【正文】 A，可以得出非圓齒輪封閉的節(jié)曲線。非圓齒輪的節(jié)曲線應(yīng)該是封閉的、連續(xù)的，且節(jié) 曲線必須滿足以下條件： 1)兩個(gè)嚙合的非圓齒輪封閉節(jié)曲線的周長(zhǎng)必須相等或成整數(shù)倍： 2)每一瞬時(shí)兩個(gè)非圓齒輪節(jié)曲線半徑之和應(yīng)恒等于中心距； 3)每一對(duì)非圓齒輪嚙合的節(jié)曲線周長(zhǎng)應(yīng)等于 ? m(m為模數(shù) )的整數(shù)倍。 鑒于此，本設(shè)計(jì)選用非圓齒輪的并列布局方式。同時(shí)，行星輪系應(yīng)用于汽車(chē)變速裝置（尤其是中、重型貨車(chē)）中，其穩(wěn)定性有待考證。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 方案的選擇主要著眼于非圓齒輪在無(wú)級(jí)變速裝置中的布局方式上，因?yàn)?，根?jù)非圓齒輪傳動(dòng)的特性，其實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速都需要改變相應(yīng)的級(jí)間相位角，在這一點(diǎn)上，上面的兩種方案是一樣的。其傳動(dòng)比 ACi 就從 1變化到 (a1)。圖 4個(gè)非圓齒輪的分布情況．其中圖 a、 b分別為 00?? 、 ?? 時(shí)非圓齒輪 C的兩個(gè)不同位置。 )。每個(gè)傳動(dòng)分支由輸入軸、兩對(duì)非圓齒輪、中間軸、超越離合器、相位調(diào)節(jié)軸以及圓齒輪、輸出軸組成， 4個(gè)組的相位差為 90。 該方案也是通過(guò)改變級(jí)間相位角實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)，其原理如下： 圖 圖 非圓齒輪無(wú)級(jí)變速運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 圖 1為箱體， 1 1 1 1 1 1 2 22為非圓齒輪， 13為級(jí)間相位調(diào)節(jié)軸， 12為超越離合器， 14為中間軸， 2 25為圓柱齒輪， 26為支撐架， 27為蝸輪蝸桿。 該非圓齒輪傳動(dòng)裝置有一個(gè)主軸，主軸四周分布二 — 四個(gè)恒星軸，每個(gè)恒星軸都有一個(gè)行星軸，這就是行星軸布局方式的技術(shù)特征。由于 ADi 和 ALi 處于最小值的 時(shí)間是錯(cuò)開(kāi)的，所以 AKi 成為一個(gè)常量，整個(gè)輪系的傳動(dòng)比為一常量。由于傳動(dòng)比 1?FKi （不考慮旋轉(zhuǎn)方向），棘輪的傳動(dòng)比 1?DFi ，所以 ADAK ii ? ，當(dāng) ADi 處于最小值時(shí)， ADAK ii ? 。每個(gè)支流有帶有惰輪的非圓齒輪傳動(dòng)，其中 M軸為恒星軸， N軸為行星 軸， H為系桿。 [3] [4] 該方案通過(guò)改變級(jí)間相位角實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)，其原理如下： 圖所示的是二級(jí)二支流傳動(dòng)輪系： A輪為首輪， K輪為末輪。 ?? ?? Bb)0( 39。39。我們可以采用具有封閉節(jié)曲線的二級(jí)非圓齒輪機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)．其傳動(dòng)比函數(shù)如下： 單級(jí)傳動(dòng)比函數(shù)為： （ ） （ ） ?B39。如圖 A和輪 B為兩個(gè)非圓齒輪，嚙合時(shí)其傳動(dòng)比函數(shù) iAB 可為極角 ? 數(shù)的函數(shù)，即 1???? kBAABi ?? (? 1， k為常數(shù) ) （ ） 對(duì)圖 所示的二級(jí)非圓齒輪傳動(dòng)，令第一、二級(jí)的傳動(dòng)比函數(shù)分別為： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 圖 單級(jí)非圓齒輪傳動(dòng) ??? ????ABBAi （ ） ??? ??OBkCBBCi ??? () 則式 ()除以式 ()，可得到總傳動(dòng)比為： iAC =??CA =iiBABC = ?? ???BOBKK ? ??O () 圖 二級(jí)非圓齒輪傳動(dòng) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 上式中 ?O 為級(jí)間相位角，由式 (3)知，當(dāng) ?O 保持為常量時(shí)，總傳動(dòng)比 iAC為定值，即獲得了定傳動(dòng)比傳動(dòng)，若 ?O連續(xù)改變時(shí)，則 iAC 也相應(yīng)地連續(xù)改變了，從而實(shí)現(xiàn)了無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)。 當(dāng)一對(duì)非圓齒輪傳動(dòng)時(shí)。非圓齒輪與其它機(jī)構(gòu)組合，還可實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)、振蕩及問(wèn)歇等各種復(fù)雜特殊的運(yùn)動(dòng)，而且還可獲得較好的傳動(dòng)性能。非圓齒輪機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)學(xué)方面的特征，就是能實(shí)現(xiàn)主動(dòng)件和從動(dòng)件轉(zhuǎn)角間的非線性關(guān)系。由于非圓齒輪的節(jié)曲線曲率半徑是變量，故由回轉(zhuǎn)中心到嚙合節(jié)點(diǎn)的向量也是變量，因而在一對(duì)非圓齒輪的嚙合過(guò)程中，其傳動(dòng)比是變化的。 m 運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠，無(wú)明顯沖擊 傳動(dòng)速比范圍較大，能實(shí)現(xiàn)連續(xù)無(wú)級(jí)變速傳動(dòng) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 第二章 非圓齒輪實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速的原理 [2] 非圓齒輪的基本理論知識(shí) 非圓齒輪可以認(rèn)為是圓齒輪的一種變形，即其滾動(dòng)節(jié)圓巳變?yōu)榉菆A形，稱(chēng)之為節(jié) 曲線。 課題任務(wù) 課題名稱(chēng)：齒輪型無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)仿真 本課題要求設(shè)計(jì)一種由可控相位的多組并列非圓齒輪無(wú)級(jí)變速定軸輪系 超越離合器 圓齒輪變速機(jī)構(gòu)組成的齒輪型無(wú)級(jí)變速器，并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。這兩種非圓齒輪無(wú)級(jí)變速裝置均是采用定軸非圓齒輪輪系實(shí)現(xiàn)的無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)，與國(guó)外非圓齒輪無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)裝置相比，消除了內(nèi)部的封閉功率，提高了傳動(dòng)效率。 國(guó)內(nèi)對(duì)非圓齒輪的研究起步較晚，在二十世紀(jì)八十年代到九十年代末，我國(guó)不少學(xué)者從非圓齒輪的齒廓形狀、節(jié)曲線設(shè)計(jì)、重合度計(jì)算以及實(shí)際應(yīng)用等方面對(duì)非圓齒輪傳動(dòng)技術(shù)進(jìn) 行了深入的研究，并取得了一定的研究成果；之后隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，許多學(xué)者利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，對(duì)非圓齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)、模擬仿真作了研究探討。最近，由 Dooner 和 Seireg 推出一種能夠產(chǎn)生鋸齒型速比的非圓齒輪傳動(dòng)的無(wú)級(jí)變速器，非圓齒輪裝置間采用可控相位和行星加法差速器，其可以在規(guī)定的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 非圓齒輪應(yīng)用于無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)早在 1975 年就得到了實(shí)現(xiàn)， Keer 首先采用非圓齒輪（ noncircle gear）和含錐齒輪傳動(dòng)和超越離合器的加法差速器機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速技術(shù) ,并申請(qǐng)了差速器 CVT 專(zhuān)利。 一對(duì)非圓齒輪傳動(dòng)具有非勻速比傳動(dòng)的特性，其傳動(dòng)比是一個(gè)函數(shù)，屬于共軛嚙合傳動(dòng)，利用兩級(jí)非圓齒輪的傳動(dòng)特性可以連續(xù)實(shí)現(xiàn)可變定傳動(dòng)比，對(duì)提高傳動(dòng) 裝置的最大輸入轉(zhuǎn)矩具有很大的潛力。因?yàn)閺脑嫉南鹉z帶無(wú)級(jí)變速器開(kāi)始，到有級(jí)的齒輪變速器過(guò)渡，再到現(xiàn)代的金屬鏈以及金屬帶無(wú)級(jí)變速器，百年大回轉(zhuǎn)說(shuō)明只有無(wú)級(jí)變速器才是汽車(chē)最理想的變速器。 目前，在汽車(chē)廣泛使用的自動(dòng)變速器技術(shù)，是將變矩器和行星齒輪機(jī)構(gòu)組合的自動(dòng)變速器技術(shù)，但這種組合還存在著明顯的缺陷：傳動(dòng)比不連續(xù)，只能實(shí)現(xiàn)分段范圍內(nèi)的無(wú)級(jí)變速，同時(shí)，靠液力傳遞的動(dòng)力效率影響了整車(chē)的動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)性能，只有增加前進(jìn)檔檔位數(shù)來(lái)擴(kuò)大速比范圍，這樣就必須增加使用換檔執(zhí)行元件和行星排數(shù)量來(lái)實(shí)現(xiàn)多檔速比，因此無(wú)形中又增加了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜性和成本費(fèi)用，而且由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜給維修帶來(lái)諸多不便，現(xiàn)在真正意義的無(wú)級(jí)變速器恰恰解決了這一技術(shù)難題。本課題要求設(shè)計(jì)一種由可控相位的多組并列非圓齒輪無(wú)級(jí)變速定軸輪系 超越離合器 圓齒輪變速機(jī)構(gòu)組成的齒輪型無(wú)級(jí)變速器，并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。 齒輪型無(wú)級(jí)變速裝置由可控相位的多組（本設(shè)計(jì)中為 6 組）并列非圓齒輪無(wú)級(jí)變速定軸輪系 — 超越離合器 — 圓齒輪變速機(jī)構(gòu)組成。齒輪型無(wú)級(jí)變 速傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)仿真 畢業(yè)設(shè)計(jì) 齒輪型無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)仿真 摘要 本文在學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)，理解非圓齒輪基本概念和基本方法的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地闡述了非圓齒輪實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速的工作原理、設(shè)計(jì)方法及計(jì)算校核過(guò)程，繪制了齒輪型無(wú)級(jí)變速裝置裝配總圖和部分零件圖，并進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)仿真。采用無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)裝置取代傳統(tǒng)的汽車(chē)多擋有級(jí)變速器，不僅有利于節(jié)能（降低油耗）和環(huán)保（減少?gòu)U氣排放），而且變速操作簡(jiǎn)便。 關(guān)鍵詞： 非圓齒輪 無(wú) 級(jí)變速 傳動(dòng)速比 齒輪型無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)仿真 Abstract This paper is studying related knowledge, prehending a non circle gear which the foundation of the basic concept and basic method, systematically elaborated a non circle gear how to work, the principle of the design method and match process. Have drawn the assemble diagram and parts of spare parts diagrams. The adoption has transmission equipment of continuously variable transmission to replace a traditional automobile to block the class gearbox more soon, not only being advantageous to the economy energy(lower oil to consume) and environmental protection(reduce waste gas to exhaust), but also being to operate soon simple. The gear CVT type has some(this design in for 6 sets of) parallel noncircle gearsoverrunning clutchmon gears, whose phaseangle be controlled by the certain equipment . Key words: noncircle gear continuously variable transmission transmission ratio 齒輪型無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)仿真 目 錄 第一章 概論 ?????????????????????????? 1 課題的來(lái)源、意義及國(guó)內(nèi)外的現(xiàn)狀和發(fā)展 ?????????? 1 課題任務(wù) ???????????????? ???????? 2 第二章 非圓齒輪實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速的原理 ??????????????? 3 非圓齒輪的基本理論知識(shí)????????????????? 3 非圓齒輪的傳動(dòng)特性??????????????????? 3 第三章 傳動(dòng)方案的選定 ??????????????????? ?? 6 星型布局方式 ?? ???????????? ???????? 6 并列布局方式 ?????????????????????? 8 方案對(duì)比選擇 ?????????????????????? ? 10 第 四章 非圓齒輪設(shè)計(jì) ????????? ?? ????? ????? ? 11 非圓齒輪的中心距與節(jié)曲線方程 ??????????????? 11 中心距的確定 ??????????????????????? 12 非圓齒輪的齒廓 ?????? ? ?? ??? ??????????? 14 裝置結(jié)構(gòu)圖 ???????????????????? ????? 14 第五章 非圓齒輪定軸輪系強(qiáng)度計(jì)算 ???????????????? 16 變速器的中心距 A????????????????????? 16 齒寬 B 的計(jì)算 ??????????????????????? 17 齒形、壓力角 ? 及螺旋角 ? ?????????????????? 17 第六章 變速裝置齒輪和軸的材料選用及強(qiáng)度校核 ?????????? 19 材料選用 ??????????? ?? ??? ?? ?????? ??? 19 強(qiáng)度計(jì)算及校核 ???????????????????? ???? 19 變速器軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 ?????????? ?? ??? ?? ??? ?? 21 蝸輪蝸桿設(shè)計(jì) ???????????? ?? ??? ?? ????? 25 第七章 其他零件的設(shè)計(jì)選用 ????? ?? ?????????? ??? 30 ???????????? ?? ??? ?? ?????? ? 30 齒輪型無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)仿真 ??????? ?? ??? ?? ??? ??? ?? ? 30 ????????? ?? ??? ?? ?? ?????? 31 第八章 箱體設(shè)計(jì) ??????????? ?? ??? ?? ?????? ? 33 第九章 非圓齒輪傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)仿真 ??????? ?? ??? ?? ??? 34 ???????????? ?? ??? ?? ??? 34