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平盘式无级变速器传动装置设计【全套CAD图纸+毕业论文】【原创资料】

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平盘式无级变速器传动装置设计

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新型滚轮平盘式无级变速器的设计.doc---(点击预览)

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外壳3A3.dwg

外壳4A1.dwg

平盘(6).dwg

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惰轮A4.dwg

滚轮A3.dwg

调速齿轮1A4.dwg

调速齿轮2A4.dwg

输入齿轮1A3.dwg

输入齿轮2A4.dwg

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关键词：: 平盘无级变速器传动装置设计全套 cad 图纸毕业论文原创资料

资源描述：

摘要

为了满足客车和载货汽车能输出大扭矩、产生大功率等要求，企业开发一种新型的无级变速器 (Continuously Variable Transmission)（以下简称 CVT）。本文主要分析了新型滚轮平盘式无级变速器（Roller type CVT）（以下简称 RCVT）的结构特点、传动性能，通过设计方案对比，优化设计方案；通过设计计算分析，保证发动机始终处于最佳工况下工作，使得车辆的动力性与发动机的燃油经济性获得最优匹配。

关键词：无级变速器滚轮平盘式无级变速器大扭矩和大功率

ABSTRACT

Buses and trucks in order to meet the output torque, generated power, etc., to develop a new business CVT (Continuously Variable Transmission) (hereinafter referred to as CVT). This paper analyzes the new wheel flat disc CVT (Roller type CVT) (hereinafter referred to as RCVT) the structural characteristics of the transmission performance through design contrast, optimal design; through the design calculation and analysis, ensure that the engine is always working at its best working under conditions such that the vehicle engine power performance and fuel economy optimal match.

Keywords：CVT；CVT flat disc wheel；High torque and high power

摘要 ……………………………………………………………………………………I

ABSTRACT ……………………………………………………………………………II

目录 ……………………………………………………………………………………III

第一章绪论 …………………………………………………………………………1

1.1 机械无级变速器的发展概况 ……………………………………………1

1.2 机械无级变速器的特征和应用 …………………………………………3

1.3 无级变速器的研究现状 …………………………………………………3

1.4 毕业设计内容和要求 ……………………………………………………5

第二章无级变速器总体方案 ………………………………………………………6

2.1 机械无级变速器分类 ……………………………………………………6

2.2 基本传动方案分析 ………………………………………………………8

2.3 无级变速器方案改进和最终方案 ………………………………………9

第三章新型滚轮平盘式无级变速器的设计计算 ………………………………13

3.1 无级变速器基本结构尺寸拟定 ………………………………………13

3.2 转速计算 ………………………………………………………………13

3.3 接触应力计算 …………………………………………………………14

3.4 滚轮的接触疲劳强度计算 ……………………………………………14

3.5 自动加压装置设计 ……………………………………………………15

3.6 输出轴强度计算 ………………………………………………………15

3.7 花键强度计算 …………………………………………………………15

3.8 输入轴承计算 …………………………………………………………17

3.9 加压轴承计算 …………………………………………………………18

3.10 结束语 …………………………………………………………………18

第四章无级变速器的装配 ………………………………………………………19

第五章总结 ………………………………………………………………………20

致谢 ……………………………………………………………………………… 22

参考文献 ……………………………………………………………………………23

第一章绪论

1.1机械无级变速器的发展概况

CVT(CONSTANT 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），目前国内市场上采用CVT技术的车型已经越来越多。

为实现无级变速，按传动方式可分为液体传动、电力传动和机械传动三种方式。

1、液体传动分为两类：一类是液压式，主要是由泵和马达组成或者由阀和泵组成的变速传动装置，适用于中小功率传动。另一类为液力式，采用液力耦合器或液力矩进行变速传动，适用于大功率（几百至几千千瓦）。液体传动的主要特点是：调速范围大，可吸收冲击和防止过载，传动效率较高，寿命长，易于实现自动化：制造精度要求高，价格较贵，输出特性为恒转矩，滑动率较大，运转时容易发生漏油。

2、电力传动基本上分为三类：一类是电磁滑动式，它是在异步电动机中安装一电磁滑差离合器，通过改变其励磁电流来调速，这属于一种较为落后的调速方式。其特点结构简单，成本低，操作维护方便：滑动最大，效率低，发热严重，不适合长期负载运转，故一般只用于小功率传动。二类是直流电动机式，通过改变磁通或改变电枢电压实现调速。其特点是调速范围大，精度也较高，但设备复杂，成本高，维护困难，一般用于中等功率范围（几十至几百千瓦），现已逐步被交流电动机式替代。三类是交流电动机式，通过变极、调压和变频进行调速。实际应用最多者为变频调速，即采用一变幅器获得变幅电源，然后驱动电动机变速。其特点是调速性能好、范围大、效率较高，可自动控制，体积小，适用功率范围宽：机械特性在降速段位恒转矩，低速时效率低且运转不够平稳，价格较高，维修需专业人员。近年来，变频器作为一种先进、优良的变速装置迅速发展，对机械无级变速器产生了一定的冲击。

3、机械传动的特点主要是：转速稳定，滑动率小，工作可靠，具有恒功率机械特性，传动效率较高，而且结构简单，维修方便，价格相对便宜；但零部件加工及润滑要求较高，承载能力较低，抗过载及耐冲击性较差，故一般适合于中、小功率传动。

本次设计对象为机械式无级变速器，所以下面重点介绍机械无级变速器。

机械无级变速器最初是在19世纪90年代出现的，至20世纪30年代以后才开始发展，但当时由于受材质与工艺方面的条件限制，进展缓慢。直到20世纪50年代，尤其是70年代以后，一方面随着先进的冶炼和热处理技术，精密加工和数控机床以及牵引传动理论与油品的出现和发展，解决了研制和生产无级变速器的限制因素；另一方面，随着生产工艺流程实现机械化、自动化以及机械要改进工作性能，都需要大量采用无级变速器。因此在这种形式下，机械无级变速器获得迅速和广泛的发展。主要研制和生产的国家有美国、日本、德国、意大利和俄国等。产品有摩擦式、链式、带式和脉动式四大类约三十多种结构形式。

国内无级变速器是在20世纪60年代前后起步的，当时主要是作为专业机械配套零部件，由于专业机械厂进行仿制和生产，例如用于纺织机械的齿链式，化工机械的多盘式以及切削机床的Kopp型无级变速器等，但品种规格不多，产量不大，年产量仅数千台。直到80年代中期以后，随着国外先进设备的大量引进，工业生产现代化及自动流水线的迅速发展，对各种类型机械无级变速器的需求大幅度增加，专业厂才开始建立并进行规模化生产，一些高等院校也开展了该领域的研究工作。经过十几年的发展，国外现有的几种主要类型结构的无级变速器，在国内皆有相应的专业生产厂及系列产品，年产量约10万台左右，初步满足了生产发展的需要。与此同时，无级变速器专业协会、行业协会及情报网等组织相继建立。定期出版网讯及召开学术信息会议进行交流。自90年代以来，我国先后制定的机械行业标准共14个：

JB/T 5984-92 《宽V带无级变速装置基本参数》

JB/T 6950-93 《行星锥盘无级变速器》

JB/T 6951-93 《三相并联连杆脉动无级变速器》

JB/T 6952-93 《齿链式无级变速器》

JB/T 7010-93 《环锥行星无级变速器》

JB/T 7254-94 《无级变速摆线针轮减速机》

JB/T 7346-94 《机械无级变速器试验方法》

JB/T 7515-94 《四相并列连杆脉动无级变速器》

JB/T 7668-95 《多盘式无级变速器》

JB/T 7683-95 《机械无级变速器分类及型号编制方法》

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内容简介：: I 摘要为了满足客车和载货汽车能输出大扭矩、产生大功率等要求，企业开发一种新型的无级变速器 (Continuously Variable Transmission)（以下简称 CVT）。本文主要分析了新型滚轮平盘式无级变速器（ Roller type CVT）（以下简称 RCVT）的结构特点、传动性能，通过设计方案对比，优化设计方案；通过设计计算分析，保证发动机始终处于最佳工况下工作，使得车辆的动力性与发动机的燃油经济性获得最优匹配。关键词：无级变速器滚轮平盘式无级变速器大扭矩和大功率nts I ABSTRACT Buses and trucks in order to meet the output torque, generated power, etc., to develop a new business CVT (Continuously Variable Transmission) (hereinafter referred to as CVT). This paper analyzes the new wheel flat disc CVT (Roller type CVT) (hereinafter referred to as RCVT) the structural characteristics of the transmission performance through design contrast, optimal design; through the design calculation and analysis, ensure that the engine is always working at its best working under conditions such that the vehicle engine power performance and fuel economy optimal match. Keywords： CVT； CVT flat disc wheel； High torque and high power nts I 目录摘要 I ABSTRACT II 目录 III 第一章绪论 1 1.1 机械无级变速器的发展概况 1 1.2 机械无级变速器的特征和应用 3 1.3 无级变速器的研究现状 3 1.4 毕业设计内容和要求 5 第二章无级变速器总体方案 6 2.1 机械无级变速器分类 6 2.2 基本传动方案分析 8 2.3 无级变速器方案改进和最终方案 9 第三章新型滚轮平盘式无级变速器的设计计算 13 3.1 无级变速器基本结构尺寸拟定 13 3.2 转速计算 13 3.3 接触应力计算 14 3.4 滚轮的接触疲劳强度计算 14 3.5 自动加压装置设计 15 3.6 输出轴强度计算 15 3.7 花键强度计算 15 3.8 输入轴承计算 17 3.9 加压轴承计算 18 3.10 结束语 18 第四章无级变速器的装配 19 第五章总结 20 致谢 22 参考文献 23 nts 1 第一章绪论 1.1 机械无级变速器的发展概况 CVT(CONSTANT 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），目前国内市场上采用 CVT 技术的车型已经越来越多。为实现无级变速，按传动方式可分为液体传动、电力传动和机械传动三种方式。 1、液体传动分为两类：一类是液压式，主要是由泵和马达组成或者由阀和泵组成的变速传动装置，适用于中小功率传动。另一类为液力式，采用液力耦合器或液力矩进行变速传动，适用于大功率（几百至几千千瓦）。液体传动的主要特点是：调速范围大，可吸收冲击和防止过载，传动效率较高，寿命长，易于实现自动化：制造精度要求高，价格较贵，输出特性为恒转矩，滑动率较大，运转时容易发生漏油。 2、电力传动基本上分为三类：一类是电磁滑动式，它是在异步电动机中安装一电磁滑差离合器，通过改变其励磁电流来调速，这属于一种较为落后的调速方式。其特点结构简单，成本低，操作维护方便：滑动最大，效率低，发热严重，不适合长期负载运转，故一般只用于小功率传动。二类是直流电动机式，通过改变磁通或改变电枢电压实现调速。其特点是调速范围大，精度也较高，但设备复杂，成本高，维护困难，一般用于中等功率范围（几十至几百千瓦），现已逐步被交流电动机式替代。三类是交流电动机式，通过变极、调压和变频进行调速。实际应用最多者为变频调速，即采用一变幅器获得变幅电源，然后驱动电动机变速。其特点是调速性能好、范围大、效率较高，可自动控制，体积小，适用功率范围宽：机械特性在降速段位恒转矩，低速时效率低且运转不够平稳，价格较高，维修需专业人员。近年来，变频器作为一种先进、优良的变速装置迅速发展，对机械无级变速器产生了一定的冲击。 3、机械传动的特点主要是：转速稳定，滑动率小，工作可靠，具有恒功率机械特性，传动效率较高，而且结构简单，维修方便，价格相对便宜；但零部件加工及润滑要求较高，承载能力较低，抗过载及耐冲击性较差，故一般适合于中、小功率传动。本次设计对象为机械式无级变速器，所以下面重点介绍机械无级变速器。 nts 2 机械无级变速器最初是在 19 世纪 90 年代出现的，至 20 世纪 30 年代以后才开始发展，但当时由于受材质与工艺方面的条件限制，进展缓慢。直到 20 世纪 50 年代，尤其是 70 年代以后，一方面随着先进的冶炼和热处理技术，精密加工和数控机床以及牵引传动理论与油品的出现和发展，解决了研制和生产无级变速器的限制因素；另一方面，随着生产工艺流程实现机械化、自动化以及机械要改进工作性能，都需要大量采用无级变速器。因此在这种形式下，机械无级变速器获得迅速和广泛的发展。主要研制和生产的国家有美国、日本、德国、意大利和俄国等。产品有摩擦式、链式、带式和脉动式四大类约三十多种结构形式。国内无级变速器是在 20 世纪 60 年代前后起步的，当时主要是作为专业机械配套零部件，由于专业机械厂进行仿制和生产，例如用于纺织机械的齿链式，化工机械的多盘式以及切削机床的 Kopp 型无级变速器等，但品种规格不多，产量不大，年产量仅数千台。直到 80 年代中期以后，随着国外先进设备的大量引进，工业生产现代化及自动流水线的迅速发展，对各种类型机械无级变速器的需求大幅度增加，专业厂才开始建立并进行规模化生产，一些高等院校也开展了该领域的研究工作。经过十几年的发展，国外现有的几种主要类型结构的无级变速器，在国内皆有相应的专业生产厂及系列产品，年产量约 10 万台左右，初步满足了生产发展的需要。与此同时，无级变速器专业协会、行业协会及情报网等组织相继建立。定期出版网讯及召开学术信息会议进行交流。自 90 年代以来，我国先后制定的机械行业标准共 14 个： JB/T 5984-92 宽 V 带无级变速装置基本参数 JB/T 6950-93 行星锥盘无级变速器 JB/T 6951-93 三相并联连杆脉动无级变速器 JB/T 6952-93 齿链式无级变速器 JB/T 7010-93 环锥行星无级变速器 JB/T 7254-94 无级变速摆线针轮减速机 JB/T 7346-94 机械无级变速器试验方法 JB/T 7515-94 四相并列连杆脉动无级变速器 JB/T 7668-95 多盘式无级变速器 JB/T 7683-95 机械无级变速器分类及型号编制方法 nts 3 1.2 机械无级变速器的特征和应用机械无级变速器是一种传动装置，其功能特征主要是：在输入转速不变的情况下，能实现输出轴的转速在一定范围内连续变化，以满足机器或生产系统在运转过程中各种不同工况的要求；其结构特征主要是：需由变速传动机构、调速机构及加压装置或输出机构三部分组成。机械无级变速器的适用范围广，有在驱动功率不变的情况下，因工作阻力变化而需要调节转速以产生相应的驱动力矩者（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）；有根据工况要求需要调节速度者（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提升或运行速度，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）；有为获得恒定的工作速度或张力而需要调节速度者（如断面切削机床加工时需保持恒定的切削线速度，电工机械中的绕线机需保持恒定的卷绕速度，纺织机械中的浆纱机及轻工机械中的薄膜机皆需调节转速以保证恒定的张力等）；有为适应整个系统中各种工况、工位、工序或单元的不同要求而需协调运转速度以及需要配合自动控制者（如各种各样半自动或自动的生产、操作或装配流水线）；有为探求最佳效果而需变换速度者（如试验机械或李心机需调速以获得最佳分离效果）；有为节约能源而需进行调速者（如风机、水泵等）；此外，还有按各种规律的或不规律的变化而进行速度调节以及实现自动或程序控制等。综上所述。可以看出采用无级变速器，尤其是配合减速传动时进一步扩大其变速范围与输出转矩，能更好的适应各种工况要求，使之效能最佳，在提高产品的产量和质量，适应产品变换需要，节约能源，实现整个系统的机械化、自动化等各方面皆具有显著的效果。故无级变速器目前已成为一种基本的通用传动形式，应用于纺织、轻工、食品、包装、化工、机床、电工、起重运输矿山冶金、工程、农业、国防及试验等各类机械。 1.3 无级变速器的研究现状随着我国在基础设施和重点建设项目上的投入加大，重型载货车在市场上的需求量急剧上升，重型变速箱的需求也随之增加 ,近年来，重型汽车变速器在向多极化、大型化的方向发展 . 现在，我国已经对变速箱的设计，从整机匹配到构件的干涉判别和整个方案的模糊综合判别，直到齿轮、离合器等校核都开发了许多计算机设计软件，nts 4 但是，大都没形成工业化设计和制造，因此，还需要进一步加强 .我过的汽车技术还需要进一步发展 . 随着科技的不断进步， CVT 技术的不断成熟，汽车变速箱最终会由 CVT 替代手动变速箱（ MT）和有级自动变速箱（ AT），无级变速汽车是当今汽车发展的主要趋势，但是，中国还没有掌握全套的汽车自动变速箱技术，也就还没有形成市场所需成熟的汽车自动变速箱产品。有人主张直接从国外引进先进的汽车自动变速箱技术，不料国外所有相关公司都想直接从国外把汽车自动变速箱产品销售到中国市场或者在中国建立独资企业就地生产销售产品，不愿与中国的企业合作开发生产获取高额垄断利润。重型汽车变速器是指与重型商用车和大型客车匹配的变速器 , 尽管在行业中对变速器的容量划分没有明确的界限 , 但我们通常将额定输入扭矩在 100kgm 以上的变速器称为重型变速器。国内重型车变速器产品的技术多源于美国、德国、日本等几个国家，引进技术多为国外 80 90 年代的产品。作为汽车高级技术领域的重型汽车变速器在国内通过漫长的引进消化过程，如今已有长足的进步，能够在原有引进技术的基础上，通过改型或在引进技术的基础上自行开发出符合配套要求的新产品，每年重型车变速器行业都能有十几个新产品推向市场。但从当今重型车变速器的发展情况来看，在新产品开发上国内重型车变速器仍然走的是一般性的开发过程，没有真正的核心技术产品；从国内重型变速器市场容量来看，有三分之一的产品来自进口，而另外三分之二的产品中有 80 %以上的产品均源自国外的技术，国内自主开发的重型变速器产品销量很小。这说明国内重型变速器厂家的自主开发能力仍然很薄弱，应对整车新车型配套产品的能力远远不够。 2004 年年初我国出台城市车辆重点发展 13.8m 客车上使用的变速器 , 目前只有 ZF 一家能向国内企业供应。这足以说明国内的重型车变速器企业仍然很渺小，在技术方面仍然有很长的路要走。国内重型汽车变速器几乎由陕西法士特齿轮有限责任公司、綦江齿轮传动有限公司、山西大同齿轮集团有限责任公司及一汽哈尔滨变速箱厂等几大家包揽。这些企业大多数变速器产品针对的市场各有侧重，像陕西法士特在 8t 以上重型车市场占有率达到 40%以上，并且在 15t 以上重卡市场占有绝对的优势，拥有 85 %以上的市场份额；綦江齿轮传动有限公司主要为安凯、西沃、亚星奔驰、桂林大宇及厦门金龙等企业的 7 12m 高档大、中型客车以及总质量在 14 50t 重型载货车、鞍式牵引车、自卸车及各式专用车、特种车配nts 5 套；山西大同齿轮集团配套市场主要在 8 10t 级的低吨位重型载货车方面 .随着国内汽车市场的发育成长，变速器产品型谱逐步细化，产品的针对性越来越强。因此，在保证现有变速器生产和改进的同时，要充分认识到加入 WTO后良好的合作开发机遇，取长补短，同时更应认识到供方、买方、替代者、潜在入侵者、产品竞争者的巨大压力。要紧跟重型商用车行业向高档、高技术含量和智能化方向发展的趋势，紧跟客车低地板化、绿色环保化、城市公交大型化的发展方向，开发和生产具有自主知识产权、适合我国国情的重型汽车变速器。 1.4 毕业设计内容和要求本设计的目标是设计一种能够满足载货汽车和客车要求的新型滚轮平盘式无级变速器（ Roller type CVT）简称为 RCVT（以下同）。通过大量的分析和计算，在尽量发挥 RCVT的性能的前提下把设计要求定为：表 1 目标车型车型：城市客车发动机： CA4110ZL1 额定功率： 125/2300 (kW/rmin-1) 最大扭矩： 560/1500（ Nm/rmin-1）变速比： 6.4 nts 6 第二章无级变速器总体方案 2.1 机械式无级变速器分类机械式无级变速器具有结构简单、传动性能好、适用性强、维护方便和效率高等优点，所以应用广泛。大多数机械式无级变速器主要是依靠摩擦力工作，通过改变主动件和从动件的传动半径，使输出轴的转速无级地变化。目前市场上主流的机械式无级变速器共分四种，各原理简述如下： 1. 滚轮平盘式无级变速器如图所示，主动滚轮 1 与从动平盘 2 用弹簧压紧，工作时靠接触处产生的摩擦力传动，传动比21ri r 。当操纵滚轮 1 作轴向移动时，即可改变 2r ，从而实现无级变速。这种无级变速器，结构简单，制造方便。但因存在较大的相对滑动，所以磨损严重，不宜用于大功率传动。滚轮平盘式无级变速器 2. 钢球无级变速器如图所示，这种变速器主要由分别装在轴 I、轴 II 上的两个锥轮 1、 2 和一组钢球 3（通常为 6 个）组成。钢球 3 被压紧两锥轮的工作锥面上，并可在轴 4 上自由转动。工作时，主动锥轮 1 依靠摩擦力带动钢球 3 绕轴 4 旋转，钢球同样依靠摩擦力带nts 7 动从动锥轮 2 转动。轴 I、 II 的传动比1212rRiRr，由于12RR，所以12ri r 。调整支承轴 4 的倾斜角与倾斜方向，即可改变钢球 3 的传动半径1r和2r，从而实现无级变速。这种变速结构简单，传动平稳，相对滑动小，结构紧凑，但钢球加工精度要求高。钢球无级变速器 3. 菱锥无级变速器如图所示，空套在轴 4 上的菱锥 3（通常为 5 6 个）被压紧在主、从动轮 1、 2 之间。轴 4 支承在支架 5 上，其倾斜角是固定的。工作时，主动轮 1 靠摩擦力带动菱锥 3 绕轴 4 旋转，菱锥又靠摩擦力带动从动轮 2 旋转。轴 I、 II 间传动比1212rRiRr，水平移动支架 5 时，可改变菱锥的传动半径1r、2r，从而实现无级变速。菱锥无级变速器 nts 8 4. 宽 V 带无级变速器如图所示，在主动轴 I 和从动轴 II 上分别装有锥轮 1a、 1b 和 2a、 2b，其中锥轮 1b 和 2a 分别固定在轴 I 和 II 上，锥轮 1a 和 2b 可以沿轴 I、 II 同步同向移动。宽 V带 3 套在两对锥轮之间，工作时如同 V 带传动，传动比21ri r 。通过轴向同步移动锥轮 1a 和 2b，可改变传动半径1r和2r的大小，从而实现无级变速。宽 V 带无级变速器 2.2 基本传动方案分析平盘平盘滚轮对于机械式无级变速器本体来讲，要扩大其传动功率，则必需采取多接触区分汇流传动型式、接触区综合曲率小（曲率半径大）的结构，新型滚轮平盘式无级变速器nts 9 应满足以上要求。新型滚轮平盘式无级变速器（ Roller type CVT）简称为 RCVT。 RCVT 结构上采用四滚轮两平盘，在滚轮两侧加压，滚轮为主动件，平盘为从动件，动力分八路传递。这样的结构符合多接触区分流的要求，使滚轮的单个接触区传递的功率降低。由于要求大功率普通的干式摩擦无级变速传动发热量大、磨损严重，所以 RCVT 采用油膜牵引传动，其外圆表面为球形，在尽量减少滚轮与平盘的几何滑动的同时，又不使接触区的综合曲率过大。根据润滑的理论与实践得知，润滑油的粘度较高、粘度指数高，则油膜厚度较厚。因此摩擦无级变速器的润滑油最好能具有这种性质，在常压下粘度不高，在高压下粘度却很高，甚至可转变为固态，而一旦压力解除，则又恢复常态。近年来，一些国家已开发了用于摩擦传动、具有上述性质的合成油（例如美国 Monsanto公司的 Santotrac油）。采取这类合成油时。牵引系数一般高达 0.095，甚至更高（高出 20，约达 0.12），约比矿物油的牵引系数大 50，甚至更大，油膜也比后者厚得多。再则，由于它在高压工作时可以 “固化 ”，没有油液对疲劳裂纹的扩展与冲击作用，所以磨擦副的使用寿命也可大为提高。为了使接触点的摩擦力在输入扭矩不变的情况改变传动比时，摩擦力为定值，RCVT 的输入轮为滚轮，滚轮与平盘的接触点到滚轮的转动中心的距离是定值，所以在输入扭矩不变的情况下改变传动比时，滚轮与平盘的接触点的摩擦力为定值，这样就充分发挥了滚轮平盘摩擦传动的传动能力。 RCVT 采用多点传动，动力共分 8 路传递，这样就有效地提高了传动能力。所以RCVT 在传动能力方面有优势。为了增加 RCVT的变速比可以将两挡变速器与 RCVT串联。 2.3 无级变速器方案改进和最终方案以下是 RCVT 的结构方案： nts 10 1.输入轴 2.输入锥齿轮 3.小锥齿轮 4.惰轮 5.输出齿轮 6.输出轴 7.输出齿轮 8.输出齿轮 9.组合锥齿轮 10.惰轮 11.输入锥齿轮 12.壳体 13.平盘 14.滚轮 15.平盘 16.压板 17.压板 18.拉杆花键轴滚轮平盘平盘堕轮输出齿轮输入轴输入轴输入轴锥齿轮I输入轴锥齿轮 I I堕轮组合锥齿轮小锥齿轮输出齿轮图 2 RCVT 结构方案一图 3 RCVT 传动路线（方案一） nts 11 1.输入轴 2.自动加压装置 3.输入锥齿轮 4.小锥齿轮 5.调速锥齿轮 I 6.丝杠 7.花键筒 8. 调速锥齿轮 II 9. 滚轮 10. 平盘 I 11.输出锥齿轮 I 12.惰轮 13. 输出锥齿轮 II 14. 输出轴 15.平盘 II 16.弹簧输入轴自动加压装置输入锥齿轮小锥齿轮花键轴滚轮平盘平盘输出锥齿轮堕轮输出锥齿轮输入轴方案一：动力从中间输入，由于受到空间的限制造成输入齿轮尺寸过小强度不足。在输出轴的布置方面，输出轴与输入轴不是同轴布置，这一点是不可取的。在受力方面，输入轴几乎只受扭矩，没有循环应力，这样的设计比较好。输出轴既要受扭矩又要受弯矩，有对称循环应力这样的设计不是最佳的。方案二：动力从外侧输入，由于空间足够，所以输入齿轮的强度是没有问题的。新的问题是齿轮的线速度有些偏高，只要选择低速发动机，再加上较好的润滑，就可以解决齿轮的线速度偏高的问题。采取自动加压装置，以保证压紧力与负载相适应。采取图 4 RCVT 传动路线（方案二）图 4 RCVT 传动路线（方案二） nts 12 卸荷结构，使传动组件和加压装置上的各个力在本身内部平衡。在输出轴的布置方面，输出轴与输入轴是同轴布置。这一点是很理想的。在受力方面，输入轴几乎只受扭矩，没有循环应力，这样的设计比较好。输出轴受扭矩和拉力，但没有循环应力这种设计比较好。在总尺寸方面，这种布置尺寸较紧凑。方案二与方案一相比有不少优点，所以我选择方案二的结构进行下一步的具体设计。nts 13 第三章新型滚轮平盘式无级变速器的设计计算 RCVT采用自动加压装置，以保证压紧力与负载相适应，在低负载时有效地减小滚轮的滚动阻力，从而提高 RCVT的经济性和寿命。 RCVT是油膜牵引传动，所以要求采用高牵引系数牵引油，也就是说牵引油的质量对 RCVT的传动性能有很大影响。 3.1 无级变速器基本结构尺寸拟订 RCVT 的基本结构尺寸如图 6 3.2 转速计算发动机在额定功率下的转速为 2300r/min ，即主动锥齿轮的转速 m a x 1 2 3 0 0 / m i nnr由公式得：max 2 1max1 2n ZnZ 式中 1Z 表示输入主动大锥齿轮齿数 2Z 表示输入从动小锥齿轮齿数所以从动锥齿轮的转速为 1m a x 2 m a x 127 6 6 6 . 6 / m i nZn n rZ 图 6 RCVT 的基本结构 nts 14 平盘的转速 m a x 3 m a x 2m i n6 1 3 3 . 3 / m i nrn n rr滚轮平盘式中 r滚轮表示滚轮半径， r平盘表示平盘最小工作半径。 3.3 接触应力计算发动机在 1500r/min时产生最大扭矩 = 560T N m总21 424ZTZT N m 总滚轮式中 T滚轮表示每个滚轮所传递的扭矩。 342 5252 2 4 0 1 0TFNr 滚轮滚轮滚轮式中 F滚轮表示每个滚轮接触点处所传递的摩擦力。 4 4 5 2 5 2 2 1 0 5 . 30 . 0 9 5FNN 滚轮压式中 N压表示平盘的压紧力，表示牵引系数。 31 0 .9 1 4dQak31 0 .9 1 4dQbk式中 a、 b表示接触区椭圆的长、短轴半径， Q 表示压紧力， kd 表示当量曲率，查参考资料 1可得。 2223 3m a x32 4 0 0 8 5 5 2 6 3 2 0 7 1 9 . 8 / 2 0 7 224jdQ Q k K g f c m M P aab 式中maxj表示最大接触应力。 3.4 滚轮的接触疲劳强度计算设使用寿命为 10000小时，输入转速为 2000 r/min。应力循环次数 92 2 2 0 0 0 3 . 3 3 6 0 1 0 0 0 0 8 1 0N n i h （次）由资料 3得： 14CrMnSiNi2Mo钢的应力循环次数 8109 次时，其接触疲劳强度为 nts 15 2350MPa(大于maxj)，所以满足要求。 3.5 自动加压装置设计 2= t a n ( ) / 2T N v d压总式中：表示自锁角， d2表示凸轮中径，表示凸轮升角。由 = 560T N m总= 2 2 1 0 5 .3NN压2 72d mm5.7 则 =26.927 3.6 输出轴强度计算 m a x 22 2 1 0 5 . 3 4 5 . 0A 3 . 1 4 1 2 . 5N M P a 压式中 max表示输出轴受的最大拉应力， A表示截面积。 m a x2m a x1Z1 1 1 3 05 6 0 0 . 3 2 7 32 Z 2 4 0rT T N mr 平盘总滚轮式中 max 表示输出轴受的最大扭矩 r平盘 max表示平盘最大工作半径 6m a x m a xm a x 3316 1 6 2 7 3 5 1 . 5 1 0 5 1 . 53 . 1 4 0 . 0 3tTT P a M P aWD 式中 max表示输出轴受的最大扭矩剪切应力 3.7 花键强度计算 3.7.1 静联接 32 1 0ppmTz h l d 3.7.2 动联接 32 1 0mTppz h l d 式中载荷分配不均系数，与齿数多少有关，一般取 =0.7 0.8，齿数多时取偏小值； z花键的齿数； nts 16 l齿的工作长度，单位为 mm； h花键齿侧面的工作高度，对于矩形花键： 22DdhC此处 D为外花键的大径， d为内花键的小径， C为倒角尺寸，单位均为 mm；对于渐开线花键： 30时 h m； 45时 h= 0.8 m， m为模数；式中 dm花键的平均直径，对于矩形花键2m Ddd ；对于渐开线花键midd，id为分度圆直径，单位为 mm； P 花键联接的许用挤压应力，单位为 MPa，见表 2； P 花键联接的许用压力，单位为 MPa，见表 2。表 2 花键联接的许用挤压应力、许用压力 MPa 许用挤压应力、许用压力联接工作方式使用和制造情况齿面未经热处理齿面经热处理 P 静联接不良中等良好 35 50 60 100 80 120 40 70 100 140 120 200 P 空载下移动的动联接不良中等良好 15 20 20 30 25 40 20 35 30 60 40 70 P 在载荷作用下移动的动联接不良中等良好 3 10 5 15 10 20 3.7.3 输出轴花键联接强度计算因为输出轴花键联接为静联接，所以 32 2 7 3 1 0 3 8 . 2 70 . 7 2 8 2 6 1 2 8pp M P a 3.7.4 滚轮花键联接强度计算 nts 17 因为滚轮花键联接为动联接，所以 32 4 2 1 0 3 . 4 70 . 8 1 0 2 5 2 . 2 5 5P M P a p 3.8 输入轴承计算由输入锥齿轮计算可知锥齿轮圆周力 9 9 8 .2 2tFN。根据圆锥齿轮传动得计算公式得： t a n 9 9 8 . 2 2 t a n 2 0 3 6 3 . 3tF F N 1 1 1 2c o s t a n c o sr t aF F F F 1 1 1 2s i n t a n s i na t rF F F F costn FF 11c o s 3 6 3 . 3 c o s 1 7 3 4 7 . 4rF F N 11s i n 3 6 3 . 3 s i n 1 7 1 0 6 . 3aF F N 表 3 输入轴承计算结果故选用轴承类型：深沟球轴承轴承代号： 6010轴承参数工作参数计算结果轴承内径： 50mm 轴承外径： 80mm 轴承宽度： 16mm 额定动载荷： 16800N 额定静载荷： 12800N 极限转速： 7000r/min 润滑方式：油润滑径向载荷： 347.4N 轴向载荷： 106.3N 使用寿命： 1000h 工作转速： 7000r/min 接触角： 45 载荷系数： 1.1 当量动载荷： 214.00N 当量静载荷： 382.14N 计算寿命： 1.15201E6小时 nts 18 3.9 加压轴承计算表 4 加压轴承计算结果轴承参数：工作参数：计算结果：轴承内径： 60mm 轴承外径： 130mm 轴承宽度： 34mm 额定动载荷： 138000N 额定静载荷： 102000N 极限转速： 3200 r/min 润滑方式：油润滑径向载荷： 10000N 轴向载荷： 20000N 使用寿命： 10000h 工作转速： 5000 r/min 接触角： 45 载荷系数： 1.1 当量动载荷： 8800.45N 当量静载荷： 4840.56N 计算寿命： 12853h 故选用轴承类型：圆锥滚子轴承 (30000) 轴承代号： 31311 3.10 结束语 RCVT 传动的最大扭矩达到 560N.m，比以前的机械式 CVT 有较大提高，达到国际先进水平，可以在载货汽车和客车得到应用，使其发动机始终处于最佳工况下工作，使得车辆的动力性与发动机的燃油经济性获得最优匹配，使发动机经济性好、效率高、排放降低，有利于节能和环保 ,还可以提高汽车的加速性能和舒适性。 nts 19 第四章无级变速器的装配 1.变速器的装配 1）所有零件应彻底清洗并用压缩空气吹净或擦干。 2）各轴承及键槽在安装前，应涂以齿轮油或机械油。 3）装入轴承前时，应使用铜棒在轴承四周均匀敲入，避免用手锤直接敲击轴承，以防止损伤轴承。也可将轴承在机械油中加热到 60-100 后装入。 4）壳体上的螺孔和轴承孔，在安装轴承端盖时，应涂以密封胶以防漏油。 5）各紧固螺栓应按规定锁止方法进行锁止。 2.变速器在装配中的调整 1）锥轮端面与涡轮之间的间隙，一般应为 0.10-0.35mm。 2）轴的轴向间隙一般为 0.10-0.40mm，可在轴承盖内增减垫片进行调整。 3）检查蜗杆传动的啮合与调速情况，各档涡轮应具备良好的自锁性。齿的啮合痕迹应大于全齿工作面积的三分之一。 nts 20 第五章总结通过此次毕业设计，我不仅把知识融会贯通，而且丰富了大脑，同时在查找资料的过程中也了解了许多课外知识，开拓了视野，认识了将来机械的发展方向，使自己在专业知识方面和动手能力方面有了质的飞跃。毕业设计是我作为一名学生即将完成学业的最后一次作业，他既是对学校所学知识的全面总结和综合应用，又为今后走向社会的实际操作应用铸就了一个良好开端，毕业设计是我对所学知识理论的检验与总结，能够培养和提高设计者独立分析和解决问题的能力；是我在校期间向学校所交的最后一份综和性作业，从老师的角度来说，指导做毕业设计是老师对学生所做的最后一次执手训练。其次，毕业设计的指导是老师检验其教学效果，改进教学方法，提高教学质量的绝好机会。毕业的时间一天一天的临近，毕业设计也接近了尾声。在不断的努力下我的毕业设计终于完成了。在没有做毕业设计以前觉得毕业设计只是对这几年来所学知识的大概总结，但是真的面对毕业设计时发现自己的想法基本是错误的。毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次毕业设计使我明白了自己原来知识太理论化了，面对单独的课题的是感觉很茫然。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次毕业设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。总之，不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。最后终于做完了有种如释重负的感觉。此外，还得出一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。在此要感谢我们的指导老师对我悉心的指导，感谢老师们给我的帮助。在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好，但是在设计 nts 21 过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富，使我终身受益。 nts 22 致谢近三个月时间的毕业课题设计是我大学生活中忙碌而又充实一段时光。这里有治学严谨而又亲切的老师，有互相帮助的同学，更有积极、向上、融洽的学习生活氛围。短短的时间里，我学到了很多的东西。不仅学到就更多的理论知识，扩展了知识面，提高了自己的实际操作能力；而且学会了如何去学习新的知识，学会了面对困难和挑战，学会了团结

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