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带式无级变速器的设计说明书论文,无级,变速器,设计,说明书,仿单,论文
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毕 业 设 计（论 文）设计(论文) 题目： 带式无级变速器设计 学生姓名：周昌志 指导教师：茅军 二级学院：机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级：14 机械设计制造及其自动（单）学 号：1404201021 提交日期： 年 月 日 答辩日期： 年 月 日 金陵科技学院学士学位论文 目录目 录摘 要 .IIAbstract .III1 绪论 .42 汽车无级变速的种类和特点 .52.1 宽 V 带式无级变速器 .52.2 动力滚子环盘无级变速器 .52.3 摆销链式带式无级变速器 .52.4 金属带式无级变速器 .62.5 CVT 汽车能节油的原理 .72.6 无级变速器使用的注意事项 .72.7 CVT 变速箱将来的发展方向 .83 CVT 变速箱的工作方式 .93.1 金属带式无级变速器的组件 .93.2 CVT 的几何联系和基本参数 .103.3 金属带式无级变速器传动参数设计 .133.3.1 输入轴参数设计 .133.3.2 金属带轮参数设计 .144 金属带式无极变速器传动和载重量检查 .164.1 摩擦传动原理和摩擦因数 .164.1.1 摩擦传动原理 .164.1.2 摩擦因数 .174.2 金属带传动的力分析 .174.2.1 金属带上的作用力即各力的关系 .174.3 带环的强度计算 .194.3.1 带环的静强度计算 .194.3.2 带环的疲劳强度计算 .205 金属带式无级变速器的内部参数设计 .21金陵科技学院学士学位论文 目录II5.1 汽车传动系的结构组成与任务 .215.2 无级变速器运动参数设计 .215.2.1 变速比 Rb.215.2.2 发动机最小燃油消耗特性 .215.2.3 汽车齿轮减速比和 CVT 传动比 .226 双行星轮行星变档设计 .246.1 换向机构组成及工作原理 .246.2 前进、倒档离合器 .246.3 双行星齿轮参数设计 .25结 论 .29参考文献 .30致 谢 .32金陵科技学院学士学位论文 摘要II带式无级变速器摘 要无 级 变 速 器 是 使 用 动 力 传 动 的 带 以 及 改 变 工 作 直 径 来 传 传 输 动 力 的 主 动 轮 和 从 动 轮组 合 起 来 的 。当 汽 车 的 发 动 机 处 于 完 美 工 作 速 度 时 ， 会 使 空 气 完 全 进 入 或 放 出 发 动 机 气 缸 ， 燃 油消 耗 降 低 并 且 排 放 污 染 也 会 降 低 。 但 是 ， 速 度 不 是 这 个 时 ， 排 气 不 彻 底 、 燃 油 消 耗 和 尾气 污 染 会 增 加 等 问 题 会 接 踵 而 来 。 无 级 变 速 器 在 这 方 面 的 潜 力 还 是 很 明 显 的 ， 再 看 看 其他 自 动 变 速 器 差 距 还 是 很 大 的 ， 无级变速器具有变矩器和无级机械无级变速器的共同的优点：操作简单、坐车的人舒服、传动效率较高等。更重要的是，它可以调整发动机负荷并协调车辆行驶时的最优行驶状态，使汽车在牵引特性的方面得到最佳平衡，无需阻断动力源即可实现速度的调控，发动机的潜在性能得到体现，很好的降低了汽车的燃油费用。本文首先对金属带式无级变速器的类型、特点、研究状况和发展趋势进行了介绍；并介绍了带与带轮的几何关系，并对其传动参数进行设计，然后通过简要介绍摩擦传动原理的一些相关知识，阐述了金属带式无级变速器的工作状况；由 于 相 对 简 单 的 工 作 原理 和 控 制 原 理 ， CVT 变 速 箱 能 比 （ AT） 变 速 箱 更 紧 凑 ， 更 轻 ， 成 本 更 低 。最后确定传动方案，零件结构，以及对金属带传动的力分析，带环带轮的应力分析计算，从而设计出传输效率高，运动转矩好的金属带式无级变速器。关键词：无级变速器；金属带；CVT；摩擦传动金陵科技学院学士学位论文 Abstract IIIMetal V-belt CVT(Continuously Variable-Transmission)AbstractContinuously variable transmission is a combination of driving wheels and driven wheels which use power transmission belts and change working diameters to transmit power.When the automobile engine is in perfect working speed, air will enter or exit the engine cylinder completely, fuel consumption will be reduced and emission pollution will also be reduced. However, when the speed is not this, problems such as incomplete exhaust, increased fuel consumption and exhaust pollution will follow. The potential of continuously variable transmission in this respect is still obvious, and look at the gap between other automatic transmissions. continuously variable transmission has the common advantages of torque converter and continuously variable mechanical transmission: simple operation, comfortable ride and high transmission efficiency. More importantly, it can adjust the engine load and coordinate the optimal running state when the vehicle is running, so as to make the vehicle get the best balance in terms of traction characteristics, and speed can be adjusted and controlled without blocking the power source; the potential performance of the engine is reflected, and the fuel cost of the vehicle is well reduced.This paper firstly introduces the types, characteristics, research status and development trend of metal belt CVT. The geometric relationship between belt and pulley is introduced, and its transmission parameters are designed. then, by briefly introducing some related knowledge of friction transmission principle, the working condition of metal belt CVT is expounded. Because of the relatively simple working principle and control principle, CVT transmission can be more compact, lighter and cheaper than AT transmission.Finally, the transmission scheme, part structure, force analysis of metal belt transmission and stress analysis and calculation of belt pulley are determined, thus designing a metal belt CVT with high transmission efficiency and good movement torque.Key words: Continuously variable transmission; Metal belt; CVT; Friction金陵科技学院学士学位论文 第 1 章 绪论 41 绪论现 在 家 家 户 户 基 本 都 有 了 汽 车 ， 而 且 交 通 也 变 得 发 达 ， 大 多 数 人 已 经 不 喜 欢 以 前 的手 动 挡 和 自 动 挡 车 辆 ， 在 市 区 开 车 ， 手 动 挡 汽 车 的 不 停 换 挡 ， 非 常 麻 烦 ， 弄 不 好 会 发 生碰 撞 1； 常 见 的 燃 料 消 耗 问 题 在 自 动 变 速 器 中 广 受 批 评 ， 因 此 无 级 变 速 器 已 经 慢 慢 的进 入 了 人 们 的 生 活 ， 比 比 皆 是 的 就 是 金 属 带 式 无 级 变 速 器 了 ， 若 是 跟 有 级 自 动 挡 汽 车与 手 动 挡 汽 车 比 的 话 ， 手 动 挡 在 动 力 方 面 、 燃 油 量 方 面 、 操 控 方 面 和 乘 坐 体 验 方 面 都 有明 显 的 优 势 2； 此 外 ， 无 级 变 速 器 相 比 于 其 他 变 速 器 ， 结 构 简 单 、 传 动 链 少 、 零 件 数少 、 从 而 使 变 速 器 所 占 空 间 较 小 、 动 力 损 耗 较 少 、 车 体 重 量 更 轻 ； 由 于 生 产 量 大 ， 成 本也 不 是 非 常 高 。 而 且 设 计 金 属 带 式 无 级 变 速 器 在 提 高 汽 车 的 行 驶 性 能 和 优 化 汽 车 尾 气 排放 具 有 重 要 的 现 实 意 义 ， 有 待 进 一 步 的 研 究 和 改 进 4。汽 车 中 最 重 要 的 就 是 变 速 器 了 ， 变 速 器 的 质 量 如 何 ， 会 最 主 观 得 体 现 出 它 的 使 用 性能 ， 并 且 会 影 响 动 力 传 输 和 燃 油 消 耗 。 就 如 变 速 箱 的 齿 轮 吧 ， 变 速 器 的 扭 矩 由 它 直 接 传递 和 输 入 ， 工 作 环 境 非 常 的 艰 难 ， 还 很 有 可 能 会 让 齿 轮 轮 齿 断 裂 ， 降 低 其 寿 命 ， 会 让 变速 箱 在 运 作 是 有 较 大 的 噪 音 等 有 害 因 素 。变 速 器 的 作 用 就 是 让 汽 车 的 速 度 还 有 转 矩 得 到 改 变 ， 让 其 可 以 倒 车 或 者 空 档 依 靠 惯性 行 走 等 。 要 使 汽 车 的 烧 油 减 少 、 动 力 充 足 ， 变 速 器 的 每 个 不 同 参 数 都 是 不 可 缺 少 的 。如 果 一 个 性 能 好 的 发 动 机 ， 但 是 和 他 相 配 合 的 是 一 个 性 能 很 差 的 变 速 器 ， 那 么 就 算 再 好的 发 动 机 也 无 济 于 事 ， 也 发 挥 不 出 很 好 的 效 果 。 所 以 ， 选 择 变 速 器 的 结 构 和 各 项 参 数 等就 会 是 个 非 常 值 得 慎 重 考 虑 的 地 方 8。早 在 1965 年 初 ， 有 家 荷 兰 公 司 就 为 小 型 车 使 用 了 宽 V 带 ， 但 胶 带 的 耐 热 性 差 、 抗拉 性 弱 所 以 投 入 使 用 的 寿 命 短 、 传 输 率 非 常 低 ， CVT 很 快 取 而 代 之 。 金 属 带 式 无 级 变速 器 最 早 是 由 范多尼斯 发 明 的 ， 他 是 荷 兰 VDT 公 司 的 ， 现 在 的 发 展 速 度 是 越 来 越 快 ，年 产 量 到 了 400w 台 。然 而 由 金 属 带 强 度 极 限 受 限 ， 现 在 金 属 带 式 无 级 变 速 器 主 要 只 用 于 排 量 低 于 2.0升 ， 最 大 扭 矩 是 25O（ 牛 米 ） 的 车 辆 。 此 外 ， 它 Ra 比 只 有 5.5 左 右 ,变 速 度 只 在 20至 110 公 里 /小 时 里 ， 大 多 数 人 对 此 还 不 是 太 满 意 。 所 以 在 对 其 的 探 讨 和 科 研 方 面 还 要加 油 ， 改 善 金 属 带 的 传 动 效 率 、 增 加 变 速 器 的 传 动 比 、 增 大 金 属 带 的 最 大 承 受 转 矩 和 使用 寿 命 是 未 来 研 究 和 研 发 的 主 要 努 力 方 向 7。金陵科技学院学士学位论文 第 2 章 无级变速器的类型和特点 52 汽车无级变速的种类和特点2.1 宽 V 带式无级变速器荷 兰 DAF 公 司 在 1965 前 生 产 的 就 是 这 个 带 式 无 级 变 速 器 ， 大 量 运 用 在 微 小 型 汽 车上 ， 共 生 产 了 80w 辆 汽 车 。 由 于 它 的 使 用 年 限 和 传 输 性 能 不 好 ， 从 而 要 对 金 属 带 式 无级 变 速 器 进 行 探 求 与 开 拓 。2.2 动力滚子环盘无级变速器英 国 特 罗 特 拉 克 发 明 环 盘 滚 式 无 级 变 速 器 ， 如 图 2.1 所 示 。 通 过 摩 擦 力 把 输 入 盘的 运 动 和 动 力 传 递 到 动 力 滚 针 ， 动 力 滚 子 传 递 运 动 和 动 力 到 输 出 托 盘 。 当 滚 轮 沿 轴 旋 转 ，使 动 力 滚 子 在 两 盘 环 上 的 贴 合 点 不 停 改 动 ， 让 输 入 锥 盘 与 输 出 锥 盘 的 工 作 转 动 半 径 改 变 ，来 进 行 无 级 变 速 。图 2.1 滚 子 无 级 变 速 器 工 作 原 理 图2.3 摆销链式带式无级变速器图 2.2 是 由 luk 公 司 成 功 用 在 奥 迪 汽 车 上 的 。 差 异 于 金 属 带 式 无 级 变 速 器 的 是 它 的连 续 可 变 传 动 只 能 是 低 档 位 ， 由 于 链 传 动 里 ， 多 边 形 效 应 将 造 成 较 大 的 振 动 、 噪 声 和 一些 应 力 。 因 此 在 新 的 结 构 中 ， 链 板 的 安 装 可 以 减 少 振 动 和 噪 音 。 但 由 于 较 低 的 传 输 速 率 ，大 的 轴 向 力 和 传 递 扭 矩 会 使 液 压 系 统 油 液 压 力 加 大 （ 约 8 至 9MPa） ， 而 摩 擦 盘 离 合 器对 油 的 压 力 要 求 不 高 ， 该 液 压 系 统 就 不 会 太 简 单 。 因 此 ， 若 是 将 多 边 形 效 应 在 原 有 的 基础 上 减 少 ， 会 很 好 地 提 高 传 输 性 能 ， 并 且 结 构 设 计 会 简 单 化 ， 成 本 也 会 降 低 。金陵科技学院学士学位论文 第 2 章 无级变速器的类型和特点 6图 2.2 Multitronic 的 3D 解析图2.4 金属带式无级变速器金 属 带 式 无 级 变 速 器 是 荷 兰 VDT 范多尼斯的 研 究 成 果 ， 金 属 带 式 传 动 能 很 好 地增 加 了 传 输 效 率 、 稳 定 性 和 金 属 带 的 使 用 年 限 ， 在 30 至 40 年 的 研 发 后 ， 这 已 经 成 为一 个 成 熟 的 技 术 ， 在 无 级 变 速 汽 车 发 展 中 都 是 举 足 轻 重 的 ， 现 在 的 发 展 速 度 是 越 来 越 快 ，年 产 量 到 了 400w 台 。其 主 要 部 件 是 由 一 些 组 件 组 成 的 一 个 金 属 带 。 如 图 2.3 所 示 ， 它 的 的 组 件 是 9 至12 个 堆 叠 的 钢 带 环 和 350 至 400 的 金 属 钢 片 。 这 个 钢 环 材 料 ， 是 最 麻 烦 的 制 造 工 艺 ，为 了 达 到 高 强 度 （ 2000MPa） ， 带 环 各 层 之 间 没 有 间 距 。 图 2.4 所 示 其 工 作 方 式 ，主 、 从 动 两 对 锥 形 盘 夹 紧 金 属 带 输 入 动 力 与 摩 擦 扭 矩 。 为 了 得 到 不 断 变 化 传 动 比 ， 主 、从 动 锥 齿 轮 动 锥 盘 的 轴 向 运 动 让 带 的 径 向 工 作 半 径 不 断 改 变 ， 这 就 是 无 级 变 速 。1-刚带环 2-钢片图 2.3 金属带组件金陵科技学院学士学位论文 第 2 章 无级变速器的类型和特点 7图 2.4 CVT 的重点零件2.5 CVT 汽车能节油的原理当 汽 车 的 发 动 机 处 于 完 美 工 作 速 度 时 ， 会 使 空 气 完 全 进 入 或 放 出 发 动 机 缸 ， 燃 油 消耗 降 低 并 且 排 放 污 染 也 会 降 低 。 但 是 ， 速 度 不 是 这 个 时 ， 排 气 不 彻 底 、 燃 油 消 耗 和 尾 气污 染 会 增 加 等 问 题 会 接 踵 而 来 。速 度 对 于 车 辆 来 说 是 没 有 固 定 值 的 ， MT 与 AT 的 档 位 基 本 都 是 凭 借 于 引 擎 转 速 来适 应 在 车 辆 行 驶 各 种 速 度 ， 所 以 很 难 得 到 最 佳 工 作 条 件 ； 外 洋 数 据 表 明 ， 使 用 无 极 变 速器 的 车 的 燃 油 消 耗 会 减 少 百 分 之 7 至 百 分 之 153。2.6 无级变速器使用的注意事项驾 驶 CVT 无 级 变 速 器 的 车 要 留 意 ：1、 开 车 时 不 要 让 主 动 齿 轮 换 档 杆 置 于 “N”。2、 把 车 由 向 前 变 向 后 时 ， 绝 对 不 要 让 车 移 动 ， 紧 紧 地 刹 车 后 再 换 挡 。3、 走 陡 的 地 方 时 档 位 一 定 要 低 ， 让 发 动 机 发 挥 制 动 。5、 CVT 大 多 数 控 制 都 是 由 液 压 油 控 制 的 ， 那 么 必 然 要 在 规 定 的 时 间 检 查 无 级 变 速器 油 质 ， 油 量 并 及 时 对 油 的 进 行 更 换 。4、 为 了 使 燃 油 降 低 ， 自 动 模 式 下 的 CVT 最 好 ， 这 可 能 是 发 动 机 和 变 速 箱 都 保 持 最佳 的 关 键 。6、 金 属 带 式 无 级 变 速 器 ， 相 关 的 元 件 或 电 路 维 修 均 为 特 殊 的 程 序 ， 能 使 CVT 运动 设 置 在 正 常 工 作 状 态 ， 要 到 专 门 的 地 方 维 修 。金陵科技学院学士学位论文 第 2 章 无级变速器的类型和特点 82.7 CVT 变速箱将来的发展方向以 后 CVT 技 术 的 进 步 可 以 从 下 面 几 个 地 方 剖 析 ：1.CVT 部 件由 于 传 递 扭 矩 容 量 和 独 特 性 又 更 上 一 层 的 推 式 传 动 带 和 传
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