动于主要依靠摩擦而使机械效率较低带式和链式由于制造成本和尺寸较大所以变速范围较小脉动式由于结构问题依然存在速度脉动。无级变速器根据传动带的形状不同，可分为平带无级变速器和带无级变速器两种类型。带式无级变速器结构简单承载能力强变速范围大制造容易工作平稳易损件少能吸收振动噪声低节能环保带的更换方便，尤其是它克服了以往各类无级变速器传递功率较小的缺点,可用于需要中大功率范围。因而是机械无级变速器中广泛应用的种其缺点是外形尺寸较大而变速范围较小。脉动式脉动式无级变速器主要由传动机构输出机构超越离合器和调速机构三个基本部分组成的低副机构，故具有以下特点传动可靠寿命长变速范围大调速精度高最低输出转速可为零调速性能稳定静止和运动时均可调速结构较简单制造较容易。但它存在着有待进步解决的问题，例如调速范围在扩大之后，在结构和使用上如何实现增速变速传动和采用复合式超越离合器高速输出时不平衡惯性力所引起的振动增大，如何避免共振现象低速输出时脉动不均匀性显著增加，如何提高单向超越离合器的承载能力和抗冲击能力等。国际上，在机械式脉动无级变速器领域，目前以德国美国和日本的技术水平较高，其成熟技术以德国的型及美国的型系列产品为代表。就目前来说，鉴于结构性能上的局限性，现有脉动式无级变速器主要用于中小功率以下中低速输入，输出降速型以及对输出轴旋转均匀性要求不严格的场合。例如在热处理设备清洗设备以及化工医药塑料食品和电器装配运输线等领域的应用。机械无级变速器的研究现状变速传动机构早在年就已应用于摩托车。年，荷兰公司首先在汽车上试装采用型橡胶带的。由于结构设计和选材等方面的问题，该传动机构体积过大，传动比过小，无法满足汽车行驶的要求。年博士成立公司，简称公司，进行大规模试验研究金属带式无级变速器。因此，习惯上把这种金属带式无级变速器称为。金属带传动不仅可以实现传递功率容量大效率高，同时也改变了带传动传递的传统原理，将拉式传动改为推式为主。由于金属带大量生产过程的复杂性，直到年才实现商品化。日本汽车厂是首先开始大量生产的汽车厂。年将电子控制的型装备于汽车发动机排量升上,成功占领了日本市场。之后,欧洲的和把机械式，型装备于发动机排量为的轿车上，投入市场，受到用户好评。两系统主要结构特点为以湿式多片离合器为起步装置，用电磁离合器作起步装置液力变矩器的传递特性。由于无级变速机构可提供的传动比即速比，输出带轮的工作半径与输入带轮工作半径之比范围为左右,不能完全满足整车传动比变化范围的要求,因而设有中间减速机构。控制系统是用来实现系统传动速比无级自动变化的控制系统，分机液控制系统和电液控制系统。机液控制系统主要有油泵液压调节阀速比和带与轮间压紧力的调节传感器油门和发动机转速和主从工作轮的液压缸及管道组成。日本的本田公司开发的中，采用是电液控制系统，系统可以利用电子控制系统容易实现控制算法的优点，对系统进行精确的控制。而采用液压执行机构可以利用液压系统反应快的特点。初期产品多采用机液控制系统，近期般采用电液控制系统，但电液控制系统成本高。电子控制系统由电磁控制离合器电子控制单元传感元件电磁阀组成。传感元件包括选档操纵手柄位置传感器节气门位置传感器车速传感器和制动踏板位置传感器等，它们为控制单元提供各种与汽车行驶状态有关的信号。控制单元以此为根据做出判断，并将控制信号送至电磁阀，控制电磁离合器和液压系统的工作。当选档手柄位于之外任位置时，电子控制单元使离合器内的金属粉末磁化，离合器接合，将发动机的动力平稳地传递给主动轮。液压系统根据实际需要输出适当的压力控制带轮两部分间相对滑移程度，并使两带轮工作直径的变化趋势相反，进而改变变速器传动比。为提高总体工作性能，电磁阀还可调节液压系统的线压力。当变速器的输出转矩小于最大转矩的时，线压力降低，带轮夹紧力相应减小，变速器工作更加平稳。反之，带轮在高压作用下夹紧钢带，避免钢速打滑，保证动力传递的可靠性。德国公司开发的智能型加大了金属带的宽度，它所能传递的最大转矩达•，可应用在发动机排量的中型轿车上。它还具有更好的动力性和燃油经济性。制造工艺要求较高给的普及带来了新的困难。但随着汽车制造工业水平的不断提高，这问题将会解决。课题的研究内容和要求本设计采用的是以菱形锥轮作为中间传动元件，通过改变锥轮的工作半径来实现输出轴转速连续变化的菱锥锥轮式无级变速器。本文分析了在传动过程中变速器的主动轮菱锥和外环的工作原理和受力关系详细推导了实用的菱锥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菱锥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。目前，工业自动化的不断提高和无级变速器的广泛应用也对它提出了更高的要求。机械式无级变速器主要特点是结构简单，价格低廉转速稳定，滑动率小工作可靠，具有恒功率机械特采用机液控制系统，采用电液控制系统。他们都以外啮合齿轮作为液压元件，并采用单液压回路，即主动缸的面积大于被动缸面积的非对称结构。年代，公司在第代产品生产和使用总结基础上，开发第二代产品。第二代产品主要技术指标较多地超过目前最先进地液力机械自动变速器，具有更好的经济性和操纵平顺型。并在结构上作了较多改进，如采用新型金属传动带双级滚子叶片泵全电子控制系统目前,金属带式无级变速是国外汽车无级变速传动研究和推广的重点,世界主要汽车公司都在研究和开发金属带无级变速系统。年，德国公司应用技术开发了适用于发动机排量为前置前驱动轿车的系列产品。年，日本公司和荷兰的公司共同研制的新型无级变速器已装备在发动机排量为经济型轿车上。装备的传动装置称为其产品与的产品有些不同的结构特点，如起步离合器放到了被动轮的输出端用了双压力回路，于是主动缸面积与被动缸面积可做成相等的对称结构增加电气系统出现故障后的备用液压回路。金属带式无级变速器由公司取得重大突破，所以习惯上又称为，其关键部件包括金属传动带工作轮油泵起步离合器中间减速机构以及控制系统组成。传动器的主被动轮由固定和可的两控，有助于克服振荡，减小超调量，让系统趋于稳定。但微分环节对输入信号的噪声很敏感，对噪声较大的系统最好不要采用微分控制，当然也可以在微分作用前进行滤波处理。适当选择微分常数，可以使微分作用达到最优。数字控制算法随着计算机的发展，微机开始进入控制领域，为控制带来了革新技术，人们将模拟控制规律引入到数字计算机中，对模拟控制规律进行离散化，就可以用软件来实现控制，成为数字控制。数字控制算法可以分为位置式控制算法和增量式控制算法。位置式控制算法计算机控制与传统的模拟量控制不同，它是采用种采样控制，只能根据采样时刻的偏差值进行计算控制。不能像模拟量控制那样连续输出控制量进行连续控制。因此，对模拟量控制中的积分项和微分项必须先进行离散化处理。根据数字信号处理相关知识可知，离散化处理离散采样时间对应着连续时间其中为采样序号，为采样周期，用求和的形式代替积分，以增量的形式代替微分，可进行近似变换得到式中，为采样序号为第次采样时刻的输入偏差值为第次采样时刻的输入偏差值为微分常数为控制常量。当采样周期足够小，上述计算结果可以达到足够精确，离散控制过程可近似看成为连续控制过程。上述过程采用了全部控制量，因此被称为全量式或位置式控制算法。因为是全量输出，所以每次输出结果均与过去状态有关，计算式对进行累加，工作量大且控制器输出的对应的执行机构的实际位置，在控制器出现故障时，如果输出发生大幅度变化，会引起执行机构的大幅度变化，可能造成严重的生产事故。增量式控制算法增量式是指数字控制器的输出只是控制量的增量，当执行器需要的控制量是增量而不是位置时，可以使用增量式算法进行控制。由式可得控制器在第个采样采样时刻的输出值为由和相减并整理，可得到增量式控制算法公式为式中，,上式中，还可以写成下面的形式式中，由式可以看出，如果计算机控制系统采用恒定的采样周期，旦确定了，只要使用前后三次测量的偏差值即可，就可以求出控制增量，与位置式算法相比，计算量小得多，因此在实际应用中应用广泛。系统控制原理液位系统是个基于模拟信号的控制系统。由液位测量变送器水泵变频电机水箱等设备组成，液位测量变送器测量水箱的水位高度范围为,对应输出的电压信号，该信号送给内，将该液位电压信号作为块的值，与设定值相减，在块内进行积分比例微分运算后，最后输出电压信号到水泵变频电机信号对应水泵变频电机的频率，控制变频器的转速，控制出水量，从而达到控制水位高度的目的。硬件连接要进行软件设计，首先应该做的工作是在软件中进行硬件配置，本设计所涉及到的硬件包括背板模块通行模块模拟量输入模块模拟量输出模块。考虑到所使用设备为实验室整体设备。所以本设计没有卸载掉未用的模块。在中进行硬件配置如图所示。图的硬件配置要进行硬件之间电压的信号传输，则需建立与软件的通信。本设计采用以太网进动于主要依靠摩擦而使机械效率较低带式和链式由于制造成本和尺寸较大所以变速范围较小脉动式由于结构问题依然存在速度脉动。无级变速器根据传动带的形状不同，可分为平带无级变速器和带无级变速器两种类型。带式无级变速器结构简单承载能力强变速范围大制造容易工作平稳易损件少能吸收振动噪声低节能环保带的更换方便，尤其是它克服了以往各类无级变速器传递功率较小的缺点,可用于需要中大功率范围。因而是机械无级变速器中广泛应用的种其缺点是外形尺寸较大而变速范围较小。脉动式脉动式无级变速器主要由传动机构输出机构超越离合器和调速机构三个基本部分组成的低副机构，故具有以下特点传动可靠寿命长变速范围大调速精度高最低输出转速可为零调速性能稳定静止和运动时均可调速结构较简单制造较容易。但它存在着有待进步解决的问题，例如调速范围在扩大之后，在结构和使用上如何实现增速变速传动和采用复合式超越离合器高速输出时不平衡惯性力所引起的振动增大，如何避免共振现象低速输出时脉动不均匀性显著增加，如何提高单向超越离合器的承载能力和抗冲击能力等。国际上，在机械式脉动无级变速器领域，目前以德国美国和日本的技术水平较高，其成熟技术以德国的型及美国的型系列产品为代表。就目前来说，鉴于结构性能上的局限性，现有脉动式无级变速器主要用于中小功率以下中低速输入，输出降速型以及对输出轴旋转均匀性要求不严格的场合。例如在热处理设备清洗设备以及化工医药塑料食品和电器装配运输线等领域的应用。机械无级变速器的研究现状变速传动机构早在年就已应用于摩托车。年，荷兰公司首先在汽车上试装采用型橡胶带的。由于结构设计和选材等方面的问题，该传动机构体积过大，传动比过小，无法满足汽车行驶的要求。年博士成立公司，简称公司，进行大规模试验研究金属带式无级变速器。因此，习惯上把这种金属带式无级变速器称为。金属带传动不仅可以实现传递功率容量大效率高，同时也改变了带传动传递的传统原理，将拉式传动改为推式为主。由于金属带大量生产过程的复杂性，直到年才实现商品化。日本汽车厂是首先开始大量生产的汽车厂。年将电子控制的型装备于汽车发动机排量升上,成功占领了日本市场。之后,欧洲的和把机械式，型装备于发动机排量为的轿车上，投入市场，受到用户好评。两系统主要结构特点为以湿式多片离合器为起步装置，用电磁离合器作起步装置液力变矩器的传递特性。由于无级变速机构可提供的传动比即速比，输出带轮的工作半径与输入带轮工作半径之比范围为左右,不能完全满足整车传动比变化范围的要求,因而设有中间减速机构。控制系统是用来实现系统传动速比无级自动变化的控制系统，分机液控制系统和电液控制系统。机液控制系统主要有油泵液压调节阀速比和带与轮间压紧力的调节传感器油门和发动机转速和主从工作轮的液压缸及管道组成。日本的本田公司开发的中，采用是电液控制系统，系统可以利用电子控制系统容易实现控制算法的优点，对系统进行精确的控制。而采用液压执行机构可以利用液压系统反应快的特点。初期产品多采用机液控制系统，近期般采用