钢球锥轮式无级变速器设计
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无级变速器装配.dwg
调速涡轮.dwg
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目 录
摘要
Abstract
第一章 引言………………………………………………………………（1）
机械无级变速的发展概况…………………………………………………（1）
机械无级变速器的特征及应用……………………………………………（1）
国内机械无级变速器的研究现状…………………………………………（2）
毕业论文设计内容及要求…………………………………………………（3）
第二章 无级变速器总体方案……………………………………………（4）
2.1 钢球长锥式型无级变速器…………………………………………………（4）
2.2 钢球外锥式无级变速器……………………………………………………（5）
2.3 两方案的比较与选择………………………………………………………（6）
第三章 主要零件的计算与设计…………………………………………（7）
3.1 钢球与主、从动锥轮的计算与设计………………………………………（7）
3.2 加压盘的计算与设计………………………………………………………（9）
3.3 调速齿轮上变速曲线槽的计算与设计……………………………………（11）
3.4 输入、输出轴的计算与设计………………………………………………（12）
3.5 输入、输出轴上轴承的计算与设计………………………………………（13）
3.6 输入、输出轴上端盖的计算与设计………………………………………（13）
3.7 调速机构的计算与设计……………………………………………………（13）
3.8 无级变速器的装配…………………………………………………………（14）
第四章 主要零件的校核…………………………………………………（15）
4.1 输入、输出轴的校核………………………………………………………（15）
4.2 轴承的校核…………………………………………………………………（17）
总结…………………………………………………………………………（19）
参考文献……………………………………………………………………（20）
钢球锥轮式无级变速器的设计
摘要：机械无级变速器能够适应不断变化的工艺要求，工艺开发和机械化的一般驱动器提高了设备的机械性能和自动化。本文描述的机械摩擦无级变速器，设计计算的方法，材料和润滑等的知识的基本结构，以及作为该无级变速器设计的理论基础。
这种设计是通过改变球的半径来实现球锥轮无级变速器的输出轴速度的连续变化用作中间球锥形轮驱动部件，工作。本文分析了主，从动轮，球和外工程和在传输过程中的传力之间的关系;实际CVT球锥轮设计公式的详细推导;和选择用于计算具体的设计参数的设计;绘制的零件图计算出的CVT球锥轮装配图和主传动组件，此传输技术的结构和要求的其它方面表现更清晰。
该无级变速器具有良好的结构和性能上的优势，具有很强的实用价值，可作为大规模生产的无级变速器。其主要特点是：1、调速范围宽; 2、良好的恒功率特性; 3、可以上升，减速，正，反转。4、光滑，耐冲击性强; 5、输出功率较大; 6、寿命长; 7、速简单，可靠; 8、维护方便。
关键词：无级变速器、摩擦式、钢球锥轮式、设计
Ball wheel cone design CVT
Abstract: Mechanical continuously variable transmission to adapt to changing process requirements , process development and the general drive to improve the mechanical properties of mechanization and automation equipment. Mechanical friction CVT described herein , design and calculation methods , materials and lubrication of the basic structure of knowledge , as well as the CVT design theories.
This design is continuously varied by changing the radius of the sphere to achieve the goals cone round CVT output shaft speed of the ball as an intermediate conical wheel drive parts, work . This paper analyzes the relationship between the driving and driven wheels , balls and external works and power transmission during transmission between ; detailed derivation of the actual CVT ball cone wheel design formulas ; and selection of design parameters used to calculate the specific design ; drawn parts diagram calculated CVT ball cone wheel assembly drawing and the main transmission components , other aspects of the performance of this transmission technology architecture and requirements clearer.
The CVT has a good structure and performance advantages , has a strong practical value , can be used as mass production CVT. Its main features are: wide speed range ; 2 good constant power characteristics ; 3 can rise , deceleration, positive and reverse . 4 .. smooth, high impact resistance ; larger 5 output power ; 6 , long life ; 7-speed is simple, reliable ; 8 , easy maintenance .
Keywords: CVT、Friction、Ball Cone Wheel、Design
第一章 引言
1.1 机械无级变速的发展概况
机械无级变速器是一个由变速传动机构、调速机构以及加压装置或输出机构三部分组成的一种传动装置，其主要功能特点是：在恒定的输入速度，输出轴速度可以在一定范围内实现连续变化，从而满足该机器或生产系统所需要操作过程中的各种不同的条件要求。
它配合减速器传动时具有显著作用，可进一步扩大变速范围与输出转矩，以提高产物的产率，满足产品改造，节约能源，实现机械化和自动化的整个系统的各方面的需要。因此CVT已经成为各个工业部门的公共传输部件，并且已被广泛使用。
机械无级变速器最初出现在19世纪70年代，但是当时受材质与工艺的条件限制,发展十分缓慢。直到20世纪70年代以后，一方面是与冶炼，热处理，精密加工及数控机床和牵引传动理论和油的产生和发展，解决CVT的研发和生产的限制因素；另一方面，随着生产过程的机械化，自动化和提高性能所需的机械的工作需要大量使用CVT的。因此，在这种情况下，机械无级变速器获得了快速而广泛的发展。主要开发和生产的国家有日本，德国，意大利，美国和俄罗斯等。产品有摩擦式、链式、带式及脉动式四大类约30多种不同的结构类型。输入功率一般为N=(0.09-30)千瓦，个别类型可达到N=(150-175)KW ，输入转速一般是n1=(750、1500、3000)转/分;输出转速可以是正，反转，增速或者减速，最小速率可以降低到零。 80年代以来，机械无级变速趋势是向美国，日本等国家进行用于汽车高速，高效，高扭矩的CVT进行研发 。
1.2 机械无级变速器的特征及应用
机械无级变速器是一种传动装置，其功能主要特点是：在恒定的输入速度下，输出轴速度可以在一定范围内连续变化来实现，以满足各种操作过程中不同的应用要求的机器或生产系统;其主要结构特征是：需要由可变速传动机构，调速机构和加压装置或输出装置由三个部分组成。
机械无级变速器的适用范围广，有在驱动功率保持不变时，由于工作阻力的变化，需要调整驱动转矩的速度以产生适当的驱动力矩者（例如，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）；还有需要根据情况进行调整所需的速度者（如起重运输机械要求随物料及运行区段的变化而能相应改变或提升运行速度，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）；有为了获得恒定的运行速度或张力需要调节速度者（如需要切割导线截面切割加工时保持恒定的速度，电气机械络筒机需要保持一个恒定的卷绕速度，纺织机械，轻工机械浆纱机膜机都必须调整速度，以保证恒张力等）；有在整个系统中为适应各种条件，需要协调各种工况、工位、工序或单元的不同要求，并具有自动速度控制者（如生产各种半自动或自动操作或流水线操作）；有为了改变所要求的速度去探索最佳效果者（如试验机械或者离心机需要调速，以获得最佳的分离）；有为了节能减排而需进行调速者（如风机，水泵等）；此外，根据各种规律的或不规律的变化，进行自动调整速度或实现自动或程序控制等。
总之，采用无级变速器，特别是配合减速传动时，进一步扩大其转速范围和输出转矩，能够更好地适应于提高产品的产量和质量，以满足变换的最佳性能所需的各种条件，可以看出对产品的需求，节约能源，机械化和自动化的整个系统的所有方面都具有显著作用。因此，CVT已经成为传输的基本常见的形式，在纺织，轻工，食品，包装，化工，机床，电机，材料处理采矿和冶金，工程，农业，国防和测试等各类机械使用。
国内机械无级变速器的研究现状
国内机械无级变速器基本上是围绕20世纪60年代开始到80年代中期，随着大量引进国外先进设备，工业生产和现代自动化流水线的快速发展，为各类机械无级变速器的专业厂家需求显著增加启动建设和规模化生产，一些大学已经开展了研究工作在外地。经过十多年的发展，现在，从机械式无级变速器的研发，生产，以情报信息的各个方面在国内同行业组成了一个较完整的体系，一个新兴的行业，在机械领域的发展。
目前，国内生产的机械式无级变速器的大多是模仿国外产品，主要产品类型：
(1)摩擦式无级变速器:
1、行星锥盘式(DISCO型)；
2、行星环锥式(RX型)；
3、锥盘环盘式(干式、湿式)；
4、多盘式(Bier型)等。
(2)齿链式无级变速器:
1、滑片链式；
2、滚柱链式；
3、链式卷绕式。
(3)带式无级变速器:
1、普通V带；
2、宽V带；
(4)脉动式无级变速器:
1、三相并列连杆式；
2、四相并开连杆式。
其中行星锥无级变速器高度灵活的光盘，结构和工艺相对简单，可靠，综合性能好，尤其是需要适应各种生产线，使用最广泛，产量最大，其年度账目机械50％超过无级变速器的总输出。输入功率为广大的CVT产品（0.18-7.5）千瓦，少数种类可以达到（22?30）千瓦左右。经过前一阶段通过实践，掌握本领域近几年，国内发展机械无级变速器的生产有一个新的发展趋势，主要是
（1）基础上的“恒功率行星摩擦式无级变速机”和“非物理心轴行星齿轮无级变速器”的创新和发展的原盘无级变速行星锥原有产品的创新和改进，后者的传动比由5个增至6至20个或更多，输出扭矩也增加了一倍多，等优良性能，还有一系列的产品。
（2）与CVT无级变速器汽车的研究和开发是一种高科技产品，目前已开通了金属带式无级变速器，经过测试，现在准备进行工业化生产;其中依靠关键部件“金属条”还将自己生产的进口。此外，新的汽车也被用在CVT和复合带进行讨论。
（3）开发新类型的创新的（汽车和通用）无级变速器近年来取得了创新性的无级变速器，其中无级变速器的特性主要是①无摩擦式传动，大多要链接脉动无级变速器的驱动器或采取的主链驱动; ②实现高功率，恒功率或速度要求; ③力求结构简单，紧凑，并获得优异的性能。这个计划，已经多年研究试验，在不久的将来，可能会见效。 毕业设计内容：钢球机械无级变速器结构的设计：选择钢球外锥式机械无级变速器，对其进行机构设计与；对关键部件进行强度校核和寿命校核。
设计要求：输入功率P=11kw,输入转速n=1500rpm.调速范围R=5；结构设计时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。
参考文献
[1] 周有强. 机械无级变速器[M]. 成都:机械工业出版社,2001.
[2] 阮忠唐.机械无级变速器设计与选用指南[M].北京:化学工业出版社，1999.
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[4] 赵又红，周知进.机械设计/机械设计基础课程设计指导.中南大学出版社，2012
[5] 苏旭平.工程材料[M].湘潭大学出版社，2011
[6] 成大先.机械设计手册[M].北京：化学工业出版社，2001
[7] 濮良贵，纪明刚.机械设计[M].北京：高等教育出版社，1996.11
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