【正文】 heir owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAXIII ABSTRACT The belttype continuously variable transmission (CVT) has been widely used in the mechanics and the fields of petroleum and automobiles nowadays. To be exact, the rubber Vbelt CVT is adopted for the mechanics and petroleum, while the metal CVT is used for automatic automobile. The working principle of CVT is mainly based on the technology of the pressed belt type CVT, which is of abroad technology patent. The main problem involves (1) the likely wear of rubber V belt the serious deformation from heat, the short service life and the reduced capacity of carrying.(2 )the high cost of metal belt.(3 )The main belts and auxiliary belts are not in the same working horizon when regulating speed. (4) The calculation on carrying capacity is beyond the format. (5) The pulley sleeve is in the form of curve, and the cost of production is too high. By careful analysis， The use of the structural design of split pulley， development of new CVT Belt Drive， To enable them to meet their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqthCzjSAXIV the requirements of domestic use of electric cars。換句話說，沒有變速器的汽車只有一個(gè)檔位，這個(gè)檔位使汽車以期望的最高速度行駛。采用無級 變速器，尤其是在配合減速傳動(dòng)時(shí)進(jìn)一步擴(kuò)大其變速范圍與輸出轉(zhuǎn)矩 ，能更好地適應(yīng)各種機(jī)械的工況要求，使之效能最佳化。汽車行業(yè)使用的機(jī)械無級變速器不僅要能在較大的 范圍內(nèi)改變汽車驅(qū)動(dòng)輪上的速度大小，而且還要能保證在較大范圍內(nèi)改變驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩大小。 理論上，帶有 CVT 的汽車達(dá) 到 100 公里 /小時(shí)比具有相同發(fā)動(dòng)機(jī)和手動(dòng)變速器的相同汽車快 25%。 3) 脈動(dòng)式無級變速器 變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要有 3到 5相連桿機(jī)構(gòu)組成，或者是連桿與凸輪、齒輪等機(jī)構(gòu)的組合，其工作原 理與連桿機(jī)構(gòu)相同，但為 使輸出軸能夠獲得連續(xù)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這里需要配置輸出機(jī)構(gòu)。 機(jī)械無級變速器的適用范圍比較廣泛，有的在驅(qū)動(dòng)功率固定的情況下，因工作阻力變化而需要調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速以生產(chǎn)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力矩者 (如化工行業(yè)中的攪拌機(jī)械，即要求隨著攪拌物料的粘度、阻力增大而能相應(yīng)減慢攪拌速度 )。國內(nèi)的機(jī)械無級變速器是在 20世紀(jì) 60年代前后起步的，基本上是作為專業(yè)機(jī)械，如紡織、機(jī)床及化工機(jī)械等的配套零部件使用。由于 無級變速技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比的連續(xù)改變，從而得到傳動(dòng)系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)工況的最佳匹配，提高了整車的燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性，改善駕駛員的操縱方便性和乘員的乘坐舒適性，所以它是理想的汽車傳動(dòng)裝置。 帶式無級變速器的特點(diǎn)及存在的問題 帶式無級變速器的基本結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)原理與帶傳動(dòng)基本相同，如圖 所示。由于中心距固定不變，從而使主，從動(dòng)輪的工作直徑成反比例關(guān)系變化，由此可以獲得較大的變速范圍。 以上敘述了帶傳動(dòng)為了實(shí)現(xiàn) 無級變速的各種調(diào)速方式，從中我們可以看出存在著一些不足之出，例如，無論是調(diào)節(jié)中心距變速方式，還是雙帶輪變速方式，都利用了帶的張緊力與彈簧的張緊力使帶與帶輪相互作用，而改變了帶槽寬度來調(diào)節(jié)了帶輪的直徑，從而實(shí)現(xiàn)變速。在目前的帶式無級變速器中，均采用寬 V帶傳動(dòng)，并把帶輪在軸向分成兩半，通過改變兩半帶輪之間的距離實(shí)現(xiàn)帶工作直徑的變化。 錐體兩個(gè)端面有延伸部分，起主要作用是：在其上安裝推力軸承，通過與操縱機(jī)構(gòu)相互配合，實(shí)現(xiàn)錐體部分的軸向運(yùn)動(dòng)， 該 零件 的主要 部分是錐體，后面 的錐體結(jié)構(gòu)主要是指其錐體部分。 主要性能參數(shù) 傳動(dòng)比 與其他無級變速器 傳動(dòng)相同，帶式無級變速器的傳動(dòng)比 i 的表達(dá)式為 : 1221ni n DD?? （ ） their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqthCzjSAX14 式中 n D1一分別為主動(dòng) 輪的轉(zhuǎn)速和工作直徑 。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論 文 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX15 3 分體 帶輪及錐體的設(shè)計(jì) 帶傳動(dòng)參數(shù)計(jì)算 進(jìn)行 帶輪及錐體設(shè)計(jì)，首先應(yīng)按帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)過程進(jìn)行基本帶傳動(dòng)的計(jì)算，因?yàn)榭梢园褵o級變速看成傳動(dòng)比連續(xù)變化的帶傳動(dòng)，而在某個(gè)固定的傳動(dòng)比處仍符合基本帶傳動(dòng)的計(jì)算。實(shí)現(xiàn)分體在錐輪上運(yùn)動(dòng)需要開槽，槽的形狀可以選取 T形槽或燕尾槽。 圖 大帶輪包角計(jì)算 如圖 所示在大帶輪包角范圍內(nèi) ，假設(shè) 分體帶輪完全與帶 接觸，則大帶輪運(yùn)行過程中會(huì)出現(xiàn)有兩個(gè) a或 有三個(gè) a角度的范圍無分體支撐，所以應(yīng)該在理論包角中減掉這些部分。 其次確定帶輪分體的結(jié)構(gòu) : 傳動(dòng)比為 處輸出軸小端帶輪為整圓， D=130mm。推力軸承的作用位置為錐體兩側(cè)的軸肩處。hL 一 為軸承的預(yù)期使用壽命 ； ? — 為球軸承， ? =3。但其中每根軸都有軸向的移動(dòng)，其受力狀態(tài)是變化的，所以對軸需要進(jìn) 行兩種狀態(tài)的校核。 本設(shè)計(jì)的軸為單向旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸，其安全系數(shù)計(jì)算公式為： ? ?? ?1 2234 TSSMTKKWW? ? ?????????? ???? ???? ?? () 式中 W— 材料抗彎截面模數(shù)， W = 3mm ； TW — 材料抗扭截面模數(shù) ， ? ?? ?D zbdDdDdWT 1622 ???? ? ， z為花鍵齒數(shù)，可得 TW =2W = 3mm ； K? — 軸彎曲有效應(yīng)力集中系數(shù)，查表 1015[2]取 ； K? — 軸剪切有效應(yīng)力集中系數(shù)，查表 1015[2]取 ； ?? — 軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的平均應(yīng)力折合為應(yīng)力幅的等效系數(shù)，查表 1022[2]取 ； 1?? — 材料彎曲疲勞極限， 1?? =275 aMP ??S — 材料疲勞強(qiáng)度許用安全系數(shù)，查表 1014[2]取 — 。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論 文 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX35 軸的扭轉(zhuǎn)剛度條件為： ? ???? 式中 ??? 為軸每米長的允許扭轉(zhuǎn)角。 將圖 各軸段的長度與直徑代人 （ ） 式后求得vd = 圖 彎曲剛度校核 ? ?6A Fab l bEIl? ?? （ ） 式中 E—— 為材料彈性模量，對鋼 E 10 MPa?? ； I —— 為截面慣性矩， 4 /32Id?? ， 4mm ； F —— 為作用力，可以用最大壓軸力計(jì)算， ? 。 根據(jù)軸的直徑大小， 查表 61[5]選擇平鍵基本尺寸為 8 7 28b h L? ? ? ? ?假設(shè)載荷在鍵的工作面上均勻分布，普通平鍵連接的強(qiáng)度條件為 32 10ppTkld??? ?????? （ ） 式中 T —— 傳遞的扭矩， Nm? ； k—— 鍵與輪轂鍵槽的接觸高度， k = 。21,TT????、 39。11TT? 239。取帶傳動(dòng)工作的特殊情況進(jìn)行推導(dǎo)，即假設(shè) 理論 包角C 范圍內(nèi)恰好有 3 個(gè)分體， 然后 推廣到一般情況。 ??p —— 花鍵的許用應(yīng)力，根據(jù)工況選取 5～ 15 aMP 將各參數(shù)代人式（ ），最后 求得： 32 10mTp zhld??? = aMP 滿足設(shè)計(jì)要求。 2. 彎曲剛度校核 軸 彎曲剛度用撓度 y 及偏轉(zhuǎn)角 ? 度量，軸的許用撓度 ??y 和許用偏轉(zhuǎn)角??? 查表 155[5]可得。 1. 扭轉(zhuǎn)剛度校核 軸的扭轉(zhuǎn)剛度校核用每米軸長的扭轉(zhuǎn)角 ? 來度量。 ? ? ? ?221caM W ???????? （ ） 式中 ? 一由于轉(zhuǎn)矩變化規(guī)律未知，按脈動(dòng)循環(huán)變化處 理，取 ? = ； W 為 材 料 抗 彎 截 面 系 數(shù) ， 對 于 花 鍵 處 ，? ?? ?D zbdDdDdW 32 22 ???? ? ， z為花鍵齒數(shù)；代人 D=32mm， d=28mm， their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqthCzjSAX32 最后求得 W = 3mm ，而 ? ?1?? =60 aMP ， 最后求得： ca? =13 aMP ? ?1?? 滿足設(shè)計(jì)要求。 軸向尺寸確定 花鍵軸的結(jié)構(gòu)尺寸 見花鍵軸零件圖 ，為了節(jié)省材料和增加加工的便利性，在工作時(shí)花鍵軸中鍵的長度為錐體鍵槽長度的 80%，所以總的花鍵軸鍵工作長度為 256mm，而錐體花鍵 孔 長度為 160mm。39。為方便設(shè)計(jì)，輸入與輸出軸都取相同直徑，取上面計(jì)算兩者大的一個(gè)計(jì)算得 d =? (1+5%)=，選取 20mm 作為軸的最小尺寸。輸出軸錐體尺寸 :大端直徑 120mm，小端直徑 50mm，長度與輸入軸錐體相同，錐度角 為 。 ? ? ? ? 2120 1 202 24do ddL a d d a? ?? ? ? ? () 傳動(dòng)比為 260mm, 130mm； ? ? ? ? 2120 1 202 24do ddL a d d a? ?? ? ? ?= 傳動(dòng)比為 1時(shí)的帶輪直徑分別為 , ； ? ? ? ? 2120 1 202 24do ddL a d d a? ?? ? ? ?= 傳動(dòng)比為 160mm,200mm ? ? ? ?120 1 2 02 24do ddL a d d a? ?? ? ? ?= 按最大計(jì)算帶長度選取標(biāo)準(zhǔn)帶長度，取 Ld=1400mm，最終選取帶的型號為 SPA1400 (GB 1273091) their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqthCzjSAX20 圖 不同長度時(shí)帶長度選 取計(jì)算 傳動(dòng)比為 1時(shí)的帶輪直徑的計(jì)算過程如下 : 設(shè)變量 x, y, K, L，如圖 : 由三角形相似可列方程 : 50L K XL? ? 35KYL? () 又傳動(dòng)比為 1處兩帶輪長度相等 : 2 160 2 130XY? ? ? () 將式 ()代入式 ()中得 : 131 0 0 1 6 0 7 0 1 3 0 17L K K KL L L? ? ? ? ? ? 4 2 0 05 0 1 5 0 1 7 1 7KX L??? ? ? ? ????? 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論 文 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX21 1 3 4 5 53 5 3 5 1 7 1 7KY L? ? ? ? 所以傳動(dòng)比為 1處帶輪直徑為 : 4552 1 3 0 1 8 3 .5 317d ? ? ? ?mm 圖 傳動(dòng)比為 1時(shí)的帶輪直徑計(jì)算 3) 實(shí)際軸間距 : 00 1 4 0 0 1 4 2 2 . 84 0 0 3 8 8 . 622ddLLa a m m? ?? ? ? ? ? 4) 小帶輪包角： 0 0 0 0211 2 6 0 1 3 01 8 0 5 7 . 3 1 8 0 1 6 0 . 8 33 8 8 . 6dda? ? ?? ? ? ? ? ? 這里的小帶輪包角用直徑相差較大的兩個(gè)帶輪進(jìn)行計(jì)算，因?yàn)閹л?their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqthCzjSAX22 直徑相差大的帶傳動(dòng)中