机械无级变速器分析

机械无级变速器分析摘褥子机械无极传动驱动器是在某种控制下，能够在两个极值范围内连续改变机器输出轴速度的传动装置。能适应不断变化的工艺要求，工艺机械化和自动化开发，提高机械工作性能。有两个作用中的轴线和从动轴线，并且可以透过传递扭矩的中间媒体直接或间接连接两个轴线以传递力。通过控制主-副同轴连接关系，可以确保两轴之间的传动比在极值范围内连续和随机变化。钢球无极变速器是通过改变钢球的主动和从动轮的工作半径，使输出轴速度连续变化的机械无级变速器。由球、活动锥形轮、从动轮和内环组成。动力由输入轴输入，以与活动圆锥轮相同的速度旋转，球利用摩擦力驱动内环和从动轮，通过从动轮，v槽自动压力装置驱动输出轴，调整球的拉伸倾角，以达到变速的目的。本文分析了变速器主、从动轮、钢球的工作原理及应力关系。通过力关系分析。这种无级变速器在结构和性能上的优点优秀，实用价值高，可以作为完全批量生产的无级变速器使用。主要特征是变速范围大。一定的电力特性好。升序、降速、正数、反转、平稳运行、抗冲击；寿命长。速度调节，工作可靠；容易修理。关键词：机械无级变速器原理球速度调节引言机械无级变速器概述及应用机械无级变速器是一种变速器，由变速机构、调速机构、加压装置和输出机构组成。主要特点是能够在运行过程中保持一定范围的输出轴速度不变，以适应机器或生产系统的各种运行条件。机械无级变速器速度稳定，滑动速度小，具有一定的动力机械特性，变速效率高，更好地适应各种机器的工作条件和产品要求，整个系统的机械化、自动化和结构简单，维护方便，价格相对便宜。特别是一些机械无级变速器在电气和液压无级变速无法达到的大范围变速范围内具有一定功率的机械特性。机械无级变速器必须调整速度，以便驱动功率保持不变，由于工作阻力变化，产生适当的驱动扭矩(例如，化学行业的搅拌机器，即混合材料的粘度，随着阻力的增加，搅拌速度必须相应地减慢)。必须根据工作条件要求调整速度(例如，起重和运输机械要求可以根据材料和工作段的变化相应地改变增加或工作速度，食品机械的烘干机或制药机械要求可以根据温度的变化调整进给速度)。为了获得恒定的工作速度或张力，必须调整速度(例如，在加工横截面加工机器时保持恒定的切割线速度，电机的绕线机保持恒定的缠绕速度等)。必须协调运行速度和自动限制(例如各种半自动或自动生产、操作或装配线)，以适应整个系统的各种工作条件、工作位置、工艺或设备的不同要求。为了获得最佳效果，必须改变速度(离心机必须调整速度以获得最佳分离效果)。为了节约能源，需要速度调节(例如风扇、泵等)。另外，根据各种规则或不规则变化的速度调节、自动或程序控制等。概括起来就是这样。特别是随着减速变速器和输出扭矩的进一步扩大，表明使用了无级变速器，可以更好地适应各种条件要求，优化性能，提高产品的产量和质量，适应产品转换要求，节约能源等，在很多方面具有显着的效果。因此，CVT已成为目前所有行业广泛使用的基本通用驱动器形式。机器无级变速器在20世纪70年代首次出现，当时材料和工艺条件受到限制，因此发展有所进步。20世纪70年代以后，根据先进的冶炼和热处理技术、精密加工和CNC机床及牵引传动理论及石油的出现和发展，解决了无极变速器的开发和生产限制因素。另一方面，随着生产过程的机械化、自动化和机械工作性能的提高，需要很多无级变速器。因此，在这种情况下，相应地促进了机械无级变速器的开发和生产，各种系列产品得到了快速发展和广泛应用。机械无级变速器分为摩擦、链条、皮带、脉动四类。(1)摩擦无级变速器由接触产生的摩擦力和润滑膜牵引力通过主、从动元件(或中间元件)驱动，因此称为牵引(式)驱动器，可以通过更改接触中的工作半径进行无级变速。摩擦无级变速器由传输运动和动力的摩擦变速机制三部分组成。保证产生摩擦力所需的加压装置。实现变速的速度调节机制。(2)链条CVT使用链轮和钢制挠性链作为驱动元件，以传送运动和动力的机械变速装置。链CVT包括三部分：由链和链组成的驱动机构、速度控制机构和链拉伸加压机构，使用将链的左右两侧作为链轮的两个锥形圆盘的接触所产生的摩擦力进行驱动，变更两个锥形圆盘的轴距离以调整与链的接触位置和工作半径，从而实现无授权变速。(3)皮带CVT类似于链条传动，包括主皮带、从动轮圆锥盘和其上有张力的皮带。传动皮带的左右两侧与圆锥接触时产生的摩擦力驱动，通过更改两个圆锥板的轴距离调整与皮带的接触位置和工作半径，可以实现无级变速。皮带无级变速器结构简单，操作稳定，吸收振动，具有过载保护作用，皮带磨损容易，更换容易，价格也便宜。皮带CVT的主要缺点是外形大，变速范围小。(4)脉动无级变速器主要由变速器、输出机构和调速机构三个基本部分组成。其变速器采用几何封闭的低下组织，具有稳定的工作、高承载能力、稳定的变速性能等特点。毕业论文的内容和要求内容：解释低功耗机械无级变速器的结构原理；机械无级变速器相关数据的计算和认证；关键零件的强度和寿命计算。由于机械无级变速方式丰富，为此仅选择球型CVT分析计算，对此的说明如下：球CVT1-输入轴。双密封；3端盖；4-轴承；5伏M3x1.5；6-轴承；7-左侧方块；8压力盘；9-锥形滚轮；10-速度调节齿轮；11-连接条；12驱动球；13-外环；14-不完全调速齿轮；15-速度调节手柄；16-套筒；17-单圆头普通平键；18-螺母M8；19，21-伏特M4x1.5；20-箱子盖；22-右侧方块；23-输出轴；24-碟形弹簧；25-套筒；26-加压球；保持27环图2-要查看的CVT如图2-所示，钢球CVT结构由输入轴1输入，通过加压装置(加压板8、加压球26、碟形弹簧24)驱动8个驱动球12以摩擦力驱动外部环13和从动轮车轮的驱动。从动轮，通过压力装置驱动输出轴23，最后执行运动输出。图2-球CVT变速图球CVT变速示意图如图2-所示，主要由扭矩输入输出锥形车轮9和驱动球12组(通常为8个)组成。注，推杆分别安装在轴1，23上，驱动球12压在两个圆锥的操作圆锥上，圆锥和驱动球接触点，驱动球通过连接杆11在连接杆上自由旋转。工作时，活动锥轮子通过摩擦绕连接杆旋转球，球通过摩擦驱动从动轮旋转。轴1，23传动比I=R1 R1 R2，R1=R2，因此i=r1r2。其中R1和R2分别为主，从动轮接触点到连接杆垂直距离。在调速机构中，调整支承连接杆的倾角和倾斜方向，球的驱动半径R1和R2发生了变化，从而实现了齿轮比的平滑变化和无级变速。在轴向力作用下，有效地传递力和转矩，以使三者之间的接触更好。耦合杆11的两端嵌入在左侧框7和右侧框22的径向弧背槽中，并通过调速齿轮10的曲线槽。速度调节齿轮10的端面分布着一组与球数相等的曲线槽。曲线槽可以使用阿基米德螺旋和圆弧，如图2-所示。在速度调节时，通过速度调节手柄15转动不完全速度调节齿轮14，不完全速度调节齿轮14和速度调节齿轮10总是啮合，使速度调节齿轮10的反向运动成为可能。由于曲线槽(相当于控制凸轮)的作用，连接条11绕驱动球12的轴心线摆动，倾斜角发生变化，驱动球和两个锥轮的接触半径发生变化，并调整输出轴速度。图2-变速涡轮的插槽曲线球无级变速器的结构也比较简单，原理明确因为选择了8个球，所以一个曲线槽跨度为900。也就是说，从最大齿轮比转移到最小齿轮比，需要转动900，主动锥齿轮的直径是驱动锥齿轮的四分之三，驱动轮转动1200时，从动轮需要转动900。主要零件的计算球外部锥CVT的主要零件包括主、从动轮齿轮、加压盘、调速齿轮的变速曲线槽、输入轴、输出轴、输入、输出轴的轴承、输入、输出轴的顶盖、速度调节机构等的载荷计算，如下所述。滚珠和注记，从动轮计算(1)可选材料：滚珠、推拔轮、外环和压力板均匀GCr15，表面硬度HRC61，允许的接触应力：其中变速器零件的 j=2200 2500mpa加压元件的j=4000 4000(2)相关参数：锥形轮顶部半角=45o，可见m=8，锥形轮和钢球直径比c1=D1/dp=2.16，地面摩擦系数1=0.1，2=0.2，m=(3)变速器球的直径计算DP:可以从机械知识中得到的事项：轮胎产生的扭矩必须与钢球摩擦产生的扭矩平衡。23m m m汽车g1R1=8Q2c1dPN其中R1=280mm，q是球的正压力取代资料可让您：QdP=17997h max=1353 QKD=135379974 DP 3=56565684 DP致动器 j=2200 2500 MPa，因此自下而上：Dp=22.51至25.58mm根据球规格舍入dq=25mm，球z=8(4)运动参数计算输入功率P1=1m m汽车g v变化=0.165 209.84.170.86=0.4039千瓦输出速度n2=V汽车602R1=4.1760020.28=142.2 r/min传动比Imax=1.22 Imin=0.75输入速度n1max=N2 imin=142 . 30 . 75=189.6 r/minn1min=N2 IMAX/=142 . 21 . 22=116.6 r/min变速范围Rn=1.220.75=1.63球支承轴的极限角度增量方向1=-tan-1 IMAX=45o-tan-11.22=5o 39/减速方向2=-tan-1 imin=45o-tan-10.75=8o 7/(5)计算尺寸圆锥工作直径D1=D2=c1dp=2.1625=54 mm球中心圆直径D3=C1 cosDP=2.16 cos 45 o 25=71.7mm球侧间隙=C1 cossinz-1dp=2.16 cos 45 osin8-125=2.43mm外环内径Dr=D3 dp=71.7 25=96.7 mm外侧回路轴线剖面弧半径r=11.05dp=11.0525=2526.25mmR=25.5mm锥形轮工作圆之间的轴距离B=12mm调速齿轮变速曲线槽的计算速度涡轮槽曲线和驱动球的大小符号，如图2-4所示。整体速度调节过程通常在涡轮角度=80 o120 o，=90o执行。其中l=0.5dp0 . 51 . 0=0.525 0 . 51 . 0=15.5mm(1)变速曲线槽使用圆弧槽线，变速槽中心线必须通过a、b和c三点极(以o点为极点)分别为：如果I=Imax=1.22， a=0ora=0.5d 3-lsin2=0 . 571 . 7-15.5 sin8o 7/=33.658mmI=1时b=IMAX 1 IMAX=1.2290 o 1.22=49.46 oRB=0.5D3=0.571.7=35.85 mm如果I=Imin=0.75， c=90oRC=0.5d 3-lsin1=0 . 571 . 7 15.5 sin5o 39/=37.38mm(2)曲线半径r和中心o，用于通过三点为圆弧来确定槽圆弧压力盘计算加压装置采用钢球v槽加压盘，该加压盘动作灵敏，工艺要求高，承载能力满足要求。(1)加压装置相关参数压力盘工作直径DPDP=0 . 60 . 7 D1=0 . 50 . 654=32 . 437 . 8mm需要Dp=35.8mm滑动摩擦角/=tan-1c=tan-10.15=