菱锥式无级变速器结构设计说明

菱锥式无级变速器结构设计

第1章绪论

1.1摩擦无级变速器的特征与应用

摩擦式无级变速器是一种在实际生产中应用非常广泛的无级变速传动装置，它的功能特征可概括为以下几点：1、在假定输入轴的转速和扭矩一定的情况下，可以使输出轴的转速和扭矩在一定范围内实现连续的变化。从而满足无级变速的要求及其在实际的生产系统运转过程中，各种不同实际工况的要求；无级变速器的结构特征主要是：需要由输入机构、输出机构、调速机构和加压装置（无级变速器的核心机构）四部分组成。

摩擦式无级变速器的速度调节范围十分广范。被广泛的应用于输入的功率一定的情况下，因运行过程中所受阻尼的变化而需要通过调节转速从而可以输出所需大小的扭矩。例如：如汽车行业中的变速箱，即要求在汽车功率不变的情况下，汽车的速度随着汽车运动过程中阻尼的大小而相应的改变车速的大小；有的是为了获得不变的工作速度或者是不变的张力因而需要进行调节速度的情况；有的是为了适应整个生产系统中各种工况，各个工位、工序或单元的加工工艺和技术要求不同不同而需调节运行速度或者是需要与自动化相配合使用的情况；有的则需要随着工况的变化而相应的进行速度调节的情况；有的则是以节约能源为目的而需要进行速度调节的情况；有的是为了使工作效果最优而进行速度调节的情况。除上述情况外，还可以按各种实际情况中各种规律的变化或着是不规律的变化要求进行速度调节，从而更好的实现半自动、自动控制或各种程序控制等。

综上所述，我们不难发现采用摩擦式无级变速器，可以更好地适应各种不同工况的要求，使之效能最佳（尤其是在既有扩大变速范围又有输出转矩随速度变化减速传动情况下）。在适应产品的速度变换需要，达到节能减排的目的，并且实现整个生产流程的机械化与自动化，提高产品的生产效率和成品率等各个方面都具有明显的功效。因此，摩擦式无级变速器现阶段已经成为一种标准系列化的传动装置，已经被广泛的被应用于矿山机械、工程机械、农业机械、纺织机械、轻工机械、化工机械、机床与电工、起重机械、运输机械、国防机械、食品机械、包装机械及试验机械等各类机械。目前，摩擦式无级变速器已开发出不同类型的变速器并且许多类型已经标准化系列化生产。

1.2摩擦式无级变速器的类型

摩擦式无级变速器按摩擦件的种类不同分为：行星环锥式无级变速器（RX型）、钢球锥式无级变速器（Kopp-B型、XB型）、转环直动式无级变速器、行星锥盘式无级变速器（DISCO型）、锥盘环盘式无级变速器、多盘式无级变速器（Beier 型）、菱锥式无级变速器（Kopp-K型）、其他类型的无级变速器（KS型、RC型、Heynau微型、Heynau H型、AR型、OM型、BUS型等）。

1.2.1行星环锥式无级变速器（RX型）

行星环锥式无级变速器（RX型）是在行星外锥式无级变速器（RX 型）和行星内锥式无级变速器（BUS）基础之上改进的产品。该类型的无级变速器的特点是在于行星锥轮采用了三点接触式的支撑结构，这时的保持架处于自由浮动的状态。这样可以使各个接触点的受力进行自动的调整平衡。这不仅使得无级变速器的结构很大程度上得到了简化。而且消除了多余的约束，避免这些约束引起偏载和零件损伤。从而改善了无级变速器的性能。RX型无级变速器的特点是输出转速的范围扩大，恒功率特性得到改进，传递功率提高，过载能力增强。在低转速运行时输出的转矩可以达到高速时运行的3到5倍。

行星环锥式无级变速器（RX型）是一种减速型的通用变速器，在实际生产加工中，行星环锥式无级变速器（RX型）适用于化工、包装、食品、轻工以及建筑等机械行业的流水线上。

该类型的无级变速器在国内的主要产品系列有：URX系列行星环锥式无级变速器、XZW系列行星锥轮式无级变速器、HZ系列行星环锥差动式无级变速器。

1.2.2钢球锥式无级变速器（Kopp-B型、XB型）

Kopp-B型无级变速器是四十年代后期瑞士开发的产品，在国内只作为机床、化工等专用设备的配件，生产量较小。而在国外应用比较广泛。XB 型无级变速器是Kopp-B型无级变速器的改进产品，它的工作原理与Kopp-B相同。XB型无级变速器不仅提高了变速器的承载能力，而且大大改善了变速器的性能。

这种类型的无级变速器既可以进行升速也可以进行减速。其特点是结构紧凑、对称；采用了两套自动加压装置，可以在外部载荷变化的情况下可靠地传递动力；这种类型的无级变速器的恒功率特性较好，传动平稳性和承载能力高。输出转速最高时和输出转速最低时的输出扭矩比值大约是1:4。因此，此类型的无级变速器被广泛的应用于石油与化工、机床工具、轻工食品及矿山冶金等工业部门。在用于泵类、风机机械时可以产生

明显的节能效果。

1.2.3转环直动式无级变速器

转环直动式无级变速器实在七十年代德国开发的一种将转动转化为直线运动的变速器，在德国称为RG型转环制动变速器。转环直动式无级变速器还有一种简化结构形式，被称为RS型直动螺母。转环直动式无级变速器又被称为光轴转环直线转移式无级变速器或光杆排线器。

RG型变速器的主要特点是：输入的转动转变成输出的直线移动，并且能够实现自动直线往复运动。直线运动的形成大小与速度快慢都可以调节。形成长度最大可以达到5m；移动速度可从0m/s到4.2m/s，并且正反向的速度可以不同。当有外部载荷时，周详的最大推力可以达到3600N且可以立式适用也可以卧式适用。

转环直动式无级变速器首先最适合应用于收排线机构。其次，在塑料、纺织、电线电缆行业等其他方面应用也较为广泛。

该产品在国内现有的产品为HPQ系列光杆排线器。在国外的主要产品是由Uhing（德国裕兴）公司生产的RS型直线螺母和RG型转环直动变速器。

1.2.4行星锥盘式无级变速器（DISCO型）

行星锥盘式无级变速器（DISCO型）是现阶段国内外应用于生产最多的一种通用变速器。该类无级变速器变速器共有两种类型，一种是通用的基本型。另一种是差动式行星锥盘无级变速器，即在基本型的输出端上加一组差动轮系。这种变速器的变速范围可以从零开始，但是由于结构复杂因此应用较少。

行星锥盘式无级变速器（DISCO型）属于减速性变速器，其机械特性介于恒扭矩与恒功率之间，高速时输出的转矩与低速时输出的转矩之比大学时1:2~2.5。由于行星锥盘式无级变速器（DISCO型）结构比较简单和具有良好的工艺性，并且工作性能稳定可靠，通用性强。因此行星锥盘式无级变速器（DISCO型）是国内外产量最大的一种无级变速器。被广泛的应用于烟草、陶瓷、食品、包装等轻工业和化工行业机械的的自动生产线。

目前在国内行星锥盘式无级变速器已经有了自己的行业标准：JB/T 6950-93和JB/T 50150-1999。在国内其主要系列产品有：MB、MBN系列行星锥盘式无级变速器、UD系列行星锥盘式无级变速器、JWB系列行星摩擦式机械无级变速器。

1.2.5锥盘环盘式无级变速器

锥盘环盘式无级变速器是一种比较常用也是一种比较典型的直接传动