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毕业设计（论文）指导教师评阅意见表专业机械设计制造及其自动化班级1101姓名 郭成健题目PE10 自行车无级变速器设计该生论文选题符合专业培养目标，能够达到综合训练目的，题目有难度，工作量较大。按照选题要求做了详尽的理论计算，能较好地运用技术用语和计量单位、格式、图表、数据。论文语言表达流畅，格式符合规范要求；参考了相关课题的文献资料，有一定的实践指导意义。图纸按规范进行折叠。同意参加答辩。指导教师评语签字： 年 月 日 毕业设计（论文）评阅教师评阅意见表专业机械设计制造及其自动化班级1101 班姓名郭成健题目该生能够认真地完成毕业论文任务书提出的内容和各项要求，灵活地运用所学专业知识来分析问题和解决问题；能够独立查阅文献、翻译外文资料；提出并较好地论述课题的实施方案；能很好地收集加工各种信息以及获取新的知识。从论文的结果上看，达到了本专业学生培养的目标和要求。 从论文的整体上看，论述较全面，思路较清晰，结构较合理，格式较规范。同意参加答辩。评阅人评语签字： 年 月 日 毕业设计(论文)答辩记录专业班级专业班级: :机械设计制造及其自动化机械设计制造及其自动化 11011101 班班 学学 号：号：311202231311202231 姓姓 名名: :郭成健郭成健 答辩内容记录答辩内容记录: : 记录人：沈 阳 化 工 大 学 科 亚 学 院本科生毕业设计成绩考核评价表答辩小组： 年 月 日毕业设计名 称PE10 自行车无级变速器设计专 业机械设计制造及其自动化 班级1101 班 姓名郭成健 评价人权重评价点得分10图纸完备、整洁，设计说明书的撰写质量5分析、计算、论证的综合能力5能综合运用所学知识和专业知识，独立工作能力强指导教师5毕业实习表现、进度表书写情况10设计的有重大改进或独特见解，有一定应用价值5设计的难度和工作量，结合本专业情况5计算、图纸、公式、符号、单位是否符合工程设计规范评阅人5说明书的条理性、语言、书写、图表水平10设计规格符合要求及答辩规范程度10答辩挂图准备情况10答辩中思维敏捷，知识面宽厚程度10回答问题的正确性，有无错误答辩小组10是否有创新意识，设计是否有新意合计分数教师、评阅人和答辩小组按以上各条的相应评价点给出得分，合计总分数。在总成绩分数中，90-100 分为优秀，80-89 分为良好，70-79 为中等，60-69 为及格，不足 60 分为不及格，列入本表右侧成绩栏中。注意：有严重抄袭现象的学生成绩应定为不及格，有抄袭现象但不严重的学生成绩应降档处理。指导教师、评阅人及答辩小组对此应切实注意，如有不可解决的分歧，可交于院系答辩委员会裁定。成绩沈阳化工大学科亚学院毕业设计（论文）答辩成绩评定沈阳化工大学科亚学院毕业设计（论文）答辩委员会于 2015 年 6 月 5 日 审查了 机械设计制造及其自动化 专业 郭成健 的毕业设计（论文） 。设计（论文）题目： PE10 自行车无级变速器设计 设计（论文）专题部分： 1.自行车无级变速器总体方案的选择 2. 钢球外锥式无极变数器的部分零 件的设计与计算 设计（论文）共 26 页，设计图纸 4 张指导教师： 评 阅 人： 毕业设计（论文）答辩委员会意见：成绩： 学院答辩委员会主任委员（签章）年 月 日摘要摘要在本文中，考虑到钢球圆锥式无级变速器以外的局部修改和改造，不仅是无级变速器或无级变速自行车的分析。这种钢球式的变速器，是一种进一步的研究和分析。对于这种改造后的无级变速器应用于自行车的无级变速装置中，一个大大提高其性能和功能。这个装置是通过八钢球进出相互摩擦河的输出功率，使用一对斜齿轮索引速度调节，然后进行自行车 0.751.22 之间无级调速。这种改造是对自行车无级变速的另一种应用，使用八个钢球利用摩擦的输出方式，是一种新的尝试，是一种新的应用，这种研究在原有无级变速器的基础上的应用，这些研究表明：无级变速器在自行车方面的应用非常广泛，而且性价比极高，使用价值和性能也得到了相当大的改善和改良。在人们的生活中，可以得以更大的利用，无级变速装置，可以缓解人们对自行车的使用的局限性，会给人们带来更大的方便。它采用一个带和工作主体，驱动直径车轮传递动力，可实现连续变化，传动比和最佳匹配变速器和发动机的工作条件。而现在，这种新类型的传输更适合于现在的生活。自行车自动无级变速器，自行车自动无级变速其使用。它由两个仅单向旋转方向由链轮和两个滚子的调控，以形成一个链。链轮可以像普通自行车链轮轮辋牵引链传动自行车后轴。齿轮系安装在传递臂，齿轮系，弹簧组，支架和轴向移动和机构，在链条张力的变化，链轮尺寸将是宽还是窄。从而实现无自行车驱动自动无级变速中断。使用自行车行驶阻力小时的传输可以生长普通自行车相比，并在丘陵或满足大风循环阻力是很大的，可以省时省力。随着各种自行车无级变速器的出现，例如，其中包括大直径改变滑轮，小直径改变皮带轮，传动带和滑轮控制可变直径变速机构，大直径的变化，每个滑轮和小直径变化安装在中心轮自行车和后轴轴，连接驱动皮带传动，换挡齿轮固定在两个皮带轮齿轮箱之间。本实用新型具有结构简单，操作方便，性能可靠，调速范围大，非常适合安装和使用中的各种变速自行车。而本文研究的钢球外锥式无级变速器也是诸多新型无级变速器中的一个。关键字关键字: : 无级变速自行车; 无级变速装置; 方便; 应用广泛AbstractIn this paper, in view of the steel ball outside cone type step less transmission for local modification and transformation, not only is step less transmission, or CVT analysis of bicycle. The transmission of ball type, is a further research and analysis. For this kind of modified step less transmission used in bicycle step less speed change device, can greatly improve its performance and function. This device is through eight steel ball in and out of the output power of the mutual friction river, using a pair of helical gear indexing speed regulation, and then make the bike for step less speed regulation between 0.75 1.22.This kind of transformation is another application of bicycle infinitely variable speed, using the output of the eight ball using friction, is a kind of new try, is a new application, the research on the basis of the original step less transmission applications, these studies show that the step less transmission has a very wide range of applications in the bike, and high cost performance, use value and performance has been considerable improvement and improvement.In the life of people, can be to be able to use a larger, step less speed change device, can relieve peoples limitations to the use of bicycles, can bring more convenience to people. It USES a belt and the work the main, driven wheel in diameters to transfer the power, can realize continuous change, the transmission ratio and the best matching transmission and engine working conditions.And now, this new type of transmission is more suitable for life now. A bicycle automatic step less transmission, which used in bicycle automatic step less variable speed. It consists of two only unidirectional rotating direction by the regulation of sprocket and two roller to form a chain. Sprocket can be like ordinary bicycle sprocket rim drag chain drive bike rear axle. A gear train is installed in the transmission arm, gear train, spring group, stents and axial moving and institutions, in the chain tension changes, the sprocket size will be wide or narrow. So as to realize without interruption of bicycle drive automatic step less variable speed. Compared with ordinary bikes using the transmission on bicycle travel resistance hours can be growth, and in the hills or meet strong wind cycling resistance is big, can save Labour.Have been all kinds of bicycle step less transmission, for example, including the big diameter changes pulley, small diameter changes pulley, drive belt and pulley control variable diameter variable speed institutions, large diameter changes, each pulley and small diameter changes pulley installed on the center axis of the bicycle and rear axle, connect drive belt transmission, shift gear is fixed between the two pulley gear box. The utility model has simple structure, easy operation, reliable performance and speed range is big, very suitable for the installation and use in a variety of variable speed bicycle.And in this paper, we study the ball cone type step less transmission also is one of the many new type step less transmission.Keyword: CVT bike, CVT , Convenience, Widely used目 录 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.2 1.3 无级变速自行车研究现状.3 1.4 毕业论文设计内容和要求.5 第二章 自行车无级变速器总体方案的选择 .6 2.1 钢球长锥式(RC 型)无级变速器 .6 2.2 钢球外锥式无级变速器.7 2.3 两方案的比较与选择.8 第三章 钢球外锥式无级变速器部分零件的设计与计算 .9 3.1 钢球与主从动锥齿轮的设计与计算.9 3.2 加压盘的设计与计算.10 3.3 调速齿轮上变速曲线槽的设计与计算.11 3.4 输入轴的设计与计算.12 3.5 输出轴的设计与计算.15 3.6 输入输出轴上轴承的选择与计算.18 3.7 输入输出轴上端盖的设计与计算.20 3.8 调速机构的设计与计算.21 3.9 自行车无级变速器的安装.22 参考文献 .24 致谢 .25沈阳化工大学科亚学院毕业论文文献综述PE10PE10 自行车无级变速器设计文献综述自行车无级变速器设计文献综述姓名:郭成健 班级: 机制 1101 班 指导教师:侯志敏摘要摘要 在人们的生活中，可以得以更大的利用，无级变速装置，可以缓解人们对自行车的使用的局限性，会给人们带来更大的方便。它采用一个带和工作主体，驱动直径车轮传递动力，可实现连续变化，传动比和最佳匹配变速器和发动机的工作条件。而现在，这种新类型的传输更适合于现在的生活。自行车自动无级变速器，自行车自动无级变速其使用。它由两个仅单向旋转方向由链轮和两个滚子的调控，以形成一个链。链轮可以像普通自行车链轮轮辋牵引链传动自行车后轴。齿轮系安装在传递臂，齿轮系，弹簧组，支架和轴向移动和机构，在链条张力的变化，链轮尺寸将是宽还是窄。从而实现无自行车驱动自动无级变速中断。使用自行车行驶阻力小时的传输可以生长普通自行车相比，并在丘陵或满足大风循环阻力是很大的，可以省时省力。正文正文 机械无级变速器最初是在 19 世纪 90 年代出现的，自从 20 世纪 30 年代开始发展，但当时由于材料和技术条件，进展一直缓慢。直到 20 世纪 50 年代以来，特别是 70 年代，在一方面，拥有先进的冶炼，热处理技术，精密机械加工和数控机床和牵引传动理论的出现和石油开发，解决无级的开发和生产传输的限制。 ，另一方面，作为生产过程实现机械化，自动化和机械来提高其工作性能，需要大量采用无极变速器。因此，在这种形式下，机械无级变速器快速和广泛的发展。主要开发的国美，日本，德国，意大利和俄罗斯等产品有摩擦式，链条，皮带和脉冲四大类 30 余种结构形式和生产。国内无极变速器是前开始在 20 世纪 60 年代，主要是作为一个专业的机械部件，在该时间之后，因为专业机械厂复制和生产，如纺织机械用齿链，光盘类型和切割的化工机械柯普机无级变速器等，但很少有品种规格，产量并不大，仅几千名的年产量。直到中间 - 80 - S，以及引进国外先进设备，工业现代化和自动化流水线的快速发展，对各类机械无级变速器的需求大大增加，工厂开始建立和规模化生产，部分高校开展了这一领域的研究工作。经过多年的发展，国外几种主要类型无级变速器的现有结构，在国内拥有相应的专业生产厂及系列产品，年产量约 10 万左右，满足生产发展的需要。无级变速器，同时，专业协会，行业协会和组织已经建立了这样的情报网络。定期公布的 WebEx 和学术会议的信息沟通。 应用机械无级变速器的范围广，驱动力的基础上，有必要通过工作电阻变化调整速度以产生相应的驱动转矩（如混合机械在化学工业中，即需要增加，因为混合料的粘度和与对应于减慢搅拌速度）的电阻值;有一个要求需要根据工作条件（如起重运输机械的要求，同时材料和操作部的变化来调节速度可以改变相应的提升或速度，干燥机或制药机械需求与食品机械温度变化和调整传输速度）;为恒定速度或张力，这就需要调整速度（功如部分切割机过程中需要保持一个恒定的切削速度，电气和机械在卷取机需要保持一个恒定的风速，纺织机械中浆纱机和胶片机都需要调整轻工机械等）的速度，以确保恒定的张力。为适应整个系统的工作条件，地点，过程，或在单位和以协调的运行速度的要求，有必要与自动控制器（如各种半自动或全自动生产，操作，或进行合作装配线）。谁是要搜索的最佳效果，并转化速度（如测试机器或里都需要加速以获得最佳分离效果）;为了节省能源，而且需要的速度（如风机，水泵等）;另外，根据各种规则或不规则的变化速度调节和自动或过程控制等。从已如上所述。可以看出，采用无极变速器，尤其是减速机进一步扩大变速和扭矩输出其范围的，可以更好的适应各种工况条件下的要求，做出最佳的效率，提高产品产量和质量，满足产品改造，节约能源，需要实现机械化，自动化等整个系统的各个方面都有显著效果。因此，无级变速器已成为普遍的传输，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，国防和测试等各类的基本形式机械。 从传统的老式自行车到如今的无级变速自行车，自行车的发展也发生了很大的变化，而如今的生活中，各式各样的无级变速自行车出现在人们眼帘，各型各样，下面的内容是我们生活中所呈现的各类的无级变速自行车的款式。低座型是根据低成形框架使一个前轮和驱动器，用于自行车的凝聚力的后轮的试验阶段，车身架的中间位置有一个带靠背的桌椅，使骑车的人可以倾斜躺坐在座椅上，双腿可为在前车轮二边，曲柄呈杠杆式，而前轮的正上方装备有无级传动装置，使用两侧曲柄杆上的滑动方块铰接链条循环带动前轮。前轮的前上方有使用的操控把手，使用钢丝绳带动后轮进行操控方向，目的是为了使车子的方向不被受到干扰。因为下调了正常的座位高度，大大降低了空气带来产生的阻力，相对正常的应用得以便利。运用杠杆式曲柄无级传动装置，充分的适应了人体机能的要求和条件。此种脚踏式的无级变速，一个人的脚的踏板的应用，自行车的踏板的自行车，位于围绕轴线的框架，用浓对应变速驱动轮在车轮的组合物，在对应与驱动轮的两侧随着三角皮带传动，两个踏板，二轮盘在盘的两侧，并安装一压缩弹簧;位于斜梁在框架中的位置的前面，它可前后挺杆是由变速杆操作和安装在该位置，邻近挺杆变速轮装有可以使两个可变移动速度轮盘或接近对方的插件;位于在自行车上的后轮的辐条的轴线的围绕两个端背面轴承与轮，附轮的外侧部轮面装有三角皮带槽，附轮的内侧部分装有传动后轮单方向转动的棘齿；位于车架后面的斜梁上，张紧轮的三角皮带的上方设有可以压紧三角皮带张紧。自行车的运动和变速不被应用于，成组链轮和链条传动，相对价格低、质量轻，可以进行无级变速，速度的转换效率高，速比大。 带传动的无级变速，对现有的自行车传动机构的动力方面进行了改造和改进应用。这种自行车的传动机构包括下面的一些部件：大动轮、型传动带、型带张紧装置、调速器、闸线、飞轮，飞轮由飞轮轴套、飞轮底座、滚柱、滚珠，小动轮、大动轮、大定轮、大动轮拨叉，小动轮、小定轮、小动轮拨叉构成。它的特点体现在自行车的动力传动机构，包括以下部件：大动轮、大定轮、大动轮拨叉，大动轮、大定轮也为锥形，两轮大小形状相同，锥面相向，形成带有形沟槽的大型传动轮，稳定的在自行车中轴上，大动轮位于拨叉的操控下顺着轴滑行；小动轮、小定轮、小动轮拨叉，小动轮、小定轮呈锥形，两个轮大小形状相同，锥面相向，形成了带有形沟槽的小型传动轮，和自行车后轴上的飞轮轴套稳定相连，小动轮位于拨叉的操控下顺轴运行；型传动带、型带张紧装置、调速器、闸线、飞轮，型传动带镶于大小轮的沟槽中；后轴上装着型带的张紧装置，它的支承轮撑持着传动带；车把的旁边安装有调速器，和闸线相连，闸线使得调节大小动轮部位的拨叉被带动；飞轮轴套、飞轮底座、滚柱、滚珠构成了飞轮，被安装于后轴之上，小传动轮紧紧靠紧，飞轮轴套和小型传动轮紧密相连，后轴与飞轮底座紧扣相连，飞轮轴套里面同时也装备了流线型的凹槽，滚柱被安置在凹槽之中。 这样的无级变速自行车利用带的传动，进而完成自行车的无级变速，传动稳定、没有噪声、调速操控简洁、调动速度的范围较大；与此同时，这样的无级变速自行车的设计简洁，构造简单、便于加工和制作，可以对其进行大量的生产和批量销售，为我们身边带来了更大的便利。 为自行车的行驶、减震和乘座进行了改造和效果的提高。这其中包含了：乘骑者坐靠休闲式坐椅，双脚蹬踏前方的两个悬摇杆曲柄，可实行弧形的曲线循环式运动，使用整个脚掌面的蹬踏角度，或者通过使用手直捷的变动摇杆上面的力臂的长度来进行无级变速，高效应的使挠性件驱动的后轮得以带动；其中还包含安装拆卸方便，并且不相互的休闲式座椅，还有防落物防盗窃的可移动携带式座椅；简易的完整避震使得骑乘者乘坐起来舒服，而且还可使货架带有的东西物品得以降低了震荡。 这是一种四个档位的无级变速自行车，以纯滚动的方式进行无级变速。在这其中，位于中轴上的中央齿轮啮合相连的安装了两级行星轮，分别为一级行星轮和二级行星轮，中心齿轮的左右两面相应的安装了推动盘，左侧稳定在脚蹬轮轴的上面，而右侧则稳定安装在了链轮的上面；二级行星轮与中心齿轮作为棘轮总成和链轮啮合并相互相连着，在后轴与中轴，位于后轴的车架体上安装了座盘，座盘上稳定安装有控制档位升降的档位弹簧；位于座盘上稳定相连着自锁离合器总成，停转盘的上面装有自锁离合器的总成滚动套，同时停转盘也被固定在了中轴和后轴之上；位于中轴与后轴的自锁离合器总成上被固定有自行控制的变换档位的拉向杆。可以随意调控变换档位，并且对自行车身的全部零部件没有丝毫负面作用和影响，其制作简便，性能极优，操控简洁，应用简易，使用方便，是人们在生活中的又一精艺之选。无链的无级变速为一种无链条的传动，可通过任意操控车速的自行车。这样的自行车结构包括把手、车轮、三角架和踏拐等部位组成，横梁一端安装后齿轮、大齿轮和正反齿轮，横梁另一端安装有中轴齿轮，齿轮和拐轴齿轮相啮合，偏心连杆的上部分与杠杆的右部分位于同一轴中，并固定在定位槽板的滑槽中，杠杆的左部分和齿条相连，齿条和正反齿轮相啮合着，横梁上端安装有固定活动支架、拉簧和钢丝拉索。这样的自行车构造简易，调动速度方便且灵活，牢固实用，适用于各式各样的型号，同样带来很多的便利与方便。此类是一款蓄能型的全自动无级变速自行车，它从在交通工具的技术范畴之内。它被用来的有用部分的新型的目的，是介于以下的技术方案而实现的：首要是因设置每一侧脚蹬上的长型齿盘循环往复的运作，经过同一侧的链条带动同一侧的飞轮，飞轮和带动设置位于轮骨里面的发条里端和发条外端和轮骨固定下来。在这之中：和每端的飞轮固定在相同的一个轴套上还装置了防逆转设备，防逆转装置的里部构造和飞轮极为相似，外壳和车架子一同固定。在骑车出行时，在每端长型齿盘的运作下，经过链条使同一侧的发条交替循环蓄能，进而使得全自动无级变速得以实现。新型的变速器将成为当今变速自行车的换代产品。 新样式的自行车。行走的特点是机构，汽车座椅型立式龙头转向机构，这种传动机构是以杠杆式无级变速传动为主。适用于大流量，高楼层，房屋，车辆停车不便都市圈。这个装置是由脚杠杆式无级变速器，帧可以横向折叠，前面驱动轮，引导轮小的行走机构在后面，并带回一个汽车座椅在直立舵机自行车的龙头。该装置的车身风格，更奇特的乘坐，但舒适，更安全，并且可以折叠和携带。无级变速器包括机械无级变速器，液压传动无级变速器，电力传动无级变速器这三种变速器，然而我们的这个设计任务要求我们把无级变速器安装到自行车上，所以一般我们只能用第一种，也就是机械无级变速器，那么，下面我们重点的来介绍一下机械无级变速器。机械无级变速器第一次出现大概是在 19 世纪 90 年代，在 20 世纪 30 年代以后才得以开始发展起来，在那个年代会受到材质与工艺方面等条件约束和限制，才使得这项研究的进展变得缓慢。后来到了 20 世纪 50 年代，特别是 70 年代以后，随着先进的冶炼和热处理技术的提高和发展，精密加工及数控机床和牵引传动理论和油的产生和发展，并解决开发项目的制约因素和生产的限制;此外，作为生产过程实现机械化，自动化和机械改善以后的工作，以提高其性能，无级变速器需要大量的应用这一技术的。因此，在这种情况下，机械无级变速器得到了迅速和广泛的发展。在机械传动研发和生产的国家有：美国，日本，德国，意大利和俄罗斯等。本产品可分为摩擦式，链条和皮带式和脉冲四种类型，30 余种结构形式。而我国对无级变速器的研究是在 20 世纪 60 年代前后开始的，在那个时候，国内研制的机械无级变速器大多是作为专业机械配套零部件来使用的，那时的专业机械厂多以进行仿制和生产，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外锥型无级变速器等，但这种品种的规格并不是很多，产量相对也不是很大，每年的生产数量也只有数千台。总结总结 换挡问题：一般变速自行车为前后轮双齿轮组，以满足更多种变速比。这种方式需要车主熟悉掌握变速的档位数以搭配获得最佳效果。无级变速自行车能够实现传动比的连续改变，免去记忆复杂的前后轮档位搭配，增加了易用性。 重心问题：普通变速自行车的变速齿轮集中在一侧，造成重心偏移。易倒。无级变速采用后轮 2 个并排，中间放置变速器，重心居中，便于转弯操控。 链条问题：传统变速自行车存在链条在齿轮组空隙中调整时易掉链的问题。无级变速自行车采取金属带式无级变速方式，锥形金属带夹在两个锥形轮之间，不易掉链。而且金属带以及锥形轮盘较普通齿轮链条性能更加优异。减小了保养难度。 维修问题：普通变速自行车因构建过多，增加了维修难度，而无级变速自行车零件简单，维修难度低，舒适度问题：现有变速自行车最多拥有前 7 后 9 共 63 种档位，但其跳跃性档位设置有可能仍然使某些人找不到适于自己的传动比。无级变速自行车可以满足各种人的不同需要。 转弯问题：采取前轮小后轮大的设计方式，增加了转弯的灵活性。由于主要构件集中于后轮，重心靠后，可以减小前轮小容易前翻的问题。 上坡问题：普通变速自行车由于前后轮同时放置变速器，重心较无级变速自行车靠前。上坡难度比后置无级变速自行车大。 使用价值：可以有效降低成本，装配难度，维修难度，生产难度都有所降低，适于普通家居生活。操作难度降低，适用于中国最早一代使用自行车却正在慢慢老去的群体。只需转动旋钮即可实现变速。外观新颖时尚。参考文献参考文献1濮良贵,纪名刚.机械设计M.第八版.西安:高等教育出版社, 2005.2孙恒,陈作模.机械原理M.第六版.西安:高等教育出版社, 2000. 3徐灝.机械设计手册M.第三卷.北京:机械工业出版社, 1991.4吴宗泽,罗圣国.机械设计课程设计手册M.第三版.北京:高等教育出版社, 2006.5周良德,朱泗芳.现代工程图学M.湘潭:湖南科学技术出版社, 2000.6周有强.机械无级变速器M.成都:机械工业出版社, 2001.7李新,洪泉,王艳梅.国内外通用标准件手册M.南京:江苏科技出版,凤凰出版传媒集团, 2006.8葛志淇.机械零件设计手册M.天津:冶金工业出版社,1980.9孙训方，方孝淑，关淑泰。材料力学第三版，北京：高等教育出版社，1994:101-10710侯维芝，祁翠琴。机械设计中的逆向工程技术J机械设计与制造，2004,125-12711周有强。机械无级变速器M，北京：机械工业出版社，2001,4沈阳化工大学科亚学院本科毕业论文题 目： PE10 自行车无级变速器设计 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 1101 班 学生姓名： 郭成健 指导教师： 侯志敏 论文提交日期： 2015 年 6 月 1 日 论文答辩日期： 2015 年 6 月 5 日毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书机械设计制造及其自动化专业1101 班学生：郭成健毕业设计（论文）题目： PE10 自行车无级变速器设毕业设计（论文）内容： 1、设计论文一套2、AutoCAD 图纸（包括装备图、零件图）毕业设计（论文）专题部分：1.自行车无级变速器总体方案的选择 2.钢球外锥式无级变速器部分零件的设计与计算起止时间：2015 年 3 月 6 日2015 年 6 月 5 日指导教师： 签字 年 月 日摘要摘要在本文中，考虑到钢球圆锥式无级变速器以外的局部修改和改造，不仅是无级变速器或无级变速自行车的分析。这种钢球式的变速器，是一种进一步的研究和分析。对于这种改造后的无级变速器应用于自行车的无级变速装置中，一个大大提高其性能和功能。这个装置是通过八钢球进出相互摩擦河的输出功率，使用一对斜齿轮索引速度调节，然后进行自行车 0.751.22 之间无级调速。这种改造是对自行车无级变速的另一种应用，使用八个钢球利用摩擦的输出方式，是一种新的尝试，是一种新的应用，这种研究在原有无级变速器的基础上的应用，这些研究表明：无级变速器在自行车方面的应用非常广泛，而且性价比极高，使用价值和性能也得到了相当大的改善和改良。在人们的生活中，可以得以更大的利用，无级变速装置，可以缓解人们对自行车的使用的局限性，会给人们带来更大的方便。它采用一个带和工作主体，驱动直径车轮传递动力，可实现连续变化，传动比和最佳匹配变速器和发动机的工作条件。而现在，这种新类型的传输更适合于现在的生活。自行车自动无级变速器，自行车自动无级变速其使用。它由两个仅单向旋转方向由链轮和两个滚子的调控，以形成一个链。链轮可以像普通自行车链轮轮辋牵引链传动自行车后轴。齿轮系安装在传递臂，齿轮系，弹簧组，支架和轴向移动和机构，在链条张力的变化，链轮尺寸将是宽还是窄。从而实现无自行车驱动自动无级变速中断。使用自行车行驶阻力小时的传输可以生长普通自行车相比，并在丘陵或满足大风循环阻力是很大的，可以省时省力。随着各种自行车无级变速器的出现，例如，其中包括大直径改变滑轮，小直径改变皮带轮，传动带和滑轮控制可变直径变速机构，大直径的变化，每个滑轮和小直径变化安装在中心轮自行车和后轴轴，连接驱动皮带传动，换挡齿轮固定在两个皮带轮齿轮箱之间。本实用新型具有结构简单，操作方便，性能可靠，调速范围大，非常适合安装和使用中的各种变速自行车。而本文研究的钢球外锥式无级变速器也是诸多新型无级变速器中的一个。关键字关键字: : 无级变速自行车; 无级变速装置; 方便; 应用广泛AbstractIn this paper, in view of the steel ball outside cone type step less transmission for local modification and transformation, not only is step less transmission, or CVT analysis of bicycle. The transmission of ball type, is a further research and analysis. For this kind of modified step less transmission used in bicycle step less speed change device, can greatly improve its performance and function. This device is through eight steel ball in and out of the output power of the mutual friction river, using a pair of helical gear indexing speed regulation, and then make the bike for step less speed regulation between 0.75 1.22.This kind of transformation is another application of bicycle infinitely variable speed, using the output of the eight ball using friction, is a kind of new try, is a new application, the research on the basis of the original step less transmission applications, these studies show that the step less transmission has a very wide range of applications in the bike, and high cost performance, use value and performance has been considerable improvement and improvement.In the life of people, can be to be able to use a larger, step less speed change device, can relieve peoples limitations to the use of bicycles, can bring more convenience to people. It USES a belt and the work the main, driven wheel in diameters to transfer the power, can realize continuous change, the transmission ratio and the best matching transmission and engine working conditions.And now, this new type of transmission is more suitable for life now. A bicycle automatic step less transmission, which used in bicycle automatic step less variable speed. It consists of two only unidirectional rotating direction by the regulation of sprocket and two roller to form a chain. Sprocket can be like ordinary bicycle sprocket rim drag chain drive bike rear axle. A gear train is installed in the transmission arm, gear train, spring group, stents and axial moving and institutions, in the chain tension changes, the sprocket size will be wide or narrow. So as to realize without interruption of bicycle drive automatic step less variable speed. Compared with ordinary bikes using the transmission on bicycle travel resistance hours can be growth, and in the hills or meet strong wind cycling resistance is big, can save Labour.Have been all kinds of bicycle step less transmission, for example, including the big diameter changes pulley, small diameter changes pulley, drive belt and pulley control variable diameter variable speed institutions, large diameter changes, each pulley and small diameter changes pulley installed on the center axis of the bicycle and rear axle, connect drive belt transmission, shift gear is fixed between the two pulley gear box. The utility model has simple structure, easy operation, reliable performance and speed range is big, very suitable for the installation and use in a variety of variable speed bicycle.And in this paper, we study the ball cone type step less transmission also is one of the many new type step less transmission.Keyword: CVT bike, CVT , Convenience, Widely used目 录 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.2 1.3 无级变速自行车研究现状.3 1.4 毕业论文设计内容和要求.5 第二章 自行车无级变速器总体方案的选择 .6 2.1 钢球长锥式(RC 型)无级变速器 .6 2.2 钢球外锥式无级变速器.7 2.3 两方案的比较与选择.8 第三章 钢球外锥式无级变速器部分零件的设计与计算 .9 3.1 钢球与主从动锥齿轮的设计与计算.9 3.2 加压盘的设计与计算.10 3.3 调速齿轮上变速曲线槽的设计与计算.11 3.4 输入轴的设计与计算.12 3.5 输出轴的设计与计算.15 3.6 输入输出轴上轴承的选择与计算.18 3.7 输入输出轴上端盖的设计与计算.20 3.8 调速机构的设计与计算.21 3.9 自行车无级变速器的安装.22 参考文献 .24 致谢 .25沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 绪论0第一章 绪论1.1 机械无级变速器的发展概况机械无级变速器的发展概况无级变速器包括机械无级变速器，液压传动无级变速器，电力传动无级变速器这三种变速器，然而我们的这个设计任务要求我们把无级变速器安装到自行车上，所以一般我们只能用第一种，也就是机械无级变速器，那么，下面我们重点的来介绍一下机械无级变速器。机械无级变速器第一次出现大概是在 19 世纪 90 年代，在 20 世纪 30 年代以后才得以开始发展起来，在那个年代会受到材质与工艺方面等条件约束和限制，才使得这项研究的进展变得缓慢。后来到了 20 世纪 50 年代，特别是 70 年代以后，随着先进的冶炼和热处理技术的提高和发展，精密加工及数控机床和牵引传动理论和油的产生和发展，并解决开发项目的制约因素和生产的限制;此外，作为生产过程实现机械化，自动化和机械改善以后的工作，以提高其性能，无级变速器需要大量的应用这一技术的。因此，在这种情况下，机械无级变速器得到了迅速和广泛的发展。在机械传动研发和生产的国家有：美国，日本，德国，意大利和俄罗斯等。本产品可分为摩擦式，链条和皮带式和脉冲四种类型，30 余种结构形式。而我国对无级变速器的研究是在 20 世纪 60 年代前后开始的，在那个时候，国内研制的机械无级变速器大多是作为专业机械配套零部件来使用的，那时的专业机械厂多以进行仿制和生产，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外锥型无级变速器等，但这种品种的规格并不是很多，产量相对也不是很大，每年的生产数量也只有数千台。到了 80 年代中期的时候，伴随着从国外大量的引进先进设备，工业生产现代化以及自动流水线的快速发展，各种类别的机械无级变速器的要求和供给量也大幅度提高，专业机械厂便开始成立并开始规模化的生产，与此同时，这个领域的研究工作也受到了一些高等院校的重视和研究，经过十余年的发展，无级变速器海外现有的几种主要结构类型，都具有相应的专业制造商在中国及其系列产品，年产量可达 10 万左右，逐步达到生产发展的基本需求。然后无级变速器，如专业协会，行业协会和情报网络组织已经成立和建设，并定期公布的网讯和学术会议的信息沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 绪论1沟通。自从 90 年代，中国已颁布了机械行业标准，一共有 14 个。1. JB/T 5984-92 宽 V 带无级变速装置基本参数2. JB/T 6950-93 行星锥盘无级变速器3. JB/T 6951-93 三相并联连杆脉动无级变速器4. JB/T 6952-93 齿链式无级变速器5. JB/T 7010-93 环锥行星无级变速器6. JB/T 7254-94 无级变速摆线针轮减速机7. JB/T 7346-94 机械无级变速器试验方法8. JB/T 7515-94 四相并列连杆脉动无级变速器9. JB/T 7668-95 多盘式无级变速器10. JB/T 7683-95 机械无级变速器，分类及型号编制方法11. JB/T 7686-95 锥盘环盘式无级变速器12. JB/T 50150-1999 行星锥盘无级变速器，质量分等13. JB/T 53083-1999 三相并联连杆脉动无级变速器 质量分等14. JB/T 50020- 无级变速摆线针轮减速机产品质量分等 （报批稿）现如今，随着机械无级变速器被研制、生产、组织管理到情报网信息各领域已形成一个相对完善的系统体系，正在努力成为机械领域中的一个新式行业。1.2 机械无级变速器的特征和应用机械无级变速器的特征和应用作为一种传动装置，机械无级变速器它的功能特征主要是：在不变的输入转速下，它可实现输出轴的转速在其一定的范围内进行不断变化，进而满足机器或生产系统在运转过程中的一些列不同情况；它的结构特点主要是：需由变速传动机构、调速机构及加压装置或输出机构，这三部分组成。机械无级变速器的应用广泛，在一定情况下，比如驱动功率不变，由于工作的阻沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 绪论2力变化，而使得转速得到调节，进而产生出对应的驱动力矩者（比如，其他行业中的机械搅拌机，即要求随着搅拌物料的粘度、阻力增加而能相对的减缓其搅拌的速度） ；同时，也有根据工况的需求来调动速度者（比如，起重运输机械的要求是随物料及运行区段的变化从而能相对晚上提升或运转的速度，食品机械中的烤干机或制药机械要求的是随着其温度的改变进而调动运转的速度） ；在获得不变的工作速度或张力而进行调节速度者（比如，断面切削机床加工时要求持续不变的切削线速度，电工机械中的绕线机需持续不变的卷绕速度，纺织机械中的浆纱机和轻工机械中的薄膜机都要求调节转速进而确保稳定不变的张力等） ；同时也有适应整体系统中各样工况、工位、工序或者单元的各类要求，进而需要协调运转速度，也要求完善自动控制者（比如，各式各类的半式或全式自动的生产、操作或装配流水线） ；也有为了探寻最优效果而进行变换速度者（比如，试验机械或离心机需要进行调速进而得到最优的分离效果） ；也有为了节省资源而需进行调速者（比如，风机、水泵等） ；此外，还有遵循各式的规律或者不规律的变化，而进行调动以及完成全面自动或程序操控等。通过上文，可以得出：运用机械无级变速器，特别是与减速传动相配合运转时，更进一步的加大其调动速度的范围与相应的输出转矩，进而更加有力的适用于各式的工况要求，使其效果达到最优，在提升物品的生产总量和质量来讲，适用于产品的更换需求，节省资源，从而体现了整体程序的机械化、自动化等各个领域都具备优质的效果。所以，无级变速器在我国的现在，已经变成了一项最基础的特用传动方式，其在纺织、轻工、食品、包装、化工、机床、电工、起重运输矿山冶金、工程、农业、国防及试验各类机械等方面得到了显著的应用。1.3 无级变速自行车研究现无级变速自行车研究现况况从传统的老式自行车到如今的无级变速自行车，自行车的发展也发生了很大的变化，而如今的生活中，各式各样的无级变速自行车出现在人们眼帘，各型各样，下面的内容是我们生活中所呈现的各类的无级变速自行车的款式。(1)低座型无级变速自行车低座型无级变速自行车低座型是根据低成形框架使一个前轮和驱动器，用于自行车的凝聚力的后轮的试验阶段，车身架的中间位置有一个带靠背的桌椅，使骑车的人可以倾斜躺坐在座椅上，沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 绪论3双腿可为在前车轮二边，曲柄呈杠杆式，而前轮的正上方装备有无级传动装置，使用两侧曲柄杆上的滑动方块铰接链条循环带动前轮。前轮的前上方有使用的操控把手，使用钢丝绳带动后轮进行操控方向，目的是为了使车子的方向不被受到干扰。因为下调了正常的座位高度，大大降低了空气带来产生的阻力，相对正常的应用得以便利。运用杠杆式曲柄无级传动装置，充分的适应了人体机能的要求和条件。(2)人力脚踏式无级变速自行车人力脚踏式无级变速自行车此种脚踏式的无级变速，一个人的脚的踏板的应用，自行车的踏板的自行车，位于围绕轴线的框架，用浓对应变速驱动轮在车轮的组合物，在对应与驱动轮的两侧随着三角皮带传动，两个踏板，二轮盘在盘的两侧，并安装一压缩弹簧;位于斜梁在框架中的位置的前面，它可前后挺杆是由变速杆操作和安装在该位置，邻近挺杆变速轮装有可以使两个可变移动速度轮盘或接近对方的插件;位于在自行车上的后轮的辐条的轴线的围绕两个端背面轴承与轮，附轮的外侧部轮面装有三角皮带槽，附轮的内侧部分装有传动后轮单方向转动的棘齿；位于车架后面的斜梁上，张紧轮的三角皮带的上方设有可以压紧三角皮带张紧。自行车的运动和变速不被应用于，成组链轮和链条传动，相对价格低、质量轻，可以进行无级变速，速度的转换效率高，速比大。(3)带传动无级变速自行车带传动无级变速自行车 带传动的无级变速，对现有的自行车传动机构的动力方面进行了改造和改进应用。这种自行车的传动机构包括下面的一些部件：大动轮、型传动带、型带张紧装置、调速器、闸线、飞轮，飞轮由飞轮轴套、飞轮底座、滚柱、滚珠，小动轮、大动轮、大定轮、大动轮拨叉，小动轮、小定轮、小动轮拨叉构成。它的特点体现在自行车的动力传动机构，包括以下部件：大动轮、大定轮、大动轮拨叉，大动轮、大定轮也为锥形，两轮大小形状相同，锥面相向，形成带有形沟槽的大型传动轮，稳定的在自行车中轴上，大动轮位于拨叉的操控下顺着轴滑行；小动轮、小定轮、小动轮拨叉，小动轮、小定轮呈锥形，两个轮大小形状相同，锥面相向，形成了带有形沟槽的小型传动轮，和自行车后轴上的飞轮轴套稳定相连，小动轮位于拨叉的操控下顺轴运行；型传动带、型带张紧装置、调速器、闸线、飞轮，型传动带镶于大小轮的沟槽中；后轴上装着型带的张紧装置，它的支承轮撑持着传动带；车把的旁边安装有调速器，和闸线相连，闸线使得调节大小动轮部位的拨叉被带动；飞轮轴套、飞轮底座、沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 绪论4滚柱、滚珠构成了飞轮，被安装于后轴之上，小传动轮紧紧靠紧，飞轮轴套和小型传动轮紧密相连，后轴与飞轮底座紧扣相连，飞轮轴套里面同时也装备了流线型的凹槽，滚柱被安置在凹槽之中。 这样的无级变速自行车利用带的传动，进而完成自行车的无级变速，传动稳定、没有噪声、调速操控简洁、调动速度的范围较大；与此同时，这样的无级变速自行车的设计简洁，构造简单、便于加工和制作，可以对其进行大量的生产和批量销售，为我们身边带来了更大的便利。(4)前置往复式无级变速自行车前置往复式无级变速自行车 为自行车的行驶、减震和乘座进行了改造和效果的提高。这其中包含了：乘骑者坐靠休闲式坐椅，双脚蹬踏前方的两个悬摇杆曲柄，可实行弧形的曲线循环式运动，使用整个脚掌面的蹬踏角度，或者通过使用手直捷的变动摇杆上面的力臂的长度来进行无级变速，高效应的使挠性件驱动的后轮得以带动；其中还包含安装拆卸方便，并且不相互的休闲式座椅，还有防落物防盗窃的可移动携带式座椅；简易的完整避震使得骑乘者乘坐起来舒服，而且还可使货架带有的东西物品得以降低了震荡。(5)纯滚动式四个档位无级变速自行车纯滚动式四个档位无级变速自行车 这是一种四个档位的无级变速自行车，以纯滚动的方式进行无级变速。在这其中，位于中轴上的中央齿轮啮合相连的安装了两级行星轮，分别为一级行星轮和二级行星轮，中心齿轮的左右两面相应的安装了推动盘，左侧稳定在脚蹬轮轴的上面，而右侧则稳定安装在了链轮的上面；二级行星轮与中心齿轮作为棘轮总成和链轮啮合并相互相连着，在后轴与中轴，位于后轴的车架体上安装了座盘，座盘上稳定安装有控制档位升降的档位弹簧；位于座盘上稳定相连着自锁离合器总成，停转盘的上面装有自锁离合器的总成滚动套，同时停转盘也被固定在了中轴和后轴之上；位于中轴与后轴的自锁离合器总成上被固定有自行控制的变换档位的拉向杆。可以随意调控变换档位，并且对自行车身的全部零部件没有丝毫负面作用和影响，其制作简便，性能极优，操控简洁，应用简易，使用方便，是人们在生活中的又一精艺之选。(6)无链无级变速自行车无链无级变速自行车无链的无级变速为一种无链条的传动，可通过任意操控车速的自行车。这样的自行车结构包括把手、车轮、三角架和踏拐等部位组成，横梁一端安装后齿轮、大齿轮沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 绪论5和正反齿轮，横梁另一端安装有中轴齿轮，齿轮和拐轴齿轮相啮合，偏心连杆的上部分与杠杆的右部分位于同一轴中，并固定在定位槽板的滑槽中，杠杆的左部分和齿条相连，齿条和正反齿轮相啮合着，横梁上端安装有固定活动支架、拉簧和钢丝拉索。这样的自行车构造简易，调动速度方便且灵活，牢固实用，适用于各式各样的型号，同样带来很多的便利与方便。(7)蓄能型蓄能型- -全自动无级变速自行车全自动无级变速自行车此类是一款蓄能型的全自动无级变速自行车，它从在交通工具的技术范畴之内。它被用来的有用部分的新型的目的，是介于以下的技术方案而实现的：首要是因设置每一侧脚蹬上的长型齿盘循环往复的运作，经过同一侧的链条带动同一侧的飞轮，飞轮和带动设置位于轮骨里面的发条里端和发条外端和轮骨固定下来。在这之中：和每端的飞轮固定在相同的一个轴套上还装置了防逆转设备，防逆转装置的里部构造和飞轮极为相似，外壳和车架子一同固定。在骑车出行时，在每端长型齿盘的运作下，经过链条使同一侧的发条交替循环蓄能，进而使得全自动无级变速得以实现。新型的变速器将成为当今变速自行车的换代产品。(8)便携式高安全型无级变速自行车便携式高安全型无级变速自行车 新样式的自行车。行走的特点是机构，汽车座椅型立式龙头转向机构，这种传动机构是以杠杆式无级变速传动为主。适用于大流量，高楼层，房屋，车辆停车不便都市圈。这个装置是由脚杠杆式无级变速器，帧可以横向折叠，前面驱动轮，引导轮小的行走机构在后面，并带回一个汽车座椅在直立舵机自行车的龙头。该装置的车身风格，更奇特的乘坐，但舒适，更安全，并且可以折叠和携带。1.4 毕业论文设计内容和要求毕业论文设计内容和要求设计内容：通过这个男性的自行车来进行选取适当的比例的特性；对比和选取合适的方案；完成自行车无级变速箱的设计和计算的结构；在其重要的部件上进行寿命和强度的核实。设计要求：在 0.751.22 传动比范围大;传输大小应尽可能会小，轻重量; 结构设计应使制造成本尽可能低;易于安装和删除;外观要适合，美观;灵活速度调节速度沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 绪论6不能出现卡死现象，在这个过程中可以实现动态无级调速;关键部件满足强度和寿命的要求;随着细节图和装配图。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 自行车无极变速器总体方案的选择7第二章 自行车无级变速器总体方案的选择自行车的各种无级变速装置的模式都在这里，我只选择了两种方案供您参考，比较，选择了理想的解决方案。两图是长传球，圆锥型（RC 型）的无级变速器和钢球锥型无级变速器，分别进行说明。2.1 钢球长锥式钢球长锥式(RC 型型)无级变速器无级变速器调速锥轮钢环图 2.1 钢球长锥式(RC 型)无级变速器如上图所示，对于早期生产的锥环式无级变速器，是利用全自动压力钢圈弹性楔紧效果无压力装置。长锥形平行于替代两个独立的车轮的轴线的两个，并通过移动钢圈变速，所以结构非常简单。但只要圆锥形锥度的结果小，所以在速度范围。RC 型变速器的类型属于可升速、降速型，它的机械特征如图2-2所示。技术参数为：传动比 i21 = n2/n1 =20.5,变速比 Rb = 4,输入功率 P1=（0.12.2） kw ，输入转速 n1=1500 r/min ,传动效率 85% 。通常会被用在纺织机械，机床等方面.下图是 RC 型变速器的机械特性：0P2T2n22TP2图 2.1 RC 型变速器的机械特性沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 自行车无极变速器总体方案的选择82.2 钢球外锥式无级变速器钢球外锥式无级变速器1,11-输入，输出轴 2，10-加压装置 3，9-主，从动锥轮 4-传动钢球5-调速蜗轮 6-调速蜗杆 7-外环 8-传动钢球轴 12，13-端盖 图 2.2 钢球外锥式无级变速器如图所示，功率由输入轴 1，通过自动压力装置 2，3 与速度驱动驱动轮旋转，通过一组钢球（38）4 采用摩擦驱动输出轴 11，最后是电机输出。滚珠轴承轴 8的变速器的端部，嵌在两个端罩 12 和 13 的外壳的圆弧径向线缝隙，并通过电机速度涡轮 5 曲线槽的控制;速度控制，通过蜗杆和蜗轮 6 5 转，以曲线槽的作用的结果使钢球轴角度的变化，改变球具有两个锥形滚轮，输出轴转速调整的工作半径。其动力范围为：Rn=9，Imax=1/Imin，P11 kw ，4% ，0.800.92 。这样的变速器受到了广泛的应用。从动速齿轮 5 的一组曲线槽的横向分布，曲线槽数是一样的钢球的数目。曲线槽可以使用阿基米德螺旋线与圆弧，同样也是可行的。当旋转驱动齿轮驱动齿轮 56圈，从动齿轮槽驱动力钢轴的 8 球绕轴 4 摆动，主动轮与从动轮 9 球 4，3 相连接半径发生改变的曲线，进而完成无级调速。具体分析如下：沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 自行车无极变速器总体方案的选择9图 2.2 钢球外锥式无级变速器变速示意图主要是由两个锥轮 1、2 和一组钢球 3（通常为 6 个）所构成。轴、上被安装有主、从动锥轮 1 和 2，位于两锥轮的工作锥面上压紧着钢球 3，且能够在轴 4 上自由旋转。在工作的情况下，钢球 3 在主动锥轮 1 利用摩擦力的作用下带其绕轴 4旋转，钢球也同样利用摩擦力使得从动锥轮 2 转动。轴、传动比 ，因为 ，所以 。调整支承轴 4 的倾斜角和其倾斜的方向，就可以对改变钢球 3 的传动半径 r1和 r2，进而可以进行无级变速。2.3 两方案的比较与选择两方案的比较与选择钢球长锥式无级变速器（RC 型）的构造简易，并且同时也与我们所应用的参数设计的要求相符，然而因在调速的途中，出现了很多困难，如何使钢圈移动需要复杂的设备如果该设备是用于自行车，成本将大大提高，出现不合理的。外球圆锥式无级变速器结构简单，明确的原则，所有的参数也符合设计要求，所以选择的传输。空谈选择在同一时间传送必须的设备变化的一部分。必须改变部分是蜗轮蜗杆变速装置。因为我们选择了八球，曲线凹槽设计如图所示的第三章，曲线槽跨度是 900，也就是从最大的自行车传动比要说的是设置为最小传动比，使其 900 左右，和普通的蠕虫齿轮和蜗轮的传动比是 1/8，则结构和大小将不符合我们的设计的要求。为此，我们认为两个螺旋齿轮传动装置的有关他们代替，以控制。选择螺旋齿轮由于螺旋齿轮传动的平滑。在设计的过程中，将主动螺旋齿轮被设计为四分之三从动锥齿轮的，如长的直径作为驱动车轮转向 1200，从动轮将旋转 900，符合设计要求。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 钢球外推式无极变速器部分零件的设计与计算10第三章 钢球外锥式无级变速器部分零件的设计与计算钢球外锥式无级变速器零件的计算和设计，其中包含有加压盘，主动锥齿轮从动锥齿轮，调速齿轮上端的变速曲线槽，输入输出轴，输入输出轴上轴承，以及输入输出轴上端盖，和调速机构等，一些部分的计算和设计，下面每章每节分别是对以上内容的介绍和详解。3.1 钢球与主钢球与主从动锥齿轮的设计与计算从动锥齿轮的设计与计算输入功率 (3-1)变车人vgmmP11 86. 017. 48 . 920651 . 0=0.4039 kw其中：, kg, kg, , km/h m/s,1 . 0165人m20车m8 . 9g15v17. 486. 0变轮胎直径： mm5601d通过所学的力学知识得知：由轮胎产生的转矩和由钢球摩擦而产生的转矩应当平衡NdcQRgmq12118m32车人其中： mm ,， , Q 为钢球所受正压力2801R1 . 0216. 21c代入数据可得： 17997qdQHmax=1353=1353=56284/dq3KdQ33417997qd由于传动件的j=22002500 Mpa 带入上式得： mm ,取 dq=25 mm,钢球数51.22qd58.258z输出转速 n2=142.3 r/min66. 036006015000沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 钢球外推式无极变速器部分零件的设计与计算11输入转速 n1=142.3/(0.751.22)=189.7116.6 r/min传动比 75. 0,22. 1minmaxII变速范围 63. 175. 022. 1nR钢球支轴的极限转角 增速方向 /00max13439522. 1arctan45arctanI 减速方向 /00min2487875. 0arctan45arctanI圆锥工作直径 mm542516. 2121qdcDD钢球中心圆直径 mm7 .71cos13qdcD钢球侧隙 =25=2.43 mm1sincos1zcqd18sin45cos16. 20外环内经 mm7 .96257 .713qrdDD外环轴向截面圆弧半径 R=(0.70.8)dq=(0.70.8)25=17.520 mm ,取 R=18 mm锥轮工作圆之间的轴向距离 mm68.1745sin25sin0qdB3.2 加压盘的设计与计算加压盘的设计与计算加压盘的作用直径 = (0.50.6) D1 = (0.50.6) 54 = 2732.4 mm (3-2)pd取 mm30pd滑动摩擦角0/53. 815. 0arctanarctancf加压盘 V 形槽倾角 (3- 14.850=arctan =2)传动钢球的确接触应力为沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 钢球外推式无极变速器部分零件的设计与计算12 =1353=13533KdQ3325417997Mpa 2251.35=每个钢球作用在 V 形槽侧面的正压力 =Qy18085.14sin30885. 04039. 095500001 . 120 =651.6 N用钢球加压装置时 =1370=1370 jmax32qYzrQK 3246 .6511 . 1 =4865.6 jMpa其中：j为 40005000 Mpa钢球半径 mm 4qr mm27. 8cos/2qrB碟形弹簧预紧力为 200 N ,结构设计如下图所示：图 3.2 加压装置3.3 调速齿轮上变速曲线槽的设计与计算调速齿轮上变速曲线槽的设计与计算槽的张角 =800120 ,取 =900。变速曲线槽的槽形曲线为圆弧，中心线上三个特殊点 A，B，C 的坐标系（以O 为极点）分别为：时, 22. 1max II00A mm66.334828sin5 .157 .715 . 0sin5 . 0/0max3lDRA其中：（0.51.0）=（0.51.0）=15.5 mmqdl5 . 0 2555 . 0沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 钢球外推式无极变速器部分零件的设计与计算13 I=1 时 ，= =49.460Bmaxmax1II09022. 1122. 1 mm85.357 .715 . 05 . 03DRB 时 ，, 75. 0min II090C mm384875sin5 .157 .715 . 0sin5 . 0/0min3lDRC图 3.3 调速论用通过三点作圆弧的方法确定槽圆弧确定曲线半径 R 和中心 O” 要求传动比 Ix与齿轮转角 呈线性变化时，槽形曲线方程为： lsin+0.5D3=（R(3-3)lsin+0.5D3=arctan cot11minmaxmaxminmaxmaxIIIIII=15.5sin+71.70.5arctan045cot75. 022. 122. 1175. 022. 122. 11=()15.5sin+35.85arctan47. 08 .198 .1947. 000沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 钢球外推式无极变速器部分零件的设计与计算143.4 输入轴的设计与计算输入轴的设计与计算（1）输入轴上传递的功率为）输入轴上传递的功率为 kw4093. 0输入P转速 n1=189.7116.6 r/min ,取 n1=135 r/min转矩 T1=9550000=9550000=28572 Nmm1nP入1354039. 0（2）如图所示）如图所示作用于锥轮的正压力 Q 图 3.4 正压力计算示意图 由前计算可知： , 其中mm (3-4)17997qdQ25qd 所以 N 6 .490982517997总Q 单个锥轮的轴向力 Fa=径向力 N95.43345sin7 .6130tF（3）初步确定轴的最小直径）初步确定轴的最小直径选取轴的材料是 40Cr ,调质处理 .取 A0=100 ,于是得：= =100=14.4 mm ,取 =14.5 mmdmin0A31nP入31804039. 0dmin（4）轴的结构设计）轴的结构设计沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 钢球外推式无极变速器部分零件的设计与计算15图 3.4 输入轴 如图所示，-段装飞轮，-段装端盖，-段装轴承 1，规格是， -段为轴肩，-段装轴承 1，规格mm 17=d1mm 19.4=d，-，-段装压紧装置以及装锥轮，具体尺寸如零件图所示mm 12=d2 求轴上的载荷 -段不承受径向载荷 两轴承的距离为 mm1 .2921 . 2889 轮压轴力方向线与轴承的距离为 mm 15 .1459 . 9图 3.4 压轴力受力模型 计算压轴力计算压轴力 Fp Fe=1000 v= (3-4)eFPpFKFvp10006011pzn选定链条型号和节距 查机械设计表 9-7，9-13，单排链 kw234. 04039. 058. 00 . 1PKKPZACA r/min 由 PCA和 n的值查机械设计图 9-11，得可选 10A-1，链90/n条节距 mm875.15p故 v=0.904857 m/s100060875.153890沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 钢球外推式无极变速器部分零件的设计与计算16所以 Fe=446.4 N 904875. 04039. 01000所以 n（链条水平布置时的压轴力系数36.51315. 11 .446pFKFP=1.15） (3-4)11rFF 22rFF 1 .299 .142rpFF 所以 N2 .2382rF 所以 n56.7512 .23836.513211rprFFFF计算最大弯矩 N.mm 66229 .1436.513AnaxMM（5）校核扭矩）校核扭矩 T=9550000=9550=28572 NmmnP1359 .403CA=w22285726 . 06622322171 . 0285726 . 06622=34.7 -1=60 MpaMpa 键槽处轴的校核 W(c)=224.7dtdbtd232225 .1421235325 .1422 （AC）= 57.22 CA=60 7 .224214296 . 0MpaMpa（6）键强度的校核）键强度的校核 平键的尺寸为 ，键槽轴深 1055lhb0 . 2, 0 . 3thktp=147.8 p=120150 kldT3102 5 .14102214292MpaMpa满足条件花键校核 p=2T103/()zhldm沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 钢球外推式无极变速器部分零件的设计与计算17其中： 为载荷分配不均系数，取 0.8花键齿数 8z 齿的工作长度 mm8l 花键齿侧的工作高度 mm5 . 1h 花键的平均直径 mm5 .1321215md p=41.34 p=4070 mzhldT3102 5 .1385 . 188 . 0214292MpaMpa 花键的连接情况是：使用或较差的情况下，齿面不经热处理，因此，符合要求。3.5 输出轴的设计与计算输出轴的设计与计算（1）输出轴上的传递功率为）输出轴上的传递功率为 kw3474. 017. 48 . 920651 . 0输出P转速 r/min3 .142n2于是转矩 T2= =9550000=23311.9 Nmm2n9550000出P3 .14234736. 0（2）作用于锥轮的正压力）作用于锥轮的正压力 Q 由前计算可知： , 其中mm17997qdQ25qd 所以 Q= N 7 .6132517997 单个锥轮的轴向力 Fa=径向力95.43345sin7 .6130tF（3）初步确定轴的最小直径）初步确定轴的最小直径 选取轴的材料是 40Cr ,调质处理 .取 A0=100 ,于是得：= =100=13.5 mm 取 d=14.5 mm (3-5)dmin0A32nP出33 .14234736. 0沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 钢球外推式无极变速器部分零件的设计与计算18（4）轴的结构设计）轴的结构设计图 3.5 输出轴-段与输入轴的-段完全相同，只有-段不一样，输出轴-段装的是后轮轴。这样设计便于统一加工。（5）求轴上的载荷）求轴上的载荷两轴承的距离为 mm1 .2921 . 2889压轴力 F合压与轴承的距离为mm 19 .449 . 935合图 3.5 压轴力受力模型如上图所示 F合压=558.1 N22fN221 . 0328 . 92065N N3 .555328 . 92065N 所以 N1 .5589 .449 .441 .291合压FFr8 .8222rF N9 .13801 .5588 .82221合压FFFrr（6）计算最大弯矩）计算最大弯矩沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 钢球外推式无极变速器部分零件的设计与计算19 N239431 .298 .8221 .292maxrFM（7）校核扭矩）校核扭矩所受扭矩： Nmm (3-5)4 .155482803 .5551 . 0/TrfT轮A 处校核 CA=52.3 CA 322171 . 04 .155486 . 023943MpaMpaC 出校核W(c)=224.7dtdbtd232225 .1421235325 .1422（AC）=41.5 CA=60 7 .2244 .155486 . 0MpaMpa故校核安全（8）键强度的校核）键强度的校核 平键的尺寸为，键槽轴深4055lhb0 . 2, 0 . 3thktp=26.8 p=120150 (3-5)kldT2405 .1424 .155482MpaMpa满足条件花键校核 p=2T103/()zhldm其中： 为载荷分配不均系数，取 0.8花键齿数 mm8z 齿的工作长度 8l 花键齿侧的工作高度 mm5 . 1h 花键的平均直径 mm5 .1321215md p=29.99 p=4070 (3-5)mzhldT3102 5 .1385 . 188 . 04 .155482MpaMpa花键的连接情况是：使用或制造情况不良，齿面未经热处理，故满足要求沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 钢球外推式无极变速器部分零件的设计与计算203.6 输入输入输出轴上轴承的选择与计算输出轴上轴承的选择与计算(1) 输入轴上轴承的寿命计算输入轴上轴承的寿命计算Fd1Fr1Fd2Fr2Fae图 3.6 输入轴轴承受力计算示意图 N (3-6)331345sin7 .613845sin800 QFae aeddFFF12 2 轴承被拉松 N1622 .23868. 068. 0122rdaFFF N2 .2382rF 1 轴承被压紧 N3151331316221aedaFFF N56.7511rF 所以 轴承 2 的当量载荷为N2 .23816202 .23810 . 1111arpyFxFfP 轴承 1 的当量载荷为 N (3-6)30507 .315187. 056.75141. 00 . 1111arpyFxFfP 所以 Lh1= =1088 h366010PCn3605. 33 . 61356010 Lh2= h362382. 02 . 5135601061028. 1(2)输出轴上轴