自行车无极变速器设计
摘要：随着国民经济的持续发展，机车工业也在不断地发展着，自行车无极变速器也在不断地发展，创新着，在一些特定的工作场合，变速器体积小，变速灵活，价格成本低廉很受欢迎，根据市场调查发现，变速器必须满足当今人们对自行车速度调节方面的灵活性操控等需求，能够在不改变输出扭矩和转速的情况下，改变自行车的驱动力和行驶速度。
目前市面上的自行车无极变速器大多都是采用传统的变速结构，在某些特定的区域，这种结构形式的变速器非常不受欢迎。由于以往的变速器采用传统的结构形式，这样就造成传动精度不好控制，保养维护费用较高;同时存在一定的安全隐患。因此，对整车的安全性要求较高，操作时也会给驾驶人员带来强烈的震动,使得操作很不舒服。虽然传统的变速器传动效率较高，变速效果较好，但是价格也较昂贵，对于一般的用户难以接受，所以研究一种新式的自行车无极变速器势在必行！
本文介绍了自行车无极变速器的结构组成、工作原理以及主要零部件的设计中所必须的理论计算和相关强度校验，以及对其结构进行创新设计，该变速器的优点是传动链短、效率高、易加工、使用和维护都很方便，较适合在恶劣的环境下工作，最主要的是其传动效率很高。
关键词：自行车无极变速器；扭矩；结构；校验
Abstract：With the sustainable development of national economy and industrial locomotive also in constant development, bicycle without transmission and also in the continuous development and innovation, in some specific workplace, transmission has the advantages of small volume, flexible speed, low cost price is very popular, according to market research, the transmission must meet today's people of bicycle speed adjusting flexibility control needs to does not change in the output torque and speed, changing the bicycle driving force and speed.
Currently on the market most of the bicycle transmission is the use of the traditional transmission structure, in some particular areas, this kind of structural form of transmission is not very popular. As the previous transmission using the traditional structural form, so that the transmission accuracy is not good control, maintenance costs are high; at the same time there is a certain security risk. Therefore, the safety requirements of the vehicle is higher, the operation will give the driver a strong vibration, making the operation is very uncomfortable. Although the traditional transmission efficiency is higher, the transmission effect is better, but the price is also more expensive, it is difficult for the average user to accept, so it is imperative to study a new type of bicycle!In this paper, based on the analysis of all kinds of continuously variable transmission and continuously variable speed bicycle, the outer cone type stepless speed changer of the steel ball is modified to form the stepless speed change device of bicycle. The device can be used for inputting and outputting power by eight steel balls, and a pair of helical gears are used for indexing and regulating speed, so that the bicycle can be stepless speed regulation between 1.22 and 0.75. Research shows that: continuously variable transmission can be used in the bicycle can greatly improve the performance of the use of bicycles, to facilitate the use of the vast number of consumers.
This paper introduces the bicycle without transmission structure composition, working principle and main parts design must have the theoretic calculation and strength check, and to carry out innovative design of the structure, the advantages of the transmission is the transmission chain is short, high efficiency, easy processing, so that is convenient in use and maintenance, and is suitable for work in the harsh environment. The main is the transmission efficiency is high.
Key words：planetary gear type power shift gear box;Crankshaft;Processing craft;Fixture
目录
摘要......................................................................... I Abstract .................................................................... II 1 绪论.. (1)
1.1 课题的来源及研究的目的和意义.......................... 错误！未定义书签。
1.2 本课题研究的主要内容 (3)
2 自行车无级变速器总体方案设计 (5)
2.1 钢球长锥式(RC型)无级变速器 (7)
2.2 钢球外锥式无级变速器 (9)
3 钢球外锥式无级变速器部分零件的设计与计算 (11)
3.1 钢球与主、从动锥齿轮的设计与计算 (13)
3.2 加压盘的设计与计算 (15)
3.3 调速齿轮上变速曲线槽的设计与计算 (17)
3.4 轴的设计校核与轴承选用................................ 错误！未定义书签。
3.4.1 轴的设计及强度效核................................ 错误！未定义书签。
3.4.2 轴承的选用 (20)
3.5 调速机构的设计与计算 (21)
3.6 键的计算 (21)
4 变速器内部主要传动零件的强度校核 (22)
4.1 锥轮的强度校核 (22)
4.2 轴承强度的校核 (23)
结论 (23)
参考文献 (24)
致谢 (25)
1 绪论
1.1课题的来源及研究的目的和意义
由于机械工程的知识总量已经远远超越个人掌握所有，一些专业知识是必不可少的。但是过度的专业知识分割，使视野狭隘，可以多多参加技术交流，和参加科研项目，缩小范围，提升新技术的进步和整个块的技术，提高外部条件变化的适应能力。封闭的专业知识的太狭隘，考虑的问题太特殊，在工作中协调困难，不利于自我提高。因此，自上世纪第二十年代末，出现了一体化的趋势。人们越来越重视基础理论，拓宽领域，对专业合并的分化。机械工程可以增加产量，提高劳动生产率，提高生产的经济效益为目标，并研制和发展新的机械产品。在未来，新产品的开发，降低资源消耗，清洁的可再生能源，成本的控制，减少或消除环境污染作为一个超级经济目标和任务。机器能完成人的手和脚，耳朵和眼睛等等器官完全不能直接完成的任务。现代机械工程机械和机械设备创造出更多、更精美的越来越复杂，很多幻想成为过去的现实。人类现在能成为天空的上游和宇宙，潜入海洋，数十亿光年的密切观察，细胞和分子。电子计算机硬件和软件，人类的新兴科学已经开始加强，并部分代替人脑科学，这是人工智能。这一新的发展已经显示出巨大的作用，但在未来几年还将继续创造出不可思议的奇迹。人类智慧的增长并没有减少手的效果，而是要求越来越精致，手工制作，更复杂的工作，从而促进手功能。又一方面实践促进人脑智力。在人类的进化过程中，以及在每个人的成长过程中，大脑和手是互相促进和平行进化。
大脑和手之间的人工智能和机械工程的近似关系，唯一不同的是，智能硬件还需要使用机械制造。在过去，各种机械离不开人类的操作和控制，反应速度和运算精度的进化是非常缓慢的大脑和神经系统，人工智能将消除这种限制。相互促进，计算机科学和机械工程进展之间的平行，将在更高层次的新一轮发展的开始使机械工程。在第十九世纪，机械工程的知识总量仍然是有限的，大学在欧洲，它与一般的土木工程是一门综合性的学科，称为土木工程，下半场的第十九个世纪成为一门独立的学科。在第二十世纪，随着机械工程和知识增长的发展开始分解，机械工程专业，有分支机构。在第二十世纪中期趋势分解，在时间之前和之后的第二次世界大战结束时达到的峰值。由于机械工程的知识总量已经远远从个人掌握所有，一些专业是必不可少的。但是过度的专业知识使分割，视野狭隘，可以查看和统筹大局和全球工程和技术交流，缩小范围，新技术的进
步和整个块的技术，外部条件变化的适应能力差。封闭的专业知识的专家太狭，考虑的问题太特殊，在工作协调困难，不利于自我提高。因此，自上世纪第二十年代末，出现了一体化的趋势。人们越来越重视基础理论，拓宽领域，对专业合并的分化。综合职业分化和发展知识循环过程的合成，是合理和必要的。从不同的专业和专业知识的专家，也有综合的知识了解不够，看看其他学科和项目作为一个整体，从而形成一种相互强烈的集体工作。综合和专业水平。有机械工程全面而专业的冲突；在综合性工程技术也有综合和专业问题。在人类所有的知识，包括社会科学，自然科学和工程技术，有一个更高的水平，更广泛的综合性和专业性的问题。
在新的市场需求的驱动下，自行车无极变速器的更新和优化升级更加迫切。国内无极变速器生产企业充分挖掘市场潜力，大力发展小型环保节能的无极变速器，在我国飞速发展的机车工业中发挥着积极的作用。一般生产自行车无极变速器的企业对自行车无极变速器的传动效率指数上都有严格的要求。各企业在生产自行车无极变速器的同时，都充分考虑到无极变速器在运行中可能会出现的种种问题，从而减少无极变速器因为振动或者操作不当而引起的噪音大、污染重等现象。
国内自行车无极变速器的研发及制造要与全球号召的低碳经济、经久耐用主题保持一致。加大变速器新型多样化的研发及生产是行业发展的大趋势，同时也迎合了国内基础建设发展的需求。
自行车无极变速器的发展与人类社会的进步和科学技术的水平密切相关。随着科学技术的发展，各学科间相互渗透，各行业间相互交流，广泛使用新结构、新材料、新工艺，目前自行车无极变速器正向着微小型、高效、可靠、节能、降耗的方向发展。1.2本课题研究的主要内容
国内自行车无极变速器的研发及制造要与全球号召的低碳经济、经久耐用主题保持一致。加大自行车无极变速器新型多样化的研发及生产是行业发展的大趋势，同时也迎合了国内基础建设发展的需求。
自行车无极变速器的发展与人类社会的进步和科学技术的水平密切相关。随着科学技术的发展，各学科间相互渗透，各行业间相互交流，广泛使用新结构、新材料、新工艺，目前变速器自动变速器正向着大型、高效、可靠、节能、降耗和自动化方向发展。
本次设计的任务是自行车无极变速器的设计，通过让学生亲自了解变速器内部的构造和组成部分，通过对变速器内部工件的测绘来认识工件，通过利用计算机绘图软件例
如CAD ，来对工件进行零件图的绘制和装配，这样经过一系列的综合性训练，培养学生动手，动脑以及画图的能力。
2 自行车无极变速器总体方案设计
2.1 钢球长锥式(RC 型)无级变速器 调速锥轮钢环
图2-1 钢球长锥式(RC 型)无级变速器
如上图所示，为一种早期生产的环锥式无级变速器，是利用钢环的弹性楔紧作用自动加压而无需加压装置。由于采用两轴线平行的长锥替代了两对分离轮，并且通过移动钢环来进行变速，所以结构特别简单。但由于长锥的锥度较小，故变速范围受限制。
RC 型变速器属升、降速型，其机械特性如下图所示。技术参数为：传动比 i 21 = n 2/n 1 =2～0.5,变速比R b = 4,输入功率P 1=（0.1～2.2） kw ，输入转速 n 1=1500 r/min ,传
动效率η＜85% 。一般用于机床和纺织机械等.
下图是RC 型变速器的机械特性：
P 2
T 2n 22
T P 2
图2-2 RC型变速器的机械特性
2.2 钢球外锥式无级变速器
1,11-输入，输出轴 2，10-加压装置 3，9-主，从动锥轮 4-传动钢球5-调速蜗轮 6-调速蜗杆 7-外环 8-传动钢球轴 12，13-端盖
图2-3 钢球外锥式无级变速器
如图所示，动力由轴1输入，通过自动加压装置2，带动主动轮3同速转动，经过一组（3～8）钢球4利用摩擦力驱动输出轴11，最后将运动输出。传动钢球的支承轴8的两端，嵌装在壳体两端盖12和13的径向弧行倒槽内，并穿过调速涡轮5的曲线槽；调速时，通过蜗杆6和蜗轮5转动，由于曲线槽的作用使钢球轴线的倾斜角发生变化，导致钢球与两锥轮的工作半径改变，输出轴转速得到调节。其动力范围为：R
n
=9，
I max =1/I
min
，P≤11 kw ，ε≤4% ，η＝0.80～0.92 。此种变速器应用广泛。
从动调速齿轮5的端面分布一组曲线槽，曲线槽数目与钢球数相同。曲线槽可用阿
基米德螺旋线，也可用圆弧。当转动主动齿轮6使从动齿轮5转动时，从动齿轮的曲线槽迫使传动钢球轴8绕钢球4的轴心线摆动，传动轮3以及从动轮9与钢球4的接触半径发生变化，实现无级调速。具体分析如下：
图2-4 钢球外锥式无级变速器变速示意图
主要由两个锥轮1、2和一组钢球3（通常为6个）组成。主、从动锥轮1和2分别装在轴Ⅰ、Ⅱ上，钢球3被压紧在两锥轮的工作锥面上，并可在轴4上自由转动。工作时，主动锥轮1依靠摩擦力带动钢球3绕轴4旋转，钢球同样依靠摩擦力带动从动锥轮
2转动。轴Ⅰ、Ⅱ传动比 ，由于 ，所以 。调整支承轴4的倾斜角与倾斜方向，即可改变钢球3的传动半径r 1和r 2，从而实现无级变速。
3 钢球外锥式无级变速器部分零件的设计与计算
钢球外锥式无级变速器零件的设计与计算包括主﹑从动锥齿轮，加压盘，调速齿轮上变速曲线槽，输入轴，输出轴，输入﹑输出轴上轴承，输入﹑输出轴上端盖，调速机构等部分的设计与计算，以下各章节分别介绍以上内容。
3.1 钢球与主﹑从动锥齿轮的设计与计算
输入功率 ()变车人ημ÷??+=v g m m P 11
()86.017.48.920651.0÷??+?=
=0.4039 kw
其中：
1.01=μ,65=人m kg,20=车m kg, 8.9=g ,15=v km/h 17.4= m/s,86.0=变η
轮胎直径：5601=d mm
由力学知识可得：轮胎所产生的转矩与钢球摩擦所产生的转矩应平衡
()N d c Q R g m q ÷????=???+?12118m 3
2μμ车人
其中：2801=R mm ,1.02=μ，16.21=c , Q 为钢球所受正压力
代入数据可得：
17997=?q d Q
σHmax =1353×3Kd Q ?=1353×33417997q
d ?=56284/d q 由于传动件的[σj ]=2200～2500 Mpa 带入上式得：
51.22=q d ～58.25 mm ,取 d q =25 mm,钢球数8=z
输出转速 n 2=∏
???66.036006015000=142.3 r/min 输入转速 n 1=142.3/(0.75～1.22)=189.7～116.6 r/min
传动比 75.0,22.1min max ==I I
变速范围 63.175
.022.1==n R 钢球支轴的极限转角θ
增速方向 ///00max 13439522.1arctan 45arctan =-=-=I αθ
减速方向 ///00min 2487875.0arctan 45arctan =-=-=I αθ
圆锥工作直径 542516.2121=?=?==q d c D D mm
钢球中心圆直径 ()7.71cos 13=?+=q d c D α mm
钢球侧隙 [()1sin cos 1-∏+z c α]×q d =[()
18sin 45cos 16.20-∏+]×25=2.43 mm 外环内经 7.96257.713=+=+=q r d D D mm
外环轴向截面圆弧半径
R=(0.7～0.8)×d q =(0.7～0.8)×25=17.5～20 mm ,取 R=18 mm
锥轮工作圆之间的轴向距离
68.1745sin 25sin 0=?=?=αq d B mm
3.2 加压盘的设计与计算
加压盘的作用直径：
p d = (0.5～0.6) × D 1 = (0.5～0.6) × 54 = 27～32.4 mm
取30=p d mm
滑动摩擦角0//53.815.0arctan arctan ===c f ρ
加压盘V 形槽倾角 λ=arctan α
sin 1p d fD =14.850
传动钢球的确接触应力为 σ=1353×3Kd Q ?=1353×3325
417997?=2251.35 Mpa ≦[σj ] 每个钢球作用在V 形槽侧面的正压力 Q y =
18085.14sin 30885.04039.095500001.120??????? =651.6 N
用钢球加压装置时 σjmax =1370×32q Y z r Q K ?=1370×3246.6511.1?
=4865.6 Mpa ≤[σj ]
其中：[σj ]为4000～5000 Mpa
钢球半径 4=q r mm
27.8cos /2==λq r B mm
碟形弹簧预紧力为200 N ,结构设计如下图所示：
图3-1 加压装置
3.3 调速齿轮上变速曲线槽的设计与计算
槽的张角ψ=800～120 ,取ψ=900。
(1)变速曲线槽的槽形曲线为圆弧，中心线上三个特殊点 A ，B ，C 的坐标系（以O 为极点）分别为：
22.1max ==I I 时, 00=A ψ
66.334828sin 5.157.715.0sin 5.0///0max 3=?-?=-=θl D R A mm
其中：()++=δq d l 5.0（0.5～1.0）=()++2555.0（0.5～1.0）=15.5 mm
I=1时 ，ψB =ψ?+max
max 1I I =09022.1122.1?+=49.460 85.357.715.05.03=?==D R B mm
75.0min ==I I 时 ，090==ψψC ,
384875sin 5.157.715.0sin 5.0///0min 3=?+?=+=θl D R C mm
图3-2 调速论
(3)用通过三点作圆弧的方法确定槽圆弧确定曲线半径R 和中心O ”
(4)要求传动比I x 与齿轮转角ψ呈线性变化时，槽形曲线方程为：
R （ψ）=0.5D 3+lsinθ
=0.5D 3+lsin ｛arctan[()()()()αψ
ψψcot 11min max max min max max I I I I I I --+-+-]｝
=0.5×71.7+15.5sin ｛arctan[()()()()045cot 75.022.122.1175.022.122.11ψ
ψψψ-++-+-]｝ =35.85+15.5sin(arctan ψ
ψ47.08.198.1947.000
--)
3.4 轴的设计校核与轴承选用
3.4.1 轴的设计及强度效核
（1）选择轴的材料
选取轴的材料为40Cr 钢，调质处理.查文献6表7-1，材料强度极限a B MP 650=σ，[]2/65~581.0~09.0mm N B ==σσ 取[]a MP 60=σ
(2)轴径的初步估算
由文献6表7-11取C ＝107，
可得mm n p C d .419331.9637.0136107344
min =?=?≥
(3)求作用在齿轮上的力
轴上齿轮5分度圆直径为： mm mZ d 7474155=?=＝
圆周力t F ，径向力r F 和轴向力αF 的大小如下
N d T F t 159.6221370
014533922545=?== N F F n t r 01477720tan 62.15921tan 5=?=?= α
小轮6分度圆直径为:mm mZ d 22237666=?=＝ N d T F t .0462635222
391453022646=?==
N F F n t r 79.1283520tan 266.0435tan 6=?=?= α
(4)轴的结构设计
图3.1 轴结构设计
取较宽齿轮距箱体内壁距离,10mm =?轴承距箱体内壁,5m m c =相邻齿轮轴向距离=S 10mm,安装齿轮处轴段长比轮毂宽少2 mm 。
1)拟定轴向定位要求确定各轴段直径和长度
Ⅰ段安装圆柱滚子轴承。取轴段直径mm d 901=，mm B L 541==，轴承型号6202，尺寸5422590??=??B D d
mm c B L 7121055421=+++=+?++=。
轴的强度效核：
轴的材料为40Cr 钢，调质处理。由文献[1]表115-可知，640=B σMPa ，
2751=-σMPa ，1551=-τMPa 。
由文献[1] 附表83-可知，用插入法求出 8.2=σσ
εk ，24.28.28.0=?=ττεk
轴应按精车加工，由文献[1] 附图43-可知，表面质量系数为：
84.0==τσββ
轴未经表面强化处理，1=q β
固得综合系数为 99.2184.01
8.211
=-+=-+=σσσσβεk K
（3.49） 43.2184.01
24.21
1=-+=-+=τ
ττ
τβεk K
由文献[1] §13-，§23-可知，碳钢的特性系数
2.0~1.0=σ? 取1.0=σ?
1.0~05.0=τ? 取05.0=τ?
所以轴在截面V 左侧的安全系数为 34.400
1.028.299.22751
=?+?=+=-m b K S σ?σσ
σσσ
（3.50） 02.192
83.505.0283
.543.2275
1=?+?=
+=-m a K S τ?ττ
ττστ
（
3.51） 5.122.1702.193
4.4002
.1934
.402222
=>=+?=+=S S S S S S ca τστσ
（3.52） 综上：该轴在截面V 左侧的强度是足够的。
③截面V 右侧
抗弯截面系数 2197001301.01.033=?==d W mm 3
抗扭截面系数 4394001302.02.033=?==d W T mm 3
截面V 左侧的弯矩M 为 628.6265705.761705
153.676785=?=M MPa
截面V 上的扭矩T 为 3200000=T MPa
截面上的弯曲应力 85.2219700628.626570===
W M b σMPa 截面上的扭转切应力 28.7439400
32000001===T T W T τMPa 截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数σα及τα按文献[1]附表23-查取。因023.01303
==d r ，08.1130140
==d D
，
05.2=σα，3.1=τα
又由文献[1]附图13-可得轴的材料的敏感系数为
83.0=σq ，87.0=τq
故有效应力集中系数按文献[1，附43-]为
87.1)105.2(83.01)1(1=-?+=-+=σσσαq k
（
3.53） 26.1)13.1(87.01)1(1=-?+=-+=ττταq k
由附图23-可得轴的截面形状系数为58.0=σε
由附图33-可得轴的材料的敏感扭转剪切尺寸系数为76.0=τε
综合系数为 41.3184.01
58.087
.111=-+=-+=σ
σσ
σβεk
K 84.1184.01
76.026
.111
=-+=-+=ττττβεk
K
所以轴在截面V 左侧的安全系数为 29.2801.0
85.241.3275
1
=?+?=+=-m a K S σ?σσ
σσσ 96.242
83
.505.0283.584.12751
=?+?=+=-m a K S τ?ττ
ττστ 5.172.1896.2429.2896.2429.282222=>=+?=+=S S S S S
S ca τ
στσ
故该轴在截面V 左侧的强度是足够的。
3.4.2 轴承的选用
（1）滚动轴承的选择
滚动轴承为深沟球轴承5206，862=r C KN ，1490=or C KN ，83.0=e ，8.01=Y 。
（2）寿命验算
轴承所受支反力合力:
74.150502.136813.6292222=+=+=BZ BY B R R R N
对于深沟球轴承，派生轴向力互相抵消。
0=Ba F ，57.712==a Ca F F N
得， e R F B Ba <，
74.150508.074.1505
1=?+=+=Ba B Br F Y R P N 所以根据轴承选型手册可知，选用深沟球轴承6206系列，满足设计要求。
3.5 调速机构的设计与计算
调速机构采用两斜齿轮分度调速。
模数 2=n m mm
螺旋角 012=β
法面压力角 020=n α
端面压力角t α
3721.012cos /20tan cos /tan tan 00===βααn t 所以 04.20=t α
基圆柱螺旋角b β
19921.04.20cos 12tan cos tan tan 00===t b αββ 所以 027.11=b β
法面齿距 28.6214.3=?=?=∏n n m P mm
端面齿距 42.612cos /0==?=∏n n t P m P mm
法面基圆齿距 9.520cos 28.6cos 0=?=?=n n bn P P α mm
法面齿顶高系数 1=*an h
法面顶隙系数 25.0=*n c
分度圆直径 37.10812cos /253cos /0=?===βn t zm zm d mm
基圆直径 57.1014.20cos 37.108cos 0=?==t b d d αmm
齿顶高 212=?==*an n a h m h mm
齿根高 ()
()5.225.012=+?=+=**n an n f c h m h mm 齿顶圆直径 37.1122237.1082=?+=+=a a h d d mm
齿根圆直径 37.10325.237.1082=?-=-=f f h d d mm
法面齿厚 14.32/=?=∏n n m S mm
端面齿厚 21.312cos /2/0==?=∏∏t t m S mm
当量齿数 5712cos /53cos /033===βz Z v
主动锥轮的设计与计算
模数 2=n m mm
分度圆直径 79.8112cos /240cos /0=?===βn t zm zm d mm
基圆直径 66.764.20cos 79.81cos 0=?==t b d d α mm
齿顶圆直径 79.852279.812=?+=+=a a h d d mm
齿根圆直径 79.7625.279.812=?-=-=f f h d d mm
当量齿数 74.4212cos /40cos /033===βz Z v
其余参数均与调速齿轮1相同.
3.6键的计算
键联结是通过键实现轴和轴上零件的周向固定以传递运动和转矩。其中有类型也可以实现轴向固定和传递轴向力，有些类型并能实现轴向动联结，于在圆锥筛的轴上主要通过键来实现传递转矩和轴向固定所以，只需选用常见的普通平键，键的类型可根据使用要求、工作条件和联结的结构特点选定，键的长度根据轴毂的长度从标准中选取，键的b ×h 根据径来确定。轴和带轮的联结，d=70mm, 参考资料2P5-194表5-3-18
(GB/T1095-1979)选用B6×20，B8×25和B6×15的普通A 型平键，键长分别为90㎜，70㎜。
4 变速器内部主要传动零件的强度校核
4.1 锥轮的强度校核
（1）接触应力的计算
由文献[4]表395-可知，齿面接触应力计算公式，即 u u bd KT Z Z R E H H 1)
5.01(222211+?-=φσ （3.28） 确定公式内的各计算数值
① 计算载荷系数
电动机驱动，载荷平稳，由文献[4]表25-可知，取1=A K
平均分度圆直径 ()()95.31328.05.013605.0111=?-=-=R m d d φmm
平均分度圆圆周速度 14.960000
55695.31314.36000011=??=
=n d v m m πm/s 由文献[4] 图45-（a ）可知，按7405.21003014.91001?=z v m ，得24.1=V K ； 由文献[4] 图75-（b ）可知，按272.0360
96.971==d b ，齿轮悬臂布置，21.1=βK ； 由文献[4]表45-可知，1.1=αK ；
65.11.121.124.11=???==αβK K K K K V A
② 由文献[1]表610-可知，弹性系数8.189=E Z ；
③ 节点区域系数 49.220cos 20sin 2cos sin 2===
o
o H Z αα 计算得， ()
32.10666.1166.15.0136096.971026.965.128.18949.22225=+?-??????=R H φσMPa (1) 接触疲劳强度的许用应力
由文献[4] 表285-可知，许用接触应力计算公式，即
LVR W X N H H HP Z Z Z Z S min lim
σσ= （3.29）
确定公式内的各计算数值
①小齿轮的接触疲劳强度极限6001lim =H σMPa
②最小安全系数0.1min =H S
③由文献[1，10-13]可知，计算应力循环系数
81110461.924365513606060?=?????==h jL n N
由文献[1] 图10-19可知，查得接触疲劳寿命系数
87.01=N Z ，
④尺寸系数1=X Z
⑤工作硬化系数，按11.11700
1302.1=--=HBS Z W ⑥润滑油膜影响系数，85.0=LVR Z
计算得，
7.44385.01.1187.01
600=????=HP σMPa （3）由于32.106=H σMPa 7.443= （Ⅱ）校核齿根弯曲疲劳强度 （1）齿根应力的计算 由文献[4]表555-可知，弯曲应力计算公式，即 ααφσS F R F Y Y m bd KT 211) 5.01(2-= （3.30） 确定公式内的各计算数值 ① 由文献[1]表510-可知， 85.21=αF Y ， ② 由文献[1]表510-可知， 54.11=αS Y ， 计算得， ()85.4254.185.228.05.011236096.971026.965.1225 1=???-??????=F σMPa （2）弯曲强度的齿根许用应力 由文献[4]表315-可知，齿根许用应力计算公式，即 X N F ST F HP Y Y S Y min lim σ σ= （ 3.31） 确定公式内的各计算数值 ①弯曲疲劳极限300lim =F σMPa ③ 齿轮的应力修正系数0.2=ST Y ④ 弯曲强度的最小安全系数4.1min =F S ⑤ 弯曲疲劳寿命系数 93.01=N Y ，96.02=N Y ④弯曲疲劳的尺寸系数85.0=X Y 计算得， MPa F 8.33885.093.04.12 300 1=???=σ （3）由于85.421=F σMPa []8.3381= 变速器设计文献综述 摘要：车辆的变速器很大程度上影响着车辆行驶的经济性、动力性、驾乘舒适性，是车辆最重要的部件之一。本文分析了国内外变速器产业的发展状况，介绍了国内外先进的变速器设计方法、科学的开发流程等，还根据我国变速器产业的发展现状提出了一些问题，并且对变速器产业的发展提出了一些合理的建议。 关键词：变速器，科学开发流程、先进设计方法 一.变速器研究意义 变速器是伴随汽车出现的产物，是组成一辆汽车的必需品，而变速器设计更是汽车设计中最重要的环节之一。变速器的作用是用来改变传动比，使发动机尽量工作在有利的工况下，满足不同的行驶要求。在不同的行驶条件下，要求汽车行驶速度和驱动扭矩能在很大范围内变化，而汽车发动机的特性是转速变化范围较小，扭矩变化范围更不可能满足实际路况需要，而变速器能做到在大范围内改变汽车行驶速度的大小和汽车驱动轮上扭矩的大小。因此,变速器的性能直接影响到汽车行驶性能。随着技术进步,变速器在最基本的传动功能之外，也在实现越来越多的功能，例如实现倒车行驶，用来满足汽车倒退行驶的需要; 中断动力传递，在发动机能够怠速运转，汽车换档或需要停车时，中断向驱动轮的动力传递; 实现空档，当离合器接合时，变速箱可以不输出动力。由此可见，研究变速器对汽车产业发展具有十分重大的意义。 二.国内外变速器使用的现状 在欧洲市场上，原本手动变速器占据的绝大部分的市场,在不断被自动变速器侵占。例如在西欧，2005年生产的装配有自动变速器的汽车占汽车总量的23%。而10年前，这个数字仅为13%。可见自动变速器正在成为市场的主流。在中国市场上，配备自动变速器也已经成为车用变速器的重要趋势。然而，在自动变速器方面，由于其新工艺、新技术和设计原理与传统手动变速器有比较大的差异，导致国内厂家在自动变速器的研发上与国际先进水平存在较大差距，即使向国外厂商寻求技术帮助，他们也不约而同地对国内厂家进行了技术封锁，这导致我国的自动变速器相比国外产品性能低下，需要大量依赖进口。据统计，进口产品占我国自动变速器市场的78%。而在手动变速器方面，经过长时间的发展，设计原理和生产工艺等都较为成熟，技术难度也相对较低，因此我国通过引进国外先进技术，消化吸收并自主创新，能做到自主生产，基本满足了本土车辆厂商的生产需要。可以预见的是，未来汽车变速器的市场将以自动变速器为主，发展和掌握高端自动变速器制造技术是追赶世界变速器制造技术的重要途径。而优先开发手自一体变速器在技术上可以延续我国在手动变速箱上积累的经验，更有利于我国变速器产业的发展。 三. 国外变速器先进的设计方法 近10年以来，我国变速器产业特别重视新产品的开发研制，无论是从人力物力的投入，还是资金的投入，都是非常巨大的。 汽车无级变速器设计毕业论文 目录 摘要 1.绪论 1.1汽车变速器的类型? (1) 1.2汽车变速器的类型和特点 (1) 1.3采用无极变速器——CVT的汽车可以节油的原理 (2) 1.4实现汽车无级变速器——CVT大变速比、大转矩的关键——无偏 斜金属带式无极变速传动 (3) 2.CVT的总体设计 2.1原车的相关参数 (5) 2.2带传动的分析 (5) 2.3压紧装置的设计 (8) 2.4齿轮设计计算 (15) 2.5轴的设计计算 (22) 2.6轴承的设计计算 (30) 2.7锥轮处的键的设计计算 (31) 3.变速器的调控分析 3.1 CVT的一般调控理论分析 (32) 3.2 CVT最佳调控逻辑 (34) 4.总结 (38) 5.致谢 (39) 6.参考文献 (40) 1. 绪论 1.1 汽车变速器的类型 目前汽车变速器按变速特点来分，可分为两大类：一是有级变速器；二是无级变速器。按执行变速的方式来分，可以分为自动和手动两类。 1. 2 汽车变速器的类型和特点 1.2.1 液力变矩器 液力变矩器是较早用于汽车传动的无级变速器，成功地用于高档汽车的传动中。由于传动效率低，且变速比大于2时效率急剧下降，经常仅在有级（2～3档）变速器的两档中间实现无极变速，因此未能推广开来。目前经常作为起步离合器在汽车中使用。 1.2.2 宽V形胶带式无级变速器 宽V形胶带式无极变速器是荷兰DAF公司在1965年以前的产品，主要用在微型轿车上，一共生产了约80万辆。由于胶带的寿命和传动效率低，进而研究和开发了汽车金属带式无级变速器。 1.2.3 金属带式无级变速器 金属带式无级变速器是荷兰VDT公司的工程师Van Dooren 发明的，用金属带代替胶带，大幅度提高了传动效率、可靠性、功率和寿命，经过30～40年的研究，开发已经成熟，并在汽车传动领域占有重要的地位。目前金属带式无级变速器的全球总产量已经达到250万辆/年，在今后三年将达到400万辆，发展速度很快。 金属带式无级变速器的核心元件是金属带组件。金属带组件由两组9～12层的钢环组和350～400片左右的摩擦片组成，其中钢环组的材料，尤其 >2000MP），各层环之间“无间隙”是制造工艺是最难的，要实现强度高（ b 配合。以前只有荷兰VDT公司掌握这种工艺，现在我国越士达无级变速器也已近掌握了这种技术，并在工学院建成了一条示性生产线。 金属带式无级变速器的传动原理，主、从两对锥盘夹持金属带，靠摩擦力传递动力和转矩。主、从动边的动锥盘的轴向移动，使金属带径向工作半径发生无级变化，从而实现传动的无级变化，即无级变速。 1.2.4 摆销链式无极变速器 摆销链式无级变速器是由德国LUK公司将摆销链用于Audi汽车传动的成功例。与金属带式CVT不同的是，它将无级变速部分放在低速级，即最后一级。其原因是链传动的多边形效应在高速级是会产生更大的噪音和动态应力。所以其最新的结构中，假装了导链板以减少震动和噪声。但是由于在低速级传动中，要求传递的转矩大，轴向的压力较大，液压系统的油 本科学生毕业设计 乘用车无级变速器液压系统设计 系部名称：汽车工程系 专业班级：车辆工程B05-18班 学生：高新明 指导教师：安永东 职称：副教授 黑龙江工程学院 二○○九年六月 The Graduation Thesis for Bachelor's Degree Passenger CVT hydraulic system design Candidate：Gao XinMing Specialty：Vehicle Engineering Class：B05-18 Supervisor：Associate Prof. An YongDong Heilongjiang Institute of Technology 2009-06·Harbin 摘要 液压控制系统是通过控制金属带轮的夹紧力来实现无级自动变速器速比调节的,其设计方法是开发无级变速传动系统的关键技术之一.在分析了金属带式无级变速器的结构特征和力学关系的基础上,通过对汽车典型行驶工况的仿真分析,提出了无级自动变速液压控制系统关键参数—速比变化率的设计方法,完成了液压系统的结构参数设计,并进行了仿真验证,从而为无级自动变速汽车的研制开发奠定了基础. 针对无级变速器电液控制系统的工作要求，应用数字比例控制技术设计了可用作无级变速器中夹紧力控制阀的数字调压阀。介绍了该数字调压阀的结构以及驱动器的设计方法，并对其进行了静态特性、动态特性试验。试验结果表明，该数字调压阀的控制精度及可靠性高，能满足金属带式无级变速器电液控制系统的要求。 关键词:无级变速传动；液压系统；无级变速器；电液控制系统；数字调压阀 摘要 液压控制系统是通过控制金属带轮的夹紧力来实现无级自动变速器速比调节的,其设计方法是开发无级变速传动系统的关键技术之一.在分析了金属带式无级变速器的结构特征和力学关系的基础上,通过对汽车典型行驶工况的仿真分析,提出了无级自动变速液压控制系统关键参数—速比变化率的设计方法,完成了液压系统的结构参数设计,并进行了仿真验证,从而为无级自动变速汽车的研制开发奠定了基础. 针对无级变速器电液控制系统的工作要求，应用数字比例控制技术设计了可用作无级变速器中夹紧力控制阀的数字调压阀。介绍了该数字调压阀的结构以及驱动器的设计方法，并对其进行了静态特性、动态特性试验。试验结果表明，该数字调压阀的控制精度及可靠性高，能满足金属带式无级变速器电液控制系统的要求。 关键词:无级变速传动；液压系统；无级变速器；电液控制系统；数字调压阀 ABSTRACT The design method on the hydraulic control system is one of the key technologies of a metal V-belt continuously variable transmission(CVT).It can change the ratio of the transmission system by adjusting thepu-Shing force of the pulley.By analyzing the structure characteristics andForce relationgs,the design method of an important parameter of the CVTHydranlic system and the rate of transmission ratio are put forward by Simulation to the emblematical driving models. The structure parametersOf hydraulic system is gotten and validated by simulation on specific Driving model. An effective design method is provided to develop the co-ntinuously variable transmission system. In terms of working requirements of the electric-hydraulic controlSystem of continuous variable transmissions,the ditital pressure regulator valve,which can be used as the clamping force valve of CVT,is designed with the digital proportional control technology .The st-Ructure of the digital pressure regulator valve and design method forDrivers is introduced. Tests of static characteristics and dynamic cha-racteristics of digital pressure regulator valve is high, it can meetrequirements of the electric-hydraulic control system of system of metalv-belt type continuous variable transmission. Key words:Continuously variable transmission；Hydraulic system；Electric-hydraulic control system；Digital pressure regulator valve 《自动控制系统》课程设计任务书 课题：电动自行车调速控制电路的设计 ：蔡嘉伦 学号：2012118002 目录 概述 (2) 方案及原理 (2) 总体规划.……………………………………….…....................... ..3 电路设计…………………………………………......................... ..3 参考文献 (9) 概述 单片机控制的永磁无刷直流电动机调速系统适用于电动自行车等小功率的工作情况。并能将多余的电能回溃。该系统具有调速性能好、功率因数高、节能、体积小、重量轻等优点。 本文从系统要求分析入手，将整个系统分成四个部分，分析和讨论了各个部分的电路原理、控制策略、实现方法。详细讨论了系统的各种工况及信号的传递情况，并得到了系统各个部分在不同工况的工作状态。系统各部分的控制电路基于Intel公司的控制芯片8051单片机。根据永磁无刷直流电动机的特性实施脉宽PWM控制，并通过转速传感器测量转速通过八段数码管动态显示转速，通过软硬件的配合，实现了整个系统的设计要求。 方案及原理 电动车对电动机的基本要求 电动车的运行，与一般的工业应用不同，非常复杂。因此，对驱动系统的要求是很高的。 电动车用电动机应具有瞬时功率大，过载能力强、过载系数应为(3～4)，加速性能好，使用寿命长的特点。 电动车用电动机应具有宽广的调速围，包括恒转矩区和恒功率区。在恒转矩区，要求低速运行时具有大转矩，以满足起动和爬坡的要求；在恒功率区，要求低转矩时具有高的速度，以满足车在平坦的路面能够高速行驶的要求。 电动车用电动机应能够在车减速时实现再生制动，将能量回收并反馈回蓄电池，使得电汽车具有最佳能量的利用率，这在燃机的摩托车上是不能实现的。 电动车用电动机应在整个运行围，具有高的效率，以提高1次充电的续驶里程。 另外还要求电动车用电动机可靠性好，能够在较恶劣的环境下长期工作，结构简单适应大批量生产，运行时噪声低，使用维修方便，价格便宜等。 鉴于电动车对电动机的基本要求采用永磁无刷直流电动机。 永磁无刷直流电动机的基本性能。永磁无刷直流电动机是一种高性能的电动机。它的最大特点就是具有直流电动机的外特性而没有刷组成的机械接触结构。加之，它采用永磁体转子，没有励磁损耗：发热的电枢绕组又装在外面的定子上，散热容易，因此，永磁无刷直流电动机没有换向火花，没有无线电干扰，寿命长，运行可靠，维修简便。此外，它的转速不受机械换向的限制，如果采用空气轴承或磁悬浮轴承，可以在每分钟高达几十万转运行。永磁无刷直流电动机机系统相比具有更高的能量密度和更高的效率，在电动车中有着很好的应用前景。 永磁无刷直流电动机的控制系统。典型的永磁无刷直流电动机是一种准解耦矢量控制系统，由于永磁体只能产生固定幅值磁场，因而永磁无刷直流电动机系统非常适合于运行在恒转矩区域，一般采用电流滞环控制或电流反馈型SPWM法来完成。为进一步扩充转速，永磁无刷直流电动机也可以采用弱磁控制。弱磁控制的实质是使相电流相位角超前，提供直轴去磁磁势来削弱定子绕组中的磁链。 永磁无刷直流电动机的不足。永磁无刷直流电动机受到永磁材料工艺的影响和限制，使得永磁无刷直流电动机的功率围较小，最大功率仅几十千瓦。永磁材料在受到振动、高温和过载电流作用时，其导磁性能可能会下降或发生退磁现象，将降低永磁电动机的性能，严重时还会损坏电动机，在使用中必须严格控 成都农业科技职业学院 毕业设计 题目：变速自行车变速结构设计及速度 比分析 学号：20090703114~ 姓名：吴.. 专业班级：09机制一班 指导老师：包…. 2011年12月 内容要求概述： 人民对于自行车的利用不仅仅是代步工具，更多的是游骑，锻炼身体。为了满足更多需求，很多人喜欢购买变速自行车，但价格昂贵其原因就是可以满足更多需求，很多人喜欢购买变速自行车，但价格昂贵其原因就是可以实现自动变速，体力消耗较少。 借助三维软件合理设计一款性价比较高的变速自行车（主要考虑其变速原理），合理设计变速自行车的变速原理装置（铰链，前后轮盘机构），并根据实际情况计算其变速的范围。 目录 第1章绪论 (4) 1.1变速自行车的发展概括： (4) 1.1.1变速自行车的现状及前景： (4) 1.1.2变速自行车的发展历史演变： (4) 1.1.3变速自行车在如今人们生活中的应用 (5) 1.2、变速自行车的结构组成： (5) 1.2.1车架部件 (6) 第2章自行车变速器的工艺设计分析 (8) 2.1选择设计变速器方案的原因及设计过程 (8) 2.2变速自行车的变速装置及其原理 (8) 2.3变速器的材料选择 (9) 2.3.1链条的材料选择 (9) 2.3.2链轮飞轮材料的选择 (9) 2.4变数器链轮飞轮的设计 (10) 2.4.1设计条件 (10) 2.4.2链轮的高速齿片（48齿）和飞轮（28齿）的设计参数 (12) 2.4.3齿槽的形状设计 (12) 第3章变速比 (13) 3.1变速自行车的变速比分析 (13) 3.2设计用变速自行车的各齿变速比对照 (14) 3.3自行车变速器简图 (15) 总结 (16) 参考文献 (16) 目录 1 绪论 (3) 1.1 机械无级变速器的概述及应用 (3) 1.2 无级变速器的分类 (3) 1.3 机械无级变速器的发展 (4) 1.4 无级变速自行车研究现状 (6) 1.5 毕业论文设计内容和要求 (7) 2 钢球行星式无级变速器的总体方案选择 (9) 2.1 采用螺旋传动实现球架的左右移动 (9) 2.2 依靠左右推动实现球架的移动 (10) 2.3 两方案的选择与比较 (10) 3 钢球行星式无级变速器部分零件的设计计算 (11) 3.1 钢球的设计计算 (11) 3.2 钢球支轴转角的设计计算 (12) 3.3 轴槽的长度及卡盘的倾斜角的设计计算 (13) 3.4 轴的设计计算 (14) 3.4.1 轴的选材及最小直径的计算 (14) 3.4.2 轴的结构设计 (15) 3.4.3 轴的校核 (16) 3.5 滚动轴承的选择 (18) 3.6 自行车无级变速器的安装 (19) 4 钢球行星式无级变速器的变速原理论证 (20) 4.1 关于本文的无级变速器 (20) 4.2 无级变速的运动结构分析 (20) 4.2.1无级变速的运动 (20) 4.2.2 变速原理分析 (22) 5 结论 (23) 参考文献 (24) 致谢 (25) 外文翻译 (26) 自行车用无级变速器结构设计 摘要 无级变速器传动是指在某种控制的作用下，使机器的输出轴转速可在两个极值范围内连续变化的传动方式。而无级变速器是这样的一种装置，它具有主动和从动两根轴，并能通过传递转矩的中间介质（固体、流体、电磁流）把两根轴直接或间接地联系起来，以传递动力。当对主、从动轴的联系关系进行控制时，即可使两轴间的传动比发生变化（在两极值范围内连续而任意地变化）。本文在分析各种无级变速器和无级变速自行车的基础上，把钢球外锥式无级变速器进行部分改装，从而形成了自行车的无级变速装置。该装置通过八个钢球利用摩擦力将动力进行输入输出，用一对斜齿轮进行分度调速，从而使自行车在0.75～1.22之间进行无级调速。研究表明：无级变速器被用于自行车方面可以大大改善自行车的使用性能，方便广大消费者使用。 关键字:无级变速自行车无级变速器调速 二○○九年六月 The Graduation Thesis for Bachelor's Degree Passenger CVT hydraulic system design Candidate：Gao XinMing Specialty：Vehicle Engineering Class：B05-18 Supervisor：Associate Prof. An YongDong Heilongjiang Institute of Technology 2009-06·Harbin 摘要 液压控制系统是通过控制金属带轮的夹紧力来实现无级自动变速器速比调节的,其设计方法是开发无级变速传动系统的关键技术之一.在分析了金属带式无级变速器的结构特征和力学关系的基础上,通过对汽车典型行驶工况的仿真分析,提出了无级自动变速液压控制系统关键参数—速比变化率的设计方法,完成了液压系统的结构参数设计,并进行了仿真验证,从而为无级自动变速汽车的研制开发奠定了基础. 针对无级变速器电液控制系统的工作要求，应用数字比例控制技术设计了可用作无级变速器中夹紧力控制阀的数字调压阀。介绍了该数字调压阀的结构以及驱动器的设计方法，并对其进行了静态特性、动态特性试验。试验结果表明，该数字调压阀的控制精度及可靠性高，能满足金属带式无级变速器电液控制系统的要求。 关键词:无级变速传动；液压系统；无级变速器；电液控制系统；数字调压阀 ABSTRACT The design method on the hydraulic control system is one of the key technologies of a metal V-belt continuously variable transmission(CVT).It can change the ratio of the transmission system by adjusting thepu-Shing force of the pulley.By analyzing the structure characteristics andForce relationgs,the design method of an important parameter of the CVTHydranlic system and the rate of transmission ratio are put forward by Simulation to the emblematical driving models. The structure parametersOf hydraulic system is gotten and validated by simulation on specific Driving model. An effective design method is provided to develop the co-ntinuously variable transmission system. In terms of working requirements of the electric-hydraulic controlSystem of continuous variable transmissions,the ditital pressure regulator valve,which can be used as the clamping force valve of CVT,is designed with the digital proportional control technology .The st-Ructure of the digital pressure regulator valve and design method forDrivers is introduced. Tests of static characteristics and dynamic cha-racteristics of digital pressure regulator valve is high, it can meetrequirements of the electric-hydraulic control system of system of metalv-belt type continuous variable transmission. Key words:Continuously variable transmission；Hydraulic system；Electric-hydraulic 目录 第一章概论 (1) 1.1无级变速器的特征和应用 (1) 1.2无级变速器类型 (1) 1.3机械无级变速器的性能参数 (4) 1.4机械无级变速器的研究现状 (5) 1.5课题的研究内容和要求 (8) 第二章菱锥式无级变速器工作原理 (10) 2.1无级变速器的工作原理 (10) 2.2菱锥无级变速器的结构特点 (12) 2.3菱锥无级变速器的变速原理 (13) 第三章菱锥无级变速器部分零件的设计与计算 (17) 3.1电动机的选择 (17) 3.2变速器基本型号的确定 (17) 3.3菱锥与主动轮结构尺寸的计算 (17) 3.4输入侧加压装置 (18) 3.5输出侧加压装置 (18) 3.6强度校核计算 (19) 3.7输入、输出轴的结构设计 (19) 3.8输入、输出轴上轴承的选用 (20) 第四章主要零件的校核 (21) 4.1输出、输入轴的校核 (21) 4.2轴承的校核 (22) 总结 (23) 致谢 (24) 参考文献 (25) 附录1：英文文献翻译及原文.............. 错误！未定义书签。附录2：英文文献原文 ................... 错误！未定义书签。 摩擦式机械无级变速器结构设计 摘要:机械无级变速器是一种能适应工艺要求多变、工艺流程机械化和自动化发展以及改善机械工作性能的一种通用传动装置。本文简要介绍了菱锥式机械无级变速器的基本结构、设计计算的方法、材质及润滑等方面的知识，并以此作为本次无级变速器设计的理论基础。 本设计采用的是以菱形锥轮作为中间传动元件，通过改变锥轮的工作半径来实现输出轴转速连续变化的菱锥锥轮式无级变速器。本文分析了在传动过程中变速器的主动轮、菱锥、和外环的工作原理和受力关系；详细推导了实用的菱锥锥轮式无级变速器设计的计算公式；并针对设计所选择的参数进行了具体的设计计算；绘制了所计算的菱锥锥轮式无级变速器的装配图和主要传动元件的零件图，将此变速器的结构和工艺等方面的要求表达得更为清楚。由于机械无级变速器绝大多数是依靠摩擦传递动力，故承受过载和冲击的能力差，且不能满足严格的传动比要求。 这种无级变速器有良好的结构和性能优势，具有很强的实用价值，完全可以作为批量生产的无级变速器。其主要特点是：1.变速范围较宽；2.恒功率特性好；3.可以升、降速，正、反转。4.运转平稳，抗冲击能力较强；5.输出功率较大；6.使用寿命长；7.调速简单，工作可靠；8.容易维修。 关键词：机械无级变速器；摩擦式；菱锥锥轮式 现在车辆上的传动装置多采用机械式变速器， 1液力机械式变速器（AT）液力机械式变速器由液力变矩器和多挡机械变速箱组成。 2液压机械无级变速器（HMT）及应用分析 3静液压无级变速器（HST）及其应用分析静液压无级变速器（HST）依靠液压变量马达实现纯液压无级变速，效率较AT高，但较齿轮变速器低许多，传递功率不大 4 金属带式无级变速器 为了充分利用发动机大的功率，节约能源以及获得优良的动力性能，最理想的方法是从传统的有级传动发展为无级传动。 目前普遍采用的液力变矩器及其闭锁装置，自动换挡机构等均是为了弥补有级传动的不足而产生的传动模式，但不能实现真正的无级变速。 另外还出现了全液压传动的无级变速器，其操纵方式也由手动液控向电液控制或微电脑控制技术方面发展，并取得了非常好的效果，大大提高了整机的行使平顺性和作业性能，液压传动可以保证车辆具有稳定的行驶速度。但是在液压传动的车辆中传动效率低也是一个不容忽视的问题，按当代的技术水平，纯液压传动中最高效率在80-85%左右，而在车辆使用中，一般只能达到50-60%。此外，适用于重型车辆使用的大功率的液压元件难以加工，也使液压传动的车辆增加了制造成本。另外，这种高油压高转速的变量泵和定量马达的排量越大，即功率越大时，效率和寿命愈难以保证，生产愈困难，在市场上愈难买到。液压传动的低效率直接影响了整机的生产率和经济性，决定了它在车辆上很难有较大的发展空间。 机械液压双功率流则兼有机械传动的高效率和液压无级传动的双重优点，可在较宽的范围内实现可控的无级变速和所需的车速。以小功率的液压元件传递大功率特性，高效率特性，为车辆的经济性和动力性问题的解决找到了理想的道路。 液压机械无级传动是一种双功率流传动系统，分为液压功率和机械功率两路传递，分流机构分流后液压马达在正向和反向最大速度之间来回无级变速。其每一个行程和行星齿轮机构的一种工况相配合，最后两路汇合成由若干无级调速段相衔接并组逐段升高的全程无级输出速度。液压元件只负担最大功率的一部分，其他功率都由机械路传递。这相当于将液压无级变速功率扩大，传动总效率相对于液压传动也显著提高，和液力机械传动相比，装载量最大可提高30%，燃油经济性最大可提高25%。其特点是通过机械传动实现功率转递，通过液压机械相结合实现无级变速。 液压机械无级变速器（ HMT）及应用分析 液压机械无级变速器（HMT）由液压调速机构和机械变速机构及分、汇流机构组成，是一种液压功率流与机械功率流并联的传动形式，通过机械传动实现传动高效率，通过液压传动与机械传动相结合实现无级变速。其原理如1所示，输入功率经分流机构分流为两路，一路经液压调速机构流至汇流机构，另一路经机械变速机构传至汇流机构，由于液压调速机构具有无级调速特性（通过控制系统控制变量泵斜盘倾角的变化使排量改变来实现），与机械变速机构经汇流机构汇流后，使HMT实现无级变速。液压调速机构有变量泵-定量马达，定量泵-变量马达，变量泵-变量马达3种形式，第一种应用较多。机械变速机构为自动有级变速器。分、汇流机构为定轴齿轮传动或行星齿轮传动，从成本及实 摘要 人们早就认识到无级变速器是提高汽车性能的理想装置，并一直不懈的努力研究，努力追现这一目标。70年代后期，荷兰VonDoorne’s Transmission 公司研制成功VOT金属传动带并于1982年投放市场，推动CVT技术向实用化迈进了一大步。1987年美国福特公司首次在市场上小批量推出装有这种VDT带的CVT汽车，此后意大利菲亚特，日本富士重工和德国大众等多家公司也推出了小批量的CVT汽车（如Ford的Fiesta、Scorpio;Fiat的Uon、Ritmo;Sabaru的Ecvt、WV的Golf等）。各国均视其为自动变速技术的崭新途径，已成为当前国际汽车的研究开发领域的一个热点。 无极传动CVT与其他自动变速器相比较，优点是明显的。其操纵方便性和乘坐舒适性可与液力变矩器相当，而传动效率却高得多，接近有级机械式自动变速器的水平。更主要的是，它能最好的协调车辆外界行驶条件与发动机负载，使汽车具有一个不存在“漏洞”的牵引特性，且调速时无需切断动力充分发掘发动机的潜力，从而可显著降低汽车的油耗，提高最大车速和改善超车的性能。无极传动CVT特别受到非职业驾驶员的欢迎，因为它从根本上简化了操纵，不仅可取消变速、离合器踏板，而且总是按驾驶员意图控制发动机在最佳工作位置工作。此外，由于工作和控制原理相对简单，CVT传动完全可以做到比有级变速器（AT）传动更紧凑，更轻，成本更低。 对于CVT这种具有广阔使用发展前景的技术，迄今国研究、应用的很少。我们在前人研究的基础上，针对本田即将生产的经济型轿车设计一种CVT，来替换原来的变速器，为以后CVT的研究和试验打下基础。 关键词：无级变速器结构设计自动压紧 本科毕业设计（论文）通过答辩 低速载货汽车变速器的设计 摘要：课题来源于生产实际，依据《机动车安全技术条件》和《汽车机械变速器总成技术条件》，针对低速载货汽车的运行特点而设计。参与了汽车的总体设计，确定了汽车的质量参数，选择了合适的发动机，并且计算出汽车的最高速度。 关于变速器的设计，首先选择标准的齿轮模数，在总档位和一档速比确定后，合理分配变速器各档位的速比，接着计算出齿轮参数和中心距，并对齿轮进行强度验算，确定了齿轮的结构与尺寸，绘制出所有齿轮的零件图。根据经验公式初步计算出轴的尺寸，然后对每个档位下轴的刚度和强度进行验算，确定出轴的结构和尺寸，绘制出各根轴的零件图。根据结构布置和参考同类车型的相应轴承后，按国家标准选择合适的轴承，然后对轴承进行使用寿命的验算，最终完成了变速器的零件图和装配图的绘制。 此变速器的齿轮都为标准齿轮，档位数和传动比与发动机参数匹配，保证了汽车具有良好的动力性和经济性。该变速器具有操纵简单、方便、传动效率高、制造容易、成本低廉、维修方便的特点，适合低速载货汽车的使用。 关键词：低速载货汽车；变速器；设计 盐城工学院毕业设计说明书2006 Design The Transmission of Low-speed Truck Abstract: The topic comes from the production reality, which is based on the safety specifications for power driven vehicles operating on roads and the specifications for the automobile mechanical transmission. It designs the low-speed truck’s movement characteristic. The automobile quality parameters are determined, according to the automobile system design, choosing the appropriate engine, and calculating the maximum speed. When design the transmission, first, we choose the standard gear modulus and deter mine all speed’s proportions after we choose the number of the transmission’s gears and the first gear, then calculate the gear’s parameter and the center distance, and the gear needs the intensity checking calculation. We determine gear’s structure, then complete drawing of the gears’ component. According to the empirical formula, we preliminary carry on the checking calculation to each gear’s rigidity and the intensity to determine the axis’ structure and size, and thus draw up various axis’ component dra wing. After arranged structure and compared with the similar type of vehicle’s bearing, according to the national standard, we select the appropriate bearings, and then calculate the service life of the bearings. Finally drawing of the component and the assembly of the transmission are completed. Because the transmission gear is the standard gear and the number of gears and speed’s proportions match to the engine conditions, which ensure the necessary power and economy. This transmission has many merits of simple operation, efficient, easy manufacturing, low cost, and convenient. Key words: Low-speed Truck；Transmission；Design PE10自行车无级变速器设计 摘要：本文在分析各种无级变速器和无级变速自行车的基础上，把钢球外锥式无级变速器进行部分改装，从而形成了自行车的无级变速装置。该装置通过八个钢球利用摩擦力将动力进行输入输出，用一对斜齿轮进行分度调速，从而使自行车在0.75～1.22之间进行无级调速。研究表明：无级变速器被用于自行车方面可以大大改善自行车的使用性能，方便广大消费者使用。 关键字: 无级变速自行车；无级变速器 The design of the CVT on PE 10 bicycle ABSTRACT:Based on the analysis of various CVT and CVT bikes,in this dissertation ,we change some parts of the Kopp-B CVT forming a new kind of CVT used to the bicycle .They are used to input or output the power through the friction and a pair of helical gears is also used to adjust the speed, so the speed can change between 0.75 and 1.22.This research shows that when the CVT are used in the bicycle ,they can significant improve the performance of bike so that all customers can use it convenient. Keyword: CVT bike; CVT 现在车辆上的传动装置多采用机械式变速器, 1液力机械式变速器(AT液力机械式变速器由液力变矩器和多挡机械变速箱组成。 2液压机械无级变速器(HMT及应用分析 3静液压无级变速器(HST及其应用分析静液压无级变速器(HST依靠液压变量马达实现纯液压无级变速,效率较AT高,但较齿轮变速器低许多,传递功率不大 4 金属带式无级变速器 为了充分利用发动机大的功率,节约能源以及获得优良的动力性能,最理想的方法是从传统的有级传动发展为无级传动。 目前普遍采用的液力变矩器及其闭锁装置,自动换挡机构等均是为了弥补有级传动的不足而产生的传动模式,但不能实现真正的无级变速。 另外还出现了全液压传动的无级变速器,其操纵方式也由手动液控向电液控制或微电脑控制技术方面发展,并取得了非常好的效果,大大提高了整机的行使平顺性和作业性能,液压传动可以保证车辆具有稳定的行驶速度。但是在液压传动的车辆中传动效率低也是一个不容忽视的问题,按当代的技术水平,纯液压传动中最高效率在80-85%左右,而在车辆使用中,一般只能达到50-60%。此外,适用于重型车辆使用的大功率的液压元件难以加工,也使液压传动的车辆增加了制造成本。另外,这种高油压高转速的变量泵和定量马达的排量越大,即功率越大时,效率和寿命愈难以保证,生产愈困难,在市场上愈难买到。液压传动的低效率直接影响了整机的生产率和经济性,决定了它在车辆上很难有较大的发展空间。 机械液压双功率流则兼有机械传动的高效率和液压无级传动的双重优点,可在较宽的范围内实现可控的无级变速和所需的车速。以小功率的液压元件传递大功率特性,高效率特性,为车辆的经济性和动力性问题的解决找到了理想的道路。 机械系统设计——变速自行车 1、自行车现状及发展趋势 自行车是传统产业，具有100多年的历史。在1902年，英国史都梅----阿切尔公司在自行车后轮装上了变速器，变速自行车出现了。变速自行车在自行车后轮毂内装置有一套不同规格的齿轮，自行车行进行变速时，通过变速排档可以把链条置于不同的齿轮上，从而改变车速，以适应不同的路况和骑车人的体力。综观当今自行车的世界潮流，变速自行车已成为世界自行车的主流。根据数据显示，世界自行车行业的重心正从传统的代步型交通工具转向山地运动型的变速自行车。在美、欧、日等发达国家，变速自行车是一种较普遍的运动、健身、休闲和娱乐性产品。最近几年全世界对变速自行车需求量巨大。今天，工业发达的欧美国家以及日本等国和地区所打造的各类自行车产品，从外观造型、材料选用，一直到表面装饰、整车装备等各个方面，发展非常迅速。此种现状完全可以用“新品大量涌现、山地自行车仍是世界自行车市场主流、山地自行车变化明显、变速系统日趋朝高端技术方向发展、整车表面装饰趋于时装化及人性化、整车使用功能追求多样化、中高档自行车零部件配置水平不断提升。 随 着 人民生活水平的不断提高，为了满足更多需求，自行车从单一功能向多功能发展就成为一个必然趋势。以"自行车变速调节"为核心技术的"变速自行车集“代步”、“健身”、“娱乐”于一体。可以实现自动变速，体力消耗较少。随着科技的不断进步变速自行车生产体系日趋完备，行业专业化程度越来越高 ，产体系日趋完备。国内各种钢材、铝合金、钛合金等轻合金材料供应充足，原材料加工成形、整车生产涂装、各类各档次零部件的专业加工制造及配套齐备，已形成完整的生产体系。而镁是继钢铁、铝之后的第三大金属工程材料，被誉为“21 世纪绿色工程材料”，未来自行车将会越来越轻巧。未来变速自行车将采用材料，并装有一些数码。带脉搏、频率计数电脑的训练变速自行不同目标的训练、集体骑行训练及时兴的体育运动。随着自行车的个性化和专业化，人们对自行车零配件的要求也越来越高，如城市车和旅行车的轮毂装盘式刹片，轮胎为三种橡胶混合而成，前叉上装导航仪，自动换档，以保证骑行轻松。 总的来说，未来变速自行车的发展趋势必定是最大限度的减少变速自行车的缺陷，例如安全性等，而会增强其优越性，如灵巧行等等。未来自行车的发张专业化会越来远强变速车是朝着美、轻、牢、新、廉方向发展。美是造型美观、色彩鲜艳、华丽而不俗；轻是自重轻、骑行轻；牢是强度高；新是款式新、品种多；廉是成本低、竞争力强。总之，另外，随着人们意识的不断增强，随着自行车的不断完善，越来越多的人会青睐于变速自行车。 2、系统的功能分析 1）导向系统：由车把、前叉、前轴、前轮等部件组成。乘骑者可以通过操纵车把来改变行驶方向并保持车身平衡。 2）驱动（传动或行走）系统：由脚蹬、中轴、链轮、曲柄、链条、飞轮、后轴、后轮等部件组成。人的脚的蹬力是靠脚蹬通过曲柄，链轮、链条、飞轮、后轴等部件传动的，从而使自行车不断前进。 3）制动系统：它由车闸部件组成、乘骑者可以随时操纵车闸，使行驶的自行车减速、停使、确保行车安全。变速器设计文献综述
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乘用车无级变速器液压系统设计
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电动自行车调速系统设计123
毕业设计变速自行车变速结构设计及速度比分析
自行车用无级变速器结构设计
乘用车无级变速器液压系统设计
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液压机械无级变速器( HMT)原理及应用分析
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低速载货汽车变速器的设计
机械毕业设计222PE 10无级变速自行车设计
液压机械无级变速器( HMT)原理及应用分析.
变速自行车发展设计及展望