3956_离心式皮带轮无极变速器的设计
摩托车V带无级变速器与发动机的匹配设计方法
摩托车V 带无级变速器与发动机的匹配设计方法杨新桦1,2李朝晖2 杨 英1(1-重庆工学院重庆汽车学院 重庆 400050 2-华中科技大学机械科学与工程学院)摘 要:通过对采用离心球控制的皮带传动的摩托车无级变速器的分析,得到了可以确定移动盘内锥面压力角的方法。
根据该方法,只要给出期望的发动机转速与变速比的匹配曲线,就可以设计出相应的内锥面压力角,从而使CVT 按给定的发动机转速输出速比。
该方法可以用于离心球控制的摩托车皮带传动无级变速器相关参数的选型和设计。
关键词:离心球 无级变速器 发动机匹配中图分类号:TK414.4 文献标识码:A 文章编号:1671-0630(2008)04-0047-03M atchi ng Design forM otorcycle V -belt Conti nuously -variable Trans m ission Syste m and EngineYang X inhua 1,2,L iZhaohui 1,Yang Y ing11-Chongqing Auto m ob ile Co ll e ge ,Chongqi n g I nstitute o fTechno logy (Chongq i n g ,400050)2-Schoo l o fM echan ica l Sc ience and Eng i n eering ,H uazhong U niversity of Science and Tec hno l o gy Abst ract :The m otorcycle V-be lt conti n uousl y -variab le trans m issi o n controlled by centrif u ga l ba ll is analyzed ,and the m et h od to obta i n the pressure ang le o f the w i m b le surface on the m oving disk is ga i n ed .B ased on t h ism ethod ,w e can work out the pressure ang le as long as g iving the m a tch curve o f the an ticipant eng i n e speed and the trans m issi o n rati o .Consequen tl y the C VT output the w anted speed ratio accord i n g to the g i v i n g eng ine speed .The m ethod also can be used to choose and desi g n the para m eters of the m o torcycle V-belt CVT con -tro lled by the centrifuga l bal.l K eyw ords :C entrifugal ba l,l CVT,Eng i n e m atch i n g引言离心球控制的摩托车皮带传动无级变速器是踏板式摩托车常采用的无级变速器控制方式。
摩托车V型皮带式无级变速器的力学分析
为便于分析 ,本文作如下假设
(1) 带轮为刚体 。 (2) 带传动模型建立在准静态基础上 , 忽略惯性 力的影响 。
图 1 无级变速器结构示意图
2. 1 主动轮上离心压紧装置的结构 如图 2 所示 ,卡盘通过内花键与曲轴相连 ,卡盘上
有 3 个凹槽与右半轮相配合 。在移动摩擦轮内有 6 个 离心滚珠 ,它们呈 60°夹角装在移动摩擦轮有坡度的滚 道内 。右半轮环形深槽底呈锥形 。离心滚珠实际上是 空心圆柱滚轮 ,由黄铜制成 ,外面覆盖有耐磨耐温的复 合材料 。
图7
由图 7 可知 ΔAB F
故 , FE = ED ,
ΔCDE , B E/ / CD ,
Δx1 = 2 ( R1 -
R0) tan
< 2
对从动轮 ,同理可得
Δx2 = 2 ( r0 -
r1) tan
< 2
而
L0 = 2 a0 + π( R1 +
r1)
+
( R1 - r1) 2 a0
图 9 皮带压紧力随主动轮半径变化曲线图
(1) 6 陈庚顺. 带式无级变速器特性与结构的分析研究. 丹东纺专学报 ,
2002. 9 (1) 7 Micklem J D. Longmore D K,Burrows C R ,Modeling of the steel pushing V
- belt continuously variable tra - nsmission. Proc Instn Mech Enger ,1994 , 208 (C1) : 13～27
Δx2 =
(πa0 -
2 R0 + 2 r0) tan
钢球锥轮式无级变速器设计
1.2机械无极变速器的特征和应用机械无级变速传动几乎都是依靠摩擦力或油膜拉曳力来传递动力的(PIV 型及FMB型滑片链式变速器有部分“啮合”因素，脉动式无级变速器酌的单向超越离合器也是依靠摩擦来传动的)，由于大多是在充分润滑的条件下，用高硬度、高光洁度的擦传动副来传动，因此摩擦系数仅为0.02～0.06，施加在摩擦副间的法向压紧力Q高达其所传递的有效圆周力的20～75倍，因而限制了其传动功率，传递的功率最高为110KW(R6=6的摆销锭式变速器)、150KW(多盘式)；而且出于对材质、工艺；润滑油的品质均提出了较高的要求，所以直到本世纪五十年代才得到迅速发展，日前世界上一些国家已对多种性能良好的机械无级变速器进行了系列化的生产，作为通用部件供应，我国也对部分品种进行了系列生产，这对发展国民经济是颇为有益的。
机械无级变速器且有结构简单、价廉、传动效率高(有的高达95％)、通用件强、传动比稳定性好(有的误差小于0.5%)、工作可靠、维修方便等优点，特别是某些机械无级变速器可以在很大的变速范围内具有恒功率的机械特性；这是电气和液压无级变速所难以达到的。
不少机械无级变速器还有振动小(全振幅小于3～15微米)和噪音低的特点。
但其缺点是存在滑动、承受过载和冲击的能力差。
对于脉动无级变速器由于有往复运动构件和超越离合器，以及输出速度的脉动性，限制了它只适用于小功率，低速和运动平稳要求不高的场合。
带，链式无级变速器，便于实现转速随负载而变化的自动无级调速，有利于节约能量，很有发展前途。
由于机械无级变速器的传递功率较小，，为扩大其功率范围，常将其与大功率定传动比系统以差动行星齿轮机构相联；这样使大部分功率由定传动比系统传递，而少量功率流过机械无级变速器，经差动合成后，既进行了变速又传递了大的功率，这时无级变速器是作为控制传动用的。
作为机械无极变速器本体来讲，要扩大其传动功率，则必需采取多接触区分汇流传动型式、接触区综合曲率小(曲率半径大)的结构。
无级变速器无级变速机PPT课件
•
1982年荷兰的范道尔纳（ Va n Doorne’s Transmission b.v. ）公司，首先研制成功金属带式无
级变速器，并于87年开发为商品投放市场，命名为 CV T（Co nt inuo usly Variable Transmissio系。
如果轴向力Fz使主动带轮两锥盘间距变小，则带轮的传动半径增大；轴向力Fc使从动带轮两锥盘间距尺寸
变大，则从动带轮的传动半径减小，传动比也随之变小。
第7页/共32页
无级变速器基本原理
•
连续变化的力是锥盘间的轴向距离可连续变化，所以传动装置的传动比也可实现连续变化。一般无
级变速器可提供的变速比是4.69至0.44，这样的变速范围仍不能满足汽车对传动系传动比变化范围的要求，
第2页/共32页
带式无级变速器基本结构
第3页/共32页
一、组成
•
1-主动带轮伺服油缸；2-主动带轮滑动盘；3-钢带；4-主动带轮固定盘；5-输入轴；6-前进挡离合器；
7-太阳轮；8-齿圈；9-行星架及行星齿轮；10-倒挡制动器；11-阀体；12-从动带轮伺服油缸；13-从动
带轮滑动盘；14-从动带轮固定盘；15-中间减速从动轮；16-主减速器从动齿轮；17-主减速器主动齿轮；
第13页/共32页
第14页/共32页
第15页/共32页
四、工作原理
第16页/共32页
第17页/共32页
第18页/共32页
第19页/共32页
•
理论上说“无级变速”，实际上在控制程序上很难保证，只能组成七个传
动比，减小级差幅值，来实现无级变速的模拟控制。这样，不仅电脑的控制程序可
以简化，又可以实现自动控制和手动控制的转控制。
汽车无级变速器设计(doc 42页)
汽车无级变速器设计(doc 42页)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，努力追求实现这一目标。
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，迄今国内研究、应用的很少。
我们在前人研究的基础上，针对广州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。
金属带式无级变速器设计
毕业设计（论文）开题报告学生郭蕾系部汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程07-11班指导教师安永东职称副教授从事专业车辆工程是否外聘□是■否题目名称金属带式汽车无级变速器传动机构设计一、课题研究现状,选题的目的、依据和意义1、研究现状近年来，随着车辆技术的进步和道路上车辆密度的加大，汽车已经成为现代文明社会重要的组成部分，人们对汽车的各项性能也提出了更高的要求，特别是经济性和动力性方面。
现在为了提高汽车的这些性能，人们尝试了多项努力。
本文就是在这背景下完成的。
坚持以原有的传动系统结构，采用新型的金属带式无级变速器(CVT)替代原有的有级变速装置。
金属带式无级变速器(CVT)作为汽车理想的变速传动装置，具有广阔的发展前景和市场空间，与目前应用较广的自动变速器(AT)相比，其性能优良、结构简单、可以实现汽车的无级变速。
无级变速传动系统匹配及控制是实现车辆性能的关键技术之一,通过合理地控制无级变速器，可以使汽车按驾驶员的意图在汽车的行驶阻力和发动机输出功率之间自动实现动态最佳匹配，保证发动机在理想的工况下运行, 以便把汽车的经济性、动力性发挥到极限状态。
金属带式无级变速器越来越受到人们的重视并且获得了较快的发展，世界上主要的汽车厂商也都在进行无级变速器的研发工作。
⑴国外无级变速器的研究动态金属带式CVT的装车使用只有十几年的时间,但是CVT技术的发展已有100多年的历史，1886年，Daimler Benz 在首辆采用汽油机的汽车上装上了橡胶带CVT。
1906年，美国卡特车装用了简单的金属盘摩擦传动无级变速器。
1930年在Austin Sixteen车上，装用了牵引式CVT。
电子控制技术特别是计算机控制技术的发展，使得无级变速传动得到应用与发展。
20世纪60年代后期，荷兰工程师Van Doorne研究出金属带CVT，并装备于DAF公司制造的小型轿车上。
但是由于橡胶带式CVT存在一系列的缺陷，如传递功率需要全套设计qq1537693694有限、传递转矩低、传动带和夹紧机构的能量损失较大、以及使用寿命短等，因而没有被汽车行业普遍接受。
皮带轮传动的设计
皮带轮传动的设计皮带轮传动的设计皮带轮套件皮带轮属于盘毂类零件一般相对尺寸比较大制造工艺上一般以铸造、锻造为主。
一般尺寸较大的设计为用铸造的方法材料一般都是铸铁铸造性能较好很少用铸钢钢的铸造性能不佳一般尺寸较小的可以设计为锻造材料为钢。
皮带轮主要用于远距离传送动力的场合例如小型柴油机动力的输出农用车拖拉机汽车矿山机械机械加工设备纺织机械包装机械车床锻床一些小马力摩托车动力的传动农业机械动力的传送空压机减速器减速机发电机轧花机等等。
简介皮带轮皮带轮各项指标及材质的选用是以能够达到使用要求的前提下上尽量减少原材料、工艺可行、成本最低的选择原则优点皮带轮传动的优点有皮带轮传动能缓和载荷冲击皮带轮传动运行平稳、低噪音、低振动皮带轮传动的结构简单调整方便皮带轮传动对于皮带轮的制造和安装精度不象啮合传动严格皮带轮传动具有过载保护的功能皮带轮传动的两轴中心距调节范围较大。
皮带传动的缺点有皮带轮传动有弹性滑动和打滑传动效率较低和不能保持准确的传动比皮带轮传动传递同样大的圆周力时轮廓尺寸和轴上压力比啮合传动大皮带轮传动皮带的寿命较短。
各类机械设备的皮带轮的直径等尺寸都是自己皮带轮根据减速比配的根据工作转速与电机的转速自己设计。
工作转速/电机转速主动轮直径/从动轮直径0.98滑动系数如使用钢为材料的皮带轮要求线速度不高于40m/s如使用铸铁的材料要求线速度不高于35m/s电机转速与皮带轮直径换算比速度比输出转速输入转速负载皮带轮节圆直径电机皮带轮节圆直径。
节圆直径和基准直径是一样的直径-2h节圆直径h是基准线上槽深不同型号的V带h是不一样的Y ZA BC DE基准线上槽深分别为h1.6 22.75 3.5 4.8 8.1 9.6。
皮带轮节圆直径就是皮带轮节线位置理论直径有点像齿轮的分度圆直径.一般用PD表示外圆一般用OD表示.不同的槽型节圆与外圆的换算公式不一样一般我们比较容易测量到皮带轮的外圆在根据公式计算出节圆.SPZODPD4SPAODPD5.5SPBODPD7SPCODPD9.6。
齿轮式无级变速器设计论文
6.4 锁止装置………………………………………………………………….47
结论………………………………………………………….51 致谢………………………………………………………….52 参考文献…………………………………………………….53 附录………………………………………………………….54
1 绪论
1.1 变速器的设计背景及目的 现代汽车的动力设置，几乎都采用往复活塞式内燃机。它具有体积小，质量 轻，工作可靠，使用方便等优点。但其性能与汽车的动力性和经济性之间存在着 较大的矛盾。 大家知道，汽车需要克服作用在它上面的阻力，才能起步和正常的行驶。即 使在平坦的柏油路上，汽车以低速等速直线行驶，也需要克服约占汽车总质量 1.5%的滚动阻力。 例如，NJ130 汽车，满载时总质量为 5360kg，其滚动阻力为 800N 左右。 若需要满载汽车在坡度为 9%的道路上等速上坡行驶， 仅上坡阻力就 达 4824N。如果用发动机直接带动汽车驱动轮，则发动机需要发出 2050N·m.的 扭矩。而 NJ130 汽车发动机的最大扭矩只有 205N·m，此时，所产生的最大牵 引力为 482N，和上坡阻力相差 10 倍之多。显然，如此小的牵引力，不仅不能上 坡行驶，即使在平坦的道路上也不能行驶。 另一方面，NJ130 汽车发动机，最大功率为 51.5kW，此时曲轴的转速为 2800r/min。如发动机和车轮直接相连，则对应于该转速所换算的汽车速度，竟 达到 458km/h.。显然，这样高的车速是不能实现的。 上述发动机的扭矩、转速与汽车的牵引力、车速要求之间的矛盾，靠现代汽 车的内燃机本身是无法解决的。 为此， 在汽车传动系中设置了变速器和主减速器。 既可使驱动车轮的扭矩增大为发动机扭矩的若干倍， 同时又可使其转速减小到发 动机转速的若干分之一。 此外，汽车的使用条件颇为复杂，变化很大。如汽车的载货量、道路坡度、 路面好坏以及交通情况等。这就要求汽车的牵引力和车速具有较大的变化范围， 以及适应使用的需要。当汽车在平坦的道路上，以高速行驶时，可挂入变速器的 高速档；而在不平的路上或爬较大的坡道时，则应挂入变速器的低速档。根据汽 车的使用条件，选择合适的变速器档位，不仅是汽车动力性的要求，而且也是汽 车燃料经济性的要求。例如，汽车在同样的载货量、道路、车速等条件下行时， 往往可挂入较高的变速器档位，也可挂入较低的档位工作。此时只是发动机的节
无级变速带和摩擦轮传动
无级减速带的设计要就及参数带传动无级变速机构的设计技术参数和结构特征，取决于传动胶带的型式、尺寸及其质量特性，其要求主要是避免在预定寿命期内失效，结构工艺性，经济性要求，可靠性要求。
无级变速带的技术要求带传动无级变速机构的设计技术参数和结构特征，取决于传动胶带的型式、尺寸及其质量特性。
因戴无级调速带传动机构的设计，在选传动带时涂如同窄带传动的一般要求外，还需作以下特殊考虑。
1带宽传动带的宽度决定了无级变速机构的调速范围，带越宽越可以取大的调速范围，这就是之所以采用宽带作为传动曳引构件的主要原因。
由图2可知，滑动锥盘与固定锥盘之间保持闯距AB时，节圆直径为最小直径Dmin时，当调整滑动锥间距到0时，节圆直径将增大到最大直径Dmax。
若将调速机构设计为对称调速，则调速比为：R=（Dmax/Dmin）的平方。
2带侧角减少带侧角，将有利于提高调速比，但是带侧角的选择受到传动力学条件的极大限制，侧角过小将影响有效张力，并使传动效率下降。
一般V型宽带的侧角较一般窄带为小，一般在24～30范围。
3带截面高(带厚)和断面材料结构宽型变速传动带之所以称之为宽带，是指相对于同样截面高度的窄带加宽而言，否则无所谓宽带。
但截面宽度的取值，对机构的技术性能有现实的影响作用，对于同样的材料性能，截面高减少能提高胶带的柔性，降低弯曲应力，相应可以减少带轮尺寸，使机构小巧，但必须兼顾整条带的足够扯拉强度和承受侧压的稳定。
为兼顾这些相互矛盾的要求，制造胶带时往往采取特殊的断面材料结构予以改善。
一般在胶带的节线层加入高抗拉强度筋条，称之为增强层。
在此基础上为进一步提高胶带柔性，沿带方向还将节线层(上)下的实体部分做成齿形列，使带的弯曲中性层和节线层几乎完全接近。
4带的抗拉强度带的抗拉强度指标决定无级变速机构的有效传动功率，由于宽V带无级变速传动机构很难设计为多根胶带传动，即使勉强为之，其设计结果也不理想。
因此，一般都只有一根胶带传动。
毕业设计(论文)-金属带式无级变速器设计
目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (4)1.1 立题的目的和意义 (4)1.2 机械无级变速传动概述 (4)1.2.1 无级变速简介 (4)1.2.2 各类无级变速器比较 (4)1.2.3 金属带式无级变速传动的优势 (5)1.3 国内外金属带式无级变速器的发展历史及应用现状 (5)1.3.1 发展历史 (5)1.3.2 应用现状 (6)1.4 相关软件简介........................................................... 错误!未定义书签。
1.5 小结 (7)第2章金属带式CVT的基本结构和工作原理 (8)2.1金属带式CVT的基本结构 (8)2.2金属带式CVT的工作原理 (8)2.3 小结 (9)第3章传动装置方案 (10)3.1 确定传动方案 (10)3.2 传递装置计算 (10)3.3 小结 (11)第4章行星齿轮机构部分 (12)4.1 传动路线设计 (12)4.1.1 空挡实现原理 (12)4.1.2 前进档的传动路线 (12)4.1.3 倒档的传动路线 (12)4.2 主要设计及计算校核 (12)4.2.1 太阳轮设计计算 (12)4.2.2 行星轮设计计算 (14)4.2.3 行星架计算设计 (15)4.2.4 行星架前半部分设计 (18)4.2.5 轴承选择及计算校核 (18)4.2.6 前进档离合器钢片和摩擦片的设计 (20)4.2.7 倒档制动器钢片和摩擦片 (20)4.2.8 齿圈设计计算 (21)4.3 行星系总体装配图 (22)4.4 小结 (22)第5章无级变速机构部分 (23)5.1 金属带设计选择 (23)5.1.1 金属块设计 (23)5.2 金属带主要计算 (24)5.2.1 主动带轮设计计算 (25)5.2.2 初算轴径 (25)5.2.3 可动锥盘设计计算 (25)5.2.4 定锥盘设计计算 (26)5.3 从动带轮设计计算 (29)5.4 无级减速部分总装图 (30)5.5 小结 (30)第6章减速器部分 (31)6.1 减速器齿轮的设计计算 (31)6.1.1 选择齿轮材料，热处理方法和精度等级 (31)6.1.2 圆柱斜齿轮设计及校核 (31)6.1.3 减速器从动轮设计 (32)6.2 减速器齿轮的设计 (33)6.2.1 减速器主动齿轮的设计 (33)6.2.2 减速器从动齿轮设计 (33)6.2.3 轴的计算 (33)6.3 小结 (33)第7章差速器的设计 (34)7.1 圆锥齿轮的设计计算 (34)7.1.1 选择齿轮材料，热处理方法和精度等级 (34)7.1.2 圆锥齿轮设计及校核 (34)7.2 行星机构的设计 (35)7.2.1 行星架下半部分 (35)7.2.2 行星架上半部分 (36)7.2.3 差速器行星轮的设计计算 (36)7.3 输出轴的设计 (37)7.3.1 左输出轴的设计 (37)7.3.2 右输出轴的设计 (38)7.4 轴承选择及计算校核 (38)7.5 差速器整体装配图 (39)7.6 小结 (39)第8章箱体设计 (40)8.1 下箱体结构设计 (40)8.2 上箱体结构设计 (40)8.3 箱体装配图 (41)8.4 CVT装配图 (41)结论 (42)致谢 (43)参考文献 (44)附录 (45)第1章绪论1.1立题的目的和意义采用无级变速器的汽车最大优势是能够实现发动机转速和扭矩沿着最经济油耗线变化，并且在变速过程中无冲击，不必产生动力中断，因而大幅度改善了汽车的动力性能及乘坐的舒适性。