【導(dǎo)讀】裝置裝配總圖和部分零件圖，并進(jìn)行了運(yùn)動仿真。采用無級變速傳動裝置取代傳統(tǒng)的汽。定軸輪系—超越離合器—圓齒輪變速機(jī)構(gòu)組成。本課題來源于湖北汽車工業(yè)學(xué)院機(jī)械工程系機(jī)械設(shè)計教研室的研究課題。修帶來諸多不便，現(xiàn)在真正意義的無級變速器恰恰解決了這一技術(shù)難題。無級變速器現(xiàn)在可以說是當(dāng)今汽車變速器的理想目標(biāo)。因為從原始的橡膠帶無級

　　

【正文】 厚度 ?4 ? 齒輪端面與箱體內(nèi)壁最小間隙 2mn ≥ 10 底座凸緣寬度 ? +15 齒輪與齒輪端面間隙 mn ≥ 5 該無級變速裝置的箱體結(jié)構(gòu)尺寸，基本參照上表進(jìn)行設(shè)計。 第九章 非圓齒輪傳動的運(yùn)動仿真 運(yùn)動學(xué)仿 真這一術(shù)語是指使用計算機(jī)仿真軟件包反復(fù)求解機(jī)構(gòu)在所計時間域內(nèi)的運(yùn)動學(xué)方程，以此確定機(jī)構(gòu)在連續(xù)運(yùn)動過程中各個構(gòu)件的位置和速度，或者是各個構(gòu)件的轉(zhuǎn)過的角度和角速度。 在進(jìn)行運(yùn)動學(xué)仿真之前，要預(yù)先知道構(gòu)件的幾何特性，即各個構(gòu)件的幾何尺寸。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 由式（ ）、（ ）得到單級非圓齒輪傳動的傳動比方程為： 兩級非圓齒輪傳動比方程為： ??? 112133223 ??? iii 以及非圓齒輪 2的轉(zhuǎn)角關(guān)系為： 其中非圓齒輪傳動的 各個非圓齒輪的分布情況為下圖： )( 1 ?? ??)( 1???????????????????)]( i n [) n (1112 1??i????????????????]) a n ( r c t a n [)1(12 1???)( 1???)( 1 ?? ??畢業(yè)設(shè)計（論文） 34 圖 從圖中可以看出，在運(yùn)動過程中，共有四個運(yùn)動的非圓齒輪，其中非圓齒輪 4的運(yùn)動情況是相同的，它們具有相同的轉(zhuǎn)角和角速度，即 ??41?， ?? 41? ，所以本設(shè)計只考慮三個可聯(lián)動的非圓齒輪的運(yùn)動。 仿真以非圓齒輪 2為輸入，通過非圓齒輪 4的傳動關(guān)系來計算非圓齒輪 3的角速度。當(dāng)非圓齒輪 2以 ?2 的轉(zhuǎn)速輸入時，則非圓齒輪 2的 轉(zhuǎn)角 ?2與時間 t的關(guān)系為： t?? 22 ?? （ ） 而整個非圓齒輪傳動系統(tǒng)的傳動比為式（ ），則非圓齒輪 3轉(zhuǎn)動時的角速度為： ii 3222323 ??? ??? （ ） 而非圓齒輪 2的轉(zhuǎn)角 ?整個非圓齒輪傳動系統(tǒng)的傳動比 i23 都是關(guān) 于非圓齒輪 1的轉(zhuǎn)角 ?1的函數(shù)，則可令： ??? ?? )( )(12312 ??? gfi （ ） 根據(jù)式（ ），可以將整個非圓齒輪傳動的傳動比方程 i23 轉(zhuǎn)化成與非圓齒輪 2的轉(zhuǎn)角 ?2關(guān)系，可；令 )(12 ?? f?的反函數(shù)為 )(21 ?? F?，將 其代入式（ ）可以得到： ))(())(()( 2222123 tFgFgg ???? ??????? （ ） 如果非圓齒輪 2的輸入角速度 ?2 已知，就可以得到非圓齒輪 3的角速度（轉(zhuǎn)速）。 兩級非圓齒輪傳動的運(yùn)動分析 當(dāng)非圓齒輪 2的角速度 ?2 已知時，可利用式（ ）來求解非圓齒輪 3的角速度 ?3 。如果把非圓齒輪 2的角速度 ?2 作為仿真的輸入，可以用數(shù)值積分從角速度中計算出非圓畢業(yè)設(shè)計（論文） 35 齒輪 2的轉(zhuǎn)角 ? ?1。 根據(jù)關(guān)系式（ ）、（ ）及（ ），在軟件 MATLAB中建立仿真程序，以非圓齒輪 2的角速度 ?2 作為仿真的輸入，進(jìn)行非圓齒輪傳動的運(yùn)動仿真。當(dāng)非圓齒輪 2以???2 的角速度輸入時，非圓齒輪 3的角速度 3? 在不同的級間 相位角 0? 下運(yùn)動，其運(yùn)動結(jié)果如下： 圖 00?? 時非圓齒輪 3的角速度 3? 的情況 畢業(yè)設(shè)計（論文） 36 圖 ?? 時非圓齒輪 3的角速度 3? 的情況 圖 ?? 時非圓齒輪 3的角速度 3? 的情況 圖 ?? 時非圓齒輪 3的角速度 3? 的情況 畢業(yè)設(shè)計（論文） 37 圖 ?? 時非圓齒輪 3的角速度 3? 的情況 圖 ?? 時非圓齒輪 3的角速度 3? 的情況 本非圓齒輪傳動裝置采用 6組非圓齒輪定軸輪系進(jìn)行無級變速傳動，每組非圓齒輪定軸輪系主動輪的相位角相差 60176。，均布在輸入軸上。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 38 當(dāng)主動軸以角速度 ???2 輸入時，在級間相位角 ? 值確定時，輸出軸就以恒定的角速度輸出。本設(shè)計先以級間相位角 ?? 為例，介紹從 1組 非圓齒輪定軸輪系機(jī)構(gòu)到 6組，其運(yùn)動仿真情況的運(yùn)動曲線圖。 圖 1組非圓齒 輪機(jī)構(gòu)在級間相位角 ?? 時運(yùn)動輸出曲線圖 圖 2組非圓齒輪機(jī)構(gòu)在級間相位角 ?? 時運(yùn)動輸出曲線圖 畢業(yè)設(shè)計（論文） 39 圖 3組非圓齒輪機(jī)構(gòu)在級間相位角 ?? 時運(yùn)動輸出曲線圖 圖 4組非圓齒輪機(jī)構(gòu)在級間相位角 ?? 時運(yùn)動輸出曲線圖 圖 ?? 時運(yùn)動輸出曲線圖 畢業(yè)設(shè)計（論文） 40 圖 6組非圓齒輪機(jī)構(gòu)在級間相位角 ?? 時運(yùn)動輸出曲線圖 下圖為兩級非圓齒輪定軸輪系在不同級間相位角下輸出軸的角速度： 圖 00?? 時傳動裝置輸出的情況 圖 ?? 時傳動裝置輸出的情況 畢業(yè)設(shè)計（論文） 41 圖 ?? 時 傳動裝置輸出的情況 圖 ?? 時傳動裝置輸出的情況 圖 ?? 時傳動裝置輸出的情況 畢業(yè)設(shè)計（論文） 42 經(jīng) MATLAB軟件對該無級變速裝置的運(yùn)動分析，得到了其無級變速傳動的運(yùn)動曲線圖，與預(yù)期的結(jié)果完全相符，進(jìn)一步驗證了本非圓齒輪無級變速裝置的可行性。這說明了本設(shè)計在理論上是可行的，是一個相對成功的設(shè)計。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 43 第十章 技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義分析及改 進(jìn)意見 本設(shè)計與傳統(tǒng)的應(yīng)用型 CVT相比有以下幾大優(yōu)點： 在理論上進(jìn)一步證實了非圓齒輪傳動機(jī)構(gòu)實現(xiàn)無級變速傳動技術(shù)可行性，為非圓齒輪傳動實現(xiàn)無級變速打下了理論基礎(chǔ)和一定的實踐基礎(chǔ)。 在實現(xiàn)無級變速傳動過程中，采用非圓齒輪定軸輪系 — 超越離合器 — 圓柱齒輪變擋傳動，擴(kuò)大了傳動比，與國外的非圓齒輪無級變速傳動裝置相比，消除了封閉功率，提高了效率。 該非圓齒輪傳動裝置具有脈動式無級變速器的特點，但在傳動過程中消除了脈動式無級變速器的脈動度（即該非圓齒輪無級變速裝置的脈動度為 0），具有金屬帶式無級變速器的無級變 速特點。 采用非圓齒輪傳動實現(xiàn)無級變速，屬于共軛嚙合傳動，可以大大提高承載能力，真正的實現(xiàn)了齒輪型無級變速傳動。 通過相關(guān)方案的選定，對非圓齒輪無級變速裝置實行了可行化設(shè)計，通過反復(fù)計算校核，設(shè)計出該裝置，并附有詳細(xì)的計算說明書和相關(guān)圖紙。 本文只是在他人研究理論的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步展開可行化設(shè)計，而在實際應(yīng)用中的效果，需要將本文的設(shè)計投入樣機(jī)制造，并裝車試驗，因此，該非圓齒輪無級變速裝置距離應(yīng)用于實際還有一段過程，還需要相關(guān)的專家學(xué)者進(jìn)一步深入研究。 由于國內(nèi)外涉及到齒輪型 CVT的實用性研究尚處 于起步階段，故本設(shè)計幾乎沒有什么公開的參考材料，加之本人水平有限，在本設(shè)計完成之際，本人有若干不妥之處，希望今后有更多的專家學(xué)者加以完善改進(jìn)。如： 可以采用電控方式來調(diào)整級間相位角，這樣既靈敏精度也高； 將變速箱進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計，使其更加趨于完善； 解決整個變速裝置的動平衡問題。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 44 第十一章 結(jié)論 本文針對目前汽車行業(yè)中摩擦式無級變速裝置傳遞扭矩的限制，在指導(dǎo)老師研究成果的基礎(chǔ)上，根據(jù)非圓齒輪傳動所具有的變速比特性，對非圓齒輪機(jī)構(gòu)實現(xiàn)無級變速傳動技術(shù)在理論上進(jìn)行了研究，建立了非圓齒輪機(jī)構(gòu) 實現(xiàn)無級變速傳動的數(shù)學(xué)模型，對非圓齒輪的節(jié)曲線和齒廓形狀進(jìn)行了研究，設(shè)計了非圓齒輪機(jī)構(gòu)實現(xiàn)無級變速傳動的傳動裝置示意圖，并通過計算機(jī)運(yùn)動仿真對其傳動裝置進(jìn)行了運(yùn)動分析，主要結(jié)論如下： 非圓齒輪無級變速裝置的整體布局大體有星型布局方式和并列布局方式兩種，但從應(yīng)用方面講，并列布局方式較為可行。 非圓齒輪無級變速裝置中非圓齒的齒廓形狀取決于數(shù)控插齒機(jī)中齒輪插刀的齒型參數(shù)，因為本設(shè)計中的非圓齒輪節(jié)曲線存在凹點，只能采用插齒加工。 由于非圓齒輪的研究發(fā)展較慢，目前并沒有太多的非圓齒輪強(qiáng)度計算公式，故在強(qiáng)度 設(shè)計中需將非圓齒輪建立成圓齒輪模型。 經(jīng) MATLAB軟件對該無級變速裝置的運(yùn)動分析，得到了其無級變速傳動的運(yùn)動曲線圖，與預(yù)期的結(jié)果完全相符，進(jìn)一步驗證了該非圓齒輪無級變速裝置的可行性。這說明了該設(shè)計在理論上基本是可行的，是一個相對成功的設(shè)計。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 45 致謝 本次畢業(yè)設(shè)計是在 老師的悉心指導(dǎo)下完成的。在整個畢業(yè)設(shè)計中，兩位老師提出了許多很好的建議并及時指出系統(tǒng)設(shè)計中的錯誤和不妥之處，這些都非常有助于本設(shè)計的順利完成。同時， 老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和高深的學(xué)術(shù)水平也使我受益匪淺，他對 學(xué)術(shù)的不倦追求與奉獻(xiàn)精神著實令我感動。在畢業(yè)設(shè)計完成之際，謹(jǐn)以此向 老師表示衷心的感謝和崇高的敬意。此外，在設(shè)計中參考了許多專家學(xué)者的文章和著作，還有一些沒有在參考文獻(xiàn)中列出。在此向這些對畢業(yè)設(shè)計提供參考資料的作者們表示感謝。最后感謝學(xué)院的領(lǐng)導(dǎo)、老師，特別是機(jī)械工程系的領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué)在我大學(xué)四年學(xué)習(xí)期間的關(guān)心、支持和幫助。 參考文獻(xiàn) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 46 [1]薛慶文 ,王力田 .汽車無級變速器 (CVT)結(jié)構(gòu)原理與維修精華 [M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,2020 [2]ф .д .李特文 .齒輪嚙合原 理 [M].上海 :上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 ,1984 [3]周祖煥 .心型齒輪及其傳動裝置和自行車無級內(nèi)變速軸 [P].中國專利 :. 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