小功率机械无级变速器的结构设计

目录摘要ABSTRACT第一章绪论111机械无级变速器的发展概况112机械无级变速器的特征和应用213无级变速器的研究现状314毕业设计内容和要求3第二章无级变速总体方案521钢球长锥式（RC型）无级变速器522钢球外锥式无级变速器523两类型的比较与选择7第三章钢球外锥式无级变速器部分零件的设计与计算931钢球与主、从动锥轮的计算与设计932加压盘的设计与计算1033调速齿轮上的变速曲线槽的设计与计算1234输入轴的设计与计算1335端盖的设计与计算1536调速机构的设计与计算16第四章主要零件的校核1841输出、输入轴的校核1842轴承的校核2043键的校核21第五章无极变速器的装配24毕业设计总结25致谢26参考文献27附录翻译译文及原文28小功率机械无级变速器结构设计摘要机械无级变速器是一种能适应工艺要求多变、工艺流程机械化和自动化发展以及改善机械工作性能的一种通用传动装置。本文简要介绍了摩擦式机械无级变速器的基本结构、设计计算的方法、材质及润滑等方面的知识，并以此作为本次无级变速器设计的理论基础。本设计采用的是以钢球锥轮作为中间传动元件，通过改变钢球的工作半径来实现输出轴转速连续变化的钢球锥轮式无级变速器。本文分析了在传动过程中变速器的主、从动轮，钢球和外环的工作原理和受力关系；详细推导了实用的钢球锥轮式无级变速器设计的计算公式；并针对设计所选择的参数进行了具体的设计计算；绘制了所计算的钢球锥轮式无级变速器的装配图和主要传动元件的零件图，将此变速器的结构和工艺等方面的要求表达得更为清楚。这种无级变速器有良好的结构和性能优势，具有很强的实用价值，完全可以作为批量生产的无级变速器。其主要特点是1变速范围较宽；2恒功率特性好；3可以升、降速，正、反转。4运转平稳，抗冲击能力较强；5输出功率较大；6使用寿命长；7调速简单，工作可靠；8容易维修。关键词无级变速器，摩擦式，钢球锥轮式，设计。SMALLPOWERMACHINERYVARIATORSTRUCTUREDESIGNABSTRACTTHEMECHANICALVARIABLESPEEDDRIVESISAGENERALPURPOSEGEARINGWHICHCANACCOMMODATETHEVARIABLEREQUIREMENTSOFTHEPROCESSPLANNING,MECHANIZATIONOFTHESCHEDULEDRAWING，THEDEVELOPMENTOFAUTOMATIONANDTHEIMPROVEMENTOFTHEMECHANICALWORKINGCAPABILITIESTHEARTICLEBRIEFLYINTRODUCETHEBASICSTRUCTURE,THEWAYOFDESIGNANDCALCULATION,MATERIALANDLUBRICATEOFTHEFRICATIONTYPEVARIABLESPEEDDRIVES,ANDTAKINGTHEMASTHETHEORYBASISOFTHEDESIGNOFMECHANICALVARIABLESPEEDDRIVESTHISDESIGNUSESTHEBALLPYRAMIDWHEELASTHEMIDDLETRANSMISSIONCOMPONENT,BYCHANGINGITSWORKINGRADIUSTOREALIZETHECONTINUOUSCHANGEOFTHEOUTPUTAXISTHISARTICLEANALYZESTHEWORKINGTHEORYANDTHEWORKINGFORCESOFTHEDRIVEWHEEL,BALLWHEELANDOUTERRINGDURINGTHETRANSMISSIONPROCESSITALSODEDUCESTHEPRACTICALCALCULATIONFORMULAOFTHEBALLPYRAMIDWHEELTYPEVARIABLESPEEDDRIVES，ITALSOGOESONTHEMATERIALCALCULATIONAIMATTHESELECTIONPARAMETERITPROTRACTSTHEASSEMBLEDRAWINGOFTHEBALLPYRAMIDWHEELTYPEVARIABLESPEEDDRIVESANDTHEACCESSORYDRAWINGOFTHEMOSTLYDRIVECOMPONENTSOITCANEXPRESSMORECLEARLYOFTHESTRUCTUREANDPROCESSPLANNINGOFTHEVARIABLESPEEDDRIVESTHEVARIABLESPEEDDRIVESHASGOODSTRUCTUREANDPROPERTIES,ANDITCANUSEASBATCHPRODUCTIONTHEMOSTSPECIALTIES1WIDERANGEOFVARIABLESPEED；2THECONSTANTOUTPUTPOWER；3ITCANROTATEPOSITIVELYANDVERSEDLY；4STABLEACCURACYOFSPEED；5HIGHOUTPUTPOWER；6LONGLIFE；7SIMPLYANDPRECISECONTROLOFSPEED；8EASYMAINTAINKEYWORDSCVT，FRICTIONTYPE，BALLPYRAMIDTYPE，DESIGN第一章绪论11机械无级变速器的发展概况无级变速器分为机械无级变速器，液压传动无级变速器，电力传动无级变速器三种，但本设计任务要求把无级变速器安装在自行车上，所以一般只能用机械无级变速器，所以以下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/T598492宽V带无级变速装置基本参数JB/T695093行星锥盘无级变速器JB/T695193三相并联连杆脉动无级变速器JB/T695293齿链式无级变速器JB/T701093环锥行星无级变速器JB/T725494无级变速摆线针轮减速机JB/T734694机械无级变速器试验方法JB/T751594四相并列连杆脉动无级变速器JB/T766895多盘式无级变速器JB/T768395机械无级变速器分类及型号编制方法12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。13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，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8090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138M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712M高档大、中型客车以及总质量在1450T重型载货车、鞍式牵引车、自卸车及各式专用车、特种车配套山西大同齿轮集团配套市场主要在810T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。14毕业设计内容和要求毕业设计类容小功率机械无级变速器结构的设计；比较和选择合适的方案，无级变速器变速器的结构设计与计算；对关键部件进行强度和寿命校核设计要求输入功率P11KW，输入转速N1500R/MIN，调速范围9NR结构设计时应使制造成本尽可能低；安装拆卸要方便；外观要匀称，美观；调速要灵活，调速过程中不能出现卡死现象，能实现动态无级调速；关键部件满足强度和寿命要求；画零件图和装配图。电机的选择经计算可知选择Y9054型电机最匹配第二章无级变速器总体方案21钢球长锥式RC型无级变速器图21RC型变速器结构简图图22RC型变速器的机械特性钢球长锥式RC型无级变速器如上图21所示，为一种早期生产的钢球长推锥式无级变速器结构简图，是利用钢环的弹性楔紧作用自动加压而无需加压装置。由于采用两轴线平行的长锥替代了两对分离轮，并且通过移动钢环来进行变速，所以结构特别简单。但由于长锥的锥度较小，故变速范围受限制。RC型变速器属升、降速型，其机械特性如下图所示。技术参数为传动比I21N2/N1205,变速比4,输入功率P1（0122）KW，输入转速N11500NRR/MIN,传动效率85。一般用于机床和纺织机械等图22为RC型变速器的机械特性22钢球外锥式无级变速器图23钢球外推式无级变速器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21钢球外锥式无级变速器如图23所示，动力由轴1输入，通过自动加压装置2，带动主动轮3同速转动，经过一组（38）钢球4利用摩擦力驱动输出轴11，最后将运动输出。传动钢球的支承轴8的两端，嵌装在壳体两端盖12和13的径向弧行倒槽内，并穿过调速涡轮5的曲线槽；调速时，通过蜗杆6和蜗轮5转动，由于曲线槽的作用使钢球轴线的倾斜角发生变化，导致钢球与两锥轮的工作半径改变，输出轴转速得到调节。其动力范围为RN9，IMAX1/IMIN，P11KW，4，080092。此种变速器应用广泛。从动调速齿轮5的端面分布一组曲线槽，曲线槽数目与钢球数相同。曲线槽可用阿基米德螺旋线，也可用圆弧。当转动主动齿轮6使从动齿轮5转动时，从动齿轮的曲线槽迫使传动钢球轴8绕钢球4的轴心线摆动，传动轮3以及从动轮9与钢球4的接触半径发生变化，实现无级调速。具体变速分析如下钢球外锥式无级变速器变速如图24所示中间轮为一钢球，主、从动轮式母线均为直线的锥轮，接触处为点接触。主、从动轮的轴线在一直线上，调速时主、从动轮作半径不变，而是通过改变中间轮的回转轴线的倾斜角籍以改变其两侧的工作半径来实现变速。图24钢球锥轮无级变速器的变速图25钢球锥轮无级变速器的变速曲线23两方案的比较与选择钢球长锥式RC型无级变速器结构很简单，且使用参数更符合我们此次设计的要求，但由于在调速过程中，怎样使钢环移动有很大的难度，需要精密的装置，显得不合理。而钢球外锥式无级变速器的结构也比较简单，原理清晰，各项参数也比较符合设计要求，故选择此变速器。只是字选用此变速器的同时须对该装置进行部分更改。须更改的部分是蜗轮蜗杆调速装置部分。因为我是选用了8个钢球，曲线槽设计见第三章，一个曲线槽跨度是900，也就是说从最大传动比调到最小传动比，需要使其转过900，而普通蜗轮蜗杆传动比是1/8，那么其结构和尺寸将完全不符合我们设计的要求。为此，我想到了将它们改为两斜齿轮传动，以用来调速。选用斜齿轮是因为斜齿轮传动比较平稳。在设计过程中，将主动斜齿轮的直径设计成从动斜齿轮的3/4，这样只要主动轮转动1200，那么从动轮就会转动900，符合设计要求。第三章钢球外锥式无级变速器部分零件的设计与计算31钢球与主从动锥齿轮的设计与计算试确定传动件的主要尺寸1选材料钢球，锥轮，外环及加压盘均用GR15，表面硬度HR61，摩擦系数F004，许用接触应力，传动件J22002500MPA加压元件40005000MPA。2预选有关参数为锥轮锥顶半角，传动钢球个数为Z6加压钢球数45M12，锥轮与钢球C115,125、08。QDD3有关运动参数的计算由，9NR传动比，MAX630451IMIN70I514钢球支撑轴承的极限转角（增速方向）1AXRCTNRCTA32I（减速方向）2MI45N064计算确定传动钢球的直径QD曲率系数1COSCOS45S019723C系数据值查表25220（机械设计手册4无级变速器）得A114,B0883，带入公式213MINJ234COS682I1508215COS437481405046NQKPDFZABC表31按传递功率N选取钢球直径MMQDNKW107555403022151107505036985635571547625511847510795101688976269856355715476254261121251016889762698563557154762542365137101688976269856355715476254236513Z88897626985注1本表按，0812,450/MIN,04,5XNRF计算，并按钢球直径规格进行了圆整。MIN1,32JKGFC2采用3个钢球时，锥轮尺寸与6个钢球时相同。3应将传递功率除以表中的折算系数，然后再查此表。1450/IN,R时31NK4当时应将传递功率除以后再查此表。MINMIN按钢球规格圆整取MM47625QD圆锥工作直径MM1171435DC圆整取2则1548035476QCD验算接触应力JQ213JQ1MIN23COS82ABC651085COS4594054746NQKPDFZIMPA应此在许用接触应力范围内，故可用。5计算尺寸钢球中心圆直径3D31COS152480COS54762105DQM钢球侧隙1COSIN15COS4IN1476259QDZ外环内径DR由公式3105476215RQDDM外环轴向截面圆弧半径R取078QRD35M锥轮工作圆之间的轴向距离BSIN462SIN68QB32加压盘的设计与计算1钢球式自动加压装置它由加压盘4，加压钢球3，保持架2，调整垫圈蝶形弹簧6和摩擦轮与加压盘相对端面上各有的几条均布的V行槽。每个槽内有一个钢球，中间以保持架2保持钢球的相对位置。摩擦轮与加压盘之间还有预压碟行弹簧并衬以调整垫圈。改变调整垫圈的厚度，即可调整弹簧的变形量及预压力。如下图下图31所示图31钢球V行槽式加压装置2加压装置的主要参数确定加压盘作用直径PD1056375DM式中D1锥轮工作直径。加压盘V行槽的槽倾角104756SIN3SINPFDARCTGARCTGD取630式中锥轮锥顶半角；F锥轮与钢球的摩擦系数。加压钢球按经验公式取得PYD1,860QDM验算接触强度均不足，故改用腰型滚子8个，取滚子轴向截面内圆弧半径8CM，横向中间截面半径R08CM。现验其强度1R每个加压滚子上法向压紧力YQ551MIN1S1208SIN459090CO8COS6317NYKPQFID842MA加压滚子曲率系数10812R根据，由表25220（机械设计手册4无级变速器），查得系数A238，B0532。带入公式得加压盘处的最大接触应力为式2233JMAX1865865185785020ZYKQMPABR中12Z校核要求均满足要求。JQJJMAXJ33调速齿轮上变速曲线槽的设计与计算1调速涡轮槽型曲线及传动钢球的尺寸如下图所示32调速涡轮的槽型曲线整个调速过程通常在涡轮转角的范围内完成，大多数取。槽801290型曲线可以为阿基米德螺旋线，也可以用圆弧代替，我选圆弧方法，变速槽中心线必须通过A,B,C三点，它们的极坐标分别为MAX3MAXMAX3AX05SIN530SIN247361,01SISI18ABBMIXCIRDLMIIL时，；时，；时，。050514762503QLD定出A,B,C三点后，用作图法作出A,B，C三点的圆弧半径R及圆心，槽宽O10MM。34输入轴的设计与计算1轴上零件的定位为了防止轴上零件受力时发生沿轴向或周向东相对运动，轴上零件除了有游动或空转的要求外，都必须进行轴向和周向定位，以保证其准确的工作位置所以我采用定位轴肩、套筒、轴端挡圈、轴承端盖和螺母等来保证。选取轴的材料为45号钢，进行调制220260HBS。由设计要求知道，输入功率N1400R/MIN。2初步确定轴的最小轴径先按公式初步估算轴的最小直径。根据表中数据，取，于是得012A输入轴33MIN01270PDAM根据推荐值，我选择D15MM。并且输入，输出轴端最小轴径相同。根据最小轴径根据公式，计算出应小于联轴器公称转矩条件，查标准GB/T5014CAATK2003，选取了弹性柱销联轴器根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度I轴段对轴II上的轴承内圈起定位作用并作为轴承座，取，520DM，根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑剂的要求，直接采用毡圈560LM密封。轴段安装一轴承，该段，。为轴肩，25DM214L3。安装加压盘一侧和轴承，加压盘用花键移动实现对锥轮的加压，取314花键GB/T11442001，。安装锥轮，此为过2710F48盈配合，只需保证最小轴径，故取，。至此，已初步确定了115轴的各段直径和长度。其中，退刀槽的槽宽2MM,深2MM平键截面，为保证带轮与轴配合有良好的对中性，故选择带轮轮6BH8LM毂与轴的配合为；取轴端倒角为。如下图所示。7HN24O图332输出轴的设计由于主、从动锥轮一致，轴上零件布置也基本相同。同时主动轮的最小轴径估算为，为了节省工艺及成本，从动轮采用与33MIN012027PDAM主动轮相同。初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，主、从动轴轴段由于轴承到径向力与周向力的作用，所以选用角接触球轴承7305CGB/T2921994。而轴IV只需深沟球轴承配合器径向里就满足要求了，故选取深沟球轴承6005GB/T2761994。表32角接触球轴承7305CGB/T2921994基本尺寸（MM）安装尺寸（MM）70000AC25OA极限转速R/MINDR基本额定动载荷静载荷RC0R轴承代号DDBRMINDMINMAXAMMKN脂润滑油润滑原轴承代号7305C256217113255113120814895001400046305表33深沟球轴承6005GB/T2761994基本尺寸（MM）安装尺寸（MM）基本额定极限转速R/MINDR动载荷静载荷RC0R轴承代号DDBRMINDMINMAXKN脂润滑油润滑原轴承代号600525471206304206100585130001700010535端盖的设计端盖的宽度由变速器及轴承的结构来决定，使其适合拆装及便于对轴承添加润滑脂的要求，及两端的端盖相同。图34凸轮式轴承端盖36调速机构的设计与计算调速操纵机构的作用根据工作要求以手动或自动控制方式，改变滚动体或脉动无级变速器的杆件间的尺寸比例关系，来实现无级调速。同时通过速度表表盘上的指针直接指出任一调速位置时的输出速度或传动比。根据变速器中传动机构和滚动体形状的不同，对应的调速机构也不同，但基本原理都是将其个某一个滚动体沿另一个或几个滚动体母线移动的方式来进行调速。一般滚动体均是以直线或圆弧为母线的旋转体；因此，调速时使滚动体沿另一滚动体表面作相对运动的方式，只有直线移动和旋转摆动两种力式。这样可将调速机构分为下列两大类1通过使滚动体移动来改变工作半径的。主要用于两滚动体的切线均为直线的情况，且两轮的回转轴线平行或梢交，移动的方向是两轮的接触线方向。2通过使滚动体的轴线偏转来改变工作半径的。主要用于两滚动体之一的母线为圆弧的情况。钢球外锥轮式无级变速器是采用第二种调速类型，通过涡轮凸轮组合机构，经涡轮转动再经槽凸轮而使钢球心轴绕其圆心转动，以实现钢球主、从动侧工作半径的改变。调速涡轮在设计上应保证避免与其它零件发生干涉，同时采用单头蜗杆，以增加自锁性，避免自动变速而失稳。传动钢球小轴摆角与手轮转角的关系为2111132222ARCSINICOSSINCOSZZZZBREABRL表34蜗杆的基本尺寸模数MMM轴向齿距XPMM分度圆直径1DMM头数1Z直径系数QMM齿顶圆直径1NDMM齿根圆直径1FMM值21MD3分度圆柱导程角R2578994511800503728125表35涡轮、蜗杆参数的匹配中心距AMM传动比I模数MMM蜗杆分度圆直径1DMM蜗杆头数1Z涡轮齿数2Z涡轮变位系数2X1006225451620在制造时，蜗轮上的Z条槽要保证其圆周不等分性不超过。否则会造成钢球转2速不一，引起磨损、嗓声过大及温升过高等现象。支承轴与曲线槽的侧隙约为005MM左右，过大会在开车时引起冲击现象，易导致钢球支承轴弯曲甚至折断。第四章主要零件的校核41输出，输入轴的校核图411判断危险截面，处与电机的链接，过渡配合所引起的应力集中均将削弱轴的疲劳强度，但由于轴的最小直径是按扭转强度较为宽裕地确定的，所以，可不必校核；两处显然不用校核；处为间隙配合，故无须校核；而处为轴肩，承受两边的扭转力最大，故需校核。1轴端两边的应力计算抗弯截面系数33012961/WDNM抗扭截面系数054T截面C左侧的弯矩M为87截面C左侧的扭矩为33截面上的弯曲应力为751CASS41270BMPAW截面上的扭转切应力3985T轴的材料为45号钢，调质处理，由轴常用材料性能表查得11640,275,BMPAAPA截面上由于退刀槽而形成的理论应力集中系数及按手册查取。因045RD，经插值后可查得816DK又由手册可得轴的材料的敏性系数为082,5Q故有应力集中系数11182KA08236Q由手册得尺寸系数；扭转尺寸系数。067EE轴按磨削加工，由手册得表面质量系数为092轴未经表面强化处理，即，按手册得综合系数为1Q1822800679KKE1682K又由手的得材料特性系数02,0155取，取于是，计算安全系数SCA值，按公式则得127530928314MSK157620AMS2223914315CASS故可知其安全。3）截面C右侧同理可的。安全。751CASS故该轴在截面右侧的强度也足够的。本题因无大的瞬时过载及严重的应力循环不对称性，故可略去静强度校核。音痴，轴的设计校核结束。42轴承的校核输入、输出轴采用相同设计，在此只要校核输入轴的轴承是否满足工程需要。121121222122678678022490149373601493749REACVRVREVHTRTERHVRRRDFNNFN2求两轴承的计算轴向力12FA和对于70000AC型轴承，按手册，轴承派生轴向力，其中，为判断DRFEE系数，其值由得大小来确定，但是现在轴承轴向力未知，故先初取，0AFCA04因此可估算1122049DRFN又得12202861098694753AEDAFNC查手册确定。1212056,4,986,94AAEFN3）求轴承当量动载荷，由手册进行查表或插值计算得径向载荷系数和轴向12P和载荷系数为对轴承1故2373AR4068FRF对轴承2故1950AR3RRAP041874验算轴承寿命因为，所以按轴承1的受力大小来验算21P66320050247684PCLHNP综合上述可得，该设计符合工程要求。43键的校核设定输入轴与V带轮之间的键为1，加压盘上的花键为键2。普通平键的型式与尺寸如下图图42普通型平键GB/T109679矩形花键的连接图43矩形花键尺寸GB/T114487由前面条件选取的键型号规格如下键1圆头普通平键（A型）B6MMH6MML28MM键2矩形花键621255受力分析键1受到的转距1752DTFNM键2受到的转矩21Z平键的材料为钢，轻微冲击，为100120MP，取110MPPP平键的校核公式（K05HLLBD为轴的直径）3210PTKLD校核第一个键332101069PPTMPAKLD花键的材料为钢，使用和制造情况良好，齿面经热处理，为120200MPA,取P150MPA。P花键的校核公式（一般取0708，Z为花键的齿数，L为齿的3210PMTZHLD工作长度，H为花键齿侧的工作高度）3321010489862PPMTMPAZLD得出键的校核达到要求。、第五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60100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010035MM。2）轴的轴向间隙一般为010040MM，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。毕业设计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聂松辉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。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，学会了团结合作，互助互利。借此论文之际，向所有帮助、关心、支持我的老师、朋友同学，表达我最真诚的谢意。首先感谢指导老师。本论文是在老师耐心指导下多次修改完成的。在此，我对他们的耐心指导和帮助表达我最真诚的谢意，感谢他们在这几个月来所付出的努力。在这段时间里，我从她们身上，不仅学到了许多的专业知识，更感受到了她们工作中的兢兢业业，生活中的平易近人的精神。此外，他们的严谨治学态度和忘我的工作精神值得我去学习。在此，请允许我对说一声“老师，您辛苦了”再次感谢您。其次我要感谢同学们在我毕业设计的时候对我的支持和帮助，最后，我要感谢我的母校湘潭大学对我的栽培，让我变得更加强大。参考文献1周有强机械无极变速器J煤矿机械1987891362周有强机械无级变速器M北京机械工业出版社,20111423葛安林自动变速器一自动变速器综述2001051724濮良贵,纪名刚主编机械设计S北京高等教育出版社,2005561095吴光强孙贤安汽车无级变速器技术和应用的发展综述期刊论文同济大学学报自然科学版2009第12期266朱张校主编工程材料S北京清华大学出版社,20011967卢新田侯国政AMT控制系统结构及国外主要AMT产品介绍期刊论文汽车技术2004第5期388薛庆文王力田汽车无级变速器CVT结构原理与维修精华20061329郑提,唐可洪主编机电一体化设计基础S北京机械工业出版社,200313417610程乃士张德臻刘温金属带式车用无级变速器期刊论文中国机械工程2000第12期71111阮忠唐机械无级变速器M北京机械工业出版社2001799812阮忠唐机械无级变速器设计与选用指南M北京化学工业出版社1983346813徐灏机械设计手册第3卷M北京机械工业出版社1991135169附录毕业设计（论文）外文翻译如何延长轴承寿命摘要自然界苛刻的工作条件会导致轴承的失效，但是如果遵循一些简单的规则，轴承正常运转的机会是能够被提高的。在轴承的使用过程当中，过分的忽视会导致轴承的过热现象，也可能使轴承不能够再被使用，甚至完全的破坏。但是一个被损坏的轴承，会留下它为什么被损坏的线索。通过一些细致的侦察工作，我们可以采取行动来避免轴承的再次失效。关键词轴承失效寿命导致轴承失效的原因很多，但常见的是不正确的使用、污染、润滑剂使用不当、装卸或搬运时的损伤及安装误差等。诊断失效的原因并不困难，因为根据轴承上留下的痕迹可以确定轴承失效的原因。然而，当事后的调查分析提供出宝贵的信息时，最好首先通过正确地选定轴承来完全避免失效的发生。为了做到这一点，再考察一下制造厂商的尺寸定位指南和所选轴承的使用特点是非常重要的。1轴承失效的原因在球轴承的失效中约有40是由灰尘、脏物、碎屑的污染以及腐蚀造成的。污染通常是由不正确的使用和不良的使用环境造成的，它还会引起扭矩和噪声的问题。由环境和污染所产生的轴承失效是可以预防的，而且通过简单的肉眼观察是可以确定产生这类失效的原因。通过失效后的分析可以得知对已经失效的或将要失效的轴承应该在哪些方面进行查看。弄清诸如剥蚀和疲劳破坏一类失效的机理，有助于消除问题的根源。只要使用和安装合理，轴承的剥蚀是容易避免的。剥蚀的特征是在轴承圈滚道上留有由冲击载荷或不正确的安装产生的压痕。剥蚀通常是在载荷超过材料屈服极限时发生的。如果安装不正确从而使某一载荷横穿轴承圈也会产生剥蚀。轴承圈上的压坑还会产生噪声、振动和附加扭矩。类似的一种缺陷是当轴承不旋转时由于滚珠在轴承圈间振动而产生的椭圆形压痕。这种破坏称为低荷振蚀。这种破坏在运输中的设备和不工作时仍振动的设备中都会产生。此外，低荷振蚀产生的碎屑的作用就象磨粒一样，会进一步损害轴承。与剥蚀不同，低荷振蚀的特征通常是由于微振磨损腐蚀在润滑剂中会产生淡红色。消除振动源并保持良好的轴承润滑可以防止低荷振蚀。给设备加隔离垫或对底座进行隔离可以减轻环境的振动。另外在轴承上加一个较小的预载荷不仅有助于滚珠和轴承圈保持紧密的接触，并且对防止在设备运输中产生的低荷振蚀也有帮助。造成轴承卡住的原因是缺少内隙、润滑不当和载荷过大。在卡住之前，过大的摩擦和热量使轴承钢软化。过热的轴承通常会改变颜色，一般会变成蓝黑色或淡黄色。摩擦还会使保持架受力，这会破坏支承架，并加速轴承的失效。材料过早出现疲劳破坏是由重载后过大的预载引起的。如果这些条件不可避免，就应仔细计算轴承寿命，以制定一个维护计划。另一个解决办法是更换材料。若标准的轴承材料不能保证足够的轴承寿命，就应当采用特殊的材料。另外，如果这个问题是由于载荷过大造成的，就应该采用抗载能力更强或其他结构的轴承。蠕动不象过早疲劳那样普遍。轴承的蠕动是由于轴和内圈之间的间隙过大造成的。蠕动的害处很大，它不仅损害轴承，也破坏其他零件。蠕动的明显特征是划痕、擦痕或轴与内圈的颜色变化。为了防止蠕动，应该先用肉眼检查一下轴承箱件和轴的配件。蠕动与安装不正有关。如果轴承圈不正或翘起，滚珠将沿着一个非圆周轨道运动。这个问题是由于安装不正确或公差不正确或轴承安装现场的垂直度不够造成的。如果偏斜超过025，轴承就会过早地失效。检查润滑剂的污染比检查装配不正或蠕动要困难得多。污染的特征是使轴承过早的出现磨损。润滑剂中的固体杂质就象磨粒一样。如果滚珠和保持架之间润滑不良也会磨损并削弱保持架。在这种情况下，润滑对于完全加工形式的保持架来说是至关重要的。相比之下，带状或冠状保持架能较容易地使润滑剂到达全部表面。锈是湿气污染的一种形式，它的出现常常表明材料选择不当。如果某一材料经检验适合工作要求，那么防止生锈的最简单的方法是给轴承包装起来，直到安装使用时才打开包装。2避免失效的方法解决轴承失效问题的最好办法就是避免失效发生。这可以在选用过程中通过考虑关键性能特征来实现。这些特征包括噪声、起动和运转扭矩、刚性、非重复性振摆以及径向和轴向间隙。扭矩要求是由润滑剂、保持架、轴承圈质量（弯曲部分的圆度和表面加工质量）以及是否使用密封或遮护装置来决定。润滑剂的粘度必须认真加以选择，因为不适宜的润滑剂会产生过大的扭矩，这在小型轴承中尤其如此。另外，不同的润滑剂的噪声特性也不一样。举例来说，润滑脂产生的噪声比润滑油大一些。因此，要根据不同的用途来选用润滑剂。在轴承转动过程中，如果内圈和外圈之间存在一个随机的偏心距，就会产生与凸轮运动非常相似的非重复性振摆（NRR）。保持架的尺寸误差和轴承圈与滚珠的偏心都会引起NRR。和重复性振摆不同的是，NRR是没有办法进行补偿的。在工业中一般是根据具体的应用来选择不同类型和精度等级的轴承。例如，当要求振摆最小时，轴承的非重复性振摆不能超过03微米。同样，机床主轴只能容许最小的振摆，以保证切削精度。因此在机床的应用中应该使用非重复性振摆较小的轴承。在许多工业产品中，污染是不可避免的，因此常用密封或遮护装置来保护轴承，使其免受灰尘或脏物的侵蚀。但是，由于轴承内外圈的运动，使轴承的密封不可能达到完美的程度，因此润滑油的泄漏和污染始终是一个未能解决的问题。一旦轴承受到污染，润滑剂就要变质，运行噪声也随之变大。如果轴承过热，它将会卡住。当污染物处于滚珠和轴承圈之间时，其作用和金属表面之间的磨粒一样，会使轴承磨损。采用密封和遮护装置来挡开脏物是控制污染的一种方法。噪声是反映轴承质量的一个指标。轴承的性能可以用不同的噪声等级来表示。噪声的分析是用安德逊计进行的，该仪器在轴承生产中可用来控制质量，也可对失效的轴承进行分析。将一传感器连接在轴承外圈上，而内圈在心轴以1800R/MIN的转速旋转。测量噪声的单位为ANDERON。即用UM/RAD表示的轴承位移。根据经验，观察者可以根据声音辨别出微小的缺陷。例如，灰尘产生的是不规则的劈啪声；滚珠划痕产生一种连续的爆破声，确定这种划痕最困难；内圈损伤通常产生连续的高频噪声，而外圈损伤则产生一种间歇的声音。轴承缺陷可以通过其频率特性进一步加以鉴定。通常轴承缺陷被分为低、中、高三个波段。缺陷还可以根据轴承每转动一周出现的不规则变化的次数加以鉴定。低频噪声是长波段不规则变化的结果。轴承每转一周这种不规则变化可出现1610次，它们是由各种干涉（例如轴承圈滚道上的凹坑）引起的。可察觉的凹坑是一种制造缺陷，它是在制造过程中由于多爪卡盘夹的太紧而形成的。中频噪声的特征是轴承每旋转一周不规则变化出现1060次。这种缺陷是由在轴承圈和滚珠的磨削加工中出现的振动引起的。轴承每旋转一周高频不规则变化出现60300次，它表明轴承上存在着密集的振痕或大面积的粗糙不平。利用轴承的噪声特性对轴承进行分类，用户除了可以确定大多数厂商所使用的ABEC标准外，还可确定轴承的噪声等级。ABEC标准只定义了诸如孔、外径、振摆等尺寸公差。随着ABEC级别的增加（从3增到9），公差逐渐变小。但ABEC等级并不能反映其他轴承特性，如轴承圈质量、粗糙度、噪声等。因此，噪声等级的划分有助于工业标准的改进。附录毕业设计（论文）外文翻译原文EXTENDINGBEARINGLIFEABSTRACTNATUREWORKSHARDTODESTROYBEARINGS,BUTTHEIRCHANCESOFSURVIVALCANBEIMPROVEDBYFOLLOWINGAFEWSIMPLEGUIDELINESEXTREMENEGLECTINABEARINGLEADSTOOVERHEATINGANDPOSSIBLYSEIZUREOR,ATWORST,ANEXPLOSIONBUTEVENAFAILEDBEARINGLEAVESCLUESASTOWHATWENTWRONGAFTERALITTLEDETECTIVEWORK,ACTIONCANBETAKENTOAVOIDAREPEATPERFORMANCEKEYWORDSBEARINGSFAILURESLIFEBEARINGSFAILFORANUMBEROFREASONS，BUTTHEMOSTCOMMONA