【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 V形槽的寬度，就可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速，而且獲得較大的變速范圍。 4) 調(diào)節(jié)帶輪軸向位置實(shí)現(xiàn)變速的方式 調(diào)節(jié)主、從動(dòng)帶輪圓錐盤的軸向位置與槽寬，即可改變輪與帶的接觸位置和工作半徑，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)速。調(diào)節(jié)帶輪軸向位置一般采用彈簧或螺桿與調(diào)速手輪，也可采用各種形式的杠桿機(jī)構(gòu)，還可以采用液壓裝置等其他方式。 以上敘述了帶傳動(dòng)為了實(shí)現(xiàn) 無(wú)級(jí)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(wú)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(lái)調(diào)節(jié)了帶輪的直徑，從而實(shí)現(xiàn)變速。不難看出，這種調(diào)速方式直接導(dǎo)致了帶與帶輪之間的劇烈摩擦，從而減少了帶的使用壽命，而且這樣調(diào)速不能保證兩個(gè)帶輪的中心始終在一條中心線上，可能發(fā)生一些偏心，會(huì)對(duì)傳動(dòng)效率產(chǎn)生影響。 由于帶式無(wú)級(jí)變速器的傳動(dòng)性能很接近于汽車所需要的理想的恒功率特性，所以多年來(lái)一直吸引著人們?nèi)ふ议_(kāi)發(fā)新型的汽車用帶式無(wú)級(jí)變 速器。為了改正目前帶式傳動(dòng)無(wú)級(jí)變速器存在的一些不足。我們結(jié)合汽車無(wú)級(jí)變速器技術(shù)研究，通過(guò)調(diào)研分析及資料查新，提出了新型帶傳動(dòng)無(wú)級(jí)變速技術(shù)研究課題。 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqthCzjSAX10 課程 設(shè)計(jì) 內(nèi)容及意義 設(shè)計(jì)任務(wù) 微 型 轎車的 無(wú)級(jí)變速范圍： ～ 變速比： bR = maxbi / minbi = 傳動(dòng)功率： 10KW 傳動(dòng)中心距：約為 400mm 輸入轉(zhuǎn)速為： 2500r/min， 發(fā)動(dòng)機(jī) 機(jī)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速為 1000 r/min～ 2500 r/min，考慮到 微型 轎車重量輕，行駛速度要求不高等特點(diǎn) ，設(shè)計(jì)車最高轉(zhuǎn)速為 100km/h。常用減速器減速比為 ai =5，所以總的傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)比為t a bi i i??=～ 。 設(shè)計(jì) 內(nèi)容 1) 新型帶傳動(dòng)無(wú)級(jí)變速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 確定小功率 帶傳動(dòng)無(wú)級(jí)變速器的結(jié)構(gòu)，結(jié)合設(shè)計(jì)參數(shù)的要求，完成小功率微型 轎車 帶傳動(dòng) 式 無(wú)級(jí)變速器主要零件 (錐體 和帶輪分體等 )的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) ； 2) 針對(duì)本設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，推算出分體式帶輪無(wú)級(jí)變速器的有效拉力計(jì)算模型； 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論 文 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX11 2 小功率微型電動(dòng)轎車無(wú)級(jí)變速器工作原理 方案分析 在帶式無(wú)級(jí)變速器中，若要實(shí)現(xiàn)變速即輸出轉(zhuǎn)速變化，必須改變其傳動(dòng)比，而傳動(dòng)比的改變需要通過(guò)改變帶輪工作直徑來(lái)實(shí)現(xiàn)。在目前的帶式無(wú)級(jí)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(guò)改變兩半帶輪之間的距離實(shí)現(xiàn)帶工作直徑的變化。雖然這樣的無(wú)級(jí)變速器己成為技術(shù)成熟的應(yīng)用產(chǎn)品正在生產(chǎn)，但它存在的問(wèn)題是不容忽視的，那就是在改變兩半帶輪之間的距離時(shí)，帶與帶輪之間存在嚴(yán)重 的摩擦，壽命很低，所以目前很多課題都在致力于提高帶傳動(dòng)無(wú)級(jí)變速器的壽命上。然而，改變 V帶的工作直徑方式，除改變兩 個(gè)半輪之間的軸向位置外，還可以利用分體式帶輪的分體徑向移動(dòng)。 正是出于這種考慮而進(jìn)行新型帶傳動(dòng) 小功率 無(wú)級(jí)變速器的研究 ，使其能夠在微型 轎車上得到使用 。 結(jié)構(gòu)組成 分體帶輪無(wú)級(jí)變速器由分體帶輪、調(diào)速裝置、操縱機(jī)構(gòu)、 V 帶以及箱體等部分構(gòu)成，見(jiàn) 圖 。 圖 分體帶輪無(wú)級(jí)變速器原理圖 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqthCzjSAX12 1. 分體帶輪 分體帶輪，顧名思義就是將帶輪分解 ，由分開(kāi)的單獨(dú)的帶輪分體與錐體 組成帶輪。 1) 帶輪分體 帶輪分體下端是燕尾狀結(jié)構(gòu)，能沿錐體上的燕尾槽自 由滑動(dòng)，并且被錐體 帶動(dòng) (或者帶動(dòng)錐體 轉(zhuǎn)動(dòng) )， 分體帶輪由五個(gè)帶輪分體與一個(gè)錐體構(gòu)成 。 2) 錐體 錐體上開(kāi)有五個(gè)燕尾槽，帶輪分體的下端能正好安裝在燕尾槽中，并且能沿錐體的燕尾槽自由滑動(dòng)改變帶輪的直徑大小。 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(guò)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。 其結(jié)構(gòu)如圖 圖 錐體結(jié)構(gòu) 3) 花鍵軸 通過(guò)花鍵軸，錐體可以在其軸向方 向上左右移動(dòng)，從而可以改變分體帶輪的工作半徑大小。 同時(shí)錐體通過(guò)花鍵軸作用實(shí)現(xiàn)輸入或輸出扭矩，進(jìn)行動(dòng)力傳輸 。 2. 操縱機(jī)構(gòu)： 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論 文 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX13 在操縱機(jī)構(gòu)的作用 下，調(diào)節(jié)分體帶輪中錐體軸的走向，從而改變帶輪分體在錐體上的位置，達(dá)到無(wú)級(jí)變速器的目的。 3. V 帶 : 嵌在帶輪分體的 V槽內(nèi)，當(dāng)主動(dòng)帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，利用張緊的帶與帶輪分體之間的摩擦力， 將動(dòng)力從主動(dòng)帶輪傳遞到從動(dòng)帶輪上，起到傳遞動(dòng)力的作用。 4. 箱 體 : 起到固定帶輪分體的作用，保證運(yùn)動(dòng)的完整性。 工作原理 如圖 ，通過(guò) 花鍵軸 3帶動(dòng)主動(dòng) 錐體 1轉(zhuǎn)動(dòng)， 利用錐體 1和分體帶輪 2的 燕尾槽 配合 ， 通過(guò)支架向右 推動(dòng) 錐體 1，由于 分體扇形塊 軸向位置不變， 錐體 1相對(duì)帶輪處的運(yùn)動(dòng)半徑逐漸增大， 則分體帶輪 沿錐體 1上的徑向滑道向 外膨脹 ，以此增大帶輪的工作直徑 .同時(shí)，從動(dòng)分體帶輪內(nèi)的錐體 在轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)也 軸向移動(dòng)， 從而 推動(dòng) 軸向位置不變 從動(dòng)分體帶輪 ，分體沿錐體上的徑向滑道向內(nèi)收縮。此時(shí)由于傳動(dòng)帶的長(zhǎng)度是固定不變的，傳動(dòng)帶具有一定的彈性，因此減小了從動(dòng)輪的工作 直徑，從而改變主、從動(dòng)帶輪的工作直徑的比值，如此實(shí)現(xiàn) 無(wú)級(jí)調(diào)速的目的。 主要性能參數(shù) 傳動(dòng)比 與其他無(wú)級(jí)變速器 傳動(dòng)相同，帶式無(wú)級(jí)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 。 n D2一分別為從動(dòng)帶輪的轉(zhuǎn)速和工作直徑 變速比 帶 帶式傳動(dòng)無(wú)級(jí)變速器的變速范圍取決于帶輪工作直徑的相對(duì)變化量，帶輪直徑從 d位置達(dá)到 D位置時(shí)的 V帶移動(dòng)量來(lái)確定。如圖 ，當(dāng)帶輪分體在錐體 的最右端時(shí)，變 速比為 。當(dāng)帶輪分體運(yùn)動(dòng)到錐體 的最左端時(shí)，變速比為 。由圖 ，帶輪的變速范圍和 錐體的軸向移動(dòng)量有關(guān)，如果要擴(kuò)大變速范圍，可以增加或減小帶輪在最大端或最小端的直徑。 圖 帶式傳動(dòng)無(wú)級(jí)變速器 滑動(dòng)率 帶傳動(dòng)是靠摩擦傳動(dòng)，帶與帶輪之間存在有滑動(dòng)。帶輪、傳動(dòng)帶及負(fù)載 率不同，變速器 滑動(dòng)率 ? 不同。為了保證帶式無(wú)級(jí)變速器正常工作并延長(zhǎng)壽命，應(yīng)盡 量減少滑動(dòng)和避免打滑。 河南理工大學(xué)萬(wàn)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(guò)程進(jìn)行基本帶傳動(dòng)的計(jì)算，因?yàn)榭梢园褵o(wú)級(jí)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。 1) 設(shè)計(jì)功率 dAP KP? （ ） 式中 AK — 工況系數(shù)，查表取 得 dP ==12kW 2) 選定帶型 傳動(dòng)比 : dni nd??出入入出 （ ） i 的取值范圍是 :, n入 輸入轉(zhuǎn)速為恒定值 2500r/min， 傳動(dòng)比為 時(shí)的輸出轉(zhuǎn)速： = n入 /i =2500/=5000r/min， 傳動(dòng)比為 時(shí)的輸出轉(zhuǎn)速 : =n入 /i =2500/=2021 r/min， 所以 , n出 的取值范圍是 20215000r/min。 又 dP =12KW,選取有效寬度制窄 V帶帶型為 SPA 型 ，由于窄 V帶結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，決定了其具 有較高的承載能力，較長(zhǎng)的使用壽命，適應(yīng)載荷變化大，變化頻率高等特點(diǎn)。 3) 確定帶輪基準(zhǔn)直徑 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqthCzjSAX16 為提高 v帶的壽命，在結(jié)構(gòu)允許的情況下選取較大的基準(zhǔn)直徑。 窄 v帶 ： smV /4035m a x ?? （ ） 為充分發(fā)揮 v帶的傳動(dòng)能力， 應(yīng)使 v =40 ms以內(nèi)， 可得帶輪的最大極限尺寸。 60 1000ddnv ???? ? （ ） 傳動(dòng)比為 5000r/min = 6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 4 05000vn??? ? ? ?? = = 6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 4 02500vn??? ? ? ?? = = 6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 4 02021vn??? ? ? ?? = = 6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 4 02500vn??? ? ? ?? = 各輪尺寸最小有效直徑 參考表 157 mind ? 67mm， 帶輪具體尺寸將由后面計(jì)算給出 ,此處計(jì)算主要是為后面計(jì)算選擇帶輪 直徑大小范圍。 錐體及分體設(shè)計(jì) 在新型帶傳動(dòng)無(wú)級(jí)變速器中，由于錐體和分體共同構(gòu)成帶輪的直徑，所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)選取合適的錐體直徑和分體高度。在錐體小端各個(gè)分體的距離比較近，為防止錐 體損壞， 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論 文 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX17 圖 錐體 應(yīng)該保證各槽之間的距離 L選取一個(gè)合適的值。實(shí)現(xiàn)分體在錐輪上運(yùn)動(dòng)需要開(kāi)槽，槽的形狀可以選取 T形槽或燕尾槽。 T形槽一般用于定位，機(jī)床上的燕尾槽用于滑動(dòng)機(jī)構(gòu)，所以選擇燕尾槽。圖中的槽尺寸按燕尾槽選取，槽口尺寸為 8mm，槽底尺寸為 15mm，角度為方便計(jì)算取 060 (標(biāo)準(zhǔn)值為 ?55 )，槽 高 度為 7mm，分體個(gè)數(shù)為 5個(gè)，同樣槽的個(gè)數(shù)也為 5個(gè)，這樣得到錐體小端的最小直徑為 50mm。 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqthCzjSAX18 圖 錐體結(jié)構(gòu)尺寸 帶傳 動(dòng)計(jì)算 1) 初定軸間距 軸間距 0a 應(yīng)滿足 : ? ? ? ?1 2 0 1 20 .7 2d d a d d? ? ? ? ? ? () 將傳動(dòng)比為 計(jì)算。 i = 時(shí) : 122 6 0 , 1 3 0d m m d m m?? ? ?0 273 780a ? 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論 文 their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqCzjSAX19 i = 時(shí)： 122 0 0 , 1 6 0d m m d m m?? ? ?0 252 720a ? 中心距應(yīng)在上述兩個(gè)取值范圍的交集內(nèi)，根據(jù)初始中心距條件，所以選取 600mm。 2) 計(jì)算帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 由于在傳動(dòng)比變化過(guò)程中，處于不同傳動(dòng)比時(shí)帶的工作長(zhǎng)度不同 ，如圖 ，所以需要計(jì)算幾個(gè)特殊位置的帶長(zhǎng)。 ? ? ? ? 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(zhǎng)度選取標(biāo)準(zhǔn)帶長(zhǎng)度，取 Ld=1400mm，最終選取帶的型號(hào)為 SPA1400 (GB 1273091) their owncdsvlpa,mxukgf.()ybTqthCzjSAX20 圖 不同長(zhǎng)度時(shí)帶長(zhǎng)度選 取計(jì)算 傳動(dòng)比為 1時(shí)的帶輪直徑的計(jì)算過(guò)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(zhǎng)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? ? ?