（终稿）自行车无级变速器设计（全套完整有CAD）

所以内变速器的好处确实是很多。

不过很多人错误地认为自行车装有内变速器是为了可以加快骑行速度，其实人能够发出的力最大只有.马力。

内变速器是为帮助人们将这最大马力轻松地发挥出来的工具而已。

但是不管如何，内变速器应用于自行车，是自行车发展历史中的个重要里程碑。

本课题要求按照给定的技术和性能参数要求设计出符合要求的基于型男式自行车的内变速装置，根据实际情况和般的应用，本设计采用高中低三速的变速设计，要求设计出内变速器的整体和内部各元器件，对几种方案进行可行性分析和比较，选出最佳设计方案。

此外，本课题还要求对变速器的整体运行性能进行优化设计，保证变速器能稳定工作。

.毕业论文设计内容和要求设计内容根据男式自行车的特点选择合适的传动比比较和选择合适的方案完成自行车无级变速器变速器的结构设计与计算对关键部件进行强度和寿命校核。

设计要求传动比范围变速器尺寸要尽可能小，轻便结构设计时应使制造成本尽可能低安装拆卸要方便外观要匀称，美观调速要灵活，调速过程中不能出现卡死现象，能实现动态无级调速关键部件满足强度和寿命要求画零件图和装配图。

自行车无级变速器总体方案的选择自行车无级变速方式多种多样，在此，我只选择了两种方案供参考，作比较，选出理想方案。

该两种方案分别是固定轴刚性无极变速器和链式无级变速器，分别描述如下。

.链式无级变速器链式无级变速器以下简称链变速器是钢质挠性变速传动。

指出其功率和磨损率分别是带传动的倍和，所以结构紧凑寿命长。

链变速器与刚性摩擦变速器相比，有以下特点链在链轮包弧滚滑甚微，不易损伤链轮表面由于链的挠性可无损的越过链轮上的微细疵病位于包弧区的各链节，按定规律传递动力，不需要特种措施来确保传递动力的接触位置的恒定对超载峰值也不像刚性摩擦变速器那样敏感，不会导致接触表面和轨道的提前破坏调速准确滑动率约为，但由于多边形效应面有微小的速度波动，传动效率可达链变速器的制造成本相对较高，其链条重量较大，运转时的离心力较大，因而运行速度不能过高要使其适应高速必需设法减轻链条的重量，例如荷兰公司在年代推出的系列推块式型金属链已将变速器的最高输入转速提高到，输入转矩达•，传动功率可达。

用于汽车变速系统。

链变速器的结构特点有传动原理两.自行车无级变速器运用实例自行车所用无级变速器，其结构简单耐用，调速准确灵活，变速能力强，特别是其轴向尺寸极小。

这种自行车的变速是通过如下技术方案实现的如图所示，其包括输入轴，调整板，摆臂，棘轮，棘齿，连接片传动盘，输出轴等组成。

其中，输入轴与棘轮为键连接，传动盘与输出轴为体，摆臂呈型，棘轮在其内，摆臂的型上端通过两个孔分别套装与棘轮前后的输入轴上，其端与棘轮之间装有棘齿。

摆臂的数量由输出转速的平稳性要求决定，般个就可以了。

摆臂与传动盘之间通过连接片连接。

图图图.输入轴.调速板.摆臂.连接片.摆臂上的销.传动盘上的销.棘轮.棘齿.传动盘.导向杆.轴承外座.轴承内座.链条盘.轴承外座.空心轴连接片为长条型片状钢片，两头各有孔，其中个孔装在摆臂上的销上。

棘齿轴线与传动盘轴线常处于平行但不同轴线的状态，只有在转动比为时才会同轴线。

其工作过程是这样的由于棘齿棘轮间只可单向传动，设顺时针转动为传动转动，棘轮的转动则会通过棘齿的作用带动摆臂起顺时针转动，摆臂的转动通过销连接片销带动传动盘顺时针转动。

假设摆臂的转动也是匀速的，由于棘轮与传动盘的不同轴线，传动盘的转速不是匀速的，而是在个高于输入轴转速和个低于输入轴转速之间变化。

由于般有多个摆臂，转动盘输出轴及其后的负荷有定的运动惯性，同时由于棘轮棘齿间的单向传动，传动盘上的实际转速为个高于输入轴转速且比较平稳的输出转速。

此转速的大小与棘轮轴线和传动盘轴线间的距离有关，而此距离的大小则是由调速板的上下移动而实现的。

必要说明的是，图所示的变速器，其逆向传动即把输出轴作输入轴有与正向传动几乎样的传动效果单向，升速型的传动。

其区别是逆向传动时其输出转速的平稳性差些。

前面所诉的结构，只是结构示意图，还不适合实际应用，适合实际应用的如图图所示。

在图中，与为体，是空心圆筒，其内有内螺纹与后轮轮毂上的外螺纹连接。

与之间为滚动轴承结构，是这样构成的在的外端，的内端分别车有环槽，在或上开小孔与环槽想通，从此小孔放进球形钢球，然后封闭小孔与环槽想通，从此小孔放进球形钢球，然后封闭小孔便构成，这样，调速机构只要带动径向移动，便可带动也作径向移动，从而实现无级调速。

图所示结构的传动过程是链条盘上的传动销连接片后轮，为使可以作为径向移动，的中心部分是部分空或全空而成环形结构。

这样的结构在变速时，链条盘要作为径向移动性，以方便外出旅游，以及搬运等。

种休闲用的自行车，可采用银光闪闪的铬合金铬合金车架，舒适的香蕉形座椅.多功能根据需要增加辅助功能，如车灯，气筒，饮水器，载人载物装置，无线电通话设备，手电筒支架，上坡用的电动助力装置，多人自行车设有单向离合器等。

小型自行车则便于携带，可拆迭。

美国研究人员发明了辆可享受无线电上网乐趣，并便于骑车人之间的联络和信息交流。

另种巡警用的自行车，车上装有无线电通话设备，手电筒支架，以及便于爬坡追击的电动助力装置。

还可以生产适合于不同地方使用的自行车，比如可生产适于极低温环境下在雪地上行进的自行车。

自行车发展到现在已经有传统的自行车演变成无级变速自行车，现代的无级变速自行车可谓是形式多样，五花八门，以下是当今社会上存在的部分无级变速自行车。

.人力脚踏式无级变速自行车种人力脚踏式无级变速自行车，在自行车车架两侧面的中轴上，安装有锥面相对的变速轮盘组成的主动轮，主动轮两侧安装有脚蹬两变速轮盘轮沿挂有三角皮带，两盘面间安装有压缩弹簧在车架的前斜梁上，安装有由变速杆操纵可前后移动的挺杆，挺杆的近变速轮盘端安装有可使两变速轮盘靠近或分离的插件在自行车后轴上的后轮轮辐两侧面支承有附轮，附轮的外沿轮面设有三角皮带槽，附轮的内侧设有带动后轮单向转动的棘齿车架后斜梁上在三角皮带上方安装有可推压三角皮带张紧的张紧轮。

自行车的行走和变速不用成组链轮和链条传动，成本低重量轻，可实现无级变速，速度转换快，速比大。

.无链无级变速自行车种无链条传动，可随意变换车速的自行车。

该自行车包括车轮把手三角架和踏拐等，横梁左端设有后齿轮大齿轮和正反齿轮，横梁右端设有中轴齿轮，齿轮与拐轴齿轮啮合，偏心连杆的上端和杠杆的右端同轴装在定位槽板的滑槽中，杠杆的左端与齿条连接，齿条与正反齿轮啮合，横梁上方设有拉簧活动支架和钢丝拉索。

该自行车结构简单，调速方便灵活，经久耐用，适合各种型号。

.前置往复式无级变速自行车针对自行车的驱动乘座和避震进行改进。

包括乘骑者坐靠休闲式椅，两脚蹬踏前置的两个悬摇杆曲柄，可进行弧形的曲线往复运动，用脚掌面的蹬踏角度或用手直接调动摇杆上力臂的长短实现无级变速，高效能的带动挠性件驱动后轮还包括装卸方便且不互换的休闲式座椅和防落物防盗的可带走座椅简化的全避震使乘坐舒适并使货架携带的物品减小了颠簸.低座无级变速自行车是由低矮形车架把个作驱动的前轮和个作导向的后轮连接在块的自行车，带靠背的座椅安装在车架中部，骑行者可斜躺着坐在座椅上，两腿放在前轮二侧。

杠杆式曲柄无级传动装置固定在前轮的前上方，通过左右曲柄杆上的滑块铰接链条交替传动前轮。

操纵把手装于前轮的正上方，由钢丝绳牵引后轮转向。

这样就不会干扰车子的方向操纵。

由于降低了座位高度，减少了空气阻力。

般只能用机械无级变速器，所以以下重点介绍机械无级变速器。

机械无级变速器是适合现今生产工艺流程机械化自动化发展以及改善机械工作性能的种通用传动装置。

它的研制在国外已有百余年的历史，初始阶段受条件限制，进展缓慢。

直到世纪年代以后，方面随着科学技术的发展，在材质工艺个润滑方面的限制因素相继解决，另方面随着经历发展，需求迅速增加，相应地促进了机械无级变速器的研制和生产，使各种类型的系列产品快速增长并获得了广泛的应用。

国内机械无级变速器在二十世纪六十年底前后起步，基本上时作为些专业机械。

如纺织机床及化工机械等的配套零部件，由专业机械厂进行仿制和生产，品种规格不多，产量不大。

直到八十年代中期以后，大量引进国外各种先进设备，工业生产现代化以及自动流水线的迅速发展，对机械无级变速器在品种规格和数量方面的需求都大幅度增加。

在这种形势下，专业厂开始建立并进行规模化生产，些高等院校也开展了这方面的研究工作，短短几十年时间，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结构型式，初步满足了生产发展的需求。

与此同时，无级变速器专业协会行业协会及情报网等组织相继建立。

定期出版网讯及召开学术信息会议进行交流。

自年代以来，我国先后制定的机械行业标准共个.宽带无级变速装置基本参数.行星锥盘无级变速器.三相并联连杆脉动无级变速器.齿链式无级变速器.环锥行星无级变速器.无级变速摆线针轮减速机.机械无级变速器试验方法.四相并列连杆脉动无级变速器.多盘式无级变速器.机械无级变速器分类及型号编制方法.锥盘环盘式无级变速器.行星锥盘无级变速器质量分等.三相并联连杆脉动无级变速器质量分等.无级变速摆线针轮减速机产品质量分等报批稿现在，机械无级变速器从研制生产组织管理到情报网信息各方面已组成较完整的体系，发展成为机械领域中个新型行业。

.无级变速自行车发展史及研究现状年，法国人西弗拉克发明了最原始的自行车。

它只有两个轮子而没有传动装置，人骑在上面，需用两脚蹬地驱车向前滚动。

年，俄国人阿尔塔马诺夫设计出世界上第辆用踏板踩动的自行车。

年德国人德雷斯在自行车上装了方向舵，使其能改变行使方向。

年苏格兰的铁匠麦克米伦发明的自行车被世界公认的真的第辆真正的自行车。

麦克伦研制的自行是在后轮上安装了曲柄，曲柄与两个脚踏板之间用两个连杆按照传动介质不同，无级变速可分三类液力无级变速传动液体传动分为两类类是液压式，主要是由泵和马达组成或者由阀和泵组成的变速传动装置，适用于中小功率传动。

另类为液力式，采用液力耦合器或液力矩进行变速传动，适用于大功率几百至几千千瓦。

液体传动的主要特点是调速范围大，可吸收冲击和防止过载，传动效率较高，寿命长，易于实现自动化制造精度要求高，价格较贵，输出特性为恒转矩，滑动率较大，运转时容易发生漏油。

电力无级变速传动电力传动基本上分为三类类是电磁滑动式，它是在异步电动机中安装电磁滑差离合器，通过改变其励磁电流来调速，这属于种较为落后的调速方式。

其特点结构简单，成本低，操作维护方便滑动最大，效率低，发热严重，不适合长期负载运转，故般只用于小功率传动。

二类是直流电动机式，通过改变磁通或改变电枢电压实现调速。

其特点是调速范围大，精度也较高，但设备复杂，成本高，维护困难，般用于中等功率范围几十至几百千瓦，现已逐步被交流电动机式替代。

三类是交流电动机式，通过变极调压和变频进行调速。

实际应用最多者为变频调速，即采用变幅器获得变幅电源，然后驱动电动机变速。

其特点是调速性能好范围大效率较高，可自动控制，体积小，适用功率范围宽机械特性在降速段位恒转矩，低速时效率低且运转不够平稳，价格较高，维修需专业人员。

近年来，变频器作为种先进优良的变速装置迅速发展，对机械无级变速器产生了定的冲击。

机械无级变速传动机械无级变速器与液力无级变速器和电力无级变速器相比，结构简单，维护方便，价格低廉，传动效率较高，实用性强，传动平稳性好，工作可靠。

特别是些机械无级变速器在很大范围内具有恒功率的机械特性这是电力和液压无级调速装置所难达到的。

因此，可以实现能适应变工况工作，简化传动方案，节约能源和减少污染等要求，但不能从零开始变速。

机械式无级变速器按传动原