【正文】 日益增多而得到廣泛應(yīng)用和發(fā)展。當(dāng)對(duì)主、從動(dòng)軸的聯(lián)系關(guān)系進(jìn)行控制時(shí)，則兩軸間的傳動(dòng)比發(fā)生變化（在兩極值范圍內(nèi)連續(xù)而任意地變化）。無(wú)級(jí)變速器與定傳動(dòng)比傳動(dòng)及有級(jí)變速傳動(dòng)（它只有有限的幾種傳動(dòng)比）相比，其優(yōu)點(diǎn)是能夠根據(jù)工作需要在一定范圍內(nèi)連續(xù)變換速度，以適應(yīng)輸出轉(zhuǎn)速和外界負(fù)載變化的要求 ，摩擦式機(jī)械無(wú)級(jí)變速器依靠傳動(dòng)元件之間的摩擦進(jìn)行傳動(dòng)，鋼材材質(zhì)、加工工藝水平和潤(rùn)滑油料品質(zhì)等因素是摩擦式機(jī)械式無(wú)級(jí)變速器不斷發(fā)展的重要保證。 關(guān)鍵詞： 無(wú)級(jí)變速器；摩擦式；傳動(dòng)；潤(rùn)滑； 10 The structure design of CVT machine of friction type Abstract: Under the action of some kind of control which can make the output of the machine spindle speed in two extreme CVT within the framework of the continuous variation of the transmission with the highspeed development of machinery, materials and processing technology and its demand is growing and is widely used and CVT transmission of the driving and driven by passing two shaft torque in the middle of the medium (mechanical ponents, fluid, electromagic flow, etc.), the two shaft linked directly or indirectly, and transfer were related to the Lord, driven shaft to control, is the ratio between the two axis change (within the scope of the two extreme consecutive and arbitrarily change).With mechanical ponents as a medium for mechanical CVT, among which include friction and and constant transmission ratio transmission and continuously variable transmission (it39。Friction type。Lubrication。 無(wú)級(jí)變速器在輸入轉(zhuǎn)速不變的情況下，能實(shí)現(xiàn)輸出軸的轉(zhuǎn)速在一定范圍內(nèi)連續(xù)變化，以滿足機(jī)器或生產(chǎn)系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中各種不同工況的要求；其結(jié)構(gòu)特征主要是由變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、調(diào)速機(jī)構(gòu)以及加壓裝置或輸出機(jī)構(gòu)三部分組成，無(wú)級(jí)變速器分為機(jī)械無(wú)級(jí)變速器，液壓傳動(dòng)無(wú)級(jí)變速器，電力傳動(dòng)無(wú)級(jí)變速器三種。 機(jī)械無(wú)級(jí)變速器最早是出現(xiàn)在十九世紀(jì)九十年代，到二十世紀(jì)三十年代逐漸開(kāi)始發(fā)展起來(lái)，由于材質(zhì)與工藝等方面的技術(shù)發(fā)展緩慢導(dǎo)致了無(wú)級(jí)變速也發(fā)展遲緩，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，尤其是七十年代以后，隨著先進(jìn)的冶煉和熱處理技術(shù)，精密加工和數(shù)控機(jī)床技術(shù)以及牽引傳動(dòng)理論與高品質(zhì)油的出現(xiàn)和發(fā)展，解決了許多研制和生產(chǎn)無(wú)級(jí)變速器的限制因素，同時(shí)，生產(chǎn)工藝流程實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化以及機(jī)械工作性能的改進(jìn)，都促進(jìn)了無(wú)級(jí)變速器的快速發(fā)展，在不同的領(lǐng)域，大量機(jī)器設(shè)備需要采用無(wú)級(jí)變速，尤其在汽車行業(yè)需求更為突出，因此，機(jī)械無(wú)級(jí)變速器得到廣泛迅速的發(fā)展。直 至八十 年代中期以后，隨著國(guó)外先進(jìn)設(shè)備的大量引進(jìn)，工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化及自動(dòng)流水線的迅速發(fā)展，對(duì)各種類型機(jī)械無(wú)級(jí)變速器的需求大幅度增加，專業(yè)廠才開(kāi)始建立并進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)，一些高等院校也開(kāi)展了該領(lǐng)域的研究工作 ，又 經(jīng)過(guò) 二三十 年的發(fā)展 ，由于真空冶煉技術(shù)的應(yīng)用、超精密工藝的日臻完善以及潤(rùn)滑油料摩擦特性方面的改進(jìn)，使得機(jī)械無(wú)級(jí)變速器已經(jīng)系列化生產(chǎn)，并以 通過(guò)部件的形式供應(yīng)于市場(chǎng)，近十年來(lái)，由于能源危機(jī)的出現(xiàn)，人們對(duì)機(jī)械無(wú)級(jí)變速器在交通運(yùn)輸工具上應(yīng)用又進(jìn)行了大量的研究，并取得了一定的成效。 近年來(lái)摩擦式無(wú)級(jí)變速器在國(guó)外獲得了較快的發(fā)展，其傳動(dòng)功率從幾十到幾千瓦，并可在接近于0~10000 轉(zhuǎn) /分的輸出速度下工作，效率約為 75%到 95%，與傳統(tǒng)的齒輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)及皮帶傳動(dòng)相比， 不僅可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速而且傳動(dòng)零件的形狀比較簡(jiǎn)單無(wú)需很高的精度因此加工費(fèi)用較低，現(xiàn)已獲得人們普遍地重視。調(diào)速結(jié)構(gòu)則分為一元件相對(duì)于另一元件沿接觸面移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)（或偏轉(zhuǎn)）兩種形式。 目前對(duì)摩擦無(wú)級(jí)變速器的傳動(dòng)機(jī)理研究得并不充分，有待深入研究。 167。 機(jī)械無(wú)級(jí)變速器傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操縱方便、傳動(dòng)效率高、恒功率特性好、噪聲低等優(yōu)點(diǎn)，因此，能適應(yīng)變工況工作、簡(jiǎn)化傳動(dòng)方案，節(jié)約能源和減少環(huán)境污染等要求，在工業(yè)界受到越來(lái)越多的重視和采用。 CVT，它的優(yōu)點(diǎn)是重量輕，體積小，零件少，與 AT 比較具有較高的運(yùn)行效率 ，油耗較低。近年來(lái)經(jīng)過(guò)各大汽車公司的大力研究，情況有所改善。機(jī)械傳動(dòng)的特點(diǎn)主要是：轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，滑動(dòng)率小，工作可靠，具有恒功率機(jī)械特性，傳動(dòng)效率較高，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，價(jià)格相對(duì)便宜；但零部件加工及潤(rùn)滑要求較高，承載能力較低，抗過(guò)載及耐沖擊性較差，故一般適合于中、小功率傳動(dòng)。 摩擦式無(wú)級(jí)變速器 ， 它靠旋轉(zhuǎn)體間的接觸摩擦力來(lái)傳遞動(dòng)力 ,通過(guò)改變輸入、輸出的作用半徑，連續(xù)地改變了傳動(dòng)比。帶錐度的主動(dòng)輪和壓盤被一組碟形彈簧壓緊，輸入軸與主動(dòng)輪用鍵聯(lián)接，而組成壓緊的主動(dòng)裝置。轉(zhuǎn)動(dòng)手輪帶動(dòng)調(diào)速凸輪改變角向位置的同時(shí)，調(diào)速 凸輪的端面曲線經(jīng)平面彈子夾和固定凸輪的端面曲線作用，使調(diào)速凸輪產(chǎn)生軸向移動(dòng)，從而均勻改變調(diào)速凸輪和固定環(huán)之間的間隔，使錐度行星摩擦輪產(chǎn)生徑向移動(dòng)。 摩擦式無(wú)級(jí)變速器傳動(dòng)的工作能力主要取決于傳動(dòng)元件和壓緊裝置的工作能力，其失效形式主要是傳動(dòng)元件和加壓元件的疲勞點(diǎn)蝕、膠合、磨損及壓潰。傳動(dòng)元件之間為點(diǎn)接觸或線接觸，接觸點(diǎn)的位置在不斷地 變化，因此，在這些接觸，通常發(fā)生與齒輪傳動(dòng)相似的點(diǎn)上應(yīng)力是屬于交變的接觸應(yīng)力（通常高達(dá) 1000~2500MPa） 疲勞點(diǎn)蝕破壞和磨損，帶來(lái)的后果是傳動(dòng)出現(xiàn)振動(dòng)、沖擊和噪聲，最終導(dǎo)致不能工作。 綜上所述 ， 可以看出采用無(wú)級(jí)變速器，尤其是配合減速傳動(dòng)時(shí)進(jìn)一步擴(kuò)大其變速范圍與輸出轉(zhuǎn)矩，能更好的適應(yīng)各種工況要求，使之效能最佳，在提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，適應(yīng)產(chǎn)品變換需要，節(jié)約能源，實(shí) 現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的機(jī)械化、自動(dòng)化等各方面皆具有顯著的效果。 167。使用條件包括：工作機(jī)械的變速范圍；最高速時(shí)所需的轉(zhuǎn)矩和功率；最常使用的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩；負(fù)載變動(dòng)情況；使用時(shí)間（時(shí) /日）；升速與降速情況；啟、制動(dòng)頻繁程度；有無(wú)正 反向使用要求及其頻繁程度；換算到變速器輸出軸上的工作機(jī)械的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等。 ① .對(duì)于機(jī)械特性 選擇變速器的類型時(shí)，應(yīng)首先明確機(jī)械本身在整個(gè)變速器范圍內(nèi)對(duì)功率或轉(zhuǎn)矩的要求。例如：機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)在全變速范圍內(nèi)，傳動(dòng)功率基本恒定，這時(shí)只能選用 KoppK、KoppB、 FU 型和寬三角帶式無(wú)級(jí)變速器。當(dāng)然，滿足恒功率使用要求的無(wú)級(jí)變速器亦可用于恒轉(zhuǎn)矩的使用場(chǎng)合。 ② .對(duì)于 轉(zhuǎn)速特性 （ 1）轉(zhuǎn)速范圍：機(jī)械的工作轉(zhuǎn)速范圍也是選擇無(wú)級(jí)變速器類型的重要依據(jù)。 （ 2）運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性：脈動(dòng)式和齒鏈?zhǔn)綗o(wú)級(jí)變速器的輸出角速度有一定的不均勻性，因而不適用于運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性要求的場(chǎng)合，如磨 床主傳動(dòng)系統(tǒng)。分離傳動(dòng)的機(jī)械對(duì)變速器沒(méi)有嚴(yán)格要求；而集中傳動(dòng)時(shí)將十分重視體積問(wèn)題，這就有必要了解各種無(wú)級(jí)變速器的功率容積比率。有的是同軸線的；有的兩軸平行并有一定距離要求；還有一些無(wú)級(jí)變速器的輸出軸于輸入軸是相交或交錯(cuò)的；選用時(shí)應(yīng)注意這些問(wèn)題。如齒鏈?zhǔn)?、寬三角帶式無(wú)級(jí)變速器就不適合在軸線與地面呈垂直狀態(tài)下使用。如果某種無(wú)級(jí)變速器從功率特性和轉(zhuǎn)速范圍考慮是適用的，但不能滿足清潔要求，則仍不可用，如開(kāi)式帶式無(wú)級(jí)變速器由于帶的磨損將會(huì)污染環(huán)境。 （ 2）調(diào)速時(shí)間、手輪上使用的最大力矩。 ⑤ .其它問(wèn)題 如振動(dòng)、噪聲、溫升、滑動(dòng)率、空載功率以及遠(yuǎn)距離自動(dòng)控制的可能性等。 二、機(jī)械無(wú)級(jí)變速器的潤(rùn)滑與密封 ① .潤(rùn)滑方式與潤(rùn)滑油 一般的金屬摩擦式無(wú)級(jí)變速器靠浸油飛濺潤(rùn)滑。但在啟動(dòng)前必須檢查油位，停車時(shí)必須保證油位在標(biāo)準(zhǔn)線上。 機(jī)械無(wú)級(jí) 變速器是按摩擦傳動(dòng)的 實(shí)現(xiàn)調(diào)速并傳遞動(dòng)力的，因此它所采用的潤(rùn)滑油與普通的齒輪箱用油不同，必須按照原設(shè)計(jì)要求或說(shuō)明書(shū)上的規(guī)定，采用專用無(wú)級(jí)變速器油。 1）傳遞動(dòng)力在變速器結(jié)構(gòu)參數(shù)已定的前提下，油的品質(zhì)將成為機(jī)械能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)和滿足工作要求的關(guān)鍵。 對(duì)無(wú)級(jí)變速器專用油的要求 :1）摩擦特性好； 2）適當(dāng)?shù)恼扯群驼扯戎笖?shù)； 3）剪切、氧化安定性好； 4）抗泡性好； 5）油膜強(qiáng)度高。對(duì)于開(kāi)式傳動(dòng)或只傳遞運(yùn)動(dòng)而受力極小的無(wú)級(jí)變速裝置來(lái)說(shuō)，密封裝置的主要作用是保護(hù)軸承。對(duì)于閉式無(wú)級(jí)變速器，如果密封不 好，油液不斷外漏將使油池中的油量不斷減少，必然使各部件的正常潤(rùn)滑受到影響，溫升大大增高，以至不能正常共組。 對(duì)于工作環(huán)境惡劣和輸出軸轉(zhuǎn)速很高的變速器，除采用毛氈或皮碗密封之外，還可考慮采用甩油擋板或迷宮密封結(jié)構(gòu)。 167。 設(shè)計(jì)要求：安裝拆卸要方便；外觀要?jiǎng)蚍Q，美觀；調(diào)速要靈活，調(diào)速過(guò)程中不能出現(xiàn)卡死現(xiàn)象，能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無(wú)級(jí)調(diào)速；關(guān)鍵部件滿足強(qiáng)度和壽命要求。 17 第二章 摩擦無(wú)級(jí)變速器的機(jī)械特性加壓裝置和調(diào)速機(jī)構(gòu) 167。它 常以 n2 為橫坐標(biāo)， M2 或 N2 為縱坐標(biāo)的平面曲線M2=M（ n2）或 N2=N（ n2）來(lái)表示。反之 n2 上升時(shí)， M2 值下降也愈快。這種機(jī)械特性相對(duì)來(lái)說(shuō)就較“硬”。則外界負(fù)載轉(zhuǎn)矩很小變動(dòng)，就足以引起轉(zhuǎn)速巨大的變動(dòng)，這種機(jī)械特性就很“軟”。 圖 21 機(jī)械特性及剛性系數(shù) n 2M 2a AM 2=M (n 2)圖2 1 機(jī)械特性及 剛性系數(shù) 18 圖 22 恒功率與恒轉(zhuǎn)矩機(jī)械特性 ————— 表示恒轉(zhuǎn)矩機(jī)械特性 表示恒功率機(jī)械特性 這時(shí)，輸出轉(zhuǎn)矩與輸出轉(zhuǎn)速呈雙曲線關(guān)系，有“硬”的機(jī)械特性。工作中有很高的穩(wěn)定性，能充分利用原動(dòng)機(jī)的全部功 率。 3. 變功率、變轉(zhuǎn)矩特性．變速其的輸出轉(zhuǎn)速隨其負(fù)載轉(zhuǎn)矩和功率的變化而變化，其變化規(guī)律復(fù)雜多樣，通常以試驗(yàn)方法來(lái)確定。我們把變速器在調(diào)速過(guò)程中有強(qiáng)度條件所限定的、變速器所能提供的轉(zhuǎn)矩（或功率）與輸出轉(zhuǎn)速的關(guān)系稱為容許 輸出特性。至于實(shí)際上輸出了多大的功率和轉(zhuǎn)矩，則需視具體工作情況而定。 （一）常用操縱機(jī)構(gòu)的型式 調(diào)速操縱機(jī)構(gòu)的作用是：根據(jù)工作要求以手動(dòng)或自動(dòng)控制方式，改變滾動(dòng)體間的尺寸比例關(guān)系，來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。 n 2 maxM 2n 2 minn 2N 2 N 2 =N (n 2 )N 2 =N (n 2 )M 2=M (n 2)M 2=M (n 2)圖2 2 恒 功率與恒轉(zhuǎn)矩 機(jī)械特性 表示恒轉(zhuǎn)矩機(jī)械特性 表 示恒功率機(jī)械特性 19 1. 通過(guò)使?jié)L動(dòng)體移動(dòng)來(lái)改變工作半徑的。 2. 通過(guò)使?jié)L動(dòng)體的軸線偏轉(zhuǎn)來(lái)改變工作半徑。 167。 （一）、壓緊力的確定 加壓裝置的任務(wù)是使?jié)L動(dòng)體彼此相互壓緊，并在接觸區(qū)產(chǎn)生恰當(dāng)?shù)哪Σ亮Γ? F=fQ=kfP，以傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。 變速傳動(dòng)所需的加壓特性取決于摩擦傳動(dòng)的形式及其機(jī)械特性。 （三）、恒壓式加壓裝置 恒壓式加壓裝置的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于布置，能防止過(guò)載，但由于其壓緊力是恒定的，為使傳動(dòng)可靠，壓緊力的大小必須按最大負(fù)載來(lái)調(diào)整，所以滾動(dòng)體，軸及軸承等始終處于很大的壓緊力作用。 （四）、自動(dòng)加壓裝置 大多數(shù)無(wú)級(jí)變速器均采用自動(dòng)加壓裝置，其壓緊力與負(fù)載轉(zhuǎn)矩成反比變化，可減少滑動(dòng)，提高傳動(dòng)效率和壽命，便于實(shí)現(xiàn) 恒功率傳動(dòng)以充分利用動(dòng)力，但不能防止過(guò)載，因而應(yīng)設(shè)置限制過(guò)載的安全聯(lián)軸器等過(guò)載保護(hù)裝置。 這種變速器的典型結(jié)構(gòu)如圖 ，從動(dòng)軸 1 和 4 上分別裝著兩對(duì)可分離錐輪 和 2， 3；一個(gè)沒(méi)有支承的鋼環(huán) 9 緊套在兩對(duì)錐輪之間（當(dāng)兩軸線在同一水平面上時(shí)，環(huán)在重力作用下貼附于兩對(duì)錐輪上，而當(dāng)兩軸線在同一鉛垂平面內(nèi)時(shí)，則應(yīng)使環(huán)與兩對(duì)錐輪間有一定的過(guò)盈 ，以保證一定的預(yù)緊力），錐輪 2， 8 與軸 4， 1 用花鍵相聯(lián)，并可在軸上作軸向移動(dòng)；錐輪 3， 10 則用平鍵固聯(lián)于軸 4， 1 上；依靠鋼環(huán)與錐輪之間的摩擦力將軸 1 的動(dòng)力傳給軸 4 而輸出。 ，從動(dòng)錐輪之間的初始間隙（或過(guò)盈），可以通過(guò)拉桿 5 來(lái)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)時(shí)，松開(kāi)止動(dòng)銷 14，轉(zhuǎn)動(dòng)拉桿，其左端的螺紋