小功率机械摩擦式无级变速器结构设计
02 常用典型机构
带式无级变速器
带式无级变速器的变速方式 （箭头表示变速时操纵机构驱动的运动方向）
脉动式无级变速器
脉动式无级变速器的基本结构 1－可调曲柄；2－连杆；3－摇杆；4－超越离合器
机械无级变速器与其他无级变速传动方式的比较
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
与其他无级变速传动方式
液体传动分为两类：
液压式：主要是由泵和马达组成或者由阀与泵组成的变速传动装置，适用于中、小功率传动。 液力式：采用液力耦合器或者液力变矩器进行变速传动，适用于大功率（几百至几千千瓦）。
机械无级变速器的特点：
转速稳定，滑动率小，工作可靠，具有恒功率机械特性，传动效率高，而且结构简单， 维修方便，价格相对便宜； 但零部件加工及润滑要求较高，承载能力较低，抗过载及耐冲击性能较差，故一般适合 于中、小功率传动。
第三节 换向机构
常用的换向机构有机械、液压和电气式 三种。常用的机械式换向机构。
换向机构
第四节 制 动 器
设备的制动机构应满足以下基本要求。
构造简单，尺寸小，为此制动器应尽量装在高速轴 上。 在可能条件下制动时间应尽量短些但也不是越短越 好。 要保证使用安全为此，制动机构与开停机构必须互 锁。 闸带式制动器 闸瓦式制动器 片式制动器
常用的制动器
闸带式制动器
多 片 式 摩 擦 式 离 合 器 圆 锥 式
优点：结构紧凑，接合平稳，过载 打滑 缺点不能保证两轴同速，摩擦生热。 广泛用于金属切削机床及其他机械设 备中
优缺点基本同上，但比上述离合器能 传递较大的扭矩。适用于金属切削机 床及其他机械设备
电磁粉 末离合 器
无级变速带和摩擦轮传动 (2)
无级变速带和摩擦轮传动为了获得更合适的工作速度，机器通常应能在一定范围内任意调整转速，这就需要使用无级变速器。
下面主要介绍无级变速带和摩擦轮传动。
一、无级变速带带式无级变速传动是一种应用很广泛的无级变速传动机构，它约占全世界机械无级变速的2/3。
无级变速带的横截面呈梯形，结构与线绳结构的普通三角形带相似，由缓冲层、强力层、压缩层和外层包布组成。
带式无级变速器主要由主动锥轮(主动带轮)1、从动锥轮(从动带轮)2和紧套在两轮上的传动带3以及调节速度的操纵机构等组成。
当主动轮转动时,利用张紧的带与锥轮之间的摩擦力，将运动和动力从主动轮传递到从动轮上,并可通过操纵机构改变带在锥形带轮上的工作位置,使主、从动锥轮的工作半径能连续发生改变，从而实现无级变速。
(一)无极变速带具有以下的特点。
1.带的宽度大，带宽和带高之比一般为2~4。
2.变速范围较大，可达3~6,带越宽、楔形角越小，变速范围越大;用楔形角小的宽带时，变速范围可达9~12。
3.带的楔形角(工作面夹角α)较小，在22°~40°之间。
4.具有足够的横向刚度，能避免“塌腰”和扭转等现象。
5.具有足够的纵向挠曲性。
6.带的伸长率较小。
图一(二）无级变速带的设计计算无级变速带传动在设计计算时须首先明确是恒功率传动还是恒转矩传动。
恒功率传动时，传动功率Pr为恒定值。
恒转矩传动时，被动轴上的转矩MZ为恒定值，而传动功率Pr为变值。
其变动大小由下式计算P rmax=M2∗n2max97470P rmin=M2∗n2min97470式中M2为被动轴上的转矩（kgf*cm）。
设计时可按以下步骤进行：1.计算功率Prd：Prd=Pr×Fm式中Fm为负荷特性系数。
2.无级变速带型号的选定。
无级变速带型号根据被动轴转速和计算功率，从图二中选取。
当恒功率传动时，计算功率Prd 为定值，按图中(A)行分别选出n2max和n2min时的带号。
当恒转矩传动时，按(B)行分别选出n2max 和Prdmax时的带号及n2min和Prdmin时的带号。
汽车设计--3变速器设计
直齿：b=Kcm, Kc为齿宽系数，取为4.5~8.0 斜齿：b= Kcmn，Kc取6.0~8.5
5、变位系数的选择原则
◎采用变位的原因：
1）避免齿轮产生根切 2）配凑中心距 3）通过变位影响齿轮的强度，使用平稳性，耐磨性、抗胶
合能力及齿轮的啮合噪声。 ◎变位齿轮的种类：高度变位和角度变位。 1）高度变位：齿轮副的一对啮合齿轮的变位系数的和为零。
1、变速器的传动比范围： 指变速器最低挡传动比与最高挡传动比的比值。 2、最高挡传动比的选取： 直接挡1.0，超速挡0.7～0.8。
3、最低挡传动比选取：
影响因素：
发动机的最大转矩、最低稳定转速；
驱动轮与路面间的附着力； 主减速比与驱动轮的滚动半径；
Ft max Ff Fi max
汽车的最低稳定车速。
1、中间轴式变速器
❖ 多用于FR，RR布置的 乘用车和商用车上
❖ 能设置直接挡，直接挡 效率高
❖ 一挡传动比能设计较大
❖ 一轴与输出轴转向相同 （挂前进档时）
❖ 零件多，尺寸、质量大
2、两轴式变速器
❖ 结构简单、紧凑、轮廓 尺寸小
❖ 中间挡位传动效率高、 噪音低（少了中间轴、 中间传动齿轮）
❖ 不能设置直接挡，高挡 位时噪音高（轴承齿轮 均承载），且效率略比 三轴式低
第三章 机械式变速器设计
本章主要学习 ❖ （1）变速器的基本设计要求； ❖ （2）各种形式变速器的结构布置特点（☆）； ❖ （3）变速器主要参数的选择 （☆）； ❖ （4）变速器的设计与计算（☆）； ❖ （5）同步器设计的基本方法； ❖ （6）变速器操纵机构及基本结构元件； ❖ （7）机械式无级变速器简介。
机械式变速器设计
名词解释固定轴式变速器分类？答：固定轴式变速器又分为两轴式、中间轴式、双中间轴式和多中间轴式变速器。
变速器换挡机构形式？答：变速器换挡机构有直齿滑动齿轮、啮合套和同步器换挡三种形式。
同步器同步时间t同步器工作时，要连接的两个部分达到同步的时间；同步时间与车型有关，计算时可在下述范围选取：对轿车变速器高挡取0.15～O.30s，低挡取O.50～O.80s；对货车变速器高挡取O.30～O.80s，低挡取1.O0～1.50s。
直接操纵手动换挡变速器;当变速器布置在驾驶员座椅附近，可将变速杆直接安装在变速器上，并依靠驾驶员手力和通过变速杆直接完成换挡功能的手动换挡变速器，称为直接操纵变速器。
远距离操纵手动换挡变速器;平头式汽车或发动机后置后轮驱动汽车的变速器，受总体布置限制变速器距驾驶员座位较远，这时需要在变速杆与拨叉之间布置若干传动件，换挡手力经过这些转换机构才能完成换挡功能。
这种手动换挡变速器称为远距离操纵手动换挡变速器。
电控自动换挡变速器有级式机械变速器尽管应用广泛，但是它有换挡工作复杂、对驾驶员操作技术要求高、使驾驶员容易疲劳等缺点。
80年代以后，在固定轴式机械变速器基础上，通过应用计算机和电子控制技术，使之实现自动换挡，并取消了变速杆和离合器踏板。
驾驶员只需控制油门踏板，汽车在行驶过程中就能自动完成换挡时刻的判断，接着自动实现收油门、离合器分离、选挡、换挡、离合器接合和回油门等一系列动作，使汽车动力性、经济性有所提高。
电控自动换挡变速器：在固定轴式机械变速器基础上，通过应用计算机和电子控制技术，使之实现自动换挡，并取消了变速杆和离合器踏板。
流体式无级变速器（AT）：液力变矩器和借助液体压能变化传动或变换能量的液压传动的无级变速器。
填空题变速器的作用用来改变发动机传到驱动轮上的______和______，目的是在原地起步、爬坡、转弯、加速等各种行驶工况下，使汽车获得不同的_____和______，同时使发动机在最有利的工况范围内工作。
无级调速减速机MB
MB planetary friction mechanical infinite speed variator
RX
X
RV
274 165
1. MB系列行星摩擦式机械无级变速机概述
MB系列行星摩擦式机械无级变速机主要由压紧的主 动装置、摩擦传动机构、调速控制机构组成。 变速范围大: 调 速范围R=5，即输出转 速 可在输 入 转速的1/1.45至1/7.25之间任意变化 ，适合 连 续工 作，可以正反运转，能在负载起动及 负载 中按需 要调节速 度，适应工艺参数多边或连续变 化 的要 求。 调速精度高、高强度、同轴结构，体积 小， 重量 轻。性能稳定，在允许负载下，选定的 输 出速度 恒定。运行平稳、噪声低、寿命长、 维修 少、操 作简单、 效率高。 组合能力强: 可 与各种减速机直联式 组合 ，实 现小 体积、 高效率的 低、高速无级变速，因而该机具 有 良好 适应性。 旋转方向: 基 本型输入轴与输出轴 旋转方 向 相同； 其它组合 型根据传动极数等确认旋转 方 向。 输入转速: 机 座MB07以下不高于2800rpm， 机座大 于MB07输入速度不超过1400rpm， 全系列 输 入转 速以不低于750rpm为 适宜。 跑合要求: 变速机跑合开始时，温升 可高 于正常工 作的温升，当跑合60-80小时后，温升逐 渐降 低至 正常温升。在跑合期内需经常调速， 以利 于长 期 的稳定使用；跑合时的高温影响正常和允 许 的工 作条件，但对部件的使用寿命并无有害 影响 。
276 167
电机代号 Motor mode
6. MB基本型无级变速机
6. MB basic type variable drive
6.1 Model and specification list 6.1 型号规格表 MB变速器配4极电机(1450r/min)的型号规格表 Model and specification list of MB speed variator matched grade 4 motor (rotation rate 1450rpm)
JWB-X系列行星摩擦式机械无级变速器
台售 价
元 ( 国 外 同 类 产 品平 均
。
对 饮料
,
,
食品
,
陶瓷
纺织
电
5 价 为 每台 6
美元 左右 )
制革
,
制药
化工
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
化 纤 等 行 业 生 产 自动
工厂 名称
:
国 营 星 光 工 模具 厂
电
话
:
2 72927 0 4 3。
电报 挂 号 地 址
:
:
广 东 省佛 山 市 石 湾
邮政 编码
:
2 5
、
设
,
功率有 w
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外 形 美观
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w
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在 几个 摩擦 轮 上
,
受力均 匀
、
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功率
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w 等
.
12
种
。
电
2一
,
结 构 简单
用 于连 续 工 作 运 行
且 能 在 负 载 中按 需 要 调 节
无级变速器工作原理
无级变速器工作原理无级变速器是一种能够实现无级变速的传动装置，它可以根据车辆的速度和负载情况，实现连续平稳的变速过程，从而提高车辆的燃油经济性和驾驶舒适性。
无级变速器的工作原理主要包括两种类型，摩擦式和液力式。
首先，我们来看摩擦式无级变速器的工作原理。
摩擦式无级变速器采用一对金属带或链条，在两个圆锥形的轮毂之间形成摩擦力，通过改变带或链条的位置来实现变速。
当两个轮毂的直径不同时，带或链条在不同位置的接触半径也不同，从而实现不同的传动比。
这种设计可以实现无级变速，但由于摩擦带或链条的磨损和热量产生，摩擦式无级变速器通常用于低功率的小型车辆。
其次，液力式无级变速器的工作原理是利用液体的动力传递特性来实现变速。
液力式无级变速器由两个液力变矩器和一个锥形齿轮组成。
液力变矩器由泵轮和涡轮组成，液体通过泵轮的旋转产生液压力，从而带动涡轮旋转。
当液体通过液力变矩器时，可以通过改变泵轮和涡轮之间的液压力来实现连续的变速。
而锥形齿轮则可以根据需要改变传动比，从而实现不同速度的输出。
液力式无级变速器的优点是可以承受大功率的传动，但由于液体的粘性和泵轮与涡轮之间的摩擦，能量损失较大。
无级变速器的工作原理虽然有所不同，但其本质都是通过改变传动比来实现车辆的无级变速。
无级变速器的发展可以提高车辆的燃油经济性和驾驶舒适性，是汽车传动技术的重要进步。
在未来，随着材料和制造工艺的不断进步，无级变速器将会更加普及，并为汽车行业带来更多的发展机遇。
总之，无级变速器的工作原理是通过改变传动比来实现车辆的无级变速，摩擦式和液力式是两种常见的无级变速器类型。
无级变速器的发展将会为汽车行业带来更多的发展机遇，提高车辆的燃油经济性和驾驶舒适性。
希望本文的介绍能够帮助大家更好地理解无级变速器的工作原理。
MB系列行星摩擦机械无级变速机
ＭＢ系列行星摩擦机械无级变速机ＭＢ系列行星摩擦机械无级变速机一、工作原理结构图１ 输出轴２ 行星架３ 固定平面凸轮４ 平面轴承５ 滑块轴承６ 调速柄７ 调速螺杆８ 调速螺母９ 调速凸轮１０ 行星轮１１ 定环１２ 太阳轮１３ 压盘１４ 碟形弹簧１５ 输入轴带锥度的太阳轮（１２）和压盘（１３）被一组碟形弹簧（１４）压紧，输入轴（１５）与太阳轮用键联接，组成压紧的输入装置。
一组带锥度的行星轮（１０）内侧夹在压紧的太阳轮与压盘之间，外侧夹在带锥度的定环（１１）和调速凸轮（９）之间，输入装置转动时由于定环和调速凸轮固定不动，行星轮就沿定环作纯滚动，且绕输入轴作公转，通过行星摩擦轮的中心轴及滑块轴承（５）而带动行星架（２）及输出轴（１）转动。
调速时转动手轮，由手轮带动调速螺杆，使平面凸轮相对转动，产生轴向移动，从而均匀改变调速凸轮和固定环之间的间隔，最后改变了行星轮与太阳轮、压盘及固定环、调速凸轮摩擦处的工作半径，实现无级调速。
二、产品特点行星摩擦机械无级变速机，主要由压紧的主动装置、摩擦传动机构、调速控制机构组成。
它的主要优点：１、高强度：在加冲击负载逆转时，本机性能可靠，能精确地传动，无后座力，并有足够的强度。
２、变速范围大：变速范围为５，即输出速比可在１∶１ ４５至１∶１ ７５之间任意比。
３、调速精度高：调速精度为０ ５～１转／分。
４、性能稳定：本机的传动部件都经过特殊热处理，并经精密加工。
接触和润滑良好、运行平稳、噪声低、寿命长。
５、结构紧凑：体积小，重量轻。
６、组合能力强：本机能与各种减速机组合，实现低速无级变速，因此它具有良好的适应性。
２４３ＭＢ系列行星摩擦机械无级变速机三、型号表示方法：安装方位减速比组合减速机型号（!一级齿轮减速）电机功率（不带电机时省略）电机代号（不带电机时省略）机座号安装方式（"卧式、#立式）$%无级变速代号&'(!%)*&"+#四、性能曲线 效率－转速的关系 扭矩－转速的关系五、工况系数准确选择型号规格的核心是使选用的电机———变速器组与预计要求的负载和成本相适应。
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目录摘要 (2)Abstract: (4)第一章绪论 (5)§1.2 机械无级变速器的特征和应用 (6)§1.3机械无级变速器的选用和润滑密封 (8)§1.4 本文的主要内容及要求 (10)第二章摩擦无级变速器的机械特性加压装置和调速机构 (11)§2.1 机械特性 (11)§2.2 调速操纵机构 (12)§2.3 加压装置 (13)第三章摩擦式无级变速器设计说明和计算过程 (14)§3.1 摩擦机械无级变速器的工作原理 (14)§3.2 摩擦无级变速器的特点 (15)§3.3 锥轮的设计与计算 (15)§3.4 钢环的设计与计算 (19)1、钢环尺寸和参数的确定 (19)2、强度验算 (21)§3.5 轴系的设计 (22)§3.6 轴的结构设计 (23)第四章主要零件的校核 (25)§4.1 ．输出，输入轴的校核 (25)§4.2 . 轴承的校核 (26)总结 (27)致谢 (28)参考文献资料 (29)附录：文献翻译 (29)摩擦式机械无级变速器结构设计摘要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无级变速器传动随着机械、材质及加工工艺的高速发展和其需求量日益增多而得到广泛应用和发展。
无级变速器的主动和从动两根轴通过传递转矩的中间介质（机械构件、流体、电磁流等）把两根轴直接或间接地联系起来并传递动力。
当对主、从动轴的联系关系进行控制时，则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）。
用机械构件作为中间介质的为机械无级变速器，其包括摩擦式和脉动式。
无级变速器与定传动比传动及有级变速传动（它只有有限的几种传动比）相比，其优点是能够根据工作需要在一定范围内连续变换速度，以适应输出转速和外界负载变化的要求，摩擦式机械无级变速器依靠传动元件之间的摩擦进行传动，钢材材质、加工工艺水平和润滑油料品质等因素是摩擦式机械式无级变速器不断发展的重要保证。
本文通过查阅相关的诸多文献和书籍手册等进行钢环式无级变速器原理及其结构、变速原理的传动结构的实现的研究，并对摩擦式机械无级变速器进行结构设计，可直接作为设计文件或指导文件进行生产加工。
关键词：无级变速器；摩擦式；传动；润滑；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 high-speed 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 components, fluid, electromagnetic flow, etc.), the two shaft linked directly or indirectly, and transfer power.When 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 components as a medium for mechanical CVT, among which include friction and pulsation.CVT and constant transmission ratio transmission and continuously variable transmission (it's only a limited number of transmission ratio), compared to its advantage is the ability to work according to the need to continuous transformation rate within a certain scope, to adapt the demand of output speed and external load, the friction type CVT depend on mechanical transmission device for transmission, the friction between the steel material, processing technology level and the quality of lubricating oil is factors such as friction type mechanical stepless transmission the important guarantee of continuous development.This article through the consult literature and books, manuals, etc for the steel ring type stepless transmission principle and structure, the realization of the principle of variable speed drive structure research, and the friction type mechanical CVT structure design, can be directly as a guide for design documents or files for production and processing.Keyword:CVT;Friction type;Transmission;Lubrication;第一章绪论§1.1机械无级变速器的发展背景及现状无级变速器在输入转速不变的情况下，能实现输出轴的转速在一定范围内连续变化，以满足机器或生产系统在运转过程中各种不同工况的要求；其结构特征主要是由变速传动机构、调速机构以及加压装置或输出机构三部分组成，无级变速器分为机械无级变速器，液压传动无级变速器，电力传动无级变速器三种。
本设计任务要求把无级变速器安装在自行车上，采用机械无级变速器，本文主要介绍机械无级变速器的发展概况。
机械无级变速器最早是出现在十九世纪九十年代，到二十世纪三十年代逐渐开始发展起来，由于材质与工艺等方面的技术发展缓慢导致了无级变速也发展迟缓，随着现代科学技术的高速发展，尤其是七十年代以后，随着先进的冶炼和热处理技术，精密加工和数控机床技术以及牵引传动理论与高品质油的出现和发展，解决了许多研制和生产无级变速器的限制因素，同时，生产工艺流程实现机械化、自动化以及机械工作性能的改进，都促进了无级变速器的快速发展，在不同的领域，大量机器设备需要采用无级变速，尤其在汽车行业需求更为突出，因此，机械无级变速器得到广泛迅速的发展。
国内无级变速器大约在二十世纪六十年代前后起步，当时主要是作为专业机械配套零部件，用于专业机械厂进行仿制和生产，如用于纺织机械的齿链式，化工机械的多盘式以及切削机床的Kopp型无级变速器等，但品种规格不多，产量不大，年产量仅数千台。
直至八十年代中期以后，随着国外先进设备的大量引进，工业生产现代化及自动流水线的迅速发展，对各种类型机械无级变速器的需求大幅度增加，专业厂才开始建立并进行规模化生产，一些高等院校也开展了该领域的研究工作，又经过二三十年的发展，由于真空冶炼技术的应用、超精密工艺的日臻完善以及润滑油料摩擦特性方面的改进，使得机械无级变速器已经系列化生产，并以通过部件的形式供应于市场，近十年来，由于能源危机的出现，人们对机械无级变速器在交通运输工具上应用又进行了大量的研究，并取得了一定的成效。
摩擦式无级变速器是机械无级传动系统中的常用部件之一，它依靠摩擦力传递转矩和运动，所以它基本上由传递运动和动力的摩擦变速传动机构、保证产生摩擦力所需的加压装置和实现变速的调速机构三部分组成。
近年来摩擦式无级变速器在国外获得了较快的发展，其传动功率从几十到几千瓦，并可在接近于0~10000转/分的输出速度下工作，效率约为75%到95%，与传统的齿轮传动、链传动及皮带传动相比，不仅可实现无级变速而且传动零件的形状比较简单无需很高的精度因此加工费用较低，现已获得人们普遍地重视。
目前国内使用的摩擦式无级变速装置大多属于直接传动式、中间元件式、行星传动式三种类型：主、从动摩擦元件直接接触传动的直接传动式，主、从动元件通过中间元件进行传动的中间元件式，以及中间元件作行星运动的行星传动式。
调速结构则分为一元件相对于另一元件沿接触面移动和转动（或偏转）两种形式。
因此，合理地设计传动机构的结构和形式是提高传动构件受力的均匀性和传动平稳性及效率的关键，其速比的变换则通过改变主动轮从动轮和中间构件三者的相对位置来获得，这些摩擦式无级变速器的缺点主要是传动效率低、运行中难以保持稳定的速比、变速操作困难在高速运行时变速易使传动零件过早的磨损以及对于低速大扭矩传动传动装置的体积与重量较大。
目前对摩擦无级变速器的传动机理研究得并不充分，有待深入研究。
选择和发展新的润滑剂，以进一步提高摩擦拖动率；研究具体结构设计的合理性及其优化问题，突破瓶颈，实现无级变速器新的突破，真正做到广泛应用和产业化。
§1.2机械无级变速器的特征和应用机械无级变速器是一种传动装置，其功能特征主要是：在输入转速不变的情况下，能实现输出轴的转速在一定范围内连续变化，以满足机器或生产系统在运转过程中各种不同工况的要求；其结构特征主要是：需由变速传动机构、调速机构及加压装置或输出机构三部分组成。