【CVT的参数选择及外观设计概述3100字】

CVT的参数选择及外观设计概述1.1M19型变速箱结构我们变速箱采用两轴式的结构来实现变速变矩，倒挡通过中间轴的惰轮来实现改变输出轴的运转方向来实现，最终将发动机输出的动力经变速箱、传动轴、差速器、半轴给驱动车辆供驱动车辆的运行。通过主动轮与从动轮的可动盘作轴向移动来改变主动轮、从动轮锥面与V型传动带啮合的工作半径，因带轮与传动带的接触面呈锥型，改变带轮的直径即可改变传动比，实现变速功能。但只通过带轮改变速比是不符合驱动要求的，因其输入变速箱转速高，转矩小的特点并不适用于安装在车辆上使用，会爬坡性能不佳、动力不足、速度过快等缺点。所以我们通过二级减速变速箱来改善这种特点，通过减速增矩来增大其传动比，加强其动力性，并且使车辆的速度达到合理的范围值。并且我们为了在赛场上增加赛车机动性，减少因冲出赛道失误操作等情况发生而产生不必要的罚时或其他处罚行为，增加倒挡机构，这样如果发生操作失误的情况可以立即采用倒挡的形式来挽救，为比赛争取了更好的时机，增加了胜算。在发动机不发动的情况下如需要挪动车辆位置时，如果车辆一直位于档上，并且一直变速箱一直处于啮合状态时，车辆将无法移动或很难移动的（如发动机运行过程中想停车时或切换车辆运动方向时，发动机也会一直产生驱动力一直驱动车轮，车辆也将无法停稳或无法正常啮合倒挡齿轮）；这时，我们就需要将动力切断，方便不启动发动机是对车辆进行挪位或行进过程中制动。1.2CVT变速箱传动比参数的选择结合2019届参赛的车辆Z24以及2018届参赛车辆Z31的基本参数和设计经验，今年将会在它的基础上设计一套全时四驱传动系统。这就会使整车的质量增大会影响整车的动力性能，因此要在Z24的基础上进行轻量化设计，四驱传动系统也使其达到最轻来减少整车的质量，通过预估加上一个成年车手（70kg）的体重今年整车质量为280kg。巴哈赛车所用发动机均为百力通公司统一提供的排量为305cc的单缸发动机，为适应巴哈比赛时复杂的路况，巴哈赛车的变速器大多采用无级变速器CVT我们选择的是传动比在与减速箱输入轴中心距为243mm的无级变速器。设计巴哈减速箱的最终目的是使整车有较好的动力性。动力性是指汽车在良好的道路上直线行驶时由汽车受到纵向外力决定的所能达到的平均行驶速度。巴哈车作为一种娱乐型小型越野车要通过各种复杂路面，需要较强的爬坡能力以及加速性能，因此整车的动力性是至关重要的。巴哈赛车在行驶过程中会受到各种行驶阻力，为了保证汽车能正常行驶必须使驱动力能够克服各种行驶阻力；以及在整个比赛过程中我们所面临的地形以及各种赛道形式，要求我们有足够大的驱动力，这样子才可以保证整个车辆对于各种赛道的通过要求。要产生足够大的驱动力，仅靠发动机本身的的转矩是远远不够的。所谓驱动力就是指发动机的转矩经过传动系统的转变后传至驱动轮上得到的。想要增大汽车的驱动力可以采用两种方法：增加发动机转矩、加大减速器传动比，由于巴哈赛车的发动机是由巴哈工程协会统一提供的，不能对发动机进行改装，因此只能通过增大减速箱的传动比和优化传动系统减少动力损耗来保证汽车的驱动条件。同时，我们也需要考虑考虑整车最高时速，确保在整个参赛过程中既可以保证车辆爬坡加速性能，又可以让整车跑得更快，为比赛成绩争取更好的时机。

在确定传动比之前，通过分析得出发动机在不同转速区间的输出功率、转矩等数据，型号19S2320036质量/kg23排量/cc305尺寸（长×宽×高）/mm391×314×417最高转速/rpm3800最大转矩（3060rpm）/18.85最大功率（3600rpm）/kw6.4以及确定必须满足汽车行驶的必要条件：驱动力行驶阻力。因此驱动力是不能无限的增大，只要驱动轮与路面不发生滑转就是有效的。为了选取最佳的传动比可以根据汽车行驶的第二条件，就是驱动力不能超过附着力只能小于或等于附着力。只要在这个取值范围内任意一个值都能使汽车正常行驶。根据以下几个公式计算出传动比的选取范围。 2-1汽车的驱动力；发动机转矩18.85N；为变速器的传动比0.43-3；为主减速器的传动比；为传动系统的机械效率72%。 2-2汽车滚动阻力；G为汽车重力2744N；滚动阻力系数取0.05 2-3汽车坡度阻力；G汽车重力2744N；α坡度角 2-4为空气阻力；为空气阻力系数0.45；A为迎风面积1.2㎡；为汽车行驶速度55km/h 2-5为附着力；G为汽车重力；φ为附着系数0.7++2-6将以上已知参数带入公式1-6计算得30.9737.56通过利用matlab2018软件进行计算分析得出图1。如图所示图2-1驱动力图图2-2CVT传动比参数 当车速达到55.81km/h时与行驶阻力和相交这时行驶阻力为281.3N。这就意味着行汽车驶阻力刚好等于汽车驱动力，这个交点可以看出整车的速度达到最高驱动力为最佳值。通过结合规则要求兼顾最大爬坡度,最高车速和使用MATLAB软件进行计算分析。由于CVT无级变速器的传动比不是定值而是一个范围所以就在0.42-3内选取了11个数值进行分析并且利用软件matlab2018将、构成的数学方程式绘制成-曲线特性图。结合图2-1和图2-2可以分析出当CVT传动比达到0.56左右时，整车速度达到最高55km/h。再根据发动机转速与汽车行驶速度之间的转换公式求出减速器的传动比。（2-7）其中：为汽车行驶速度（km/h）；n为发动机最高转速（r/min）；r为车轮滚动半径；为变速器（CVT）传动比；减速器传动比；结合巴哈规则要求、MATLAB分析结果和整车的一些参数确定了=55km/h；n=3800r/min；r=0.265m；这几个参数。由（2-1）式转换得将已知参数带入得≈11.24，所以最后总传动比=36.721.3减速箱二级减速传动比的分配我们采用二级减速变速箱，更合理的来分配传动比以及动力传递路线。分配传动比有三大原则①是各级传动的承载能力接近②使各级传动的大齿轮都能浸入到油中并且深度大致一样，以使润滑效果更佳。③使减速器尺寸更小质量更轻。为了考虑减速箱与发动机的安装位置、空间的有效利用及轻量化设计，将第一级传动比与第二级传动比分配的很接近。因为主动齿轮与从动齿轮的齿数比与传动比有直接关系，如果单级传动比选取过大会导致主从动齿轮齿顶圆直径相差过大就不利于空间的利用减速箱壳体外轮廓弧形很大也不利于加工，为了尽可能缩小减速箱的体积，所以两级齿轮组的传动比越接近它的体积越小。并且我们减速箱外壳采用纯铝为材料进行加工，使得整个变速箱重量得以减轻，符合整车轻量化设计。我们采用第一级的传动比略高于第二级的方案，因为第一级从动齿轮要和第二轴上的接合套啮合并且第一级转速较高不利于啮合所以就取一级传动比略大一点来降低转速以确保换挡操作时更顺畅，最后将减速器总传动比=11.24分配到两级上分别为：第一级传动比=3.6；第二级传动比=3.4。由于我们该车采用四轮驱动的布置形式，需要我们对整个传动系统来进行更合理的动力传输。下面我来描述一下整个动力传输路线：车辆前进时，由皮带带动主动轮及从动轮运转，并且实现整个速比的改变，由从动锥轮（及变速箱输入轴）运转，经Z1齿轮与Z2齿轮啮合，实现一级减速，因Z2齿轮与Z3齿轮为同轴转动，后又由Z3齿轮与输出轴上Z4齿轮啮合，实现二级减速过程，从而改变发动机输出转矩，实现了减速增矩的整个过程，并且输出轴通过半轴与驱动车辆相连接，实现了驱动车辆的目的；四驱结构的前轮驱动则靠从二轴上外接分动器，而后通过传动轴的方式，将动力传输到前差速器（差速器存在的意义在于为了减少轮胎的磨损，转向时左右两轮的速度不一致，通过差速器的作用来使其达到平衡，更好的、更精准的实现整车操控的提升），差速器将其动力更合理的分配到驱动车辆上，从而完成整个动力传递。倒挡我们采用在第一轴与第二轴之前，加上一个惰轮来改变车辆的行驶方向；第一轴上有一个与Z1同样大小的齿轮Z5，并且第二轴有齿轮Z6，在中间加上一个惰轮来改变与Z5/Z6啮合，并且Z6与Z3为同轴齿轮，通过Z3齿轮及第二轴分动箱来实