为弧线样式, 加工本钱高, 加倍无法正在家用电动轿车一般使用等。 通过调研认识, 采用分体带轮布局策画, 开采新型带传动无级变速器, 使其能满意家用微型轿车应用恳求, 调速时带轮分体正在调速机构的用意下能够沿径向贯串膨胀或减弱, 到达改革带轮的办事直径, 告竣无级变速主意, 肃清了用意正在V带侧面的挤压力带轮的题目。 结业课题论文讨论要紧杀青了以下办事: 1、 对分体带轮带传动无级变速器的办事道理以及各部门的要紧功用认识, 阐述了新型 V 带无级变速器能够满意传动恳求; 2、 维系策画参数的恳求, 杀青了 分体带轮带传动无级变速器要紧零件(锥体轴和带轮分体等) 的布局尺寸策画; 讨论办事赢得以下成效: 1、 立异提出分体带轮布局, 通过调速驾驭机构能够改革主从动带轮的办事直径, 告竣贯串无级变速; 2、 布局轻易, 本钱低, 合用性强〔可符合遍及 V 带、 平带、 圆带、楔型带无级变速) ; 3、 调速时肃清了用意正在传动带侧面的挤压力, 减幼由此形成的传动带的过大磨损等题目; 4、 总结出分形式 V 带传动无级变速器的有用圆周力盘算法子。 闭节词: 带式传动; 无级变速器; 分体带轮 ABSTRACT The belt-type continuously variable transmission (CVT) has been widely used in the mechanics and the fields of petroleum and automobiles nowadays. To be exact, the rubber V-belt CVT is adopted for the mechanics and petroleum, while the metal CVT is used for automatic automobile. The working principle of CVT is mainly based on the technology of the pressed belt type CVT, which is of abroad technology patent. The main problem involves (1) the likely wear of rubber V belt the serious deformation from heat, the short service life and the reduced capacity of carrying. (2 ) the high cost of metal belt. (3 ) The main belts and auxiliary belts are not in the same working horizon when regulating speed. (4) The calculation on carrying capacity is beyond the format. (5) The pulley sleeve is in the form of curve, and the cost of production is too high. By careful analysis, The use of the structural design of split pulley, development of new CVT Belt Drive, To enable them to meet the requirements of domestic use of electric cars。 It proves to reduce the wear of belt and avoid misalignment of pulleys to a large extent by adopting the parted pulleys and unique mood to vary speed. The study work has been completed as follows: 1. It proves that this new type of CVT can meet the driving requirement by analyzing the working principle of CVT with parted pulleys and main functions of each component. 2. The dimension of main components of CVT with parted pulleys has been designed in fully compliance with the requirement of design parameters. 3. The design plan has been optimized and the best parameters of construction of CVT with parte pulleys has been determined by the stress analysis, with the result that the parted block can change the working diameter by means of moving radially. The following achievement has been made: 1. The parted pulley construction has been designed in the new way. 2. The construction is simple, the cost is low and the application is wide. 3. The pressing force acting on the side of transmission belt is eliminated when regulating speed, hereby, the wear is greatly reduced. 4. Summarized split CVT V-belt drive of the effective Circumference force method of calculating. Key words: belt-type transmission; continuously variable transmission (CVT); parted pul 目 录 引子 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1 机器无级变速器的概略 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1. 1 分类及使用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1. 2 国表里讨论状况 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1. 3 带式无级变速器的特征及存正在的题目 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1. 4 课程策画实质及事理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1. 4. 1 策画做事 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1. 4. 2 策画实质 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 5 7 10 10 10 2 幼功率微型电动轿车无级变速器办事道理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2. 1 计划认识 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2. 2 布局构成 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2. 3 办事道理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2. 4 要紧本能参数 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2. 4. 1 传动比 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2. 4. 2 变速比带 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2. 4. 3 滑动率 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 11 13 13 13 14 14 3 分体带轮及锥体的策画 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 3. 1 带传动参数盘算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3. 2 锥体及分体策画 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3. 3 带传动盘算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3. 4 带轮布局 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 16 18 24 4 轴及轴承的策画 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 4. 1 轴的初策画 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4. 2 要紧轴承选用与校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4. 3 轴向尺寸确定 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4. 4 轴的校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4. 4. 1 按弯扭合成强度要求校核轴的强度 . . . . . . . . . . . . . . . . . 4. 4. 2 按疲困强度盘算危急截面的安详系数 . . . . . . . . . . . . . . . 4. 4. 3 静强度安详系数校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 27 29 29 29 32 33 4. 4. 4 轴的刚度校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4. 5 键强度校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4. 5. 1 花键强度校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4. 5. 2 输入输出平键强度校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4. 6 分形式 V 带传动无级变速器的有用拉力盘算 . . . . . . . . . . . . . . 4. 7 汽车驱动力与行驶速率校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 37 37 38 39 42 5 调速机构策画 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 5. 1 调速机构综述 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5. 2 液压机构策画 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5. 2. 1 液压缸的策画盘算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5. 2. 2 速率输出弧线 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 45 46 49 结 论 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 致 谢 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 参考文件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 引子 有人说, 垂老保守的人无法承担新事物。 但无级变速器(CVT) 的观念却是莱昂纳多达芬奇(Leonardo da Vinci) 早正在500多年前就曾经提出了, 现正在, 无级变速器正在少许汽车中将代替行星齿轮自愿变速器, 从这个事理上讲, 垂老保守的人却曾经走正在了前面。 底细上, 自1886年申请第一台环形CVT专利后, 这项身手就曾经取得了细化及改正。 当今, 多家汽车创设商(囊括通用汽车、 奥迪、 本田和日产) 正正在缠绕CVT策画动力传动编造。 读过相闭自愿变速器布局和功用的实质, 就会分明变速器的用意是改革汽车发起机和车轮之间的速比。 换句话说, 没有变速器的汽车惟有一个档位, 这个档位使汽车以期待的最高速率行驶。 联思一下, 您驾驶着一辆惟有一档或三档的汽车, 惟有一档的汽车从全部造止形态寻常加快, 而且能够攀爬险峻的坡地, 但它的最高速率将范围正在每幼时几公里。 另一种状况下, 惟有三档的汽车将以130公里/幼时的速率正在公途上飞奔,但正在起动后, 险些没有加快率, 况且不行爬坡。 是以, 跟着驾驶要求的更改, 变速器的应用能够正在从低到高的档位边界内更有用地欺骗发起机扭矩, 并能够手动或自愿驾驭这些档位。 无级变速器与守旧的自愿变速器分别, 它不带一组齿轮构成的齿轮箱, 这意味着它没有联锁齿轮。 最常见类型的CVT能够正在策画考究的皮带轮编造上操作, 该皮带轮编造能够正在最高等位和最低档位间供应无穷的可变性, 而没有不贯串的环节或换档。 车辆运转进程的自愿变速连续是人们谋求的标的, 也是目前汽车身手发扬到高级阶段的记号。 机器无级变速器是一种传动安装, 其功用特性是: 正在输入转速稳固的状况下, 能告竣输出轴的转速正在必定边界内贯串 变革, 以满意呆板或出产编造正在运行进程中各类分别工况的恳求。 采用无级变速器, 加倍是正在配合减速传动时进一步扩张其变速边界与输出转矩, 能更好地符合各类机器的工况恳求, 使之效劳最佳化。 正在升高产物的产量与质地, 符合产物变换的需求, 俭朴能源, 告竣全部编造的机器化、 自愿化等各方面都有明显的成就。 跟着环球能源垂危的接续加深, 石油资源的日趋穷乏以及大气污染、环球气温上升的危险加剧, 各国当局及汽车企业一般理解到节能和减排是改日汽车身手发扬的主攻偏向, 发扬幼排量汽车(如图 1. 1 所示) 将是处理这身手难点的最佳途径。 加倍正在国度最新发布的微型汽车下乡 战略下, 将使微型轿车的更疾普及, 其商场占据量会接续升高。 假使可能正在微型汽车的本原上使用无级变速身手, 会大大升高汽车的应用本能。不过面临着带传动式无级变速器过高的本钱等题目, 咱们需求开采出新型的无级变速器, 可能正在处理 V 带侧面的挤压力题目的同时, 能够挣脱太甚依赖进口无级变速器, 告竣自立学问产权。 微型轿车曾经朝着高本能, 高普及, 低价钱化发扬, 是以需求开采出一种新型的无级变速器,相应国度战略。 无级变速器目前曾经成为一种根基的通用传动型式, 使用于纺织、轻工、 食物、 包装、 化工、 机床、 电工、 起重运输、 矿山冶金、 工程、农业、 国防及试验等百般机器, 已被开采成各品种型, 并已系列化出产。汽车行业应用的机器无级变速器不光要能正在较大的边界内改革汽车驱动轮上的速率巨细, 况且还要能包管正在较大边界内改革驱动轮上的转矩巨细。 除此以表, 还应当包管汽车拥有最佳的动力性和燃油经济性。 是以,车辆无级变速用具有节油、 掌管便利、 行驶安逸等特征。 它能使整车拥有更好的驾驶本能、 杰出的行驶本能, 升高行车安详性, 消浸了 废气排放。 当踩下带有无级变速器汽车的加快踏板时, 您就会当即感触赴任异。发起机的动弹能直接上升到它形成最大功率的转速, 并连结该速率。 但汽车不会当即相应。 过须臾, 变速器先河办事, 对汽车举行怠缓、 坚固的加快, 而无需任何换档。 表面上, 带有 CVT 的汽车到达 100 公里/幼时比拥有不异发起机和手动变速器的不异汽车疾 25%。 这是由于 CVT将发起机运行弧线上的每一点都转化成了它自己运行弧线上的相应点。 CVT 正在登山时同样高效。 因为 CVT 无级地轮回降低至适合于驾驶要求的传动比, 是以不存正在“齿轮颤动” 。 而守旧的自愿变速器要来回换档, 以测验寻找适合的档位, 云云就卓殊低效了。 图 1. 1 海马 A0 级轿车 ME 1 机器无级变速器的概略 1 .1 分类及使用 机器无级变速器可分为摩擦式、 链式、 带式和脉动式四大类。 1) 摩擦式无级变速器 变速传动机构是欺骗主、 从动元件(或通过中心元件) 正在接触处形成的摩擦力举行传动, 并通过改革接触处的办事半径告竣无级变速的。 2) 链式无级变速器 变速动机构是由主、 从动链轮及套于其上的刚质挠性链构成, 用链条足下两侧面与举动链轮的两锥盘接触所形成的摩擦力举行传动, 并通过改革两锥盘的轴向隔断以调理它们与链的接触名望和办事半径, 从而告竣无级变速。 3) 脉动式无级变速器 变速传动机构要紧有3到5相连杆机构构成,北京pk10官方注册网站手机注册 或者是连杆与凸轮、 齿轮等机构的组合, 其办事道理与连杆机构不异, 但为使输出轴可能获取贯串的挽救运动, 这里需求摆设输出机构。 4) 带式无级变速器 与链式无级变速器肖似, 它的变速传动机构是由举动主动带轮的两对锥盘及张紧正在其上的传动带构成。 其办事道理也是欺骗传动足下两侧与锥盘接触所形成的摩擦力举行传动, 并通过改革两锥盘的轴向隔断以调理他们与传动带的接触名望和办事半径, 从而告竣无级变速. 个中需求特殊陈述的是正在汽车行业中使用广大的金属带无级变速器。 金属带(又称钢带) 无级变速器采用 V 形金属挠性零件举动传动介质, 借帮于摩擦来举行传动, 并通过与 V 形胶带无级变速传动不异的变速道理来告竣无级变速。 这种 V 型金属带无级变速传动比 V 形胶带无级 变速传动结果要高, 有转达功率大、 办事寿命长等益处, 近少许年来已成为汽车变速器讨论的核心。 它的办事道理与 V 形胶带传动相仿, 都是借帮摩擦用意来举行传动。 V 型胶带传动是由带的张紧力来形成摩擦力,并通过带的拉力来转达动力。 V 形钢带传动是由金属环带的张紧力形成摩擦力, 不靠带的拉力来转达动力, 而是通过楔形金属带块的推力来转达动力。 机器无级变速器的合用边界对比广大, 有的正在驱动功率固定的状况下, 因办事阻力变革而需求调动转速以出产相应的驱动力矩者(如化工行业中的搅拌机器, 即恳求跟着搅拌物料的粘度、 阻力增大而能相应减慢搅拌速率) ; 有的是依照工况恳求需求调动速率者(如起重运输机器恳求随物料及运转区段的变革而能相应改革晋升或运转速率, 食物机器中的烤干机或造药机器恳求跟着温度变革而调动转动速率) ; 有的是为获取恒定的办事速率或张力, 需求调动速率者(如端面切削机床加工时需连结恒定的切削线速率, 电工机器中的绕线机需连结恒定的卷绕速率, 纺织机器中的浆纱机及轻工机器中的薄膜机需求调动转速以连结有恒定的张力等) ; 有的是为符合全部编造中各类工况、 工位、 工序或单位的分别恳求而需妥协运行速率以及需求配合自 动驾驭者(如各类各样半自愿或自 动的出产、 操作或装置流水线) ; 有的是为俭朴能源而需举行调速者(如风机、 水泵等) ; 其余, 又有的是根据各类次序的或不次序的变革恳求, 而举行速率调动以及告竣自愿或步伐驾驭的等。 1 .2 国表里讨论状况 机器无级变速器是适合现今出产工艺流程机器化、 自愿化发扬, 以及革新机器办事本能的一种通用传动安装。 它的研造正在表洋己经有百余年的史册了, 初始阶段因为受到要求的范围, 进步怠缓。 直到20世纪50年代从此, 一方面跟着科学身手的兴旺发扬, 材质、 工艺和润滑方面的 范围要素接踵取得处理, 另一方面跟着经济的发扬, 需求的赶疾添补,相应地鞭策了机器无级变速器的研造和出产, 使各品种型的系列产物敏捷增加并获取了广大的使用。 国内的机器无级变速器是正在20世纪60年代前后起步的, 根基上是举动专业机器, 如纺织、 机床及化工机器等的配套零部件应用。 由专业机器厂举行仿造和出产, 种类规格不多, 产量也不大。 直到80年代中期从此, 大批引进表洋各类前辈配置, 跟着工业出产今世化以及自愿流水线的赶疾发扬, 对机器无级变速器种类、 规格和数目方面的需求都有了大幅度添补。 正在这种式样下, 专业厂先河设立修设并举行范畴化的出产, 少许上等院校也接踵展开了这方面的讨论办事, 短短十几年间, 系列产物已囊括机器无级变速器现有的摩擦式、 链式、 带式和脉动式四大类及其各类要紧的布局型式, 初阶满意了出产发扬的需求。 与此同时, 学会、 协会及谍报网机闭的接踵设立修设, 并先后拟定了一系列的国度尺度和行业尺度, 使机器无级变速器发扬成为机器界限中的一个新兴的行业。 正在出产践诺中犹如齿轮、 联轴器那样, 机器无级变速器已成为一种通用的零部件, 广大使用于各类机器。 进入20世纪90年代,汽车工业对无级变速器身手的讨论开采日益注意, 格表是正在微型汽车中,无级变速身手被以为是汽车业发扬的闭节身手。 环球科技的迅猛发扬,使得新的电子身手与自愿驾驭身手接续被采用到了无级变速身手中。 因为无级变速身手能够告竣传动比的贯串改革, 从而取得传动编造与发起机工况的最佳成亲, 升高了整车的燃油经济性和动力性, 革新驾驶员的掌管便利性和乘员的乘坐安逸性, 因此它是理思的汽车传动安装。 目前汽车行业多采用表洋专利身手的金属带式无级变速器。 带式无级变速用具有布局轻易、 传动安稳、 价钱低廉、 不需润滑及能够缓冲吸振等特征, 是机器无级变速器中使用最广大的一种变速器。近年来, 格表是正在汽车工业、 家用电器和办公机器以及各类新型机器装 备中应用己相当一般。 科学身手的提高, 使得带传动的办事本事明显加强。 V型金属带式无级变速传动是新显示的一种无级变速传动, 其所采用的V型金属带刚性化是刚性链柔性化的结果。 V 型 金 属 带 式 无 级 变 速 传 动 ,最 早 是 由 荷 兰 VanDoorne s Tansmissie (VDT) 公司开采的, 现正在己经广大应用于多种汽车变速器中,并维系电、 液自愿驾驭与盘算机身手, 告竣了自愿驾驭机器无级变速传动, 使得汽车的行驶和操作特征大大革新, 显示出了宽敞的使用远景。 1. 3 带式无级变速器的特征及存正在的题目 带式无级变速器的根基布局和传动道理与带传动根基不异, 如图1. 2所示。 当主动办事轮动弹时, 欺骗张紧的金属带与锥轮之间的摩擦力,将运动和动力从主动轮转达到从动轮上, 并可通过掌管机构改革带正在锥形带轮上的办事名望, 使主、 从动锥轮的办事直径能贯串爆发改革, 从而告竣无级变速。 图 1. 2 带式无级变速器道理图 带式传动依照传动带的样式分别能够分为平带无级变速器和V带无级变速器两品种型. 正在平带的无级变速器中, 带轮为圆锥状, 欺骗平带沿带轮的轴向转移来告竣变速, 这种变速办法调速边界较幼, 转达功率不大, 变速器表形尺寸较大。 V带无级变速器的带轮由圆锥盘构成, 欺骗圆锥盘的轴向相对转移来改革V带槽的宽度, 从而可使V带办事于分别的办事直径处, 告竣无级变速。 要紧有以下几种变速办法: 1) 调动核心距变速办法 这种办法的一个带轮是由夹紧带传动的两对圆锥盘构成, 其锥盘可作轴向转移, 其上设有弹簧压紧安装, 此带轮称为可变速带轮(或称为变速带轮) , 另一个为遍及的固定办事直径的带轮。 当改革两带轮的核心距时, 借帮传动带的张紧力与弹簧的压紧力彼此用意, 使变速带轮的可动锥盘做轴向转移, 从而改革传动带正在带轮上的接触名望及相应的办事直径, 到达变速的主意。 2) 双带轮变速办法 这种变速办法采用了两个带轮槽宽度均可变革的带轮, 个中一个是装有压紧安装的变速带轮, 另一个带轮装有调动机构, 可调动带轮两锥盘的隔断, 故称图中的下带轮为调速带轮。 它是通过调动调速带轮的V带槽宽度, 并欺骗传动带的张紧力和弹簧的压紧力使变速带轮的带槽宽度作相应的改革。 因为核心距固定稳固, 从而使主, 从动轮的办事直径成反比例闭联变革, 由此能够获取较大的变速边界。 这种变速办法布局较杂乱, 本钱较高, 但其变速边界较大, 因此使用较为广大。 3) 中心带轮变速办法 正在原动机和从动机上分辩装置的主、 从动带轮均为遍及带传动中的固定带轮, 正在主从动带轮之间设一中心变速带轮安装。 此变速带轮拥有两个V形槽, 带轮表端的两锥盘固定不动, 中心是一个可轴向转移的双锥 盘。 变速带轮一个V形槽的传动带贯串原动机的主动带轮, 另一个V形槽中的传动带贯串办事机上的从动带轮。 调动中心变速带轮距主、 从动带轮的隔断, 借帮于带的张力, 改革变速带轮上的两个V形槽的宽度, 就能够告竣无级变速, 况且获取较大的变速边界。 4) 调动带轮轴向名望告竣变速的办法 调动主、 从动带轮圆锥盘的轴向名望与槽宽, 即可改革轮与带的接触名望和办事半径, 从而告竣调速。 调动带轮轴向名望普通采用弹簧或螺杆与调速手轮, 也可采用各类式样的杠杆机构, 还能够采用液压安装等其他办法。 以上陈述了带传动为了告竣无级变速的各类调速办法, 从中咱们能够看出存正在着少许亏空之出, 比方, 无论是调动核心距变速办法, 照旧双带轮变速办法, 都欺骗了带的张紧力与弹簧的张紧力使带与带轮彼此用意, 而改革了带槽宽度来调动了带轮的直径, 从而告竣变速。 不难看出, 这种调速办法直接导致了带与带轮之间的热烈摩擦, 从而删除了带的应用寿命, 况且云云调速不行包管两个带轮的核心永远正在一条核心线上, 不妨爆发少许偏幸, 会对传动结果形成影响。 因为带式无级变速器的传动本能很迫近于汽车所需求的理思的恒功率特征, 因此多年来连续吸引着人们去寻找开采新型的汽车用带式无级变速器。 为了勘误目前带式传动无级变速器存正在的少许亏空。 咱们维系汽车无级变速器身手讨论, 通过调研认识及材料查新, 提出了新型带传动无级变速身手讨论课题。 1. 4 课程策画实质及事理 1 . 4. 1 策画做事 微型轿车的无级变速边界: 1. 25~0. 5 变速比:b R =maxbi/minbi =2. 5 传动功率: 10KW 传动核心距: 约为 400mm 输入转速为: 2500r/min, 发起机机经济转速为 1000 r/min~2500 r/min, 探讨到微型轿车重量轻, 行驶速率恳求不上等特征, 策画车最高转速为 100km/h。 常用减速器减速比为ai =5, 因此总的传动编造传动比为tabii i=6. 25~2. 5。 1 . 4. 2 策画实质 1) 新型带传动无级变速器布局策画 确定幼功率带传动无级变速器的布局, 维系策画参数的恳求, 杀青幼功率微型轿车带传动式无级变速器要紧零件(锥体和带轮分体等) 的布局尺寸策画; 2) 针对本策画的布局, 阴谋出分形式带轮无级变速器的有用拉力盘算模子; 2 幼功率微型电动轿车无级变速器办事道理 2. 1 计划认识 正在带式无级变速器中, 若要告竣变速即输出转速变革, 务必改革其传动比, 而传动比的改革需求通过改革带轮办事直径来告竣。 正在目前的带式无级变速器中, 均采用宽V带传动, 并把带轮正在轴向分成两半, 通过改革两半带轮之间的隔断告竣带办事直径的变革。 固然云云的无级变速器己成为身手成熟的使用产物正正在出产, 但它存正在的题目是禁止粗心的,那即是正在改革两半带轮之间的隔断时, 带与带轮之间存正在要紧的摩擦,寿命很低, 因此目前许多课题都正在戮力于升高带传动无级变速器的寿命上。 然而, 改革V带的办事直径办法, 除改革两个半轮之间的轴向名望表,还能够欺骗分形式带轮的分体径向转移。 恰是出于这种探讨而举行新型带传动幼功率无级变速器的讨论, 使其可能正在微型轿车上取得应用。 2. 2 布局构成 分体带轮无级变速器由分体带轮、 调速安装、 掌管机构、 V 带以及箱体等部门组成, 见图 2. 1。 图2. 1 分体带轮无级变速器道理图 1. 分体带轮 分体带轮, 顾名思义即是将带轮瓦解, 由隔离的孑立的带轮分体与锥体构成带轮。 1) 带轮分体 带轮分体下端是燕尾状布局, 能沿锥体上的燕尾槽自正在滑动, 而且被锥体动员(或者动员锥体动弹) , 分体带轮由五个带轮分体与一个锥体组成。 2) 锥体 锥体上开有五个燕尾槽, 带轮分体的下端能正好装置正在燕尾槽中,而且能沿锥体的燕尾槽自正在滑动改革带轮的直径巨细。 锥体两个端面有延长部门, 起要紧用意是: 正在其上装置推力轴承, 通过与掌管机构彼此配合, 告竣锥体部门的轴向运动, 该零件的要紧部门是锥体, 后面的锥体布局要紧是指其锥体部门。 其布局如图2. 2所示 图2. 2 锥体布局 3) 花键轴 通过花键轴, 锥体能够正在其轴向偏向上足下转移, 从而能够改革分体带轮的办事半径巨细。 同时锥体通过花键轴用意告竣输入或输出扭矩,进运动力传输。 2. 掌管机构: 正在掌管机构的用意下, 调动分体带轮中锥体轴的走向, 从而改革带轮分体正在锥体上的名望, 到达无级变速器的主意。 3. V 带 : 嵌正在带轮分体的V槽内, 当主动带轮动弹时, 欺骗张紧的带与带轮分体之间的摩擦力, 将动力从主动带轮转达到从动带轮上, 起到转达动力的用意。 4. 箱 体 : 起到固定带轮分体的用意, 包管运动的无缺性。 2. 3 办事道理 如图2. 1所示, 通过花键轴3动员主动锥体1动弹, 欺骗锥体1和分体带轮2的燕尾槽配合, 通过支架向右饱舞锥体1, 因为分体扇形块轴向名望稳固, 锥体1相对带轮处的运动半径逐步增大, 则分体带轮沿锥体1上的径向滑道向表膨胀, 以此增大带轮的办事直径. 同时, 从动分体带轮内的锥体正在动弹的同时也轴向转移, 从而饱舞轴向名望稳固从动分体带轮,分体沿锥体上的径向滑道向内减弱。 此时因为传动带的长度是固定稳固的, 传动带拥有必定的弹性, 是以减幼了从动轮的办事直径, 从而改革主、 从动带轮的办事直径的比值, 如斯告竣无级调速的主意。 2. 4 要紧本能参数 2. 4. 1 传动比 与其他无级变速器传动不异, 带式无级变速器的传动比i 的表达式为: ninD1221D (2.1) 式中 n1、 D1一分辩为主动轮的转速和办事直径; n2、 D2一分辩为从动带轮的转速和办事直径 2. 4. 2 变速比带 带式传动无级变速器的变速边界取决于带轮办事直径的相对变革量, 带轮直径从d名望到达D名望时的V带转移量来确定。 如图2. 3所示,当带轮分体正在锥体的最右端时, 变速比为0. 5。 当带轮分体运动到锥体的最左端时, 变速比为1. 25。 由图2. 3能够看出来, 带轮的变速边界和锥体的轴向转移量相闭, 假使要扩张变速边界, 能够添补或减幼带轮正在最大端或最幼端的直径。 图2. 3 带式传动无级变速器 2. 4. 3 滑动率 带传动是靠摩擦传动, 带与带轮之间存正在有滑动。 带轮、 传动带及负载率分别, 变速器滑动率 分别。 为了 包管带式无级变速器寻常办事并拉长寿命, 应尽量删除滑动和避免打滑。 3 分体带轮及锥体的策画 3. 1 带传动参数盘算 举行带轮及锥体策画, 起初应按带传动策画进程举行根基带传动的盘算, 由于能够把无级变速算作传动比贯串变革的带传动, 而正在某个固定的传动比处仍适宜根基带传动的盘算。 1) 策画功率 dAPK P (3.1) 式中 AK 工况系数, 查表取1. 2 得dP =1. 1x10=12kW 2) 选定带型 传动比: dnind进出入出 (3.2) i 的取值边界是: 0. 5-1. 25, n入输入转速为恒定值 2500r/min, 传动比为 0. 5 时的输出转速:0.5n出= n入/i =2500/0. 5=5000r/min, 传动比为1. 25 时的输出转速: 1.25n出=n入/i =2500/1. 25=2000 r/min, 因此, n出的取值边界是 2000-5000r/min。 又dP =12KW,采纳有用宽度造窄 V 带带型为 SPA 型, 因为窄 V 带布局特征, 决议了 其拥有较高的承载本事, 较长的应用寿命, 符合载荷变革大, 变革频率上等特征。 3) 确定带轮基准直径 为升高v带的寿命, 正在布局应承的状况下采纳较大的基准直径。 窄v带: smV/4035max (3.3) 为充塞阐述 v 带的传动本事, 应使v=40m s 以内, 可得带轮的最大极限尺寸。 60 1000传动比为0. 5处的输出转速为5000r/min d dnv  (3.4) 0.5maxd出=60 100060 1000 405000vn=159.2mm 0.5maxd入=60 100060 1000 402500vn=305.7mm 1.25maxd出=60 100060 1000 402000vn=764.33mm 1.25maxd入=60 100060 1000 402500vn=305.7mm 各轮尺寸最幼有用直径参考表 15-7mind67mm, 带轮详细尺寸将由后面盘算给出, 此处盘算要紧是为后面盘算拣选带轮直径巨细边界。 3. 2 锥体及分体策画 正在新型带传动无级变速器中, 因为锥体和分体协同组成带轮的直径,因此正在策画进程中应采纳适合的锥体直径和分体高度。 正在锥体幼端各个分体的隔断对比近, 为预防锥体损坏, 图3. 1 锥体 应当包管各槽之间的隔断L采纳一个适合的值。 告竣分体正在锥轮上运动需求开槽, 槽的样式能够采纳T形槽或燕尾槽。 T形槽普通用于定位, 机床上的燕尾槽用于滑动机构, 因此拣选燕尾槽。 图中的槽尺寸按燕尾槽采纳, 槽口尺寸为8mm, 槽底尺寸为15mm, 角度为便利盘算取060 (尺度值为55 ) , 槽高度为7mm, 分体个数为5个, 同样槽的个数也为5个, 云云取得锥体幼端的最幼直径为50mm。 图3. 4 锥体布局尺寸 3. 3 带传动盘算 1) 初定轴间距 轴间距0a 应满意: 120120.72ddadd  (3.7) 将传动比为 0. 5 和传动比为 1. 25 的两个极限形态带轮直径分辩举行盘算。 i =0. 5 时 : 12260,130dmm dmm 0273780a  i =1.25 时:12200,160dmm dmm 0252720a  核心距应正在上述两个取值边界的交集内, 依照初始核心距要求, 因此采纳600mm。 2) 盘算带的基准长度 因为正在传动比变革进程中, 处于分别传动比时带的办事长度分别,如图3. 5所示, 因此需求盘算几个额表名望的带长。 2120120224doddLadda (3.8) 传动比为0. 5时的带轮直径分辩为260mm, 130mm; 2120120224doddLadda=1422.8mm 传动比为1时的带轮直径分辩为183. 53mm, 183. 53mm; 2120120224doddLadda=1376.28mm 传动比为1. 25时的带轮直径分辩为160mm, 200mm 120120224doddLadda=1366.2mm 按最大盘算带长度采纳尺度带长度, 取Ld=1400mm, 最终采纳带的型号为 SPA-1400 (GB 12730-91) 图3. 5 分别长度时带长度采纳盘算 传动比为1时的带轮直径的盘算进程如下: 设变量x, y, K, L, 如图3. 6中所示: 由三角形肖似可列方程: 50LKXL 35KLY (3.9) 又传动比为1处两带轮长度相当: 21602130XY (3.10) 将式(3. 11) 代入式(3. 12) 中得: LKKKLLL 420050 1501717KXL 17KYL 因此传动比为1处带轮直径为: 4552130183.5317d  mm 图3. 6 传动比为1时的带轮直径盘算 3) 现实轴间距: 001400 1422.8400388.622ddLLaamm 4) 幼带轮包角: 0000211260 13018057.3180160.83388.6dda 这里的幼带轮包角用直径相差较大的两个带轮举行盘算, 由于带轮 直径相差大的带传动中幼带轮包角较幼。 不过, 此时大带轮处于隔离形态, 因为各分体之间存正在隔断, 因此大带轮的现实包角要幼于表面包角, 此处盘算大带轮的现实包角是否大于120度。 图3. 7 大带轮包角盘算 如图 3. 7 所示正在大带轮包角边界内, 假设分体带轮全部与带接触,则大带轮运转进程中会显示有两个a或有三个a角度的边界无分体支持,因此应当正在表面包角中减掉这些部门。 大带轮为整圆时表面包角: 018057.318057.3199.17388.6dda 当大带轮有三个a角度的边界无分体支持时, 其包角最幼, 而图3.7中023.145 , 因此大带轮包角为0199.173 23.145 129.73, 满意恳求。 5) 单根 V 带的根基额定功率 用传动比为 0. 5 的幼带轮举行采纳: d=130mm, v=5000rpm, 依照采纳带 查表 15-9i[2]得07.69PKW, 传动比不为 1,00.89PKW。 6) V 带根数 00caaLPzPP K K  (3.11) 式中 aK 幼带轮包角更正系数, 依照幼带轮包角1a , 查表15-8[2]取0.95; LK 带长更正系数, 依照基准带长d L =1400, 查表 15-10[2]取0.91; 据式(3.11) 盘算得121.6187.690.890.95 0.91Z ,因此取2根。 7) 单根 V 带的预紧力0 F (N)(正在传动比为 0.5 处带最紧, 因此正在此处盘算) 202.5500acaaKPFqvK zv (3.12) 式中: q V带每米长的质地(/kg m ) , 查表15-11[2]取0. 12/kg m 依照(3.12) 得:0.95 2 34.02 202.5 0.95125000.12 34.02F =282.76N 8) 压轴力(正在传动比为 0.5 处带最紧, 因此正在此处形成最大压轴力) 102sin2QaFF z (3.13) maxQF=1.5QF (3.14) 据式(3. 13) 与(3. 14) 盘算得: QF160.832 282.76 2 sin 2 =1115.25N maxQF=1.5QF =1672.88 N 3. 4 带轮布局 依照前面盘算的尺寸确定带轮分体、 锥体的布局, 分体轮辐采用矩形截面如下图: 图3. 8 分体轮辐布局 由六轮幅带轮轮辐尺寸公式得: 3290aphnz31229022.75000 5mm(调理为20mm) 0.40.4 27.811ahmm, 而正在本布局中, 轮辐需求与推力轴承彼此定位, 因此调理与轮缘尺寸相当, 为32mm。 起初确定锥体的布局: 输入轴锥体尺寸: 大端直径150mm, 幼端直径50mm, 长度与输出轴锥体不异, 锥度角巨细为017.354 ; 输出轴锥体尺寸: 大端直径120mm, 幼端 直径50mm, 长度与输入轴锥体不异, 锥度角为012.339 。 锥体上槽的尺寸正在前面己定, 锥体详细布局见花键锥体零件图。 其次确定带轮分体的布局: 传动比为 0. 5 处输出轴幼端带轮为整圆, D=130mm; 传动比为 1. 25 处输入轴幼端带轮为整圆, D=160mm。 带轮分体详细布局见带轮零件图。 4 轴及轴承的策画 轴是构成机器的紧急零件, 它的要紧功用是支持展转运动的零件,以转达运动和力, 本策画中采用花键轴, 通过其花键与锥体转达扭矩。 4. 1 轴的初策画 本策画中轴转达幼功率, 选用 45 钢调质统治, 其要紧力学本能由表15-1[5]: 抗拉强度极限B =640aMP , 屈从强度极限s =355aMP , 弯曲疲困 极 限1=275aMP , 剪 切 疲 劳 极 限1=155aMP , 许用 弯 曲 应 力1 =60aMP 。 确定径向尺寸: 按弯扭合成强度初阶估算最幼轴径 3PdAn (4.1) 式中 A-由轴的资料及承载状况确定的系数, 查表15-3[5]取105; 输出轴转速(5000-2000r/min) 按2000r/min盘算: 31010518.82000dmm 因为变速器输入与输出通过键槽贯串其它机构, 因此探讨开键槽, 轴径再添补 3%-5%。 为便利策画, 输入与输出轴都取不异直径, 取上面盘算两者大的一个盘算得d =18. 8(1+5%) =19. 7mm, 采纳 20mm 举动轴的最幼尺寸。 4. 2 要紧轴承选用与校核 因为变速器正在办事进程中务必由锥体的轴向转移来告竣, 轴向的推力通过推力轴承用意正在轴上。 推力轴承的用意名望为锥体两侧的轴肩处。它拥有摩擦阻力幼, 劳绩损耗幼, 起动容易等益处。 正在推力轴承的选型内表采纳尺度值。 本变速器估计寿命为23万幼时, 策画应满意如下要求: CC (4.2) 式中 C 一为轴承的根基额定载荷, 查表可得; C 一为盘算载荷, 有下式得出: h66010tnLPCf (4.3) 式中 P 一为当量动载荷, N; tf 为温度系数, 查表13-4[5]取1; n 轴承转速, r/min; hL 一为轴承的预期应用寿命;  为球轴承, =3。 因为推力轴承只继承轴向载荷, 当量动载荷即为轴继承的轴向力,选用最大压轴力举行盘算, 云云更趋势安详, 后面因此的QF 均指代最大压轴力。 先认识上面部门: 竖直偏向受力均衡: sincosQFFN (4. 4) 且摩擦力: FfN (4. 5) f 为摩擦系数, 锥体资料、 分体资料为钢, 查表 1-10[6]取 f =0. 15。 图4. 1 带轮机构受力认识 联立上面两式(4. 4) , (4. 5) 得: cossinQFNf (4.6) sincosffFFQ (4. 7) 列水准偏向均衡方程: cossinPFN (4. 8) 将式(4. 5) 和(4. 6) 代入, 得 cossincossincossinQQfFFPff tan1tanQfFf (4. 9) 因为两个锥体锥角分辩012.339 和017.354 , 结果应取偏大的, 选用017.354 举行盘算, P tan1tanQfFf1672.88000.15tan17.3541 0.15 tan17.354=811.78N 带入式(4. 3) 得: C6811.7860 5000 3000011016885.7N 为包管CC, 初阶选定推力轴承段轴径为40mm, 查表6-8[6]采纳51208推力轴承, C =47 KN 满意策画恳求。 4. 3 轴向尺寸确定 花键轴的布局尺寸见花键轴零件图, 为了 俭朴资料和添补加工的便当性, 正在办事时花键轴中键的长度为锥体键槽长度的80%, 因此总的花键轴键办事长度为256mm, 而锥体花键孔长度为160mm。 4. 4 轴的校核 本策画中两根轴的尺寸和布局是不异的, 况且转达的功率和受力状况都不异, 只须校核个中一根就能够了。 但个中每根轴都有轴向的转移,其受力形态是变革的, 因此对轴需求举行两种形态的校核。 此处对输入轴举行校核。 4. 4. 1 按弯扭合成强度要求校核轴的强度 1、 画出轴的力学模子 图4. 2 轴的力学模子 2、 求轴扭矩、 支反力 扭矩 : T=9550310Pn (4. 10) 式中 P转达功率, 10KW; n 轴转速, 按2500r/min盘算。 39550 1038200PTN mmn 支反力: 列竖直偏向均衡方程: 12QFFF (4.11) 统统力对QF 的用意点取矩: 12238.125238.125FF 解得:1F =836.44N 2 F =836.44N 3、 画出剪力、 弯矩图、 转矩图: 图4. 3 剪力、 弯矩、 转矩图 由于轴的布局对称, 因此当分体处于幼端时的剪力、 弯矩图与图4. 5一律。 2 181F199177.275MN mm 4、 校核轴的强度 由图4. 5可知, 压轴力处对应的花键轴截面M最大, 为危急截面, 校核此处的轴强度。 221caMW (4.12) 式中  一因为转矩变革次序未知, 按脉动轮回变革统治, 取 = 0. 6; W- 为 材 料 抗 弯 截 面 系 数 ,对 于 花 键 处 ,DzbdDdDdW3222, z为花键齿数; 代人D=32mm, d=28mm, 结尾求得W =15417.32 3mm , 而1 =60aMP , 结尾求得:ca =13aMP 1 满意策画恳求。 4. 4. 2 按疲困强度盘算危急截面的安详系数 轴径的初阶盘算是一种大意的估算法子, 按弯扭合成强度要求校核轴径, 也不行响应出应力会集的实正在状况, 因它没有探讨尺寸要素、 轴皮相形态等对轴的疲困强度的影响. 是以, 对紧急的轴除用上述法子举行盘算表, 还务必对轴的危急截面举行疲困强度的校核盘算. 盘算弯矩与受力较大处。 本策画的轴为单向挽救的转轴, 其安详系数盘算公式为:  12234TSSMWTWKK (4. 13) 式中 W 资料抗弯截面模数, W =15417.32 3mm ; TW 资料抗扭截面模数,DzbdDdDdWT1622, z为花键齿数, 可得TW =2W =30834.643mm ; K轴弯曲有用应力会集系数, 查表10-15[2]取1. 5; K轴剪切有用应力会集系数, 查表10-15[2]取1. 4;  轴挽回时的均匀应力折合为应力幅的等效系数, 查表10-22[2]取1. 4; 1资料弯曲疲困极限,1=275aMP   S 资料疲困强度许用安详系数, 查表10-14[2]取1. 31. 5。 盘算得12234TSMWTKKW =.9215417.834.641.51.40.1=16.27 S    S , 满意策画恳求。 4. 4. 3 静强度安详系数校核 该校核的主意正在于查验轴对塑性变形的抗拒本事, 轴的静强度是依照轴所继承的最大瞬时载荷(囊括动载荷和报复载荷) 来盘算的。 危急截面安详系数校核公式: 22maxmaxmax3SSSTSSMFTWWA (4.14) S S静强...