【導讀】依靠摩擦力來實現(xiàn)的。在本設計中，中間傳動元件是菱形的錐輪。在傳遞運動時，菱錐式無。軸的輸出扭矩和轉(zhuǎn)速可以任意變化。器的工藝和結(jié)構(gòu)等方面的要求表現(xiàn)的更為清楚。以，只要摩擦力足夠大既可以避免打滑現(xiàn)象的產(chǎn)生。但是，如果傳動的過程中存在震動、沖擊和過載情況，則會導致。因此在使用菱錐式無級變速器的場合應該盡量避免上。大范圍的無級變速。因此，菱錐式無級變速器在實際生產(chǎn)中具有很強的實。完全可以在對傳動比要求不是非常準確，卻又需要能進行無級變。速的場合起到重要作用。

　　

【正文】 緊力。但是，所需的壓緊力比較小。而加壓裝置的槽升角卻比較大（一般情況下輸哈爾濱理工大學學士學位論文 20 入側(cè)的槽升角為 ?251?? ， 輸出測得槽升角為 ?152?? ），這樣可以提供足夠大的壓緊力并且會有較大的過盈量。從而提高了抗沖擊能力。 ，因此，菱錐式無級變速器可以做正反轉(zhuǎn)使用。目前，在國外生產(chǎn)的功率在 KW10 以下的中小型菱錐式無級變速器一般是與電機直接連接的。采用飛濺的方式進行油潤滑。而對于功率 在 KW10 以上的大型菱錐式無級變速器則采用風冷，同時，也會強迫油泵進行潤滑。在油泵的排油端一般會安裝靈敏度較高的流量開關(guān)，如果發(fā)現(xiàn)油泵的排油量降低時，它會控制電機立即停止工作。在需要大啟動轉(zhuǎn)矩或者是有沖擊的情況下，為了較小沖擊，一般會在電機和菱錐式無級變速器之間安裝磁粉離合器。 主要零件的材料精度 菱錐式無級變速器的從動輪和支架可以使用球墨鑄鐵制成，但是，端蓋和殼體則需要用高級鑄鐵制成。他們都需要在進行完粗加工后進行熱處理，一般情況下是退火處理。 這是 為了防止零部件因為時 間或者是溫度變化的原因引起精度下降。對于無級變速器的 的一些主要零件，例如 菱錐、外環(huán)、加壓盤、主動輪。需要這些零件的表面硬度為 HRC61~64 之間。因此，這些零件通常是采用經(jīng)過真空脫氧處理的高級軸承鋼制成。通常為了保證各個工作面之間能有一定的硬度差，我們會把菱錐的應做的比主動輪和外環(huán)稍微高一點。對于組成菱錐式無級變速器各個 零部件制造 的 精度。通常，傳動元件的精度為 1~2 級，在同一臺變速器內(nèi)的一組菱錐（通常是3~8 個）的相互直徑誤差和運動精度保持在 3mm 以內(nèi)既滿足要求。菱錐的表面光潔度至少應該 小于 。 機 械特性 因為菱錐式無級變速器的輸出側(cè)加壓裝置的有效工作直徑 2pd 較大，并且加壓裝置與菱錐和外環(huán)均為內(nèi)接觸，所以，菱錐式無級變速器既能應用于恒功率傳動的場合，又能滿足 大扭矩低轉(zhuǎn)速傳動要求的場合。菱錐式無級變速器的典型輸出特性曲線如 圖 25 所示。 哈爾濱理工大學學士學位論文 21 圖 25 功率扭矩特性圖 即使對于同一臺菱錐式無級變速器而言，如果選取的輸出轉(zhuǎn)速范圍不同，則與其對應的扭矩和傳動功率也會不同。 本章小結(jié) 在本章，我對菱錐式無級變速器的工作原理、結(jié)構(gòu)特點、機械特性以及材料 的選擇和零部件的精度要求有了更加深刻的了解與認識。 哈爾濱理工大學學士學位論文 22 第 3章 菱錐式無級變速器的設計計算 設計要求 ：輸入功率 KWP 41 ? ； 同步轉(zhuǎn)速 n=1000 min/r ； 調(diào)速范圍 12Rb? 。 確定傳動比 根據(jù)設計要，已知 12?bR 。 由 查表 可得 ?i 、 min ?i、在動力傳動中 ~?fk 。 選擇電動機 按照設計要求輸入功率 KWP 41 ? 。查表可得： 可以選用 4112 ?MY 鼠籠型三相異步電動機 。則可得輸入轉(zhuǎn)速為 min/14301 rn ? 。已知?i 、 ?i 。所以可得無級變速器的調(diào)速范圍： m in/m in/ 11430m a x1m a xm i n1m i nrinnrinn?????????? (31) 因此，輸出轉(zhuǎn)速為 m in/ 5 0 2~2 0 92 rn ? 。 確定無級變速器的型號 通過查機械設計手冊 可得，當要求輸入功率 KWP 41 ? 時，為了減小無級變速器的體積，降低加工成本可以選擇 K6 型菱錐式無級變速器。當變速器的型號已 經(jīng) 確定時，由 手冊 可獲取 無級變速器的外形尺寸 參考 值。 菱錐的相關(guān)計算 查表 可得，當無級變速器的型號為 K6 時 菱錐的個數(shù) z 6?z ； 菱錐的工作高度 h mmh 58? ； 主動輪工作直徑 1D mmD 1151 ? ； 哈爾濱理工大學學士學位論文 23 外環(huán)工作直徑 2D mmD 2302 ? ； 接觸線長度 b mmb 2? ； 調(diào)速首輪操作力矩 M cmkgfM /? ； 菱錐芯軸的傾斜角 ? 一般取定值 ， 即 ?45?? ； 菱錐的母線與水平軸線的交角 ? 一般為 ?7 ，所以先假定 ? 為 ?7 ； 菱錐錐頂半角 ? ?38 ?? ??? 菱錐長度 L in582hs in2L ????? ?? 菱錐最大直徑 maxd mmhd e c58s e cm a x ???? 。? 菱錐最小直徑 mind mmhd o s38s e c582c o ss e cm i n ???? 。?? 菱錐孔的直徑按照心軸直徑或者按照滾針軸承標準選擇。 菱錐母線的有效工作長度 S mmhddSbb 4138t a n)112( 58)112(t a n)1R( )1R(2 s i n m i nm a x ??? ?????? ??? 從動外圈與主動輪的相關(guān)計算 主動輪直徑 : mmiRhididhDb1 38c os2)1(c os2m a xm a xm i nm a xm a x1?? ???????? ??? 取 mmD 1151 ? ；（按 K6 型參考值取值） 從動外環(huán)直徑 : mmiR Rdi dDDbb 1 38c o s12582c o sh2m a xm i nm a xm a x12 ?? ??????? ?? 取 mmD 2302 ? ；（按 K6 型參考值取值） 哈爾濱理工大學學士學位論文 24 菱錐中心圓直徑 D3的相關(guān)計算 圖 31 菱錐安裝尺寸圖 由于 3D 在調(diào)速過程中是變動的如圖 31 所示 。因此，當 菱錐與主動輪的接觸點從 a 到菱錐的最大直徑 Md 時，菱錐的中心圓直徑 3D 不斷變化 ，假設 從 a 到 Md 的軸向距離為 xc ，則可得到菱錐中心圓直徑 3D 的一般表達式 ： ??? c o s22s i nc o s222D 113 Mx dcDbcbaD ??????? (32) 當輸出轉(zhuǎn)速 2n 最小時 有 : hRRiRiDbbb]c o sc o s2s i n)1( s i n)2c o s1(2c o s2[m a xm a xm i n3 ??? ??? ?????? (33) 則可得 m in3 ? 。 而根據(jù)幾何關(guān)系可得 ： hRRiRRDbbbb ]c o sc o s2s i n)1( s i n)2c o s1(2c o s2[m a xm a x3 ??? ??? ???? (34) 所以的 mm180D m ax3 ? 。 哈爾濱理工大學學士學位論文 25 菱錐間隙的計算 利用幾何關(guān)系可以求得菱錐間隙 ? 的通用計算公式，菱錐間隙 ? 的通用計算公式為： zzhD ???? s ins inc s cs e c 223 ）（ ???? (36) 利用此公式可以求得 ： ax ?? ， mm4min ?? 。 調(diào)速操縱機構(gòu)的相關(guān)計算 圖 32 變速位置示意圖 由圖 32 觀察 不難 發(fā)現(xiàn) 菱錐水平平移量 iS ,菱錐沿芯軸方向的平移量?S 和菱錐在與水平方向成 ? 方向上的平移量 S 之間存在以下關(guān)系： ??? ? s ins ins in SiSS ?? (37) 則公式變形后可的 ： mmhR osRSSbbi in)1( c1s ins in ???? ???? ）（ 菱錐支架上兩個凸起邊緣間的距離為 ?H ， 由上圖可 以得出 ： mmChR RCSLHbb a ns i n)1( s i n1s i n22 ???????? ））（（ ?? ???? 哈爾濱理工大學學士學位論文 26 加壓裝置的相關(guān)計算 輸入側(cè)加壓裝置的計算 鼓形滾子中心直徑 ： mmDd p 8 0 . 5~69)~( 11 ?? 取整數(shù) 得 mmdp 801 ? ； 鼓形滾子直徑 ： mmDd q 9 . 21~)101~61( 11 ?? 取 整數(shù)得 mmdq 121 ? ； 鼓形滾子個數(shù) 61?z ； 摩擦輪組的摩擦系數(shù) f 一般在 ~ 這個范圍內(nèi)，這里可取?f ； 槽傾角 ： ?? )7s i 1 1 r c t a n (s i na r c t a n111 ??? ??? ）（ ??pf dkfD 實際取 ?251?? 。 輸出側(cè)加壓裝置的計算 鋼球的中心圓直徑為 8 7 . 5 m m2~2 5 3)~( 22 ?? Dd p ，則 取整數(shù)可得 mmdp 2602 ? ； 鋼球直徑 mmDdq ~~151 22 ??。 所以取 mmdq 122 ? 。 鋼球滾子個數(shù) 62?z ； 摩擦輪組的摩擦系數(shù) f 一般在 ~ 這個范圍內(nèi)，這里可取?f ； 槽升角 ： ?? )7s i n2 6 2 3 r c t a n (s i na r c t a n221 ??? ??? ）（ ??pf dkfD 實際取 ?152?? 。 哈爾濱理工大學學士學位論文 27 運動參數(shù)校核 m i n/2 0 9m i n/1 7 3m i n/ 7 21 4 3 3 0 1 51m a x12 m i n21m i n2 rrrndD dDn ???????? 滿足要求 ； mi n/ 5 0 2mi n/2 9 5 6mi n/ 9 5 61 4 3 3 0 1 51m i n12 m a x21m a x2 rrrndD dDn ???????? 滿足要求 ； 732 95 6m in1 m a x2 ???? nnR b 滿足要求； 4 3 02 9 5 6m a x ???i 滿足要求； 4 3 01 7 3m in ???i 滿足要求 。 菱錐的轉(zhuǎn)速 gn m in/9 3 6 1 4 5 0115m i n11m a x rd nDn g ???? m in/2 2 6 1 4 5 0115m a x11m i n rd nDn g ???? 接觸強度校核 軸承鋼的力學性能是 ： 供貨態(tài)硬度 : ； 抗拉強度MPab :? ； 屈服強度 MPas :? ； 斷后伸長率 (%): % ； 抗彎強度 :m a x? ；在額 定功率時，接觸應力 j? 一般不超過2/16000 cmkgf 。 i n1 m a x21m a x21 ????? Dd dDi ； 3 1 52m a x1 m in21m in21 ????? Dd dDi 哈爾濱理工大學學士學位論文 28 mmDDi he 115 58112m i n1m a x21?????? ； mmDDi he 46115 58112m a x1m i n21?????? ； mmiiRRhebb 1258m a x21m a xm a x2????? ； mmiiRRhebb 1258m i n21m a xm i n2????? ； o s21 1m in1m a x1 ??? Dek d ?； o s21 1m a x1m in1 ??? Dek d ?； o s21 2m in2m a x2 ??? Dek d ?； o s21 2m a x2m in2 ??? Dek d ?； Nihz f niRPkQ bf o c o s)(97400m a x1m a x11?????????????）（? NRhz f niRPkQbbf127c o 7 4 0 0c o s)(9 7 4 0 02m a x12??????????????）（?? ? 為變速器傳動效率 ， 一般為 80%； 哈爾濱理工大學學士學位論文 29 ][/ 884 2111 jdj cmk gfkb EQ ?? ??? ][/ 5 3 2222 jdj cmk g fkb EQ ?? ??? 26 / cmkgfE ?? ；所以得主動側(cè)接觸應力和從動側(cè)接觸應力均滿足接觸疲勞強度的要求。 輸入軸與輸出軸設計 輸入軸的計算 輸入功率 KWP 4? 。輸入轉(zhuǎn)速 min/14301 r