【正文】 導(dǎo)與證明 ； 并對給定參數(shù)進(jìn)行計算，校核設(shè)計參數(shù) ； 最后將 菱錐錐輪式無級變速器的裝配圖和 變速器上的 主要傳動元件 （例如菱錐，輸入軸和輸出軸等） 的零件圖 按照 計算 校核所得數(shù)值進(jìn)行繪制 ， 從而 將此 菱錐式無級 變速器的工藝 和結(jié)構(gòu) 等方面的要求 表現(xiàn)的更為清楚 。從而可以 滿足的傳動比要求。因此在使用菱錐式無級變速器的場合應(yīng)該盡量避免上述情況的發(fā)生。但是，菱錐式 無級變速器 具有良好的結(jié)構(gòu)和優(yōu)越的性能。因此，菱錐式無級變速器在實際生產(chǎn)中具有很強(qiáng)的實用價值。 關(guān)鍵詞 無級變速器；摩擦式；菱錐式 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 II KoppK mechanical structure design Abstract KoppK is a kind of frictional stepless transmission, the movement of the transmission is mainly rely on the friction. In this design, transmission element is diamond cone wheel in the middle. When passing movement, KoppK is by changing the two cone wheel radius of instantaneous contact to change the transmission ratio, so as to realize the output torque and rotational speed of the output shaft can be arbitrarily change. In this design, the detailed analysis in the process of transmission movement transmission input shaft and output shaft, driving wheel, pressure device, ling cone, driven wheel and the driven work principle of the outer ring and in the process of driving force of parts of relationship。 And for a given parameter to calculate, check the design parameters。從而滿足無級變速的要求及其在實際的生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，各種不同實際工況的要求；無級變速器的結(jié)構(gòu)特征主要是：需要由輸入機(jī)構(gòu)、輸出機(jī)構(gòu)、調(diào)速機(jī)構(gòu)和加壓裝置（無級變速器的核心機(jī)構(gòu)）四部分組成。被廣泛的應(yīng)用于輸入的功率一定的情況下，因運(yùn)行過程中所受阻 尼的變化而需要通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速從而可以輸出所需大小的扭矩。除上述情況外，還可以按各種實際情況中各種規(guī)律的變化或著是不規(guī)律的變化要求進(jìn)行速度調(diào)節(jié)，從而更好的實現(xiàn)半自動、自動控制或各種程序控制等。在適應(yīng)產(chǎn)品的速度變換需要，達(dá)到節(jié)能減排的目的，并且實現(xiàn)整個生產(chǎn)流程的機(jī)械化與自動化，提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和成品率等各個方面都具有明顯的功效。目前，摩擦式無級變速器已開發(fā)出不同類型的變速器并且許多類型已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化系列化生產(chǎn)。 行星環(huán)錐式無級變速器（ RX型） 行星環(huán)錐式無級變速器（ RX 型）是在行星外錐式無級變速器（ RX型）和行星內(nèi)錐式無級變速器（ BUS）基礎(chǔ)之上改進(jìn)的產(chǎn)品。這樣可以使各個接觸點的受力進(jìn)行自動的調(diào)整平衡。而且消除了多 余的約束，避免這些約束引起偏載和零件損傷。 RX 型無級變速器的特點是輸出轉(zhuǎn)速的范圍擴(kuò)大，恒功率特性得到改進(jìn)，傳遞功率提高，過載能力增強(qiáng)。 行星環(huán)錐式無級變速器（ RX 型）是一種減速型的通用變速器，在實際生產(chǎn)加工中，行星環(huán)錐式無級變速器（ RX 型）適用于化工、包裝、食品、輕工以及建筑等機(jī)械行業(yè)的流水線上。 鋼球錐式無級變速器（ KoppB型、 XB 型） KoppB 型無級變速器是四十年代后期瑞士開發(fā)的產(chǎn)品，在國內(nèi)只作為機(jī)床、化工等專用設(shè)備的配件，生產(chǎn)量較小。XB 型無級變速器是 KoppB 型無級變速器的改進(jìn)產(chǎn)品，它的工作原理與KoppB 相同。 這種類型的無級變速器既可以進(jìn)行升速也可以進(jìn)行減速。輸出轉(zhuǎn)速最高時和輸出轉(zhuǎn)速最低時的輸出扭矩比值大約是1:4。在用于泵類、風(fēng)機(jī)機(jī)械時可以產(chǎn)生明顯的節(jié)能效果。轉(zhuǎn)環(huán)直動式無級變速器還有一種簡化結(jié)構(gòu)形式，被稱為 RS 型直動螺母。 RG 型變速器的主要特點是：輸入的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變成輸出的直線移動，并且能夠?qū)崿F(xiàn)自動直線往復(fù)運(yùn)動。形成長度最大可以達(dá)到 5m；移動速度可從 0m/s 到 ，并且正反向的速度可以不同。 轉(zhuǎn)環(huán)直動式無級變速器首先最適合應(yīng)用于收排線機(jī)構(gòu)。 該產(chǎn)品在國內(nèi)現(xiàn)有的產(chǎn)品為 HPQ 系列光桿排線器。 行星錐盤式無級變速器（ DISCO型） 行星錐盤式無級變速器（ DISCO 型）是現(xiàn)階段國內(nèi)外應(yīng)用于生產(chǎn)最多的一種通用變速器。另一種是差動式行星錐盤無級變速器，即在基本型的輸出端上加一組差動輪系 。 行星錐盤式無級變速器（ DISCO 型）屬于減速性變速器，其機(jī)械特性介于恒扭矩與恒功率之間，高速時輸出的轉(zhuǎn)矩與 低速時輸出的轉(zhuǎn)矩之比大學(xué)時 1:2~。因此行星錐盤式無級變速器（ DISCO 型）是國內(nèi)外產(chǎn)量最大的一種無級變速器。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 4 目前在國內(nèi)行星錐盤式無級變速器已經(jīng)有了自己的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)： JB/T 695093 和 JB/T 501501999。 錐盤環(huán)盤式無級變速器 錐盤環(huán)盤式無級變速器是一種比較常用也是一種比較典型的直接傳動式無級變速器。兩者的傳動原理和結(jié)構(gòu)基本相同。濕式采用鋼材制成，工作時采用潤滑油。與同類型的無級變速器相比它的有點可以概括為以下幾點：可以在正、反向運(yùn)轉(zhuǎn)時 工作，噪音較低，結(jié)構(gòu)簡單，傳動平穩(wěn)們可以在停止轉(zhuǎn)動時進(jìn)行調(diào)速。此外，由于干式變速器在傳動中不需要潤滑油，因此還可以用于一些防油污染的設(shè)備。 多盤式無級變速器（ Beier 型） 多盤式無級變速器（ Beier 型）又被稱為白威爾（ Beier）無級變速器，是從五十年代開始由日本研制生產(chǎn)的一種直接傳動式無級變速器。可根據(jù)工作特性的不同分為恒功率型和恒扭矩型，恒功率型在全速度變化范圍內(nèi)輸出的轉(zhuǎn)矩與輸出的速度近似成反比關(guān)系。 大變速范圍型：又稱為雙極型變速器。但是傳動效率較低。 除以上三種變速器以外，多盤式無級變速器（ Beier 型）還有帶齒輪或者擺線減速裝置的低速型多盤式變減速器。但是，由于它滑動率較低，受力平衡，傳動效率高，轉(zhuǎn)動部分慣性矩小和運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。例如：化工機(jī)械、橡膠機(jī)械、石油機(jī)械、造紙等輕工機(jī)械和礦山冶金機(jī)械。它是在五十年代末繼 KoppB 型之后，由瑞士柯普公司（ Kopp）研制開發(fā)的。目前在世界上除瑞士以外，美、日等國也有生產(chǎn)。菱錐式無級變速器（ KoppK型）是一種性能良好的通用型無級變速器，唯一的缺點就是體積較大。 該類 變速器在國內(nèi)的產(chǎn)品主要是 JWLZ 菱錐錐輪式無級變速器。在 1955 年， 歐洲 著名商用車輛生產(chǎn)商 DAF 公司最先將 ―V‖型橡膠帶無級變速器試裝在汽車上。在二十世紀(jì)八十年代初 ， 由 荷蘭的 VanDoorne博士成立 Van Doorne’ s Transmission 公司 （ 簡稱 VDT 公司 ）在該方面 進(jìn)行許多大規(guī)模試驗 ， 主要是 進(jìn)行 金屬帶式無級變速器的。金屬帶式無級變速器的成功研制對實際生產(chǎn)具有重要意義 。而且 也改變了常規(guī)帶傳動傳遞運(yùn)動的傳統(tǒng)原理，他傳奇性的將帶傳動的傳動方式由拉式傳動改為以推式為主的方式。 無級變速器的商品化生產(chǎn)是直到 二十世紀(jì)八十年代末 才完全實現(xiàn)。 1987 年 富士重工有限公司（ FHI） 將電子控制的無級變速器 （即為 P821 型 ） 成功裝配于 Justy 汽車上（該車的發(fā)動機(jī)排量為發(fā) 1～ 升） ,由此成功的搶占了日本的汽車市場。 在二十世紀(jì)九十年代前后， VDT 公司在第一代產(chǎn)品使用 與 生產(chǎn) 經(jīng)驗 基礎(chǔ)之上，繼而研究了該系列的第 2 代產(chǎn)品。不僅如此 ， 該系列的第二代產(chǎn)品還在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上做了許多改進(jìn)，例如： ，從而 實現(xiàn)了自動控制 。 。 二十世紀(jì) 九十年代初， 德國采埃孚（ ZF） 公司通過改進(jìn) VDT 公司的產(chǎn)品 。 這一款 無級變速器傳動裝置被稱為 Honda Multi Matic。 但是與無級變速器的產(chǎn)品相比 ， 該產(chǎn)品具有一些不同的結(jié)構(gòu)特點，例如： 壓回路。 ， 因此 液壓系統(tǒng)的主動缸 和 被動缸面積可以一樣，所以 缸體可以做成相互對稱結(jié)構(gòu)； 由于 VDT 公司在金屬帶式無級變速器研究方面取得了重大突破，所以通常人們習(xí)慣上又稱金屬帶無級變速器為 VDT—無級變速器，金屬帶無級變速器的 主要 零部件包括：油泵動力源、控制系統(tǒng) 、 起步制動離合器、中間減速 傳動機(jī)構(gòu)、傳動 帶和工作帶輪 。 通常用到的 液壓油泵主要分為兩種形式 ， 分別為葉片泵和齒輪泵。常用的汽 車起步制動離合器通常 有 液力變矩器 、 濕式多片離合器和電磁離和器三種。但由于這種離合器的成本比較高，為了降低生產(chǎn)成本 、 提高效益 ， 研究人員在研究離合器哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 7 一直致力于引用電控技術(shù)，從而實現(xiàn)在多片濕式離合器或電磁離合器的液力變矩器的傳遞特性。 控制系統(tǒng)包括電 液控制系統(tǒng) 、 VDT無級變速器控制系統(tǒng) 、 分機(jī) 液控制系統(tǒng) 、 ，是用來實現(xiàn)無級變速器系統(tǒng)傳動速比無級自動變化的。 此外使用 液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以有效地 應(yīng)用 液壓系統(tǒng)反應(yīng)比較快這一特點。 無級 變速器的電子控制系統(tǒng)通常是由傳感元件、電磁閥 、 電磁控制離合器、電子控制單元組成。 電磁閥還可以用于調(diào)節(jié)液壓 回路 的線壓力 ， 這樣可以提高無級變速器的總體工作性能。 但是 ，如果在高壓的情況下 ， 帶輪夾緊鋼帶，加 大了摩擦力從而避免鋼帶打滑，保證動力可到的傳遞。此外 ， 它還具有更好的燃油經(jīng)濟(jì)性 以及 動力性較好等優(yōu)點。 不過 這一系列問題將會隨著汽車制造行業(yè)的不斷發(fā)展 ， 水平的不斷提高而得到解決 。通過凸輪軸套 3，環(huán)盤 2 與輸出軸上的凸輪 4 固鎖在一起，凸輪套 3 與凸輪 4 可根據(jù)輸出轉(zhuǎn)矩的發(fā)生變化相對轉(zhuǎn)動，迫使凸輪套做軸向移動。假定在其他條件不變的情況下，則增加壓緊力可以增加當(dāng)量摩擦力。轉(zhuǎn)動調(diào)速齒輪 7 可以進(jìn)行調(diào)速， 7 轉(zhuǎn)動，則與 7 嚙合的錐盤座 6 上的齒條會帶動錐盤 1 做上下移動，這樣可以改變錐盤 1 與環(huán)盤 2 的傳動接觸位置。 根據(jù)上圖不難看出，摩擦式無級變速器的結(jié)構(gòu)基本是上由三部分組哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 9 成：一是用于實現(xiàn)變速的調(diào)速機(jī)構(gòu)；二是用于傳遞動力和運(yùn)動的摩擦變速傳動機(jī)構(gòu)；三是用于保證產(chǎn)生傳動時所需摩擦力的加壓裝置。因為摩擦元件的的接觸面形狀一般為圓弧或者是直線為母線的簡單旋轉(zhuǎn)體或者是移動得到的平面或曲面。所以能使調(diào)速機(jī)構(gòu)接觸面改變的運(yùn)動方式一般有兩種：一是一個元件相對于另外一個元件沿其接觸面轉(zhuǎn)動或者是偏轉(zhuǎn)。 對于調(diào)速機(jī)構(gòu)的主要要求有：輕便靈活、定位準(zhǔn)確、結(jié)構(gòu)簡單和工作可靠。兩者不僅能實現(xiàn)所需的運(yùn)動而且還具有自鎖特性。如果是在一些運(yùn)動比較復(fù)雜的情況和要求，還可以將兩種或兩種以上的機(jī)構(gòu)組合。 一般情況下，為了避免損傷摩擦件，無級變速器的調(diào)速是在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中進(jìn)行的。 摩擦變速傳動機(jī)構(gòu)具有不同的種類。 加壓裝置是用來產(chǎn)生傳動工作表面之間的壓緊力的，在接觸表面不變的情況下，通過增加壓緊力而增加傳動工作表面之間的摩擦力。因此，加壓裝置也是無級變速器的最基本的組成部分。彈簧加壓一般采用碟形彈簧或者是螺旋彈 簧。這一種加壓方式，在彈簧的長度不變的情況下壓緊力是不變的。 這一種壓緊方式最大的優(yōu)點就是結(jié)構(gòu)比較簡單，有過載保護(hù)并且便于布置。不能顧及到載荷的大小變化，以至于降低了無級變速機(jī)構(gòu)的傳動效率和傳動壽命。 2） 端面凸輪加壓。兩者分別安裝在軸和軸套上。從而使得軸與軸套同步轉(zhuǎn)動；但是，當(dāng)在負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)時，凸輪與凹槽之間會產(chǎn)生相對角度位移。 3） 鋼球 V 型槽加壓。兩個 V 型槽分別安裝在主動摩擦元件和傳動軸盤上，空載運(yùn)動時，才鋼球的作用下，軸盤帶動主動摩擦元件一起運(yùn)動。當(dāng)受外部載荷作用時，兩個 V 型槽出現(xiàn)相對角度位移， 在鋼球不被壓潰的情況下，鋼球既要傳遞圓周速度，又要承受軸向的力。 傳動特性參數(shù) 021i 和 21i 當(dāng)從動件是有主動件通過接觸處的摩擦力或者是牽引力帶動時，如果不考慮產(chǎn)生滑動?？傻?： 1 0 0 060 21 0 0 060 2 0221102211 ???????? nRnRRR ????? （ 11） 式中 21 RR、 工作半徑，主動元件、從動元件從接觸點至旋轉(zhuǎn)軸軸線的直線距離。 由此不難推出在忽略滑動式的傳動比 021i 為 ： 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 11 21102021 RRnni ??