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（图纸+论文）新型滚轮平盘式无级变速器设计（全套完整）

冲击和防止过载但制造精度要求高容易泄漏噪声大，传动效率不高。机械无级变速器具有结构简单价廉传动效率高有的高达适用性强传动比稳定性好有的误差小于.工作可靠维修方便等优点，特别是些机械无级变速器可以在很大的变速范围内具有恒功率的机械特性，这是电气和液压无级变速所难以达到的。不少机械无级变速器还有振动小全振幅小于微米和噪音低的特点。当设计传动大转矩和大功率的变速器来满足轻型载货汽车的要求时，对于机械式无级变速器本体来讲，扩大其传动功率的方法之是采取多接触区分汇流传动型式接触区综合曲率小曲率半径大的结构，并通过选择适当的润滑油有添加剂的表面几何形状滚动体尺寸等以建立起足够的油膜牵引力进行传动，也是传动效率高汽车对传动的主要要求。为了提高传动效率，应力求做到减少几何滑动，使相交轴线的两滚轮锥顶尽量重合或接近锥顶重合原则。如果两滚动体轴线平行，应使接触线尽量与轴线平行。二如果是初始线接触，应尽量减少接触线的长度就意义上讲，初始点接触优于线接触，同时点接触对滚动体装配制造误差不敏感，有利于生产。如果是初始点接触，应使其接触区椭圆的长轴沿着运动的方向。三采取自动加压装置，以保证压紧力与负载相适应，有较小的和不变的传动系数值。.式中表示最大接触应力。.滚轮的接触疲劳强度计算根据滚轮约束条件分析，滚轮上的接触应力为稳定循环变应力，而稳定循环变应力的强度约束条件为计算应力小于等于许用应力式，即.其中为计算应力为许用应力最大接触应力.见.设使用寿命为小时，输入转速为见根据应力循环次数公式.次查参考资料表得.图.的接触应力循环次数关系图由图.曲线所示，钢见的应力循环次数.次时，其接触疲劳强度为大于，所以满足要求。图.查参考资料表自动加压装置计算无级变速器重的自动加压装置左右两个凸轮半球中推动齿的升角是发动机的转矩及无级变速器传动装置所传递的转矩所决定的，故只能通过将现存零件进行改进已达到我们所要满足的要求查参考资料得到输入转矩所受压力与凸轮升角的关系公式。ν.式中表示自锁角，表示凸轮中径，ν表示凸轮升角。由于平盘对滚轮的压紧力是由自动加压装置提供的，而力的作用是相互的，所以加压装置中的滚轮也受到滚轮通过平盘传递的压紧力且平衡，所以凸轮的推动齿面受到的压力等于.。代.见进入式.所以ν.求得ν输出轴强度计算由于增大了输出转矩，为防止输出轴所承受的剪切应力超过了轴的剪切持久极限，所以要对轴进行校核。.是发动机发出最大转矩时平盘的压力，也是平盘传递给输出轴的最大拉力，所以代入公式.得.式中表示输出轴受的最大拉应力，表示输出轴的截面积输出轴半径见。和.的计算方法相同，即依据名义转矩公式.来计算。需注意的地方在于滚轮与从动平盘通过花键来传递运动给输出轴。因为滚轮传动分为路，这整个过程中从滚轮到输出轴之间运动的传递只占其中的半，传动效率为，所以式中表示输出轴受的最大转矩，平盘表示平盘最大工作半径见由公式.得最大转矩剪切应力式中为输出轴的转力即.式中表示输出轴受的最大转矩剪切应力,见。输出轴的材料为，其剪切持久极限大于，所以输出轴完全可以传递升高以后的转矩。.花键强度计算查参考资料得花键的强度约束静联接.动联接.花键各基本尺寸式中载荷分配不均系数，与齿数多少有关，般取，齿数多时取偏小值花键的齿数见齿的工作长度，单位为花键齿侧面的工作高度，矩形花键此处为外花键的大径，为内花键的小径，为倒角尺寸，单位均为渐开线花键最小工作半径，最大工作半径滚轮外径计算目的和过程简述本次设计的主要内容为传动装置的设计。传动装置能否达到既定目的，即能否将传动的转矩和功率升高到既定目的则为本次设计的关键。计算的目的是保证传动装置能够正常工作。而要达到正常工作的要求，首先要根据基本参数计算出各传动部件的强度，然后对各传动部件进行强度校核。计算强度的部分为正常计算部分，校核部分则是通过软件机械设计手册软件版完成的。.新型滚轮平盘式无级变速器基本结构尺寸拟订的基本结构尺寸如图.图.结构尺寸图.转速计算计算齿轮转速是为了确定基本运动参数，为后面的齿轮校核做准备。发动机在额定功率下的转速为见表.即主动锥齿轮的转速根据传动比公式.得，从动锥齿轮的转速.式中表示输入主动大锥齿轮齿数，表示输入从动小锥齿轮齿数见。根据摩擦传动比公式.平盘的转速式中表示滚轮半径，表示平盘最小工作半径见。.接触应力计算接触应力计算是为了接下来的滚轮强度约束做准备。发动机在时发出最大转矩•见表.根据名义转矩公式.由于为发动机，所以可将取为，发动机在时发出最大转矩同理，所有滚轮上的总转矩为所以，由于在发动机和滚轮之间只有大小输入锥齿轮因为转矩平分到个滚轮上，所以每个滚轮上的转矩为•因为滚轮半径为，所以每个滚轮上处所传递的力为.而每个滚轮都与两个平盘接触，故每个平盘只能得到半的力，即将•代入式.得式中表示每个滚轮接触点处所传递的摩擦力。由摩擦力公式.得个滚轮作用在个平盘上的压力因为个平盘上有四个滚轮作用所以.式中表示平盘的压紧力，.表示摩擦系数。根据求的目的是为校核滚轮的强度做准备。滚轮与平盘的接触区存在弹性变形，其接触区为椭圆弧。根据公式式中表示接触区椭圆的长短轴半径，表示压紧力，即.表示当量曲率，查参考资料表表可得.应力为机械零部件单位面积上的作用力，所以，应力的公式与压强样，为.其中为作用在零部件上的压力，为接触区的面积。滚轮与平盘的接触区为椭圆，而椭圆面积公式为.将式代入式.,得接触区面积.将式.代入.,得为常数所以输出轴既要受转矩又要受弯矩，有对称循环应力这样的设计不是最佳的。方案二的动力从外侧输入，由于空间足够，所以输入齿轮的强度是没有问题的。新的问题是齿轮的线速度有些偏高，只要选择低速发动机，再加上较好的润滑，就可以解决齿轮的线速度偏高的问题。采取自动加压装置，以保证压紧力与负载相适应。采取卸荷结构，使传动组件和加压装置上的各个力在本身内部平衡。在输出轴的布置方面，输出轴与输入轴是同轴布置。这点是很理想的。在受力方面，输入轴几乎只受转矩，没有循环应力，这样的设计比较好。输出轴受转矩和拉力，但没有循环应力这种设计比较好。在总尺寸方面，这种布置尺寸较紧凑。方案二与方案相比有不少优点，所以我选择方案二的结构进行下步的具设计。设计的目标车型拟订.车型调查和车型主要参数表.车型主要参数东风汽车有限公司东风汽车有限公司车型载货汽车车型载货汽车发动机发动机额定功率•额定功率•最大转矩••最大转矩••各档速比档.,档.,档.,档.,档.各档速比档.,档.,档.,档.,档.倒档.，主减速比.倒档.，主减速比.郑州宇通客车有限公司河南少林汽车股份有限公司车型客车车型客车发动机发动机额定功率•额定功率•最大转矩••最大转矩••各档速比档.,档.,档.,档.,档.各档速比档.,档.,档.,档.,档.倒档.，主减速比.倒档.，主减速比.汽红塔汽车有限公司上海申沃客车有限公司车型载货汽车车型客车发动机发动机额定功率•额定功率•最大转矩••最大转矩••各档速比档.,档.,档.,档.,档.各档速比档.,档.,档.,档.,档.倒档.,主减速比.倒档.，主减速比.牡丹汽车股份有限公司牡丹汽车股份有限公司车型城市客车车型城市客车发动机发动机额定功率•额定功率•最大转矩••最大转矩••各档速比档.,档.,档.,档.,档.各档速比档.,档.,档.,档.,档.倒档.,主减速比.倒档.，主减速比.在做了大量市场调查后，我总结出以下几点现在传递小功率和小转矩的无级变速器种类很多，并且技术已经相当成熟。新型,滚轮,平盘,无级,变速器,设计,客车,载货,毕业设计,全套,图纸摘要开发种能传动大转矩和大功率的变速器，使其能满足客车和载货汽车使用要求。通过分析新型滚轮平盘式无级变速器,具有可行性，可以满足客车和载货汽车的传动要求。本文主要介绍新型滚轮平盘式无级变速器的结构特点传动性能和设计方法。包括分汇流传动型式的结构设计传动能力计算传动效率计算接触区的接触应力和接触疲劳强度计算，并选择适当的材料滚轮和平盘的强度刚度和疲劳寿命计算自动加压装置的设计加压轴承的承载的能力极限转速和寿命的计算。关键词新型滚轮平盘式无级变速器分流滚轮平盘前言现在大多数汽车多采用有级变速器,其优点是结构简单传动效率高造价便宜，但其还是存在些缺点。比如，在换挡时有冲击，舒适性较差。其最大的缺点在于与发动机不能每时每刻都达到最佳匹配。这是因为有级变速器的档位是有限的，每次换挡时其传动比会发生突变，导致发动机转速改变。对于汽车发动机来说，其最佳经济性工况的转速是个定值。在这个工况下，发动机经济性最好燃烧最充分效率最高排放最少,有利于节能和环保。但由于有级变速器换挡导致发动机转速改变，这样就不能保证发动机始终处于最佳经济性工况，导致汽车的油耗增加，污染加重。在这种情况下，人们发明了无级变速器,就是连续可变传动，没有明确具体的档位，操作上类似自动变速器，但是传动比的变化是连续的不同于有级变速器的跳档过程，因此动力传输持续而顺畅。这就允许汽车连续变速而发动机保持在最佳工况。起初用橡胶带，带轮为分离式的，通过改变带在带轮中的转动半径来实现无级变速。随着汽车发动机额定功率的增加橡胶带的传动能力已达不到要求。荷兰人发明了金属带无级变速传动图.。金属带由数百片扁平的小钢片和层.厚的钢环所组成图.，较好的解决了金属带的挠性较差的问题。片推着片将转矩从输入轴传到输出轴，最大输出转矩达。年奥迪.配备的变速器图.图.图.使用了链条来传输转矩从而使速比变得更广泛从.到.，其输出图.钢带式变速器的核心部图.钢带由数百片扁平的小钢片组成。图.钢带式变速器的核心部件图.钢带由数百片扁平的小钢片组成年奥迪.配备的变速器图.图.图.使用了链条来传输转矩从而使速比变得更广泛从.到.，其输出转矩是。它与速手动变速器相比加速只少.秒．城市油耗仅高。于是于它就取代了变速器，但要贵美元。图.奥迪变速器的图.奥迪链条传动式图.链条传动式的剖视图核心部件摆销链马自达和日产则避开了钢带和链条使用了环面形的锥盘轮在压力的作用下，中间滚轮与两个锥盘轮之间的油膜牵引力摩擦力传输转矩。通过滚轮接触点的改变速比随之改变。当滚轮在位置时在滚轮接触点输出锥盘轮和输入锥盘轮的半径比就是此时速比。日产图.能够传递和。图.弧锥环轮式无级变速器它使用了变扭器比标准速变速器要贵美元宣称燃油经济性提高了。其加速灵敏没有打滑现象。只是有些客户反映加速时发动机保持在个稳定转速减少了驾驶乐趣。汽车对传动的要求不仅是传动大转矩和高转速，而且还要求传动效率高。电磁无级调速采用发电机电动机机组对电动机进行调速。低输出转速时效率极低发热严重，在汽车上不适用。液压无级调速的基本特点是体积紧凑惯性小降速调速范围大零件自润滑寿命长易于实现自动化布局灵活可吸收冲击和防止过载但制造精度要求高容易泄漏噪声大，传动效率不高。机械无级变速器具有结构简单价廉传