金属带式汽车无级变速器传动机构设计
变速器设计(详细过程完整版).
黑豹HB1027变速器设计论文摘要变速器是汽车传动系中最主要的部件之一。
其设计任务是设计一台用于微型商用车上的手动变速器。
采用中间轴式变速器设计方案，其有两个突出优点：一是其直接挡传动效率高，磨损及噪声小；二是在齿轮中心距较小的情况下任然可以获得较大的一档传动比。
设计中根据汽车的外形、轮距、轴距、车辆重量、满载重量以及最高车速等参数结合该汽车的发动机型号可以得出发动机的最大功率、最大扭矩、排量等重要参数，再结合某些轿车的基本参数选择适当的主减速比。
根据上述参数，再结合汽车设计、汽车理论、机械设计等相关知识，计算出相关的变速器参数并论证设计的合理性。
设计中给出了机械式变速器设计方案，经过严谨设计过程完成了一款手动变速器设计，并经过校验和catia有限元优化，证明设计的变速器能够符合现实功用要求，设计方案具有比较强的可借鉴性。
关键词汽车工程；变速器；设计；手动；（版权所有，翻版不究）- I -AbstractGearbox is the one main component of the vehicle transmission.The duty of this design is to design a manual transmission used in the Tiny gears, it is the countershaft-type transmission gearbox.This transmission has two prominent merits: firstly, the transmission efficiency of the direct drives keep high ,the attrition and the noise are also slightest;Secondly ,it is allowed to obtain in the bigger gear ratio of the first gear when the center distance in smaller.According to the contour, track, wheel base, the vehicles weight, the all-up weight as well as the highest speed and so on, union the engine model we can obtain the important parameters of the max power, the max torque, the displacement and so on. According to the basic parameters of the certain saloon, choose the suitable final drive ratio. According to the above parameters, combining the knowledge of automobile design, automobile theory , machine design and so on, calculate the correlated parameters of the gearbox and proof the rationality of the design.The design gives a plan of the mechanical gearbox and achieves a kind of mechanical gearbox after rigorous design.The design has passed calibration and Finite element optimization.It has proved to be fit for function and use for reference perfectly.Key Words Automotive engineering,Transmission,Design,Manual- II -目录摘要 (I)Abstract.......................................................... I I 第1章绪论 . (1)1.1本课题研究的目的和意义 (1)1.2 本课题研究现状和发展 (1)第2章机械式变速器设计 (3)2.1 变速器设计基本方案 (3)2.1.1变速器传动机构布置方案 (3)2.1.2 变速器主要参数选择 (3)2.2齿轮设计计算 (7)2.2.1各挡齿轮齿数的分配 (7)2.2.2齿轮强度校核 (10)2.3 轴设计计算 (19)2.3.1轴的工艺要求 (19)2.3.2 轴的校核计算 (19)2.4 同步器及操纵机构设计 (29)2.4.1同步器的设计 (29)2.4.2变速器的操纵机构 (31)2.5 轴承及平键的校核 (32)2.5.1 轴承选择及校核 (32)2.5.2 平键选择及强度计算 (34)2.6 变速器箱体设计 (34)- III -2.6.1 箱体材料与毛坯种类 (34)2.6.2 箱体的主要结构尺寸的计算 (35)2.7 本章小结 (35)第3章有限元优化分析 (36)3.1 齿轮catia有限元分析 (36)3.1.1 倒档主动直齿轮catia有限元分析 (36)3.1.2 一档从动齿轮catia有限元分析 (37)3.2 变速器轴catia有限元分析 (37)3.2.1 中间轴catia有限元分析 (37)3.2.2 第二轴catia有限元分析 (38)3.3 本章小结 (38)结论 (39)参考文献 (40)致谢 (41)- IV -哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计）第1章绪论1.1本课题研究的目的和意义随着汽车工业的迅猛发展,车型的多样化、个性化已经成为汽车发展的趋势。
汽车变速器之手动变速器(MT),自动变速器(AT),手自一体变速器,无级变速器(CVT)
一、什么是CVT？CVT即无段变速传动，其英文全称Continuouslv VariableTransmission，简称CVT。
发明这种变速传动机构的是荷兰人，有其装置的变速器也称为无段变速箱或者无级变速器。
这种变速器和普通自动变速器的最大区别是它省去了复杂而又笨重的齿轮组合变速传动，而只用了两组带轮进行变速传动。
通过改变驱动轮与从动轮传动带的接触半径进行变速，其设计构思十分巧妙。
由于CVT可以实现传动比的连续改变，从而得到传动系与发动机工况的最佳匹配，提高整车的燃油经济性和动力性，改善驾驶员的操纵方便性和乘员的乘坐舒适性，所以它是理想的汽车传动装置。
无段变速箱轿车一样有自己的档位，停车档P、倒车档R、空档N、前进档D等，只是汽车前进自动换档时十分平稳，没有突跳的感觉。
汽车行驶的速度是不断变化的，这就要求汽车的变速器的变速比要尽量多，这就是无级变速(Continuously Variable Transmission简称"CVT") 。
尽管传统的齿轮变速箱并不理想，但其以结构简单、效率高、功率大三大显着优点依然占领着汽车变速箱的主流地位。
在跨越了三个世纪的一百多年后的今天，汽车还没有使用上满意的无级变速箱。
这是汽车的无奈和缺憾。
但是,人们始终没有放弃寻找实现理想汽车变速器的努力,各大汽车厂商对无级变速器(CVT)表现了极大的热情，极度重视CVT在汽车领域的实用化进程。
这是世界范围尚未根本解决的难题，也是汽车变速器的研究的终极目标。
围绕汽车变速箱五个研究方向，各国汽车变速器专家展开了激烈的角逐。
1．摩擦传动CVT金属带式无级变速箱(VDT-CVT)的传动功率已能达到轿车实用的要求，装备金属带式无级变速箱的轿车已达100多万辆。
据报道：大排量6缸内燃机（2.8L）的奥迪A6轿车上装备的金属带式无级变速箱Multitronic CVT ，能传动142kw （193bhp）功率，280Nm扭矩。
(完整版)自动变速器构造与维修
在泵轮和涡轮之间安装导轮后，ATF的流动情况如图5.7所示。 当涡轮转动时，从涡轮流出的ATF有残留的动能，此动能施加在 泵轮上可以增大其转矩。泵轮与涡轮的转速相差越大，即泵轮转 速越快而涡轮转速越慢时，由于单向离合器的作用，导轮锁止在 导轮轴上不转动，转矩随之增大。
当涡轮转速逐渐增大至与泵 轮转速接近时，从泵轮叶片流过 的ATF变成从导轮叶片后面流过， 流动方向改变了。导轮由于单向 离合器的作用在导轮轴上空转， ATF流回泵轮。导轮开始空转后， 变矩器即丧失变矩的功能，而只 具有液力耦合器接合和切断动力 的功能。
为便于理解液力变 矩器的工作原理和性 能，省去导轮，只分 析泵轮、涡轮和ATF 之间的工作关系。图 示是ATF在泵轮与涡 轮间的流动示意图。
ATF在泵轮与涡轮间的流动示意图
泵轮转动时，其叶片内ATF由于离心力的作 用沿叶片外侧甩出，流向涡轮。当ATF流入静 止的涡轮所形成的环流从涡轮返回时，其方向 与泵轮转动方向相反而阻碍泵轮的转动，降低 了传动效率。当泵轮转速升高时，环流作用使 涡轮的转矩增大，涡轮开始缓慢地转动，并逐 渐加速，缩小了泵轮和涡轮转速的差别而提高 了传动效率。这是变矩器没有导轮时的工作情 况。由于ATF在循环流动过程中，没有受到任 何其它外力，故涡轮上得到的转矩只等于发动 机作用于泵轮上的转矩，即没有导轮时，涡轮 只起传递转矩的作用（相当于液力耦合器）而 不会增大转矩。
变化。
6.按操纵方式分类：
❖液控液压自动变速器
由各种控制阀将控制参数转变为液压控制信号，并由此控 制信号直接操纵换档阀进行换档的自动变速器。
❖电控液压自动变速器
由电子控制单元（ECU）根据各种传感器测得参数，并按 照其内部设定的策略控制液压阀和液压执行元件进行换档的自 动变速器。
纽芬奇NuVinci无级变速星轮传动装置(CVP)
邯郸学院本科短学期报告题目纽芬奇NuVinci无级变速星轮传动装置指导教师韩翔宇年级2013 级专业物流工程班级 2012班物流工程本科班成员20130408101035崔璐20130408101022赵磊20130408101041赵煦20130408101045王晨辉20130408101054梁海艳20130408101025姜振晨邯郸学院信息工程学院目录1.前言 (1)2.无极变速器的发展史 (1)3. 无极变速器的基本结构及工作原理 (3)3.1无极变速器的基本结构 (3)3.2 无极变速器的工作原理 (3)4.无级变速行星传动装置的特点 (6)4.1 NuVinci无级变速行星传动装置 (6)4.2利用滚珠轴承在一定范围内实现连续不间断的速度调整 (6)4.3纽芬奇NuVinci无级变速星轮传动装置(CVP)优点 (7)5.无极变速器的发展前景 (7)6.小结 (8)1.前言CVT即无段变速传动，其英文全称Continuouslv Variable Transmission，简称CVT。
发明这种变速传动机构的是荷兰人，有其装置的变速器也称为无段变速箱或者无级变速器。
这种变速器和普通自动变速器的最大区别是它省去了复杂而又笨重的齿轮组合变速传动，而只用了两组带轮进行变速传动。
通过改变驱动轮与从动轮传动带的接触半径进行变速，其设计构思十分巧妙。
无段变速箱轿车一样有自己的档位，停车档P、倒车档R、空档N、前进档D等，只是汽车前进自动换档时十分平稳，没有突跳的感觉。
目前国内市场上采用了CVT技术的只有奥迪、飞度、派力奥(西耶那、周末风)、和旗云4款车型。
CVT 系统结构简单，零部件数目比AT(约500个)少(约300个)，一旦汽车制造商开始大规模生产，CVT 的成本将会比AT小。
由于采用该系统可以节约燃油，随着大规模生产以及系统、材料的革新，CVT 零部件(如传动带或传动链、主动轮、从动轮和液压泵) 的生产成本，将降低20%～30%。
汽车变速器基本知识
汽车变速器基本知识一．汽车变速器的分类：1．手动变速器（Manual Transmission,简称MT），也叫手动档或机械式变速器，即必须用手拨动变速杆才能改变变速器的传动比，从而达到变速的目的。
在操纵时必须踩下离合，方可拨得动变速杆。
2．自动变速器：目前在世界上使用最多的汽车自动变速器主要有3种类型：1）液力自动变速器（Automatic Transmission,简称AT），利用行星齿轮进行变速，它能根据油门踏板程度和车速变化，自动的进行变速。
虽说自动变速汽车没有离合器，但自动变速器中有很多离合器，这些离合器能随车速变化而自动分离或合闭，从而达到自动变速的目的。
2）电控机械式变速器(Automated Mechanical Transmission,简称AMT)，它是在传统的机械变速器和干式离合器的基础上，应用电子技术和自动变速理论，以电子控制单元（ECU）为核心，通过液压执行系统控制离合器的分离和接合，选档、换档操作以及发动机节气门的调节，来实现起步、换档的自动操纵。
齿轮传动固有的传动效率高，结构紧凑，工作可靠等优点被很好的继承下来，而且成本低易于制造。
3）金属带无级自动变速器（CVT），无级变速系统不像手动变速器式自动变速器那样用齿轮变速，而是用两个滑轮和一条钢带来变速，其传动比可以随意变化，没有换档的突跳感觉，并且它能克服普通自动变速器油门反应慢，油耗高等缺点。
3．手动/自动变速器手动/自动变速器由德国保时捷厂在911车型上首先推出，称为Tiptronic,它可使高性能跑车不必受限于传统的自动档束缚，让驾驶者也能享受手动换档的乐趣。
二．机械式变速器1．设计要求：1）正确的选择变速器的档位数和传动比，并使之与发动机参数及主减速比作优化匹配，以保证汽车具有良好的动力性与燃油经济性。
2）设置空挡，以保证汽车在必要时能将发动机与传动系长时间分离；设置倒档，使汽车可以倒退行驶。
3）体积小、质量小、承载能力强，使用寿命长、工作可靠。
自动变速器介绍
●液控变速器的换档规律是唯一的，它由结构决定
偶合器的结构
变矩器内部结构
液力变矩器的主要功能
具有力矩的增大作用，在汽车启步或低速状态，其 力矩增大值最大可达1.8-2.5倍。
流动的液体对导轮产生的作用力矩，可以使变 矩器的输出力矩增大1.8~2.5倍。
液 体 的 内 部 流 动
变矩器中的导轮为什么设置单向离合器？
变矩器的扭矩增大系数并不是一个常数。随着 车速增加，从涡轮喷射到导轮正面的液体，逐 渐在改变切入角，导轮的作用力矩随之减小。 当涡轮和泵轮转速比进入偶合点时，涡轮喷射 的液体已作用在导轮背面，如果导轮固定，则 液体经折射重返泵轮，将成为泵轮的阻力，同 时导轮作用相反方向的力矩。为此，导轮设置 单向离合器。当液体作用在导轮背面时，导轮 开始旋转，力矩为零。变矩器成了偶合器。
单向和超越式离合器∶固定行星齿轮机构中的某 一构件。或者有条件地锁止或释放两个具有相对 运动的部件。
伺服油缸和多片离合器的作用和释放需要液压控 制，而单向和超越式离合器的作用和释放仅服油缸
若行星齿轮机构中的任意两个元件同速同方向转 动，则第三元件的转速和方向必然与前两者相同， 则机构锁止，成为直接档。(这是一个十分重要 的特征，尽管在上述的例子没有涉及。)
行星齿轮机构变速执行元件
制动箍带和伺服油缸∶固定行星齿轮机构中的某 一构件。
多片离合器∶把来自发动机的动力源切换给行星 齿轮机构中的某一构件。在有些变速器中，也可 用于固定行星齿轮机构中的某一构件。
本 田 平 行 轴 式 自 动 变 速 器
平行轴传动变速器动力流 图1-15
分动器和差速器
• 车轮对路面的滑动不仅会加速轮胎磨损，增加汽车的动力消 耗，而且可能导致转向和制动性能的恶化。若主减速器从动 齿轮通过一根整轴同时带动两侧驱动轮，则两侧车轮只能同 样的转速转动。
• 为了保证两侧驱动轮处于纯滚动状态，就必须改用两根半轴 分别连接两侧车轮，而由主减速器从动齿轮通过差速器分别 驱动两侧半轴和车轮，使它们可用不同角速度旋转。这种装 在同一驱动桥两侧驱动轮之间的差速器称为轮间差速器。如 托森轮间差速器如图1-5.7 所示。
•
M2 = 0.5
（M0+Mt）
轮上总的的 内摩擦力矩 Mf与输入
差速器壳的
转矩M0之
比叫作差速
• 目前广泛使用的锥齿轮差速器，其内摩擦力矩 很小，锁紧系数K为1.1～1.4。因此可以认为差 速器总是将转矩近似平均分配给左右驱动轮的。 这样的转矩分配特性对于汽车在良好路面上行 驶是完全可以的，但当汽车在坏路面行驶时， 却会严重影响其通过能力。例如当汽车的一侧 驱动车轮驶入泥泞路面，由于附着力很小而打 滑时，即使另一车轮是在好路面上，汽车往往 不能前进。这是因为对称式锥齿轮差速器平均 分配转矩的特点，使在好路面上车轮分配到的 转矩只能与传到另一侧打滑驱动轮上很小的转 矩相等，以致使汽车总的牵引力不足以克服行 驶阻力而不能前进。
液力离合器结构与动作原1-叶轮 2-输出轮 3-油 4-油的流向
液力偶合器靠工作 液（油液）传递转矩， 外壳与泵轮连为一体， 是主动件；涡轮与泵轮 相对，是从动件。当泵 轮转速较低时，涡轮不 能被带动，主动件与从 动件之间处于分离状态； 随着泵轮转速的提高， 涡轮被带动，主动件与 从动件之间处于接合状 态.
五、防滑差速器
• 为了提高汽车在坏路上的通过 能力，可采用各种型式的防滑 差速器。防滑差速器的共同特 点是在一侧驱动轮打滑时，能 使大部分甚至全部转矩传给不 打滑的驱动轮，充分利用另一 侧不打滑驱动轮的附着力而产 生足够的牵引力，使汽车继续
自动变速器(毕业设计)
大众01M型自动变速器拆装台架的设计职业技术教育学院汽车维修工程教育沈维东（06520140）指导老师：董颖（副教授）摘要：变速器作为汽车动力传动系统的重要组成部分，对汽车的动力性、驾驶舒适性及油耗都具有重要的作用。
自动变速器运用计算机和电子控制技术实现汽车的自动变速，降低驾驶者的劳动强度，提高行车的安全性。
大众公司生产的01M型自动变速器采用计算机“模糊逻辑”控制技术，机械结构先进，采用横置安装，具有4个前进档，主要由液力元件、控制机构、变速机构、主传动机构、壳体及相关部件组成，性能优良，用于捷达都市先锋(5V机)和捷达海风之旅(2V机)，原装帕萨特轿车也装有01M型自动变速器。
关键词：大众01M自动变速器；结构组成；工作原理；拆装工艺；台架；设计Removable mass 01M AutomaticTransmission Design benchName：Weidong Shen Director：Ying Dong (Dept.of Science &Engineering，Zhejiang Normal University ，993 No.29) Abstract：Transmission as the automotive power train of an important part of the car's power, driving comfort and fuel economy have an important role. Automatic transmission use of computers and electronic control technology to achieve the car automatic transmission, decrease the driver's labor intensity and improve traffic safety.V olkswagen Automatic Transmission 01M produced by computer "fuzzy logic" control technology, advanced mechanical structure, using tap installation, with four forward gears, mainly by the hydraulic components, control mechanism, speed change mechanism, the main transmission mechanism, the shell and composition of associated components, excellent performance, for Jetta City Pioneer (5V machine) and Jie Dahai Wind Tour (2V machine), original Passat sedan equipped with 01M Automatic Transmission.Key Words：Mass 01M automatic transmission; structural composition; working principle; disassembly process; bench; design1 引言变速器做为传动系统的心脏，主要任务是传递动力，改变汽车的传动比，扩大驱动车轮转矩和转速的范围，使车辆适应各种变化的行驶工况，同时使发动机在理想的工况下工作；在发动机转矩方向不变的前提下，实现汽车的倒退行驶；实现空挡，中断发动机传递给车轮的动力，使发动机能够起动、怠速。
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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
ABSTRACT
In 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 CVT transmission, 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.
1.1 概述...........................................................................................................................1 1.1.1 金属带式无级变速器的发展........................................................................1 1.1.2 金属带式无级变速器的优点........................................................................2
Keywords ： Metal belt ； Contiuously Variable Transmission ； transmission ； a type of mechanical friction; lord, driven cone-disk; ntermediate deceleration institutions
目
录Байду номын сангаас
摘要......................................................................................................................................... I Abstract................................................................................................................................II 第 1 章 绪论........................................................................................................................ 1