【文章內容簡介】 輸出輪軸線都可以固定，且同軸線，另外一個好處是可以增大變速范圍，有更強的道路適應能力。在圖3中，傳動盤15為前后級共用，是一中空的環(huán)狀結構，它可以相對于中心軸線（即前后的棘輪軸線）作徑向平移，而實現無級調速。傳動盤外端設置軸承外座37，制成圖2所示相似的軸承結構。這樣調速機構只要帶動軸承外座37徑向移動，便可帶動傳動盤15徑向移動，而實現無級調速。圖3所示結構為一種專門設計來裝于后輪的變速器，它的機構特點主要有：空心軸38的大內孔端（即右端）通過內螺紋與自行車后輪輪轂上的外螺紋連接。一體的鏈條盤35和右棘輪12套裝于空心軸38上，左棘輪與空心軸38為鍵連接或成一體。鏈條盤35專門設置于靠后輪的一邊，這是為了在轉動時不發(fā)生碰擦。因為后輪上的鋼線（即后輪上的輻射狀分布的鋼線）是越靠近輪的外端，越向輪的中心截面靠近，到鋼圈時已是在同一截面上。而較大直徑的鏈條盤35在裝上鏈條后，鏈條的寬度即會超過鏈條的厚度，而鋼線向內靠的特點剛好能讓出這點空間。若不是這樣而裝于另一邊（圖中的右邊），就會極易發(fā)生碰擦。圖3的傳動路線為：35→右棘輪12→右擺臂→右連接片6→15→左連接片8→左擺臂12→左棘輪12→空心軸38→后輪輪轂（即后輪），為使傳動更平穩(wěn)，即前級為瞬時高傳動時，后級為瞬時低傳動比，后之亦然，為達到這樣，傳動盤15上的前級傳動銷與后級傳動銷相互錯開一定的位置便可。此外前后級采用不一樣長的連接片也可實現。圖2所示結構優(yōu)點是結構簡單，軸向尺寸最小，弱點是傳動平穩(wěn)性稍差，圖3所示機構，其優(yōu)點是傳動平穩(wěn)，變速能力強，不須鏈條張緊機構，弱點是結構略為復雜，軸向尺寸稍大（圖中為作圖需要各零件間的間隙人為放大，實際上沒有圖示那樣大的軸向尺寸）。 研究的目的和意義 當今，社會發(fā)展已由工業(yè)社會向后工業(yè)社會、信息社會過渡，越來越重視“以人為本”、為人服務，因此，各機械零件的設計更應該強調從人身出發(fā)，在以人為主體的前提下結合人們衣食住行以及一切生活、生產活動中的綜合習慣來研究設計。自行車無級變速器正是本著人體工程學，以人為本的前提下研究設計出來的，因此，研究并設計自行車無級變速器系統(tǒng)具有人類需求、順應時代發(fā)展等特點。 時代的主題便是企業(yè)發(fā)展生存的主題，換而言之，自行車企業(yè)要屹立于競爭如此之大的社會中，必須順應時代的發(fā)展，以人為本，從而設計出更為人們所青睞的變速系統(tǒng)。毋庸置疑，自行車企業(yè)應加快發(fā)展自行車內變速系統(tǒng)，提高其市場競爭力。 畢業(yè)論文設計內容和要求設計內容：根據男式自行車的特點選擇合適的傳動比；比較和選擇合適的方案；完成自行車無級變速器變速器的結構設計與計算；對關鍵部件進行強度和壽命校核。設計要求：～；變速器尺寸要盡可能小，輕便；結構設計時應使制造成本盡可能低；安裝拆卸要方便；外觀要勻稱，美觀；調速要靈活，調速過程中不能出現卡死現象，能實現動態(tài)無級調速；關鍵部件滿足強度和壽命要求；畫零件圖和裝配圖。2 自行車無級變速器總體方案的選擇自行車無級變速方式多種多樣，在此，我只選擇了兩種方案供參考，作比較，選出理想方案。該兩種方案分別是鋼環(huán)分離錐式(RC型)無級變速器和鋼球外錐式無級變速器，分別描述如下。 鋼環(huán)分離錐式(RC型)無級變速器圖21 鋼環(huán)分離錐式(RC型)無級變速器如上圖所示，為一種早期生產的環(huán)錐式無級變速器，是利用鋼環(huán)的彈性楔緊作用自動加壓而無需加壓裝置。由于采用兩軸線平行的長錐替代了兩對分離輪，并且通過移動鋼環(huán)來進行變速，所以結構特別簡單。但由于分離錐的錐度較小，故變速范圍受限制。RC型變速器屬升、降速型，其機械特性如下圖所示。技術參數為：傳動比 i21 = n2/n1 =2～,變速比Rb = 4,輸入功率P1=（～） kw ，輸入轉速 n1=1500 r/min ,傳動效率η＜85% 。一般用于機床和紡織機械等.下圖是RC型變速器的機械特性：圖22 RC型變速器的機械特性 鋼球外錐式無級變速器1,11輸入，輸出軸 2，10加壓裝置 3，9主，從動錐輪 4傳動鋼球5調速蝸輪 6調速蝸桿 7外環(huán) 8傳動鋼球軸 12，13端蓋 圖23 鋼球外錐式無級變速器如圖所示，動力由軸1輸入，通過自動加壓裝置2，帶動主動輪3同速轉動，經過一組（3～8）鋼球4利用摩擦力驅動輸出軸11，最后將運動輸出。傳動鋼球的支承軸8的兩端，嵌裝在殼體兩端蓋12和13的徑向弧行倒槽內，并穿過調速渦輪5的曲線槽；調速時，通過蝸桿6和蝸輪5轉動，由于曲線槽的作用使鋼球軸線的傾斜角發(fā)生變化，導致鋼球與兩錐輪的工作半徑改變，輸出軸轉速得到調節(jié)。其動力范圍為：Rn=9，Imax=1/Imin，P≤11 kw ，ε≤4% ，η＝～ 。此種變速器應用廣泛。從動調速齒輪5的端面分布一組曲線槽，曲線槽數目與鋼球數相同。曲線槽可用阿基米德螺旋線，也可用圓弧。當轉動主動齒輪6使從動齒輪5轉動時，從動齒輪的曲線槽迫使傳動鋼球軸8繞鋼球4的軸心線擺動，傳動輪3以及從動輪9與鋼球4的接觸半徑發(fā)生變化，實現無級調速。具體分析如下：圖24 鋼球外錐式無級變速器變速示意圖主要由兩個錐輪2和一組鋼球3（通常為6個）組成。主、從動錐輪1和2分別裝在軸Ⅰ、Ⅱ上，鋼球3被壓緊在兩錐輪的工作錐面上，并可在軸4上自由轉動。工作時，主動錐輪1依靠摩擦力帶動鋼球3繞軸4旋轉，鋼球同樣依靠摩擦力帶動從動錐輪2轉動。軸Ⅰ、Ⅱ傳動比 ，由于 ，所以 。調整支承軸4的傾斜角與傾斜方向，即可改變鋼球3的傳動半徑r1和r2，從而實現無級變速。 兩方案的比較與選擇鋼環(huán)分離錐式(RC型)無級變速器結構很簡單，且使用參數更符合我們此次設計的要求，但由于在調速過程中，怎樣使鋼環(huán)移動有很大的難度，需要精密的裝置，如果此裝置用于自行車，成本會大大的提高，顯得不合理。而鋼球外錐式無級變速器的結構也比較簡單，原理清晰，各項參數也比較符合設計要求，故選擇此變速器。只是選用此變速器的同時須對該裝置進行部分更改。須更改的部分是蝸輪蝸桿調速裝置部分。因為我們是選用了8個鋼球，曲線槽設計見第三章，一個曲線槽跨度是900，也就是說自行車從最大傳動比調到最小傳動比，需要使其轉過900，而普通蝸輪蝸桿傳動比是1/8，那么其結構和尺寸將完全不符合我們設計的要求。為此，我們想到了將它們改為兩斜齒輪傳動，以用來調速。選用斜齒輪是因為斜齒輪傳動比較平穩(wěn)。在設計過程中，將主動斜齒輪的直徑設計成從動斜齒輪的3/4，這樣只要主動輪轉動1200，那么從動輪就會轉動900，符合設計要求。3 鋼球外錐式無級變速器部分零件的設計與計算鋼球外錐式無級變速器零件的設計與計算包括主﹑從動錐齒輪，加壓盤，調速齒輪上變速曲線槽，輸入軸，輸出軸，輸入﹑輸出軸上軸承，輸入﹑輸出軸上端蓋，調速機構等部分的設計與計算，以下各章節(jié)分別介紹以上內容。 鋼球與主﹑從動錐齒輪的設計與計算輸入功率 = kw其中：，kg，kg，,，輪胎直徑： mm由力學知識可得：輪胎所產生的轉矩與鋼球摩擦所產生的轉矩應平衡其中：mm ，，Q為鋼球所受正壓力代入數據可得： 由于傳動件的[σj]=2200～2500 Mpa 帶入上式得：，取 dq=25 mm,鋼球數輸出轉速 n2== r/min輸入轉速 n1=(～)=～ r/min傳動比 變速范圍 鋼球支軸的極限轉角θ 增速方向 減速方向 圓錐工作直徑 mm鋼球中心圓直徑 mm鋼球側隙 外環(huán)內經 mm外環(huán)軸向截面圓弧半徑 mm ,取 R=18 mm