连杆式脉动无级变速装置简介.pdf

连 扦茸 冀 骑玉 毁赛 蔫装 置茼 舟 连 杆 式 脉 动 无 级 变 速 装 置 简 介 熏度大学 刘伟 冀茂择 连杆式 脉动无级 变速 器是 近年来 涌现 出 来 的一种新型无 级传动 装置 该传动 装置 与 摩擦式及挠性传动尤级变速装置相比 具有 调速精 度 高 调速 范围犬 调速 方便 磨损 功 耗小等优 点 在食品 包装机械 轻纺 塑 料 洗 涤与线绕机械 以及交通运 输等方 面得 到 了广 泛的运 用 因此 5 0 年 代后 在 发达 国家 中 这类脉动无级变速装置得到了极大 的发展 出现 了各种 结构型 式的机型 屋 内 从7 0 年 代 引进 至今 尚停留在 仿 造国外5 0 6 0 年 代产品 的 水平上 对其 设计原理和 性能 评 介指标 及分析 设计 方法研究很 少 在四 川 省 应用 基础科 学 基金的资 助下 我们开展 了 对谤类无级变速装置的分祈与研究 研制具 有一 定特 色瓤软寤 性 能的脉 动无 级 变 谴 装 性 弗致力 于其 应用 的推广 连扦 武脉动 无级变速 装 置是机械式 由刚 性 构件通 过构 件的几何约束所 形成的 变速 装 置 该 装置的运动 是 强制 性 的传递 通 过 调节某一 即 J 性构件的位置来 实 现 无 级 调 速 该类无级 变速 装置的基本 工作 原理 主 动 轴 曲柄 匀速 转动 通 过各种形 式的 平 面连杆机构 或帮连轩 的组 合机构进行 变速 将 主动 轴的匀速 整周 转动变 为输 出构 件 摇 杆 的 非 均 匀 的 周 期 性摆 动 通 过 连 续 地 调 节 变速 传动机构 的某一杆 长或某 几个 杆长达 到无级 调速 的 目的 在输 出轴上采用 由力 封 闭或几 何封闭的单 向超越离 合器将 并 列式 布 置式 行 星式布置 的 多套 机构尺寸完 全相 同的变速机 构输 出的摆动进行 迭 加输 出 使 其单向转动 并输 出具 有一定 脉 值 的 速 率 基本结构 型式如下 1 并 列式 因 1 在 驱动轴轴 向将 几个 变速机 构的原动 杆按一 定相位布 置组成 的脉动 变速装 置 其传动 机构 多为六杆 以上 的平 面连杆机 构 罔1 2 行 星布 置 型 图 2 周 绕 中央 驱 动 轴把 几个 变速机构 均匀地按一 定的相位布 置组成 的 脉动变 速装 置 即为其 传动机构 多 为连杆 齿轮组 合机构 圈2 一 般来说相数n 3 5 下 面 以多相 并列式 脉动 无级变 速装置为 例 进一 步 说明其基本 结构 工非 原 理瑟 性能 指 标 圜 1所示 曲轴 3上掬 匀分布着三个 懈 心 相位差为1 2 O 它是整个竟薅装置 锤 赫 A构件 一般再 j 联枷箍每啦雄辄鞭捐氍 编 维普资讯 2 4 机械 1 9 8 9 O 6 第1 6 昔 第 8期 心上套有连扦 7 其一 一 端用 铰链 与导杆 4相 联 导杆的 导槽内装有 与调速架 8用铰 链联 接 的摇 块 导杆 的 另 一 端 与搞 杆 6嗣 铰链 相联 摇丰 l 6驯 装在输 出轴 5上 这即是变 速 装 鼠 的 主 传 动 机 构 其 实质 印 为 图 3所 示 莳六 杆机构 它将 曲轴 的 匀速整 周转动 改变 为摇杆 6的非匀速往 复摆动 它的角速 度商 发为图 4所示 具有急 回 B 图 8琏 杼机构 一 图4 描 杆 6 通过单向超越离含器 装桂输出 轴 5上 将 某一方 向 一般为 慢行程 方向 的转动传到 输出轴 5 输出运动 和扭 矩 由 于 这 样 的 机 樯 共 囊 轴 柄 垃差 套机构啻 q 输出运动 选l加趁j 对 使轴 5 形成为 图 5中实线所硪蒂蒋有一定脉动值的单向连 续 转动 摇块 2 装在 调速架 8上 通过螺扦 即 可 调整 2相对予导杆 4的位 置 从而改变了 6的 摆旁和 角速度 起到灏速 的 目的 当摇 头 摆动 中心 D调 到与铰 链 E重台 时 则 导杆 4 成为绕D 或E 摆 的 摇 杆 D E 点 l 韵速 度为零 剐 6将 静止不动 输出轴 5的 角谴度劈零 由调速原理可知 由于改变的 是导轩 4两端的枰长比 其调速运动与导杆 囤5 的运动并不 枢互干 涉 所 以在 传动过程 中毡 可 以词速 这 就提供 了随时跟踪反馈 信 息 自 动 调 速 的 可 能 以适 应 工 作 的需 要 这 是 其 它机械无 级调速 所 难于实现 的 这类无级 变速 装置 由 于是 由摇 杆的 非 匀速 摆动选加而 得 因而其输 出转动不 完全 匀速 有 脉动 值是必然 的 对 于某一 种型 号 尺寸的 机构 可 增加并列 的套数来 降低 输出 的 脉动值 但这样使 结构 复杂 成本 增高 传动 效率降低 所 以一 般常用相 数为 3 另 一 方面 在相数一定后 其脉动值l取决于每 套 机椅的输 出觑 律 若 其慢行程的速 度 曲线 愈平缓 迭加后输 的脉动值愈小 这正是 我们的研制 工作 所追求 的 由理论 分析知 我国现生 产的 髓 动 变速 器 其平均速率 波动 约 为 3 O 左 右 其速 率波动值 在高 速小 低 速 大 我们现 已研籼出了 平均速率 波动为I 5 2 O 的变速 装置 日其波动值从 高速到 低 速 几乎稳定不 变 以 E是不考 虑外负荷 时的理 论值 经 我 们实 测 其 实际被 动值 远小于理 论计算的波动值 所以除对运动均匀性要求 很高的场 合 如金属切 削机床等 外 均可 使用 当前限制 这类 变速 器使用 的关键不 在于 脉动值 韵存在 丽是其 承 载能力 曲于现 甩 超越 离台器 多为滚予 圆柱或异 型 高副接 触 接触应 力太 寿命较 编成为变速