金属带式无级变速器摩擦功率损失研究
金属带式汽车无级变速器传动机构设计
摘要在具有广阔的发展前景和市场空间的汽车行业中，车辆技术也得到较快的发展。
金属带式无级变速器是一种新型的机械摩擦式无级变速器，具有承载能力强、效率高、平稳性好、环保节能等优良的传动特性，特别适用于需要传递中大功率而又需无级调速的场合。
本设计是基于现代人们对汽车性能的更高要求，鉴于国内外专家对无级变速器的研究与分析，结合金属带式无级变速器的现状和发展趋势、基本结构、传动原理、性能特点，主要以其在轿车中的应用，设计金属带式无级变速器的传动机构，根据对设计参数的分析，对整个无级变速器的各级传动部分的传动方式进行详细的设计，包括主、从动带轮；主、从动锥盘；中间减速机构，使其与传统的变速器相比，耐用性能、加速性能、燃油性能以及排放性能都得到改善。
关键词：金属带；无级变速器；传动机构；机械摩擦式；主、从动锥盘；中间减速机构ABSTRACTIn a broad development prospects and market space in the auto industry, vehicle technology has also been developed quickly. Metal belt type variator is a new type of mechanical friction type variator, high bearing ability, high efficiency, energy saving and steadiness, good environment protection fine transmission characteristics, especially suitable for high power and in need to pass to stepless speed regulation occasion.This design is based on the modern people to an automobile performance higher request, in view of the fact that the domestic and foreign experts to variator's research and the analysis，combined with the metal belt type continuously variable transmission of the status and development trends, the basic structure, transmission principle, performance characteristics.According to its application in cars, completed the design of metal belt CVTtransmission, based on the design variable's analysis, the transmission part at all levels of detail design transmission mode, , including master, driven pulleys; Lord, driven cone-disk; intermediate deceleration institutions and compared with the traditional transmission, durable performance, and accelerating performance, fuel performance and emission performance is improved.Keywords：Metal belt；Contiuously Variable Transmission；transmission；a type of mechanical friction;lord, driven cone-disk; ntermediate deceleration institutions目录摘要IAbstract I第1章绪论11.1 概述11.1.1 金属带式无级变速器的发展11.1.2 金属带式无级变速器的优点2第2章金属带式无级变速器传动的基本原理32.1 金属带式无级变速器的基本组成32.1.1 起步离合器 (4)2.1.2 行星齿轮机构 (5)2.1.3 无级变速机构 (5)2.1.4 控制系统 (5)2.1.5 中间减速机构 (6)2.2 金属带式无级变速器的工作原理72.2.1 金属带式无级变速器的工作原理72.2.2 离合器换向机构的工作原理72.3 本章小结7第3章基本数据选择83.1 主要技术指标83.1.1 基本参数83.2 齿轮相关数据的计算103.2.1 齿轮参数103.2.2 各齿轮齿数及参数分配113.3 滚动球键错误!未定义书签。
金属带式无级变速器钢环组受力状况分析
关 键 组 件 之 一 ， 的受 力 状 况 关 系 到 金 属 带 的 承 载 能 力 和 使 用 寿 命 。文 章 分 析 了 钢 环 组 在 静 态 下 和 传 动 中 的 受 力 它 变 化 规 律 ， 到 了钢 环 应 力 的 求解 公式 ， 金 属 带 的设 计 提 供 了理 论 依 据 。 得 为 关 键 词 ： 属 带 ； 环 ； 力 分 析 金 钢 受
维普资讯
第３ ４卷第 ３ 期
２０ ０ ８年 ６月
包
钢
科
技
Ｖｏ ３ Ｎｏ． １． ４。 ３
Ｓｉｎ ｅ＆ Ｔ ｃ ｎｌｇ ｆ ａ ｔｕＳｅｌ（ ｒｕ ）Ｃ ｒｏａ ｏ ｃｅｃ ｅ ｈ ｏｏｙｏ Ｂ ｏｏ ｔｅ Ｇｏ ｐ ｏｐ ｒｔ ｎ ｉ
Ｊ ｎ ，０ ｕ ｅ ２ ０８
金 属 带式 无 级 变 速 器 钢 环组 受 力 状 况 分 析
张 先荣
（ 中冶 东方工程 技 术有 限公 司 ， 内蒙古 包头 ０４１） １００
摘
要 ： 属带 式 无 级 变 速 器 主 要是 为 中小 型 轿 车 开 发 的 ， 属 带 是 该 变 速 器 的 核 心 部 件 ， 钢 环 组 又 是 金 属 带 的 金 金 而
中 图 分 类 号 ：４３２２ Ｕ ６ ．１ 文 献标 识 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：０ ９—５ ３ （０ ８ ０ —０ ３ ０ １０ ４ ８ ２ ０ ）３ ０ ６— ３
Ａｎ ｌｓｓ ｏ ｈ ｅ ｈａ ｉ ｓ Ｍ ｏ ｅ ｆｔ ｎｇ ｌｏ ｈｅ Ｒｉ ｓ ｆ ｒ Ｍ ｔ ｌＶ —ＢｅｔＤｒｖ ｌ ｉ ｅ
用时 ， 金属 带 的 Ｖ型摩 擦 片 受 到 推 压 ， 结 果 就 是 其
在 钢 环 中产 生 了 张 力 。
金属带式无级变速器钢带环弹性特性及其造成的能量损失
金属带式无级变速器钢带环弹性特性及其造成的能量损失张武1，2 刘凯1 崔亚辉1 原园1 赵桐1【摘要】摘要:基于弹性力学理论，建立了金属带式无级变速器钢带环伸长模型。
在圆弧段上，钢带环被简化为组合薄壁圆筒模型，在直线段上被简化为单向拉伸模型。
模型计算结果显示:随着传动比的增大，应力应变在主动轮上不断增大，在从动轮上先减小后增大;径向位移在主动轮上先减小后增大，在从动轮上不断增大;当传动比一定时，最内层钢带环的应力应变和径向位移最大，最外层最小;钢带环总的伸长量随着传动比的增大而增大，但当传动比为1时有所减小;钢带环线应变范围是0.04% ～0.08%。
功率损失分析表明:钢带环应变能功率损失范围为27.15～86.73W，当传动比为1时，总功率损失为34.85W。
【期刊名称】中国机械工程【年(卷),期】2012(023)021【总页数】7【关键词】关键词:钢带环;金属带;无级变速器;伸长量0 引言金属带式无级变速器(MB－CVT)作为最成功的无级变速器之一，具有节省燃料、操控简单、驾驶平顺舒适和低排放等优点。
最新研究显示:在相同的工作状态下，装备MB－CVT的汽车较装备自动挡的汽车节油7% ～15%［1］。
MB－CVT 属于摩擦传动系统，因此其传递动力的能力受到一定限制。
Kong等［1］以单个钢带环为基础建立了MBCVT动力学模型，研究了带轮与最内层钢带环以及钢带环之间的相互作用及每层钢带环在传递动力方面的负载分布状况，并且认为一层或多层钢带环过早断裂是变速器失效的一个重要原因。
Kuwabara等［2］在研究中忽略了钢带环之间的相互作用，并将其假设为一个整体。
Kim等［3］完全忽略MB－CVT各部件间的相互作用，且进一步认为两组钢带环和数以百计的金属块是一个连续体。
Akehurst等［4］假设所有的钢带环都具有相同的圆弧段，且每组钢带环是由数层钢带环组合而成，但是对于每层钢带环承载力矩的能力却没有研究。
金属带式无级变速传动_CVT_装置关键件结构强度分析
F1/ F2 = exp (μs1θ1)
(11)
F1 - F2 = F
(12)
第 22 卷 第 4 期 金属带式无级变速传动 (CVT) 装置关键件结构强度分析 31
其中
F =
M1 r1 - h2
+
[1
-
exp (
-
μs1θ1)
]·
M1
μF1θ1 ( r1 -
关键词 无级变速传动 结构强度 有限元
引言
金 属 带 式 无 级 变 速 传 动 ( Continuously Variable Transmission) 的设计思想是由 Hab. Van Doorne 博士于 1968 年首次提出 ,1987 年由日本富士重工首次装车试 制成功 。因其使车辆燃料消耗减小 ,排气污染低 ,操纵 简便 ,调速性能好而倍受国外汽车厂商和专家学者关 注 ;在国内 ,该项研究尚处于起步阶段 。
(
Fi
+
ΔFi )
cos
Δβ 2-
Ficos
Δβ 2=
2δ1μs1
p1Δβ
(9)
(
Fi
+
ΔFi
)
sin
Δβ 2+
Fi
sin
Δβ 2=
2
p1Δβ
(10)
根据边界条件 ,当 β= 0 时 , Fi = F2 ; 当 β=θ1 时 ,
Fi = F1 。设 F = F1 - F2 ,由式 (9) 和式 (10) 积分得
由理论分析的试验结果可知[1 ,2] , 金属带受力最 恶劣的工况出现在其与驱动轮的作用弧段 。考虑到构 成整个金属带的金属块数量太多 , 现选取处于该工况 下的 3 个金属块及与之相应的金属环 , 建立金属带有 限元分析模型 ,其外形轮廓如图 2 所示 。
金属带式无级变速器夹紧力控制策略的研究的开题报告
金属带式无级变速器夹紧力控制策略的研究的开题报告一、选题背景和意义在现代工业制造中，金属带式无级变速器被广泛应用于传动系统中，具有体积小、效率高、传动平稳等优点，已成为重要的机械传动装置。
然而，在实际生产中，由于夹具夹紧力大小不同，导致变速器的带式和摩擦片摩擦不均匀，容易造成变速器的过早磨损和失效，降低了机械传动的效率和寿命。
因此，研究金属带式无级变速器夹紧力控制策略，优化夹紧力分布，可以提高机械传动的效率和寿命，并降低维护成本，具有较高的理论和实际应用价值。
二、研究内容和目标本文旨在对金属带式无级变速器夹紧控制策略进行深入研究，基于先进的控制理论，设计并实现夹紧力分布控制系统，以期达到以下目标：1. 分析金属带式无级变速器工作原理和夹紧力对传动性能的影响；2. 系统总结金属带式无级变速器夹紧控制系统研究现状，提出改进方向和控制策略设计思路；3. 基于PID控制理论，设计夹紧力分布控制系统，并进行仿真和实验验证，验证系统稳定性和控制效果；4. 最终实现针对不同生产场景的金属带式无级变速器夹紧控制策略，为实际生产提供参考。
三、研究方法和步骤本文采用实验、仿真和文献综述三种方法相结合的方式研究金属带式无级变速器夹紧力分布控制策略。
具体步骤如下：1. 研究金属带式无级变速器的结构和工作原理，分析夹紧力对传动性能的影响；2. 综述现有的金属带式无级变速器夹紧控制系统研究，并提出改进方向和策略设计思路；3. 建立金属带式无级变速器夹紧力分布控制系统的数学模型，采用MATLAB/Simulink软件进行仿真验证；4. 设计并实现基于PID控制的夹紧力分布控制系统，测试系统稳定性和控制效果；5. 将夹紧力分布控制系统应用于实际场景中，验证其实用性和效益。
四、论文框架和时间规划论文框架如下：第一章绪论第二章金属带式无级变速器的工作原理和夹紧力对传动性能的影响第三章现有金属带式无级变速器夹紧控制系统研究综述第四章基于PID控制的金属带式无级变速器夹紧力分布控制系统设计与实现第五章测试分析与优化第六章实际应用第七章结论与展望时间规划如下：第一周：研究金属带式无级变速器工作原理和夹紧力对传动性能的影响；第二周：综述现有的金属带式无级变速器夹紧控制系统研究，并提出改进方向和策略设计思路；第三周：建立金属带式无级变速器夹紧力分布控制系统的数学模型，采用MATLAB/Simulink软件进行仿真验证；第四至六周：设计并实现基于PID控制的夹紧力分布控制系统，测试系统稳定性和控制效果；第七至八周：将夹紧力分布控制系统应用于实际场景中，验证其实用性和效益；第九至十周：论文撰写和修改；第十一至十二周：完成毕业论文并提交。
金属带式无级变速器摩擦功率损失研究
金属带式无级变速器摩擦功率损失研究张武;刘凯;周春国;张海源;张宝锋【摘要】为了提高金属带式无级变速器的传动效率,将金属带组件的功率损失确定为四部分,考虑滑动对功率损失的影响并得出了功率损失计算公式.以传动比分别为0.85、1.00、2.35为例,对各项功率损失进行了计算.分析结果表明,金属块与带轮间的摩擦是造成CVT功率损失的主要原因.总的摩擦功率损失随着传动比的增大而先减小后增大,效率随着传动比的增大而先增大后减小.传动比为1.00时CVT效率最高.【期刊名称】《中国机械工程》【年(卷),期】2010(021)011【总页数】5页(P1293-1297)【关键词】金属带;无级变速器;摩擦;功率损失【作者】张武;刘凯;周春国;张海源;张宝锋【作者单位】西安理工大学,西安,710048;西安理工大学,西安,710048;西安理工大学,西安,710048;西安理工大学,西安,710048;西安理工大学,西安,710048【正文语种】中文【中图分类】TH132.460 引言传动效率是直接影响金属带式无级变速器(continuously variabletransmission,CVT)应用效能的两大问题之一,是制约其大规模装备于汽车传动系统的重要因素。
由于CVT是摩擦传动,不可避免地存在滑动现象,因此影响了其传动效率。
为了提高汽车的经济性,所以必须弄清楚CVT效率的变化规律。
由金属带式CVT的系统构成可以看出,其传动效率损失来自于很多方面[1]。
实验研究结果表明：车辆低速行驶时,液压系统效率损失较大;车辆高速行驶时,传动效率损失较大。
通过减小从动轮压力安全系数、提高金属带与带轮间的摩擦因数、改进结构等方式可以提高传动系统的整体效率。
Kobayashi等[2]着重分析了金属块之间的间隙对滑动的影响,通过仿真预言了滑动率急速上升时变速器所能传递的极限扭矩。
这个模型注重低传动比和高传动力矩时的滑动现象,但是它不能说明实际工况时传动效率的问题。
金属带无级自动变速车辆调速特性研究(EI)
图 0 发动机输出转速变化特性
油门开度 . ) /0 + /# * + 1 /) * + 0 /* + # /1 * + 2 /0 * +
I J KL M K N O P QR KL S T M K N
U d V W X Y Z [ \ Y Z] Y \ ^ _ ‘ a \ b c e F > 0 < 9 = 0 .fSgP T S h i J f j R K Nk P h T l M K T R K J M J f h Om S n R S k h PT n S K f gR f f R M Kf O f T P gU o p,dR fS k h PT MS l j R P m P gM n PP q q R l R P K T M i P n S T R M KrR T jn P f i P l T T Ms n R m P i P n q M n gS K l P S K sq J P h l M K f J gi T R M KT j S Kl M K m P K T R M K S h )T S J T M gS T R lT n S K f gR f f R M K f j P n Pj S f k P P Kl M K f R s P n S k h Ps P m P h M i gP K T S h S l T R m R T OR KT j R f S n P SR Kn P l P K T tu )T O P S n f KT j R fi S i P n j Ps O K S gR lf R gJ h S T R M KgM s P h M q SgP T S h i J f j R K Nk P h To p, R fP f T S k h R f j P s tvKT ) rj P KS KS J T M gM k R h PR f R KSf T S n T R K NM n S l l P h P n S T R K Nf T S T P f j Pk S f R f M q T j PP K N R K PP w i P n R gP K T t T j PS J T M gM k R h PR fl M K T n M h h P sS h M K NS KM i T R gS h P l M K M gOl J n m PR Ks R q q P n P K T T j n M T T h PM i P K R K NS K N h P f )S .f J R T S k h Pl M K T n M h f T n S T P N OR fi n M i M f P sT Mn P S h R x PSf gM M T jl h J T l jf T S n T R K NS K sS l l P h P n S T R K N K s t, T j Pl j S K N P fM q f i P P sn S T R MM q gP T S h i J f j R K Nk P h T o p, rR T jT R gPR f M k T S R K P s j Pn P f P S n l jn P f J h T f t rR h h k PS i i h R l S k h PT MT j Ph S O M J T S K ss P f R N KM q So p, S J T M gM k R h P )o )I y7 3z 4 < 2 > pP j R l h P f M K T R K J M J f h Om S n R S k h PT n S K f gR f f R M K i P P sn S T R M 的前提下 ) 受速比变化范围的制约 ) 在汽车小油门运 行工况下 ) 发动机将无法实现最佳燃油经济性控制 * 作者通过对长安公司小羚羊轿车发动机性能的 试验 测试 ) 在获 取 发 动 机 最 佳 燃 油 经 济 特 性 曲 线 的 基础上 ) 采用键合图理论 ) 建立了金属带无级自动变 速系统在起步和加速过程中的动力学仿真模型 * 在 分析了不同发动机油门开度时 ) 金 模糊控制条件下 ) 属带 无级变 速装 置 速 比 随 时 间 的 变 化 规 律 ) 从而为 无级自动变速汽车的选型匹配和方案布置提供理论 设计依据 *
某金属带式无级变速器振动仿真分析与多工况下试验验证
某金属带式无级变速器振动仿真分析与多工况下试验验证刘克铭;蔡琳滢;吴雪莹【期刊名称】《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2024(43)1【摘要】为分析某金属带式无级变速器(CVT)振动产生机理,采用集中参数法建立双级行星齿轮非线性扭转动力学模型,应用四阶龙格库塔方法进行动态响应求解,利用ADAMS软件进行动力学仿真,对动态响应进行验证,进行CVT振动台架试验测试。
研究结果表明:四阶龙格库塔方法与ADAMS动态仿真得到的动态响应结果基本一致;台架试验结果表明前进挡转速为2500 r/min时,低速挡输入轴轴向位置的振动加速度最大为0.623 m/s^(2),转速为1000 r/min时,低速挡输入轴轴向位置的加速度最大为0.309 m/s^(2);倒挡工况下,转速为2500 r/min时,倒挡输入轴轴向位置的振动加速度最大为0.703 m/s^(2),转速1000 r/min时,倒挡输入轴轴向位置的加速度最大为0.504 m/s^(2);倒挡工况下的振动加速度幅值比前进挡高12.85%;倒挡阶次谱中54.4阶和108.8阶振动信号最为明显,挡位切换过程中双级行星齿轮啮合次数增多,啮合间隙是CVT在倒挡动力传递中振动增大的主要原因。
【总页数】9页(P68-76)【作者】刘克铭;蔡琳滢;吴雪莹【作者单位】辽宁工程技术大学机械工程学院【正文语种】中文【中图分类】TH132【相关文献】1.全电调节带式无级变速器的理论分析与试验验证2.金属带式无级变速器仿真及台架试验3.金属带式无级变速器在发动机变功率下的响应仿真4.金属带式无级变速器液压控制系统的改进与仿真分析5.金属带式无级变速器转速调节试验分析因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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Abstract : In order to imp rove t he t ransmissio n efficiency of metal belt . The power lo ss of metal belt CV T was determined as fo ur part s , by synt hetically co nsidering t he effect of t he slip o n t he power lo ss , t he calculatio n fo rmulate of power lo ss was fo und. Take t he t ransmissio n ratio i = 01 85 , i = 11 00 and i = 21 35 fo r examples , every power lo ss was calculated , t he result s indicate t hat f rictio n bet ween segment and p ulley is t he main factor , wit h t he increase of t ransmissio n ratio , power lo ss is increased after reducing and efficiency is reduced af ter increasing fo r a while. The efficiency is t he highest when t ransmissio n ratio equal s to 11 00.
关键词 :金属带 ;无级变速器 ;摩擦 ;功率损失 中图分类号 : T H132. 46 文章编号 :1004 —132X(2010) 11 —1293 —05
Research on Friction Power Loss of Metal Belt Continuously Variable Transmission Zhang Wu Liu Kai Zho u Chunguo Zhang Haiyuan Zhang Baofeng Xi’an U niversit y of Technology ,Xi’an ,710048
图 1 金属带进出带轮时的运行位置示意图
主动轮入口处的作用半径 R1i = R1 / k1 , 出口 处的作用半径 R1o = R1 k1 ; 从动轮入口处的作用 半径 R2i = R2 / k2 ,出口处的作用半径 R2o = R2 k2 , R1 、R2 分别为主动轮和从动轮的工作半径 , k1 、k2 分别为主动轮和从动轮小于 1 的系数 。它们可以 由以下公式确定 :
Key words : metal belt ; co ntinuo usly variable t ransmissio n (CV T) ; f rictio n ; power lo ss
0 引言
传动效 率 是 直 接 影 响 金 属 带 式 无 级 变 速 器 (continuously variable transmission , CV T) 应用效 能的两大问题之一 ,是制约其大规模装备于汽车传 动系统的重要因素。由于 CV T 是摩擦传动 ,不可 避免地存在滑动现象 ,因此影响了其传动效率 。为 了提高汽车的经济性 ,所以必须弄清楚 CV T 效率 的变化规律 。由金属带式 CV T 的系统构成可以看 出 ,其传动效率损失来自于很多方面[1] 。
不变[7 ] 。
根据主动轮和从动轮的扭矩平衡 ,可以得出
M1 + T1 k1 R1 = Fk 1 R1 + T2 R1 / k1
(2)
M2 + T1 R2 / k2 = FR 2 / k2 + T2 k2 R2
(3)
主动轮和从动轮的扭矩损失分别等于各自输
入扭矩和输出扭矩之差 :
Tl1 = M1 - M′1 = M1 - Fk1 R1 = R1 ( T2 - T1 k21 ) / k1 ( N ·m)
传递就是由这层润滑油膜的黏性剪切应力来完成
的[8] 。此时的摩擦力受到压力分布 、油膜厚度 、温
度分布以及润滑油剪切应力与应变之间关系等的
影响 ,润滑油所处的状态极为特殊 :弹流润滑属于 薄膜润滑 ,通常润滑膜厚度为 01 1～11 0μm ,但是
润滑油膜中的压力很大 ,并且膜厚越小 ,压力越
大 ,即使是纯滚动状态 ,润滑油在某些部位所承受
金属带式无级变速器摩擦功率损失研究 ———张 武 刘 凯 周春国等
金属带式无级变速器摩擦功率损失研究
张 武 刘 凯 周春国 张海源 张宝锋
西安理工大学 ,西安 ,710048
摘要 :为了提高金属带式无级变速器的传动效率 ,将金属带组件的功率损失确定为四部分 ,考虑滑 动对功率损失的影响并得出了功率损失计算公式 。以传动比分别为 01 85 、11 00 、21 35 为例 ,对各项功率 损失进行了计算 。分析结果表明 ,金属块与带轮间的摩擦是造成 CV T 功率损失的主要原因 。总的摩 擦功率损失随着传动比的增大而先减小后增大 ,效率随着传动比的增大而先增大后减小 。传动比为 11 00 时 CV T 效率最高 。
收稿日期 :2009 —09 —25 基金项目 : 高 等 学 校 博 士 学 科 点 专 项 科 研 基 金 资 助 项 目 (20060700002) ; 陕 西 省 重 点 学 科 建 设 专 项 资 金 资 助 项 目 (080204)
滑动现象 ,但是它不能说明实际工况时传动效率 的问题 。还有学者讨论了润滑油对 CV T 传动效 率的影响 。L ebrecht 等[3] 建立了弹性带轮的仿真 模型以分析产生噪声的原因 ,但没有深入研究带 轮变形对效率的影响 。
(5) 忽略所有的惯性力作用 。 1. 1 金属块与带轮间的径向摩擦功率损失
一直以来 ,金属带与带轮间摩擦模型的建立 都存在两种理论 :库仑摩擦理论和流体弹性动力 学理论 。文中应用库仑摩擦理论对金属带与带轮 间的摩擦模型进行分析 。金属块与带轮间的径向 摩擦功率损失是由金属带进出带轮时发生的径向 滑动引起的 。金属块进入从动轮后 ,金属块之间 的挤压力变大 ,导致金属块侧面的法向力随之增 大 ,因此金属块在带轮入口处的径向摩擦力也变 大[5] 。当金属块进入带轮时 ,它必须克服径向摩 擦力才能到达相应的工作半径 。当金属块离开带 轮时 ,它必须克服径向摩擦力才能从运行半径位 置转移到带轮边缘 ,金属块需要额外的功率来克 服这种摩擦力 。这一现象同时存在于主动轮和从 动轮中 。由此可知 ,在实际运行中 ,在带轮的进口 处 ,金属带的作用半径稍大于运行半径 ;在出口 处 ,金属带的作用半径稍小于运行半径 , 如图 1 所示 。
(1) 由于金属块间的负载和滑动速度都相对 较小 ,因此忽略金属块之间的能量损失 。
(2) 因为小半径带轮圆弧和金属块间的大空 隙容易产生滑动 ,所以金属带与带轮发生在小圆 弧上的相对滑动较明显 。因此 ,滑动发生在高传 动比 (低速) 的主动轮和低传动比 (高速) 的从动轮
·1293 ·
中国机械工程第 21 卷第 11 期 2010 年 6 月上半月
单位为 N , R1 、R2 的单位为 mm 。
1. 2 金属块与带轮间的切向摩擦功率损失
金属带在传动的过程中是通过与主从动带轮
的摩擦来传递转矩的 ,因此 ,金属带在带轮的切向
方向上存在滑动现象 。在载荷由零到最大载荷的
整个变化过程中 , 金属带与带轮之间处于不同的
摩擦状态 。小载荷时 ,金属带与带轮之间处于弹流
(4)
Tl2 = M′2 - M2 = FR 2 / k2 - M2 =
R2 ( T1 - T2 k22 ) / k2 ( N ·m)
(5)
式中 , M′1 为主动轮输出转矩 ; M′2 为从动轮输入转矩 。
因此 ,金属带进出带轮的功损失为
Pl1 = π( n1 Tl1 + n2 Tl2 ) / 3000 ( kW)
级 ,因此可以将接触区视为平面 。由于此时不考 虑金属带进出带轮的功率损失 ,所以金属带在主 从动带轮上切向滑动的扭矩损失可以表示为[ 9 ]
Tl3 = - Tl4 R1 / R2
(8)
式中 , Tl3 、Tl4 分别为金属带在主从动轮上的切向扭矩损
失 , N ·m 。
以从动轮的扭矩损失为例 , 参考图 2 , 油膜宽
上 。可以确定的是 ,主动轮在恒定低速运动状态 下的磨损深度要大于从动轮的磨损深度 。这个结 论可以很好地支持滑动主要发生在小半径带轮圆 弧上的观点 。
(3) 各个部件在金属带圆弧上的滑动分配是 恒定的 。金属带和带轮之间的滑动以及各钢带环 之间的滑动不会对润滑油的摩擦因数产生影响 。
(4) 假设金属带的侧边进出带轮时 ,由于力的 作用 ,各个部件的变形可以忽略不计 。
∫c
Tl4 = 2 N 2 d Tl4 = 4 N 2ηq2 ( vS / R2 - n2 ) / t2 (10) 0
的剪应变也可能超过 106 s - 1 ;此外 ,在几十到几百
微米的空间尺度内 ,润滑油膜将产生几百摄氏度
的局部温升 ;这一切变化都是在瞬间发生的 ,通常
润滑油通过接触区的时间仅有几个毫秒 ,甚至更
金属带式无级变速器摩擦功率损失研究 ———张 武 刘 凯 周春国等
短 。Hertz 接触理论认为 ,线线接触的弹流润滑 , 由于接触区的曲率半径通常比膜厚大几个数量