关 键 词：

车辆 工程 金属 汽车 无级 变速器 传动 机构 设计 cad 图纸 优秀 优良 毕业论文 说明书 仿单

资源描述：

【车辆工程类】金属带式汽车无级变速器传动机构设计【汽车类】【6张CAD图纸】【优秀】【毕业论文说明书】,车辆,工程,金属,汽车,无级,变速器,传动,机构,设计,cad,图纸,优秀,优良,毕业论文,说明书,仿单

内容简介：

毕业设计（论文）任务书 学生姓名 郭蕾 系部 汽车与交通工程学 院 专业、班级 车辆工程 07 指导教师姓名 安永东 职称 副教授 从事 专业 车辆工程 是否外聘 是否 题目名称 金属带式汽车无级变速器传动机构设计 一、设计（论文）目的、意义 近些年来 ， 汽车技术有了很大发展，汽车的性能不断提高，汽车变速器对汽车的性能有较大的影响。目前，自动变速器技术已经很成熟，但是，现在应用的自动变速器基本上都是有级变速器，对汽车无级变速器还处在研究、实验阶段。在欧洲的发达国家已经有很多大的汽车制 造商把无级变速器应用于轿车，节能减排已经成为世界对于汽车的一种追求，在我国汽车无级变速器的研究更是处于起步阶段。 设计一种能够适用于轿车的机械无级变速器已经显得越来越重要。本设计结合金属带式无级变速器，设计金属带式无级变速器的传动机构。根据对设计参数的分析，对整个无级变速器的各级传动部分的传动方式进行详细的设计 。 二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法） 依据给定参数设计金属带式无级变速器，包括：无级变速机构的设计与校核（金属带、带轮、第一轴）、中间减速机构的设计与校核（两级齿轮传动、第二、三轴）。 主要技术指标 1、额定功率： 75/6000（ 1KW/r ）；最大扭矩： 135/4500（ m/r ； 2、无级变速机构传动比为： 间减速机构传动比：第一级为 二级为 三、设计（论文）完成后应提交的成果 1、设计说明书一份， 字以上； 2、 变速器装配图一张、带轮、齿轮及壳体等零件图若干张 。 折合三张 纸。 四、设计（论文） 进度安排 1、 进行文献检索查，查看相关资料，对课 题的基本内容有一定 的认识和 了解 。并完成开题报告。 第 1 （ 2 月 28 日 3 月 11 日） 2、 初步确定设计的总体方案，讨论确定方案 ；对无级变速器的传动机构进行初步设计。 第 3 3 月 14 日 4 月 8 日） 3、 提交设计草稿，进行讨论，修定 。 第 7 周 （ 4 月 11 日 4 月 15 日） 4、无级变速机构、中间减速机构的设计，绘制装配图及相应零件图。 第 8 （ 4 月 18 日 5 月 20 日） 5、 提交正式设计，教师审核 。 第 13 （ 5 月 23 日 6 月 3 日） 6、 按照审核意见进行修改 。 第 15 周 （ 6 月 6 日 6 月 10 日） 7、 整理所有材 料，装订成册，准备答辩 。 第 16 周 （ 6 月 13 日 6 月 17 日） 五、主要参考资料 1 程乃士 M机械 工业出版社 ， 2007 2 阮忠唐 . 机械无级变速器设计与选用指南 M机械 工业出版社 ， 1998： 1203 陈家瑞 M人民交通 出版社 ， 2002， (08). 4 王望予 M机械 工业出版社， 2005， (07)： 785 of a . 1988， 881734： 4. 1311 4. 1321. 6 C. of a . of 1988， 110： 472 481. 六、备注 指导教师签字： 年 月 日 教研室主任签 字： 年 月 日 毕业设计（论文）开题报告 设计（论文）题目 : 金属带式汽车无级变速器 传动机构设计 院 系 名 称 : 汽车与交通工程学院 专 业 班 级 : 车辆工程 07 学 生 姓 名 : 郭蕾 导 师 姓 名 : 安永东 开 题 时 间 : 2011 年 2 月 28 日 指导委员会 审查意见： 签字： 年 月 日 本科 学 生 毕业设计 金 属带 式 汽车 无 级变 速器 传动 机 构设计 系部名 称 ： 汽车与交通工程学院 专业 班 级 ： 车辆工程 07 学 生姓名 ： 郭 蕾 指 导教师 ： 安永东 职 称 ： 副教授 黑 龙 江 工 程 学 院 二一一年六月 s VT 07011 毕业设计（论文）开题报告 学生姓名 系部 汽车与交通工程学 院 专业、班级 车辆工程 07 指导教师姓名 职称 副教授 从事 专业 车辆工程 是否外聘 是否 题目名称 金属带式汽车无级变速器传动机构设计 一、 课题研究 现状 ,选题的 目的、 依据和意义 1、研究现状 近年来，随着车辆技术的进步和道路上车辆密度的加大，汽车已经成为现代文明社会重要的组成部分，人们对汽车的各项性能也提出了更高的要求，特别是经济性和动力性方面。现在为了提高汽车的这些性能，人们尝试了多项努力。本文就是在这背景下完成 的。坚持以原有的传动系统结构，采用新型的金属带式无级变速器 (代原有的有级变速装置。金属带式无级变速器 (为汽车理想的变速传动装置，具有广阔的发展前景和市场空间，与目前应用较广的自动变速器 (比，其性能优良、结构简单、可以实现汽车的无级变速。无级变速传动系统匹配及控制是实现车辆性能的关键技术之一 ,通过合理地控制无级变速器，可以使汽车按驾驶员的意图在汽车的行驶阻力和发动机输出功率之间自动实现动态最佳匹配，保证发动机在理想的工况下运行 , 以便把汽车的经济性、动力性发挥到极限状态。金属带式无 级变速器越来越受到人们的重视并且获得了较快的发展，世界上主要的汽车厂商也都在进行无级变速器的研发工作。 国外无级变速器的研究动态 金属带式 装车使用只有十几年的时间 ,但是 术的发展已有 100 多年的历史， 1886年， 首辆采用汽油机的汽车上装上了橡胶带 1906 年，美国卡特车装用了简单的金属盘摩擦传动无级变速器。 1930 年在 上，装用了牵引式 子控制技术特别是计算机控制技术的发展，使得无级变速传动得到应用与发展。 20 世纪 60 年代后期，荷兰工程师 究出金属带 装备于 司制造的小型轿车上。但是由于橡胶带式在一系列的缺陷，如传递功率有限、传递转矩低、传动带和夹紧机构的能量损失较大、以及使用寿命短等，因而没有被汽车行业普遍接受。 1972 年 士发明了金属传动带，解决了橡胶带使用寿命低、传递功率小的本质缺陷。 1978 年，意大利 司的汽车开始装用 1987 年，美国 司的汽车装有这种 快引起汽车工业的关注。 1997 年上半年，日 本日产公司开发了使用在 车上的 此基础上，日产公司在 1998 年开发了一款中型轿车，设计了包含一个手动换档模式的 型 用一个最新研制的高强度宽钢带和一个高效率液压控制系统，这些新技术的应用使 传递更大转矩。日产公司研究开发的子控制技术，增加了发动机的制动模式，使汽车在下坡时可以一直根据车速实现发动机制动，而不是采用常规制动器限速，解决了长距离制动引起制动器发热的问题。同时在湿滑路面上能够平顺地增加速比来防止打滑。日产公司计划将它的 应用范围从 大到 轿车。日本三菱公司选用 动技术与直喷式发动机组合，可以保证在所有速比下，实现发动机动力平顺无间断地传递。 除了传统的自动变速器换档时动力不连续现象以及顿挫感，从而获得更满意的响应速度和控制性能。日本富士重工拥有 15 年开发 经验。 1997 年 5 月，富士重工将它的 型车装配了 有六档手动换档模式的 1999 年上半年，美国的福特公司和德国 司合作，在巴达维亚和俄亥俄州合资建厂 ,为福特公司的轿车和轻型载货车设计 速器，从 2001 年开始投入生产。除经典 的前置前驱方式外， 司还设计有发动机纵置前轮驱动、发动机纵置后轮驱动的 品系列。经过 10 多年的不断完善， 动技术由早期的小排量逐渐发展到大中排量轿车，其传递功率已超过 150矩已超过 350前，市场上的 三种产品： ，采用电磁离合器作为起动装置，机 液或电 液控制系统，以外齿轮泵作为液压源，实用于发动机排量在 下的小型轿车； ，实用于发动机排量在1. 8 以下的中型轿车； ，采用新型金属传动带，将液力变矩器与 合，全电子控制系统，实用于发动 机排量在 3. 3 以下的豪华轿车。日本在研制 初期，即将电子控制技术与 功地开发出电子控制技术的 续装在 。 1990年美国生产出计算机控制的无级调速液压自动变速器 (此后日本、美国、德国等轿车生产商大多采用此项技术。 国内无级变速器的研究动态 国内对汽车无级变速器的研究最早可追述到 60 年代，清华大学的宋镜滚教授对汽车橡胶带无级变速器进行了研究，用传统的 论对橡胶 V 带无级变速传动进行了分析，对弯曲、拉伸所产生的带应 力及应力对带疲劳寿命的影响进行了分析，并提出了相应结构上的改进措施，以及汽车车速 油门两参数匹配控制的简单原理。 80 年代中期哈尔滨工业大学载人航天器设计教研室的杨涤教授在美国作访问学者期间，与美国 学的 . 授合作，从纯控制理论的角度，对 线性动力传动系统进行了实验和仿真研究。 80 年代末东北大学的程乃士教授从德国回国后，开始了 带的试制工作，并应用键合图理论，推导了 司 速器液压控制系统的状态方程，但没有具体的参数和仿真 结果。 90 年代初北京理工大学的姜正根教授在兵器工业部的资助下，开展了 研究，在购买了国外的钢带后，设计制造了简单的实验装置，但由于同为兵器工业部的长安集团对该项目不认可， 目没有进一步的进展。清华大学曾尝试对金属带 行研究，武汉工学院也试图对汽车牵引式 行研究。 90 年代初，华南理工大学黄向东教授从意大利学成归国，在国家自然科学基金青年基金的资助下，开展了金属带 研究，试制了 H 型金属钢带，对 匹配控制规律进行了研究，并推导了 渡状态的理想调速率，指出了速比调节的方向和 速率，该调节规律申请了国家专利。上海交通大学花家寿教授在上海齿轮箱厂的资助下，以 司的 机为实验件搭建了 动实验台。湖南大学以周云山教授和薛殿伦博士为首的 发小组，具有多年从事无级变速器的研究经验。多年的潜心研究，消化了国外的先进技术，已经掌握无级变速器与整车的动力匹配规律、速比控制方法、离合器起步过程控制以及液压控制系统设计等关键技术。总而言之，从国内外对 研究状况来看， 一项实践性非常强的技术，国内外对金属带 研究方兴未艾。 金属带式无级变速器的结构、力学 分析、传动效率等，在国外已研究成熟，国外的研究热点主要集中在 电液控制系统的控制策略上，如 液控制系统的智能 制、鲁棒控制、模糊控制、神经网络控制等。金属带式无级变速器的结构、力学分析、传动效率等研究在国内已取得很大的进展，但 液控制系统的控制策略、实验仿真等研究在国内刚刚起步。 2、目的、 依据 和意义 汽车界对 术的研究开发日益重视，特别是在微型轿车中， 认为是最佳的传动装置。随着汽车电子技术的发展，电子技术与自动控制技术的不断应用，使得 总体性能比同类的 为 突出。根据世界各汽车公司按不同的试验标准对 行试验，结果表明， 同类四档自动变速器相比：加速性能可提高 10%，燃油经济性提高 10%15%，排放降低 10%，平顺性更好。 金属带式无级变速器是汽车理想的传动系统，它可提高汽车的经济性，改善汽车的动力性，便于操作是汽车的核心技术之一。金属带式无级变速器的结构、变速原理、受力情况等已经研究成熟，但国内 关键技术 电液伺服系统控制方法的研究尚处于起步阶段，国外研究得也不成熟。目前 制策略的研究是 究的热点，随着 制策略研究的深入 ，金属带式无级变速器国产化的日子指日可待。金属带式无级变速器的试验应包括专用台架及路况试验， 用台架技术由世界上少数几个大公司垄断，如 司、 司等， 有的动态实验都能在专用台架上进行，但专用台架造价高，国内外研究人员研究 动态特性时大多在自制的简易实验台上并配合仿真进行。结合金属带式无级变速器，设计金属带式无级变速器的传动机构，使变速机构实现迅速、准确的变速。 此次对金属带式汽车无级变速器传动机构的计，其 目的主要有： 一是重点培养学生的设计、团队沟通协作能力，使学生能够尽快 适应企业需求，为企业挑选优秀适用人才提供平台； 二是通过 设计交流 创造学术竞争氛围，为 师生之 间 、同学之间 提供 良好的 交流平台，进而推动学科建设的提升； 金属带式汽车无级变速器传动机构设计 在提高和检验汽车行业院校学生的综合素质，为汽车工业健康、快速和可持续发展积蓄人才 ,对 增进产、学、研三方的交流与互动合作等方面具有十分广泛的意义。 毫无疑问，对于对汽车的了解仅限于书本和个人驾乘体验的大学生而言， 能够独立的完成金属带式汽车无级变速器传动机构设计 ，是一段 非常富有 挑战 的过程 ，同时也 是一段 受益颇丰的过程。在大脑一片空白的 开始、兴奋的初步设计、激烈的争执、无可奈何的妥协、令人抓狂的一次次返工、绞尽脑汁的解决难题之后， 设计 者能获得的不仅仅是 软件的熟练运用 以及 对 焊接、定位、机加工 等技术特征的掌握 ,更有汽车工程师的基本素养和丰富实践经验。 二、设计（论文） 的基本内容 、 拟解决的主要问题 1、研究的 基本 内容 （ 1） 研究汽车无级变速器的工作原理和结构特点； （ 2）根据设计参数并结合结构工艺性等要求确定无级变速器传动方案； （ 3）根据无级变速器传动方案确定无级变速机构的设计； （ 4）中间减速机构的设计按齿轮受力、转速 、噪声要求等情况选择齿轮的变位系数、压力角、螺旋角、模数和齿顶高系数； （ 5）撰写设计说明书并完成主要总成装配图，零件图。 2、 拟解决的主要问题 （ 1）金属带式无级变速器传动摩擦副的共轭关系； （ 2）金属带式无级变速的金属带传动的力分析； （ 3）金属带带环的应力与强度分析，带轮与摩擦片的接触强度计算； （ 4）直母线锥盘导致的金属带偏斜及其影响； （ 5）金属带传动的摩擦因数和传动效率； （ 6）金属带传动的传动能力和带轮轴向推力的确定； （ 7）摩擦传动原理和摩擦因数； （ 8）离合器换向机构的设计要点，如倒档行星 机构的运动学设计和强度计算。 三、技术路线（研究方法） 市场调查，收集资料 理解金属带式 变速器的工作原理和结构特点 主传动部分的运动分析 无 级 变速 机 构的设计 中 间 减速 机 构的设计 对传动机构进行校核分析 总体传动方案的设计与选择 绘制总体传递动力路线图 绘制装配图以及相应零件图 撰写设计说明书，绘制总装配图及零件图 最终形成研究成果 Y N 四、进度安排 1、 进行文献检索，查看相关资料，对课题的基本内容有一定 的认识和 了解 ，并完成开题报告。第 1 （ 2 月 28 日 3 月 11 日） 2、 初步确定设计的总体方案，讨论确定方案 ；对无级变速器的传动机构进行初步设计。 第 3 3 月 14 日 4 月 8 日） 3、 提交设计草稿，进行讨论，修定 。 第 7 周 （ 4 月 11 日 4 月 15 日） 4、无级变速机构、中间减速机构的设计，绘制装配图及相应 零件图。 第 8 （ 4 月 18 日 5 月 20 日） 5、 提交正式设计，教师审核 。 第 13 （ 5 月 23 日 6 月 3 日） 6、 按照审核意见进行修改 。 第 15 周 （ 6 月 6 日 6 月 10 日） 7、 整理所有材料，装订成册，准备答辩 。 第 16 周 （ 6 月 13 日 6 月 17 日） 五、 参考文献 1 陈家瑞 M人民交通 出版社 ， 2002， (08). 2 程乃士 M机械 工业出版社 ， 2007 3 卢延辉 ,张友坤 ,郑联珠等 . 基于 164金属带式 无级变速器电控系统设计 J. 吉林大学学报 (工学版 ), 2006, 36 (3) _5 . 4 邹政耀 ,杨雪梅 . 功率分流式无级变速器的机构设计 J. 公路与汽运 , 2008, (6) _3 . 5 刘金刚 . 金属带式无级变速器电液控制系统关键技术的研究 D 2008. 6 薛殿伦 ,张友坤 ,郑联珠等 . 金属带式无级变速器的速比控制 J. 农业机械学报 , 2003, 34 (3) _4 . 7 胡朝峰 ,过学迅 . 金属带式无级变速器电液控制系统实时仿真 A. 2006 年恒润科技用户大会论文集 C. 2006 . 8 冯显武 . 基于滑移的金属带式无级变速器最佳夹紧力的控制研究 D 2008. 9 黄智明 . 金属带式无级变速器电子控制装置设计方法研究 D 2007. 10 曹成龙 ,周云山 ,高帅等 . 金属带式无级变速器夹紧力试验研究 J. 湖南大学学报 (自然科学版 ), 2010, 37 (7) . 11 张飚 . 金属带式无级变速器夹紧力控制策略的研究 D 2009. 12 程乃士 ,刘 温 ,郭大忠等 . 金属带式无级变速器传动效率的实验研究 J. 东北大学学报(自然科学版 ), 2000, 21 (4) _3 . 13 王幼民 ,唐铃凤 ,唐凌霄等 . 金属带式无级变速器的发展历史、研究现状与展望 J. 安徽工程科技学院学报（自然科学版） , 2005, 20 (2) _5 . 14 张涌 ,张为公 ,吴海啸等 . 无级变速器金属带的滑移率评估方法 J. 江苏大学学报（自然科学版） , 2010, 31 (5) . 15 范大鹏 . 金属带式无级变速器建模、仿真与试验研究 D 2008. 16 胡纪滨 ,邹云飞 ,苑士华等 . 金属带式无级变速器速比控制影响因素分析 A. 中国汽车工程学会越野车技术分会 2008 年学术年会论文集 C. 2008 . 17 高敬 . 汽车变速器变速传动机构可靠性分析 J. 科技创新导报 , 2009, (16) _1 . 18 关平 . 金属带式无级变速器汽车建模与性能评价 D 2007. 19 马春生 . 功率 分流无级变速器的研究与应用方案的设计 D 2006. 20 阮忠唐 . 机械无级变速器设计与选用指南 M机械 工业出版社 ， 1998： 12021 王望予 M机械 工业出版社， 2005， (07)： 7822 成大先，机械设计手册第三卷第 14 篇 (第四版 )M，北京，化学工业出版社， 2002 1：12 一 144 23 L A A 2002 24 H H T 2001 六、备注 指导教师意见： 签字： 年 月 日 黑龙江工程学院本科生毕业设计 I 摘 要 在具有广阔的发展前景和市场空间的汽车行业中，车辆技术也得到较快的发展。金属带式无级变速器是一种新型的机械摩擦式无级变速器 ， 具有承载能力强、效率高、平稳性好、环保节能等优良的传动特性 ， 特别适用于需要传递中大功率而又需无级调速的场合 。 本设计是基于现代人们对汽车性能的更高要求，鉴于国内外专家对无级变速器的研究与分析，结合金属带式无级变速器 的现状和发展趋势 、 基本结构 、 传动原理 、 性能特点 ， 主要以其在轿车中的应用 ，设计金属带式无级变速器的传动机构，根据对设计参数的分析，对整个无级变速器的各级传动部分的传 动方式进行详细的设计，包括主、从动带轮；主、从动锥盘；中间减速机构，使其与传统的变速器相比，耐用性能、加速性能、燃油性能以及排放性能都得到改善。 关键词 ：金属带；无级变速器；传动机构；机械摩擦式；主、从动锥盘；中间减速机构 黑龙江工程学院本科生毕业设计 n a in is a of in to to is on to an in of to s of to in of VT on s at of , is a of 龙江工程学院本科生毕业设计 目 录 摘要 . I . 1 章 绪论 . 1 述 . 1 属带式无级变速器的发展 . 1 属带式无级变速器的优点 . 2 第 2 章 金属带式无级变速器传动的基本原理 . 4 属带式无级变速器的基本 组成 . 4 步离合器 . 4 星齿轮机构 . 5 级变速机构 . 5 制系统 . 5 间减速机构 . 7 属带式无级变速器的工作原理 . 7 属带式无级变速器的工作原理 . 7 合器换向机构的工作原理 . 7 章小结 . 7 第 3 章 基本数据选择 . 9 要技术指标 . 9 本参数 . 9 轮相关数据的计算 . 11 轮参数 . 11 齿轮齿数及参数分配 . 12 动球键 . 21 章小结 . 22 第 4 章 齿轮校核 . 23 黑龙江工程学院本科生毕业设计 轮材料的选择原则 . 23 算各轴的转矩 . 23 齿强度计算 . 23 面接触强度参数计算 . 23 面接触应力计算 . 32 齿弯曲强度计算 . 35 齿轮受力计算 . 41 章小结 . 43 第 5 章 轴及轴上支撑件的校核 . 44 的工艺要求 . 44 的强度计算 . 44 选轴的直径 . 44 的强度验算 . 45 承的选择及花键的可靠性分析 . 53 章小结 . 55 结论 . 56 参考文献 . 57 致谢 . 59 黑龙江工程学院本科生毕业设计 1 第 1 章 绪 论 述 近些年来 ， 汽车技术有了很大发展，汽车的性能不断提高，汽车变速器对汽车的性能有较大的影响。目前，自动变速器技术已经很成熟，但是，现在应用的自动变速器基本上都是有级变速器，对汽车无级变速器还处在研究、实验阶段。在欧洲的发达国家已经有很多大的汽车制造商把无级变速器应用于轿车，节能减排已经成为世界对于汽车的一种追求，在我国汽车无级变速器的研究更是处于起步阶段。 设计一种能够适用于轿车的机械无级变速器已经显得越来越重要。本设计结合金属带式无级变速器，设计金属带式无级变速器的传动机构。根据对设计参数的分 析，对整个无级变速器的各级传动部分的传动方式进行详细的设计。 属带式无级变速器的发展 由于内燃机工作特性的限制，为了发挥内燃机的能力和降低油耗，人们采用了变速器，而最佳的选择是无级变速器。 二十世纪七十年代中期，荷兰 s 司（简称 司）开发出一种金属带式无级自动变速器，称为 。这种无级自动变速器克服了以前其它传动形式的缺点，实现了真正意义上的无级变速传动 。 1987 年商品化以来，到目前为止，世界上几乎所有的汽车生产厂家，都接受了这项技术，开发出自己的 适用范围也从最初的 ，发展到目前的 。 2000 年，中国的程乃士教授开始研发无偏斜曲母线锥盘金属带式无级变速器，2003 年研发无偏斜复合母线锥盘金属带式无级变速器， 2005 年研发无偏斜等强共轭曲母线无级变速器，并于 2007 年在吉利汽车公司实现装车； 2006 年研发平盘非对称直母线无偏斜金属带式无级变速器， 2007 年在众泰汽车公司实现装车。 金属带式无级变速器是汽车理想的传 动系统，它可提高汽车的经济性，改善汽车的动力性，便于操作是汽车的核心技术之一。金属带式无级变速器的结构、变速原理、受力情况等已经研究成熟。金属带式无级变速器的试验应包括专用台架及路况试验，用台架技术由世界上少数几个大公司垄断，如 司、 司等， 专用台架造价高，国内外研究人员研究动态特性时大多在自制的简易实验台上并配合仿真进行。结合金属带式无级变速器，设计金属带式无级变速器的传动机构，使变速机构实现迅速、准确的变速。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 2 属带 式无级变速器的优点 汽车界对 术的研究开发日益重视，特别是在微型轿车中， 认为是最佳的传动装置。根据国内外一些文献资料和实际经验，将其优点归纳为以下几个方面： 1. 速比无级调节 由计算机控制速比连续的变化， 驾驶员无需考虑换档，消除了人为换档技术的影响， 不会出现 换档时速比的跳跃， 使汽车驾驶平顺、舒适。故在简化了汽车行驶过程中的操作同时，也减轻了驾驶员的劳动强度，提高了行车的安全性，使汽车易于驾驶，有利于汽车的普遍使用。 2. 提高燃油经济性和动力性 采用液力变矩器的无级变速器，由于其工 作原理是用油作为动力传动的介质，许多能量消耗在油的内摩擦上，传动效率低，通常为 80% 85%，比传统的 0% 20%，而且液力变矩器转差越大，效率越低。通常减速比不大于 2，只能再增加 2 3 档有级变速，每两档中间用液力变矩器实现无级变速。 由于无级变速传动使发动机的工作点与车速无关，根据不同的需要可以控制发动机的工作点在最经济工作点或最佳动力工作点工作， 依靠变速器无级调速来适应汽车的各种速度，可以使发动机燃烧最好，排气污染最小，达到节油的目的。 因此无级变速传动比其它传动方式表现出更高的经济性和 动力性。 目前据国外统计数据，采用 汽车比采用汽车节油 7% 15%。同样， 司进行了对比试验，结果表明：在美国环境保护局城市和公路循环工况下，装备 汽车比 4 档 车燃油经济性提高 10%；060 速试验中，装备 汽车比 车少用 1 秒多。 随着汽车电子技术的发展，电子技术与自动控制技术的不断应用，使得 总体性能比同类的 为突出。 对于典型的 5 档 同档位的传动效率有很大的差异，平均传动效率为 6%。一般的 传动效率为 97%。尽管金属带式无级变速器为摩擦传动 ，但它的传动效率，经试验测定达到 90 97%之间，与 传动效率差不多。 根据世界各汽车公司按不同的试验标准对 行试验，结果表明， 同类四档自动变速器相比：加速性能可提高 10%，燃油经济性提高 10% 15%，排放降低 10%，平顺性更好。 3. 降低有害物质的排放 由于无级变速传动能使速比连续变化，而且具有较宽的速比变化范围，这样就能够使发动机经常在理想区域内处于稳定运转状态，减少了发动机在不稳定工况工作的时间，从而减少废气中有害物质的排放量，减轻了对环境的污染。 司通过试验测黑龙江工程学院本科生毕业设计 3 定汽车在装备 ，其有害物质的排放量比装备 4 档 汽车减少 1015%。若进一步优化的控制方法， 车的排放还可进一步降低。 4. 实现汽车动力传动系统的综合控制 在电子控制技术高速发展的今天，采用 液控制系统的汽车，通过电子控制装置， 将发动机和无级变速器结合在一起实现汽车动力传动系统的综合控制，可以使无级变速的优越性体现的更为显著。发动机能够在某一转速下产生很大的转矩变化范围；也可以在某一转矩下，产生很大的转速变化范围。这样通过调节速比变化和发动机的节气门，控制发动机的功率与汽车驱动轮上的功率平衡， 就能够使燃油经济性与汽车性能达到最佳水平。采用 动系统的汽车，也可以实现发动机控制模块、制模块、 制模块之间交互通讯。不仅可以实现传动系一体化控制，而且可以实现整个汽车系统的综合控制，使得控制效果得到极大的改善。 本低，可靠性高 产品成本与可靠性依赖于产品的技术含量、材料、制造工艺等因素。金属带式无级变速器结构简单，主要由金属带 工作带轮组和控制系统构成，传动零件数（约 300 个）远少于自动变速器（约 500 个），因此变速器的重量轻，体积小。核心部件金属带由荷兰 司 生产，以前价格比较昂贵（在 1995 年约占 本的 30%）。为了提高产品的竞争能力， 司近几年在金属带零部件的结构设计、材料和加工工艺上都进行了合理改进，产品价格已经大幅度降低。 简而言之，由于金属带式无级变速器的结构简单，关键零部件采用高强度优质材料与无限寿命设计方法进行产品设计和制造。因此该系统质量高，使用可靠，与汽车具有相同的寿命。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 4 第 2 章 金属带式无级变速器传动的基本原理 属带式无级变速器的基本组成 金属带式无级变速器主要是由起步离合器、行星齿轮机构、无级变速机构、控制系统和中间 减速机构构成 ，如图 示 。 1 倒档离合器 2 前进离合器 3 双排行星轮 4 行星架 5 中间减速机构 6 主减速器 7 半轴壳 8 从动移动锥盘 9 从动固定锥盘 10 从动缸 11 主动固定锥盘 12 主动移动锥盘 13 主动缸 图 属带式无级变速器的基本组成 步离合器 汽车无级变速器中的前进、倒挡离合器是一种湿式多片离合器。离合器靠液压缸1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 12 13 9 黑龙江工程学院本科生毕业设计 5 活塞压力进行传递转矩。当泄压时，活塞靠回 位弹簧返回。多片式离合器因能获得较大的摩擦面积，所以能够传递较大的转矩。根据离合器摩擦片的数量，很容易改变其所传递的转矩的能力。 离合器摩擦材料以纸基摩擦材料为主，它是以石棉、碳纤维素等纤维或棉、木材、合成纤维作为母体材料，添加无机、有机的高摩擦材料，并在进行搅拌的基础上，浸渍酚醛类树脂硬化而成。将其粘在钢片上，这种材料的特点是多孔、网状，具有弹性，摩擦因数高，高压，高温，高圆周速度时的稳定性好。 星齿轮机构 无级变速器的行星齿轮机构采用双行星齿轮机构，行星架上固定有内、外行星齿轮和右支架， 其中右支架是通过螺栓固定在行星架上，外行星齿轮和齿圈啮合，内行星齿轮和太阳轮啮合。它们可以实现前进和倒档。 行星齿轮机构实现倒档操作，倒档的旋转方向是通过行星齿轮系改变的。 行星传动是一种常啮合传动，与定轴式相比，能减少换向的冲击，使换向平稳柔顺。明显缩小变速器轴向尺寸，此外多点啮合的对称性，不仅使径向力相互平衡，且使运动平稳，抗冲击和抗振动能力强、寿命长。通过增减行星齿轮的数目，可以改变行星机构的承载能力。 级变速机构 如图 示， 无级变速机构由金属传动带和主、被动工作轮组成。金属传动 带由两百多个金属片和两组金属环组成，每个金属片的厚度为 两侧工作轮挤压力作用下传递动力。每组金属环由 9 或 12 片厚度为 带环叠合而成，金属环的功用是提供预紧力，在动力传递过程中，支撑和引导金属片的运动，有时承担部分转矩的传递。 摩擦片的作用是传递转矩，锥盘母线应与摩擦片侧边共轭，以保证变速时金属带不发生轴向偏斜，使金属带不承受附加侧向弯曲应力的作用。 主、被动工作轮由可动和不动锥盘两部分组成。 在金属带式无级变速器的工作过程中，主、从动带轮的中心距是固定的，根据传动比的要求，主、从动轴上的 移动锥盘作轴向移动，改变带轮的工作半径，从而改变传动比。由于带轮的工作半径可以连续变化，所以可实现无级变速。 无偏斜金属带式无级变速传动，不仅避免了对称直母线锥盘传动由于偏斜产生的附加的摩擦损失，而且由于不偏斜，可以加大传动工作半径，扩大传动比的范围，提高传动能力。 制系统 控制系统是用来实现无级变速器系统传动比无级自动变化的。在无级变速器系统黑龙江工程学院本科生毕业设计 6 中，采用机液控制系统或电液控制系统。它主要由油泵（齿轮泵和滚子叶片泵）、液压调节阀（速比和带与轮间压紧力的调节）、传感器（油门和发动机转速）和主、 从工作轮的液压缸及管道组成，实现传动无级变速的调节。速比控制、夹紧力控制和起步离合器的控制是无级变速控制系统的关键。 1 主动轮可动锥盘 2 主动轮固定锥盘 3 从动轮可动锥盘 4 从动轮固定锥盘 5 钢片环带组 6 摩擦片 图 级变速机构组成 汽车的运行工况经常处于变化之中， 比的控制，对应于不同的区域有不同的控制策略。在汽车起步区，离合器处于滑转阶段，控制系统的目标是提供足够大的驱动转矩使汽车起步，直到车速 到达 大速比时的对应值。在这个阶段， 常控制区域，发动机按最佳燃油经济性工作曲线或最佳动力性工作曲线运行，传动系统通过控制速比的变化率来使发动机工作在一定的速度范围。 通过控制从动轮夹紧力来保证主、从动带轮夹紧力都满足转矩传递的需要，可以称为夹紧力唯一控制原理。这种控制的主要优点在于，金属带式无级变速器传递的转矩在原理上唯一地由从动轮夹紧力控制，可以在软件和硬件方面构造成相对简单的形式，可以快速和准确地实现央紧力控制和传动比控制。 为了保证对速比有很好的控制，主动液压缸 横截面积为被动缸的 ，随具体参数的变化略有不同。荷兰 司所研制的 采用的是单液压回路，与双液压回路相比，它具有结构简单，所需控制阀的数量少，控制变量少的优点，因此具有较大的使用价值。 2 1 3 4 6 5 黑龙江工程学院本科生毕业设计 7 间减速机构 由于无级变速机构可提供的速比变化范围为 右，不能完全满足整车传动比变化范围的要求，故设有中间减速机构 ，为两级齿轮传动。 发动机的动力通过变矩器离合器和液力变矩器传给前进、倒挡离合器，液压泵产生的高压油通过液压缸将力施加给锥盘变速装置，该力施加给金属带组件产生 摩擦力，将主动轴的转矩传递给从动轴，然后通过减速装置，经差速器输出给车轮。 属带式无级变速器的工作原理 属带式无级变速器的工作原理 金属带式无级变速器是摩擦式无级变速器，发动机输出的动力传到主动带轮上，主动带轮通过与金属带的 V 型摩擦片侧边接触产生摩擦力，推动摩擦片向前运动，并推压前一个摩擦片，在二者之间产生推压力。该推压力在接触弧上形成后，随着摩擦片由接触弧的入口向出口运动逐渐增大，经金属带传到从动带轮上。在从动带轮上，靠摩擦片与从动带轮的接触产生摩擦力，带动从动带轮转动，将动力传到 了从动轴上。随着传递转矩的增加，主动轮上挤在一起的摩擦片增多。所有与从动轮接触的摩擦片，相邻片之间无间隙，相互之间有推压力作用。随着摩擦片由接触弧的入口向出口运动，摩擦片间的推压力逐渐减小，最后消失。依靠摩擦片间的推压作用传递动力是金属带式无级变速器传动的一个重要特征，金属带式无级变速传动为推式传动。 合器换向机构的工作原理 离合器换向机构的输入轴即行星机构中的行星架输入轴，通过花键与发动机的飞轮盘相联接，同时行星架通过紧固螺栓与行星架盖固定在一起。行星架上装有三到四对双排行星轮，内行星轮同时 与中心轮和外行星轮相啮合，外行星轮同时与内行星轮和内齿圈相啮合。内齿圈的外侧与倒档离合器的摩擦片通过花键联接在一起。行星架盖外侧与前进离合器的摩擦片也通过花键联接在一起。在前进和倒档离合器的摩擦片与摩擦片之间装有摩擦片压盘，并分别由前进离合器液压缸、倒档离合器液压缸来实现摩擦片的夹紧和分离。 发动机的动力由发动机的飞轮盘通过行星架的输入轴传递到行星架上，然后再通过行星架盖和前进离合器直接传递到变速器的一轴（前进状态）；或者通过内齿圈和倒档离合器的固定作用，将动力传递给两排行星轮，再传递给中心轮，最后传递到变 速器的一轴（倒档状态），从而实现汽车的前进和倒档。 章小结 本章介绍了金属带式无级变速器的组成及工作原理，并简述了离合器换向机构的黑龙江工程学院本科生毕业设计 8 工作原理。 金属带式无级变速器主要是由起步离合器、行星齿轮机构、无级变速机构、控制系统和中间减速机构构成。 金属带式无级变速器是摩擦式无级变速器，主、从动两队锥盘夹持金属带，靠摩擦力传递动力和转矩。主、从动边的动锥盘的轴向移动，使金属带径向工作半径发生无级变化，从而实现传动的无级变化，即无级变速。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 9 第 3 章 基本数据选择 要技术指标 额定功率： 6000/75w/ 最大扭矩： 4500/135m 无极变速机构传动比： 中间减速机构传动比：第一级传动比为 二级传动比为 本参数 1. 确定变速比动带轮的最大工作半径和最小工作半径。最大工作半径受两带轮中心距的限制，最小工作半径受主、从动轮轴径的限制。变速器增速与减速对称分布时，主 、从动轮尺寸相同，变速比示： 2m i a i a i i a a i nm a x （ 根据公式 ： 因变速器增速与减速对称分布采用对称调速，则根据公式 得： a x 2. 带轮半径 R、运行角 、包角 之间的关系如公式 示： 42)(s o 最大运行角 1a r c s r c s in m i a a x （ 黑龙江工程学院本科生毕业设计 10 （ 着着 A 的增大而逐渐减小。 对应于最小工作半径 故不可以太小。 m （ 3. 金属带传动中，带轮楔角不能太小，经验值 22 24 度，所以选其楔角为 24 度，带轮工作直 径可达 75动比范围可达 确保其工作可靠。 （ 1）初选金属带带轮的轴径 4521 oo dd （ 初选带轮的工作半径 1m i i （ 为保证其工作可靠，取 38m RR 2）当从动轮工作在最大节圆半径，主动轮工作在最小节圆半径时，传动比最大 9 3 0 3766 8 3 i nm a xm a （ 9 6 5 12m a a DR （ （ 3）确定带轮节圆半径 424143381m i i nm i n A （ 取 42m R mm m a x A （ m a xm a xm a x B （ 3 2 a xm a x R 4）确定主、从动带轮的外径11081m a a （ 2 010 2108m a ee 龙江工程学院本科生毕业设计 11 取121（ 5）确定主、从动带轮中心距 2462121121)21(21 RA （ （ 6）确定带轮轴径 686625438254m i oo （ 则：