微型轿车无级变速器设计摘要分体轮辐采用矩形截面如下图图.分体轮辐结构由六轮幅带轮轮辐尺寸公式得调整为，而在本结构中，轮辐需要与推力轴承相互定位，所以调整与轮缘尺寸相等，为。首先确定锥体的结构输入轴锥体尺寸大端直径，小端直径，长度与输出轴锥体相同，锥度角大小为输出轴锥体尺寸大端直径，小端直径，长度与输入轴锥体相同，锥度角为。锥体上槽的尺寸在前面己定，锥体具体结构见花键锥体零件图。其次确定带轮分体的结构传动比为.处输出轴小端带轮为整圆，传动比为.处输入轴小端带轮为整圆,。带轮分体具体结构见带轮零件图。轴及轴承的设计轴是组成机械的重要零件，它的主要功用是支撑回转运动的零件，以传递运动和力，本设计中采用花键轴，通过其花键与锥体传递扭矩。.轴的初设计本设计中轴传递小功率，选用钢调质处理，其主要力学性能由表抗拉强度极限，屈服强度极限，弯曲疲劳极限，剪切疲劳极限，许用弯曲应力。确定径向尺寸按弯扭合成强度初步估算最小轴径.式中由轴的材料及承载情况确定的系数，查表取输出轴转速按计算由于变速器输入与输出通过键槽连接其它机构，所以考虑开键槽，轴径再增加。为方便设计，输入与输出轴都取相同直径，取上面计算两者大的个计算得，选取作为轴的最小尺寸。.主要轴承选用与校核由于变速器在工作过程中必须由锥体的轴向移动来实现，轴向的推力通过推力轴承作用在轴上。推力轴承的作用位置为锥体两侧的轴肩处。它具有摩擦阻力小，功劳消耗小，起动容易等优点。在推力轴承的选型表里选取标准值。本变速器预计寿命为万小时，设计应满足如下条件.式中为轴承的基本额定载荷，查表可得为计算载荷,有下式得出.式中为当量动载荷，为温度系数，查表取轴承转速,为轴承的预期使用寿命为球轴承，。由于推力轴承只承受轴向载荷，当量动载荷即为轴承受的轴向力，选用最大压轴力进行计算，这样更趋向安全，后面所以的均指代最大压轴力。先分析上面部分竖直方向受力平衡.且摩擦力.为摩擦系数，锥体材料分体材料为钢，查表取.。图.带轮机构受力分析联立上面两式.,.得列水平方向平衡方程.将式.和.代入，得.由于两个锥体锥角分别和,结果应取偏大的，选用进行计算，带入式.得.为保证，初步选定推力轴承段轴径为，查表选取推力轴承，满足设计要求。.轴向尺寸确定花键轴的结构尺寸见花键轴零件图，为了节省材料和增加加工的便利性，在工作时花键轴中键的长度为锥体键槽长度的，所以总的花键轴键工作长度为，而锥体花键孔长度为。.轴的校核本设计中两根轴的尺寸和结构是相同的，而且传递的功率和受力情况都相同，只须校核其中根就可以了。但其中每根轴都有轴向的移动，其受力状态是变化的，所以对轴需要进行两种状态的校核。此处对输入轴进行校核。按弯扭合成强度条件校核轴的强度画出轴的力学模型图.轴的力学模型求轴扭矩支反力扭矩.式中传递功率，轴转速，按计算。支反力列竖直方向平衡方程.所有力对的作用点取矩解得画出剪力弯矩图转矩图图.剪力弯矩转矩图因为轴的结构对称，所以当分体处于小端时的剪力弯矩图与图.致。校核轴的强度由图.可知，压轴力处对应的花键轴截面最大，为危险截面，校核此处的轴强度。.式中由于转矩变化规律未知，按脉动循环变化处理，取.为材料抗弯截面系数，对于花键处为花键齿数代人最后求得.，而，最后求得满足设计要求。按疲劳强度计算危险截面的安全系数轴径的初步计算是种粗略的估算方法，按弯扭合成强度条件微型轿车无级变速器设计摘要厂进行仿制和生产，品种规格不多，产量也不大。直到年代中期以后，大量引进国外各种先进设备，随着工业生产现代化以及自动流水线的迅速发展，对机械无级变速器品种规格和数量方面的需求都有了大幅度增加。在这种形式下，专业厂开始建立并进行规模化的生产，些高等院校也相继开展了这方面的研究工作，短短十几年间，系列产品已包括机械无级变速器现有的摩擦式链式带式和脉动式四大类及其各种主要的结构型式，初步满足了生产发展的需要。与此同时，学会协会及情报网组织的相继建立，并先后制定了系列的国家标准和行业标准，使机械无级变速器发展成为机械领域中的个新兴的行业。在生产实践中如同齿轮联轴器那样，机械无级变速器已成为种通用的零部件，广泛应用于各种机械。进入世纪年代，汽车工业对无级变速器技术的研究开发日益重视，特别是在微型汽车中，无级变速技术被认为是汽车业发展的关键技术。全球科技的迅猛发展，使得新的电子技术与自动控制技术不断被采用到了无级变速技术中。由于无级变速技术可以实现传动比的连续改变，从而得到传动系统与发动机工况的最佳匹配，提高了整车的燃油经济性和动力性，改善驾驶员的操纵方便性和乘员的乘坐舒适性，所以它是理想的汽车传动装置。目前汽车行业多采用国外专利技术的金属带式无级变速器。带式无级变速器具有结构简单传动平稳价格低廉不需润滑及可以缓冲吸振等特点，是机械无级变速器中应用最广泛的种变速器。近年来，特别是在汽车工业家用电器和办公机械以及各种新型机械装备中使用己相当普遍。科学技术的进步，使得带传动的工作能力显著增强。型金属带式无级变速传动是新出现的种无级变速传动，其所采用的型金属带刚性化是刚性链柔性化的结果。型金属带式无级变速传动，最早是由荷兰公司开发的，现在己经广泛使用于多种汽车变速器中，并结合电液自动控制与计算机技术，实现了自动控制机械无级变速传动，使得汽车的行驶和操作特性大大改善，显示出了广阔的应用前景。.带式无级变速器的特点及存在的问题带式无级变速器的基本结构和传动原理与带传动基本相同，如图.所示。当主动工作轮转动时，利用张紧的金属带与锥轮之间的摩擦力，将运动和动力从主动轮传递到从动轮上，并可通过操纵机构改变带在锥形带轮上的工作位置，使主从动锥轮的工作直径能连续发生改变，从而实现无级变速。图.带式无级变速器原理图带式传动根据传动带的形状不同可以分为平带无级变速器和带无级变速器两种类型.在平带的无级变速器中，带轮为圆锥状，利用平带沿带轮的轴向移动来实现变速，这种变速方式调速范围较小，传递功率不大，变速器外形尺寸较大。带无级变速器的带轮由圆锥盘组成，利用圆锥盘的轴向相对移动来改变带槽的宽度，从而可使带工作于不同的工作直径处，实现无级变速。主要有以下几种变速方式调节中心距变速方式这种方式的个带轮是由夹紧带传动的两对圆锥盘组成，其锥盘可作轴向移动，其上设有弹簧压紧装置，此带轮称为可变速带轮或称为变速带轮，另个为普通的固定工作直径的带轮。当改变两带轮的中心距时，借助传动带的张紧力与弹簧的压紧力相互作用，使变速带轮的可动锥盘做轴向移动，从而改变传动带在带轮上的接触位置及相应的工作直径，达到变速的目的。双带轮变速方式这种变速方式采用了两个带轮槽宽度均可变化的带轮，其中个是装有压紧装置的变速带轮，另个带轮装有调节机构，可调节带轮两锥盘的距离，故称图中的下带轮为调速带轮。它是通过调节调速带轮的带槽宽度，并利用传动带的张紧力和弹簧的压紧力使变速带轮的带槽宽度作相应的改变。由于中心距固定不变，从而使主，从动轮的工作直径成反比例关系变化，由此可以获得较大的变速范围。这种变速方式结构较复杂，成本较高，但其变速范围较大，所以应用较为广泛。中间带轮变速方式在原动机和从动机上分别安装的主从动带轮均为普通带传动中的固定带轮，在主从动带轮之间设中间变速带轮装置。此变速带轮具有两个形槽，带轮外端的两锥盘固定不动，中间是个可轴向移动的双锥盘。变速带轮个形槽的传动带连接原动机的主动带轮，另个形槽中的传动带连接工作机上的从动带轮。调节中间变速带轮距主从动带轮的距离，借助于带的张力，改变变速带轮上的两个形槽的宽度，就可以实现无级变速，而且获得较大的变速范围。调节带轮轴向位置实现变速的方式调节主从动带轮圆锥盘的轴向位置与槽宽，即可改变轮与带的接触位置和工作半径，从而实现调速。调节带轮轴向位置般采用弹簧或螺杆与调速手轮，也可采用各种形式的杠杆机构，还可以采用液压装置等其他方式。以上叙述了带传动为了实现无级变速的各种调速方式，从中我们可以看出存在着些不足之出，例如，无论是调节中心距变速方式，还是双带轮变速方式，都利用了带的张紧力与弹簧的张紧力使带与带轮相互作用，而改变了带槽宽度来调节了带轮的直径，从而实现变速。不难看出，这种调速方式直接导致了带与带轮之间的剧烈摩擦，从而减少了带的使用寿命，而且这样调速不能保证两个带轮的中心始终在条中心线上，可能发生些偏心，会对传动效率产生影响。由于带式无级变速器的传动性能很接近于汽车所需要的理想的恒功率特性，所以多年来直吸引着人们去寻