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机械
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结构设计
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毕业设计(论文)开题报告题 目： 机械菱锥式无极变速器结构设计 学院： 湖南工程学院应用技术学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 李遥 学 号： 201313090220 指导老师： 白 泉 2017年 2 月 25 日 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1文献综述：结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2500字以上的文献综述，文后应列出所查阅的文献资料。文 献 综 述0 引言 无级变速器(Continuously Variable Transmission，简称 （CVT)是一种能够使机器的输出轴转速在两个极值范围内连续变化的传动部件。它具有输入和输出两根轴，通过固体、液体、电磁流等中间介质将输入、输出轴直接或间接地联系起来，以传递动力。当对输入输出轴的联系关系进行控制时，即可使两轴间的传动比在两个极值范围内连续而任意地变化。其结构特征主要是:需由变速传动机构、调速机构以及加压装置和输出机构三部分组成1 。采用无级变速器的汽车最大优势是可以实现发动机转矩和扭矩沿着最经济油耗的路线变化，不会产生动力中断，因此大幅度改善了汽车的动力性和乘坐的舒适性。CVT技术真正应用在汽车上不过几十年的时间，但它比传统的手动和自动变速的优势显而易见，结构简单，体积小，零件少大批量生产后的成本肯定要低于当前普通变速器的成本；它的工作速度比范围宽，容易与发动机形成理想的匹配，从而改善燃烧过程，进而降低油耗；具有较高的传送效率，功率损失少，经济姓高。CVT技术也有他的弱点，入传动带容易损坏，无法承受较大的载荷等等，这些技术上的难关使得它一直以来多用在小排量、低功率的汽车上。目前CVT技术发展的相当迅速，各大汽车厂家都在加强这一领域的研发。尤其是在混合动力汽车具有广泛前景的将来，CVT的地位和作用更是无可代替，它将会是未来变速器发展的大趋势。目前国内市场上采用CVT的车型已经越来越多，而且随着我国汽车行业的迅猛发展，人们对汽车的需求也越来越高。进一步研究无级变速器可以促进我国汽车工业，跟踪世界新技术具有重要的推广意义（5）。1. 菱锥式无极变速器的原理及特点 菱锥式无极变速器因其摩擦件的形状而得名，它是一种比较新颖的结构。它的调速范围比较宽（i=1/71.7,Rn=12）；结构比较合理，可传递较大的（N=0.3737千瓦）；传动效率较高（N=8590%），滑差率小（E3%）;温升也较低，而且传动平稳，调速方便。工作原理如下所示主动盘的转速为n1，驱动菱锥绕自身轴线迴转n0若不考虑打滑丢转，则 n0=Rp/r1（n1）即 n1=r1/Rp（n0） 菱锥又在B点与从动环接触，带动从动环迴转，其转速为n2，若不计打滑丢转，则 N2=r2/Rh-n0。 无极变速器的速比 I=n2/n1=-r2/r1*Rp/Rh。上式中负号表示n1，n2转速相反。主动盘的半径Rp、从动环的半径Rh为定值改变菱锥与主动盘、从动环的接触位置，即改变了r1，r2，便可实现无极调速2.8 2.国内外无极变速器的发展 国外无级变速器的发展历史 1958 年.荷兰达夫(OAF)公司开发出的橡胶带式 CVT,后经多次改进,沃尔沃公司将该橡胶带式 CVT 装 于 1.4L 发动机排的沃尔沃 343 汽车上,但存在普橡胶带的可靠性和寿命等问题鱼待解决。 直到 1987 年日本 富士重工公司、欧洲福特公司、菲亚特公司使用荷兰 VDT(粕 nDoornesTransmissie)公司金属带式 CVT 才 突破了原来技术障碍而获得飞速发展(13)。 第一代无级变速器(CVT)。 国内无级变速器的发展历史 我国一贯重视无级变速器的开发,2004 年中国汽车工业协会和中国齿轮协会就国内自动变速器的研发 方向达成了共识:优先发展 AMT 和 CVT,适时发展 OCT,适当生产 AT。 2007 年 9 月,国家发改委、财政部、商务部发布(鼓励进口技术和产品目录中,自动变速器被列为鼓励 发展的重点行业,享受进口贴息优惠政策,解决进口中企业融资难的问题。 2007 年 12 月.国家发改委在产业结构调整指导目录(2007 年文本)征求意见稿中将无级变速器等几 种自动变速器类列为汽车零部件关键技术开发制造。 我国湖南江麓容大车辆传动有限公司年产 2 万台国产 CVT 总装生产线已建成,正式投产,这是国内自主 开发的 CVT,已攻克 CVT 主要技术难关,具备了产业化的条件。 目前处于试生产阶段,年底将有批量产品下线, 主要用于力帆、众泰等自主品牌经济型轿车。该公司定位于 8 万元人民币以下经济型轿车市场,生产适合中 低端市场的高性价比产品。 洛阳联合变速器有限责任公司成立于 2007 年 5 月。该公司拥有自主知识产权.开发生产乘用车用金属 钢带式无级变速器。2002 年 1 月我国第一台拥有自主知识产权的 CVT 样机试车成功(9.13)。CVT比例控制改善燃油经济性的考虑动力系统响应滞后。在该算法中,修改所需的CVT速比的车辆速度,估计时间延迟后由于动力响应滞后。此外,加速度映射构造来估计车辆加速油门踏板位置和CVT比率。使用CVT比例控制算法和加速度映射,车辆性能仿真执行评估发动机性能和燃油经济性。发现这类的燃油经济性可以提高约3.6%的比例控制算法为目标。在选择适当的时间延迟,燃油经济性之间的妥协和加速度性能是必需的（15）。3.机械菱锥式无极变速器的展望汽车用无级变速器属高新技术产品,目前国内已开发出金属带式无级变 速器,正准备进行产业化生产;其中靠进口的关键零件/金属钢带 0 也将自行生产。另外,新型的车用无级变速 器及复合带也在探讨之中。 3)创新研制新型(车用和通用)无级变速器。近年来不断提出创新型无级变速器,这些无级变速器的特点 主要是:不用摩擦式变速传动而多半以连杆脉动式无级变速器传动为主或采取链式传动;实现大功率、 恒功 率或者高速;结构简单紧凑,并获得优良的性能。 其中有些方案已经过多年的研究试验,可能在不久的将来即 有成果。上述情况说明,国内无级变速器的研制生产已由过去的仿造阶段进入创新阶段,由小功率往大功率、 一般技术向高新技术发展,今后有可能出现一些性能优良的新一代机械无级变速器（12.14）。4. 结语 我国的能源和环境问题日趋严峻，汽车尾气排放是城市大气污染的主要原因，特别是中心城市的环境 污染急需得到解决。CVT 产品的推广使用，能有效降低汽车尾气排放 10%20%，对降低城市污染有显著 作用。今后环保型的混合动力汽车、电动汽车、燃料电池汽车将是汽车发展的方向，而混合动力汽车、电 动汽车同样面临节能和调速问题，CVT 也是它们传递动力的首选。根据国内外对该产品的市场需求及其良 好的性能，按目前市场分析的百分率计算，CVT 产品一旦国内产业化，会以其性能、价格、成本和服务等 优势迅速占领国内整车配套市场，跻身国际市场，树立中国汽车核心技术产品的民族品牌。 文献参考1阮忠唐.机械无级变速器M.成都:机械工业出版社,2001. 2 张春江 胡先荣等.菱锥式无极变速器的原理和工艺 西北工业大学1978.3 3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，1999.4周有强.机械无级变速器M.成都:机械工业出版社,2001. 5汽车杂志编委会，汽车杂志第351期，汽车杂志社2010.11,7899 6黄秋平，等.汽车无级变速器（CVT）结构原理与维修M，第一版，江苏科学 技术出版社，2008.1 7 黄宏成,何维廉,郭毅超.金属带式 CVT 的钢带轴向偏移分析J.传动技术,2001(4). 8 臧发业,吴芷红.金属带式无级变速传动钢带跑偏控制研究J.机械设计与研究,2005(2). 9 彭明涛.汽车带式无级变速器的发展现状J.重庆工商大学学报,2006(4). 10 张飚.金属带式无极变速器夹紧力控制策略的研究D.镇江：江苏大学， 2009，6 11 陈玉萍.金属带式无极变速器结构组成及其优越性分析J.黑龙江交通科技，2010，12 （9）:106-108. 12 陈勇.自动变速器技术的最新动态和发展趋势J.汽车工程，2008，30 （10）:938-945. 13 李春青，彭建中，吴彤峰.国内外汽车无极变速器（CVT）技术的发展概况J.广西工学院学报 2004， 15（12） ：19-23. 14 程振彪中国汽车产业高速发展下的隐忧J汽车科技，2010（3）：3-7. 15CVT ratio control for improvement of fuel economy by considering powertrain response lagHeera Lee KSME International Journal 2003-11 Springer期刊 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告开题报告：一、课题的目的与意义；二、课题发展现状和前景展望；三、课题主要内容和要求；四、研究方法、步骤和措施 开 题 报 告1、 课题的目的与意义1.无级变速器是汽车理想的传动系统, 自汽车诞生以来, 它一直是人们追求的 目标。无级变速传动(Constant Variable Transmission 简称CVT)具有普通 有级变速传动无法相比的优点, 它可以控制汽车发动机始终运行在最佳目标运 显著提高汽车的经济性,改善汽车的动力性, 既可减少汽车的换挡冲击, 也可减轻驾驶员的劳动强度。2.无级变速器的基本原理 目前, 广泛应用于轿车的自动变速器是将液力变矩器和行星齿轮系统组合使用, 这种组合方式的传动比不连续, 自动变速器只能在若干段范围内实现无级变速; 其次, 为增加变速器挡数, 扩大传动比的变化范围, 必须采用多个执行元件(离 合器或制动器)控制行星齿轮系统的动力传递路线, 造成自动变速器零件数量过 多及结构复杂, 发生故障的可能性增加, 并给保养和维修带来不便。除此之外, 由于液力传动效率较低, 不能使自动变速器百分之百发挥效率, 影响汽车的总 体工作性能。二、课题发展现状和前景展望 近年来, 随着汽车电子技术、新材料及加工技术的不断进步, CVT 正朝着以下几 个方面发展:( 结构方面.改进其液压系统, CVT 结构更加小巧和紧凑, 降低 成本, 提高汽车的总体性能, 使其性价比进一步提高. 性能方面.通过CVT 的总体控制, 进一步降低其油耗, 减少有害气体排放, 提高其动力性及舒适性. 控制系统.通过不断改进, 向滑移控制策略发展, 实现更优良的性能; 控制方法方面,将先进的控制方法( 例如PID 控制、模糊控制、神经网络控制、 自适应控制等理论) 应用于CVT 离合器控制、速比控制和夹紧力控制中, 进一 步优化控制策略, 实现更为精确的控制. 应用领域.将CVT 应用于混合动力汽车上; 将CVT 拓展为IVT 前轮驱动CVT 逐步向后轮驱动CVT 发展; CVT 最大可传递扭矩在不断提高,因此CVT 在大排量汽车上应用会更为广泛.自CVT 被列为国家科技攻关课题以来, 已过 去了12 但还是没能实现产业化的目标.随着国内需求的不断增多, CVT 产化势在必行,意义重大.三、课题主要内容和要求2、课题主要要求（1）建立菱锥式无极变速器关键零件的三维模型。（2）对菱锥式无极变速器关键零件进行有限元分析。（4）根据有限元分析的结果，对菱锥式无极变速器关键零件提出结构优化建议。（5）撰写毕业设计说明书，完成全部研究工作和毕业论文。四、研究方法、步骤和措施1、查阅资料，翻译英文资料查找设计所需的资料，资料的内容要有深度，要具有参考意义。2、熟练掌握设计所需的内容复习以前所学设计有关的专业知识，并熟练的运用到设计中去。还要学习一些设计中所用到的其它方面的知识。设计运用UG软件绘制菱锥式无极变速器零件的三维模型图，并通过UG生成二维图形，经过AUTOCAD处理后形成正式二维工程图，在UG中完成无极变速器的关键零件的运动学、有限元分析。3、 设计内容1、 查阅文献15篇以上，并写出文献综述，开题报告并编写设计计算说明书一份 2、 已知原始数据：输入功率P=3kw，输入转速n=1000rpm，调速范围R=12 3、 熟悉和掌握菱锥式无级变速器的工作原理和相关性能的知识 4、 以UG或SolidEdge三维CAD软件为平台，建立整机的数字化模型 5、 三维建模，一张A0装配图纸及其零件图，共计2张A0图量 4、具体设计步骤（1）利用UG完成变速器零件的三维建模，进行装配，并进行干涉分析；（2）对有限元模型按照实际情况施加所需约束；（3）读取结果，并对仿真结果进行可视化处理，根据仿真结果提出合理改进意见；（4）改进后重新建模并进行分析；（）整理仿真分析所得数据，得出结论，为优化提供参考。毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告指导教师意见：1对“文献综述”的评语： 2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测： 指导老师： 年 月 日所在专业审查意见： 负责人： 年 月 日 毕 业 设 计题 目： 机械菱锥式无级变速器的结构设计 学院： 湖南工程学院应用技术学院 专业： 机械设计制造及其自动化 班级： 1382 学号： 20 学生姓名： 李 遥 导师姓名： 白 泉 完成日期： 2017年5月28日 诚 信 声 明本人声明：1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的研究工作及取
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