【正文】 f the active side and driven side to achieve the continuous variation of the output shaft speed cone wheel CVT ball, which poses steel ball, active cone wheel, driven wheels and the inner cone. Input shaft inputs power to drive the same speed active cone wheel rotation, and through the ball friction to drive the inner cone and wheel drive, and then through the driven wheel cone, Vshaped groove automatic pression devices of drive the output shaft will output power, and adjusting the ball axis tilt angle β can achieve the purpose of changing speed. The design is for the constant power output characteristics, and output rotating speed is lower than input rotating speed constantly, used in low speed for high torque drive. This paper analyzes the working principle and force relations of the main, driven wheel, steel ball and outer ring in the transmission process. Through force relationship analysis, we calculate and design on the input shaft, output shaft, cover, pressure plate, active recovery rate, the driven bevel wheel, turbine disc, etc on account of specific parameters, and reasonably design the speed controlling structure, the drive cone wheel stress and material fatigue strength, This essay establishes a drive power cone rate, cone wheel diameter, material fatigue life and relationship between reliability factors, and rationally design the size of cone wheel, according to work force and material fatigue life of the drive cone wheel. Keywords: continuously variable transmission, friction, steel ball cone wheel, design 1 1 緒論 機械無極變速器是一種傳動裝置，其功能特征主要是：在輸入轉速不變的情況下，能實現輸出軸在一定范圍內連續(xù)變化，以滿足機械或生產系統(tǒng)在運轉過程中各種不同工況的要求：其結構特征主要是：需由變速傳動機構、調速機構及加壓裝置或輸出機構三部分組成。并對調速結構進行合理設計。本 設計 為恒功率輸出特性，輸出轉速恒低于輸入轉速，運用于低轉速大轉矩傳動。 由鋼球、主動錐輪、從動錐輪和內環(huán)所組成。 I 目 錄 摘要 Abstract 1 緒論?????????????????????????? 1 研究的意義及背景?????????????????????? 1 國內外機械無級變速器的研究現狀??????????????? 1 畢業(yè)設計的內容和要求???????????????????? 2 2 總體類型的比較與選擇?????????????????? 3 鋼球外錐無級變速器????????????????????? 3 鋼球長錐式無級變速器???????????????????? 5 兩類型的比較與選擇????????????????????? 5 3 主要 零件的 計算與設計?????????????????? 6 輸入、輸出軸的計算與設計?????????????????? 6 輸入、輸出軸上軸承的計算與設計??????????????? 7 輸入、輸出軸上端蓋的計算與設計??????????????? 8 加壓盤的計算與設計????????????????????? 8 調速齒輪上變速曲線槽的計算與設計????? ????????? 9 鋼球與主、從動錐輪的計算與設計??????????????? 10 調速機構的計算與設計???????????????????? 11 無極變速器的裝配?????????????????????? 12 4 主要零件的校核????????????????????? 14 傳動部件的受力分析與強度計算???????????????? 14 軸承的校核????????????????????????? 16 軸 的校核?????????????????????????? 17 傳動鋼球的轉速校核????????????????????? 19 鍵的校核?????????????????????????? 19 參考文獻?????????????????????????? 22 附錄 ???????????????????????????? 23 II 鋼球式無級變速器結構設計 摘要： 本文簡要介紹了摩擦式鋼球無極變速器的基本結構、設計計算、材質及潤滑等方面的知識，并以此作為本次無級變速器設計的理論基 礎。本設計采用的是以鋼球作為中間傳動元件，通過改變鋼球主動側和從動 側的 工作半徑來實現輸出軸轉速連續(xù)變化的鋼球錐輪式無級變速器。動力由輸入軸輸入，帶動主動錐輪同速轉動，經鋼球利用摩擦力驅動內環(huán)和從動錐輪，再經從動錐輪，Ｖ形槽自動加壓裝置驅動輸出軸將動力輸出，調整鋼球軸心的傾斜角 β 就可達到變速的目的。 本文分析了在傳動過程中主、從動輪，鋼球和外環(huán)的工作原理和受力關系；通過受力關系分析，并針對具體參數對輸 入軸、輸出軸、端蓋、加壓盤、主動追率、從動錐輪、渦輪盤等進行了計算與設計。 本文根據傳動錐輪的工作應力和材料疲勞強度 ,建立起錐面?zhèn)鲃庸β?、錐輪直徑與材料疲勞壽命及可靠度等因素之間的關系 ，合理設計錐輪的結構尺寸。 機械無級變速器的適用范圍廣，有在驅動功率不變的情況下，因工作阻力變化而需要調節(jié)轉速以產生相應的驅動力矩者（如化工行業(yè)中的攪拌機械，即需要隨著攪拌物料的粘度、阻力增大而 能相應減慢攪拌速度）；有根據工況要求需要調節(jié)速度者（如起重運輸機械要求隨物料及運行區(qū)段的變化而能相應改變提升或運行速度，食品機械中的烤干機或制藥機械要求隨著溫度變化而調節(jié)轉移速度） 。 綜上所述，可以看出采用無極變速器，尤其是配合減速傳動時進一步擴大其變速范圍與輸出轉矩，能更好的適應各種工況要求，使之效能最佳，在提高產品的產量和質量。故無極變速器目前已成為一種基本的通用傳動形式，應用于紡織、輕工、 食品、包裝、化工、機床、電工、起重運輸礦山冶金、工程、農業(yè)、國防及試驗等各類機械。國內 CVT 的批量裝車始于 2021 年 , 目前正以遞增的態(tài)勢發(fā)展。 2 目前我國 CVT 已進入使用階段 ,據報道 ,一汽大眾生產的大排量 6 缸內燃機 (2. 8L)的奧迪 A6 轎車上裝備的帶式無級變速器 CVT ,能傳動功率為 142 kW ,扭矩為 280 Nm ,已能達到轎車實用的要求。 自從馮?杜納博士的 VDT 公司于 20 世紀 80 年代研制成功金屬帶式無級變速器并使之進入商品化階段后，目前世界度寬鋼帶和一個高液壓控制系統(tǒng)。 日產 公司還計劃將它的 CV T 的應用范圍從 擴大到 的轎車。 據統(tǒng)計，截止 2021 年底，裝備金屬帶式無級變速器的轎車已達 500 萬輛。 隨著上已出現了一批生產金屬帶式無級變速器的廠家。包括通用汽車公司在內的國外企業(yè)都在加速發(fā)展無級自動變速器技術。 新型 CV T 采用一個最新研制的高強電子控制技術、 材料及加工技術的進步 , CV T 未來的發(fā)展將成本更低廉、控制更便捷、使用范圍更廣泛。 設計內容：小功率機械無極變速器結構的十二級；比較和選擇合適的方案，無極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。 3 2 總體類型的選擇 鋼球錐輪式無級變速種類繁多 ，在此，我只選擇了兩種方案供參考，作比較，選出比較 理想 合理的 方案。 （ KoppB 型 ） 無級變速器 KoopB型變速器的皺構如圖 21 所示。傳動鋼球的支承軸 8的兩端嵌裝在殼體兩端蓋 12 和 l3 的徑間弧形導槽內，并穿過調速蝸輪 5的曲線槽；調 ` 圖 21 無級變速器裝配圖 11輸入、輸出軸 10加壓裝置 9主、從錐輪 4傳動鋼球 5調速渦輪 6調速蝸桿 7外環(huán) 8傳動鋼球 1 13端蓋 4 調速是通過蝸桿 6使蝸輪 5轉動。其動力范圍為： nR =9， Imax=1/Imin， P≤11KW ， ε≤4% ， η ＝ ～ ，應用甚廣。曲線槽可用阿基米德螺旋線，也可用圓弧。 22 調速渦輪的槽型曲線 鋼 球外錐式無級變速器變速 如圖 23所示：中間輪為一鋼球，主、從動輪式母線均為直線的錐輪，接觸處為點接觸。 5 （ RC 型）無級變速器 如圖 24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。但由于長 錐的錐度較小，故變速范圍受限制 。技術參數為：傳動比 i21 = n2/n1 =2～ ,變速比 bR = 4,輸入功率 P1=（ ～ ） KW，輸入轉速 n1=1500 r/min ,傳動效率 η ＜ 85% 。 24 RC 型變速器結構的簡圖 25 RC 變速器的機械 鋼球長錐式 (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，但由于調速 是通過鋼環(huán)移動還實現的 ， 而怎樣移動鋼環(huán)有比較大的難度， 需要精密的裝置，用于 制造 ，成本會大大的提高，顯得不合理。 6 3 主要 零件的計算與設計 設計一臺鋼球外錐式（ KoopB）型無級變速器，輸入功率為 N1=， bR =10， np=1500 r/min。 N=， n=1430 r/min,η =。 、輸出軸的計算與設計 由于本方案為鋼球外錐式無級變速器，機械傳動平穩(wěn)，彎曲振動小。 （ 1）輸出軸的計算與設計 1）最小軸徑的確定 初步計算按軸的最小軸徑公式估算，取 m in 2 20. 35 40d m m m m??，于是得： 3m i n 0 2 .21 1 2 2 8 .1 6 4250Nd A m mn ?? ? ? ? 輸出軸的最小直徑為與錐輪連接處（圖 21）。 （ 2）軸的結構設計 1）擬定軸上零件的裝配方案 本方案如圖 21所示的裝配的方案。 II 段軸安裝加壓盤一側和軸承，加壓盤用花鍵移動實現對錐輪的加壓，取花鍵6 21 7 11 10F? ? ?? ? ? ?? GB/T11442021， 21IIL mm? 。 IV 軸段與 III 軸段上的軸承內圈起定位作用，取 4 0 , 7IV IVd m m L m m??。軸 VI 作為軸承座， 4 0 , 1 5V I V Id m m L m m??。 V 帶輪和迷宮式密封與軸的周向定位均采用平鍵連接。滾動軸承與軸定位是由過渡配合來保證的，軸承段的直徑尺寸公差為 2 45o? 。同時 主動輪的最小軸徑估算為m in 2 20. 35 40d m m m m??。主動軸Ⅶ軸段 2 5 , 8 4d m m L m m??Ⅷ Ⅷ 其余相同。從動軸 IV段為限制軸（外殼）的向右的軸向移動選用角接觸球軸承 7008AC GB/T29294，兩軸承的基本額定動載荷均大于 10KN，所以 角接觸軸承采用正裝可滿足要求。按 Q/ZB10073 規(guī)定，選用氈封油圈時，其氈圈尺寸：在軸徑 50mm 時，氈圈外徑 D 較 1b 1d 大 1mm,厚度 B 較 1b 大 1mm；軸徑 50～ 240mm 時，氈圈外徑 D 較 1d 大 2mm,