小功率机械无级变速器的结构设计

I目录摘要………………………………………………………………………………………ⅡAbstract……………………………………………………………………………………Ⅲ第一章绪论………………………………………………………………………………11.1机械无级变速器的发展概况…………………………………………………11.2机械无级变速器的特征和应用………………………………………………21.3无级变速器的研究现状………………………………………………………31.4毕业设计内容和要求…………………………………………………………3第二章无级变速总体方案…………………………………………………………52.1钢球长锥式（RC型）无级变速器……………………………………………52.2钢球外锥式无级变速器………………………………………………………52.3两类型的比较与选择…………………………………………………………7第三章钢球外锥式无级变速器部分零件的设计与计算……………………93.1钢球与主、从动锥轮的计算与设计…………………………………………93.2加压盘的设计与计算…………………………………………………………103.3调速齿轮上的变速曲线槽的设计与计算……………………………………123.4输入轴的设计与计算…………………………………………………………133.5端盖的设计与计算……………………………………………………………153.6调速机构的设计与计算………………………………………………………16第四章主要零件的校核……………………………………………………………184.1输出、输入轴的校核…………………………………………………………184.2轴承的校核……………………………………………………………………204.3键的校核………………………………………………………………………21第五章无极变速器的装配……………………………………………………………24毕业设计总结……………………………………………………………………………25致谢………………………………………………………………………………………26参考文献……………………………………………………………………………………27附录翻译译文及原文………………………………………………………………28小功率机械无级变速器结构设计II摘要：机械无级变速器是一种能适应工艺要求多变、工艺流程机械化和自动化发展以及改善机械工作性能的一种通用传动装置。本文简要介绍了摩擦式机械无级变速器的基本结构、设计计算的方法、材质及润滑等方面的知识，并以此作为本次无级变速器设计的理论基础。本设计采用的是以钢球锥轮作为中间传动元件，通过改变钢球的工作半径来实现输出轴转速连续变化的钢球锥轮式无级变速器。本文分析了在传动过程中变速器的主、从动轮，钢球和外环的工作原理和受力关系；详细推导了实用的钢球锥轮式无级变速器设计的计算公式；并针对设计所选择的参数进行了具体的设计计算；绘制了所计算的钢球锥轮式无级变速器的装配图和主要传动元件的零件图，将此变速器的结构和工艺等方面的要求表达得更为清楚。这种无级变速器有良好的结构和性能优势，具有很强的实用价值，完全可以作为批量生产的无级变速器。其主要特点是：1.变速范围较宽；2.恒功率特性好；3.可以升、降速，正、反转。4.运转平稳，抗冲击能力较强；5.输出功率较大；6.使用寿命长；7.调速简单，工作可靠；8.容易维修。关键词：无级变速器，摩擦式，钢球锥轮式，设计。SmallpowermachineryvariatorstructuredesignIIIAbstract:Themechanicalvariablespeeddrivesisageneralpurposegearingwhichcanaccommodatethevariablerequirementsoftheprocessplanning,mechanizationofthescheduledrawing，thedevelopmentofautomationandtheimprovementofthemechanicalworkingcapabilities.Thearticlebrieflyintroducethebasicstructure,thewayofdesignandcalculation,materialandlubricateofthefricationtypevariablespeeddrives,andtakingthemasthetheorybasisofthedesignofmechanicalvariablespeeddrives.Thisdesignusestheballpyramidwheelasthemiddletransmissioncomponent,bychangingits’workingradiustorealizethecontinuouschangeoftheoutputaxis.Thisarticleanalyzestheworkingtheoryandtheworkingforcesofthedrivewheel,ballwheelandouterringduringthetransmissionprocess.Italsodeducesthepracticalcalculationformulaoftheballpyramidwheeltypevariablespeeddrives，italsogoesonthematerialcalculationaimattheselectionparameter.Itprotractstheassemble-drawingoftheballpyramidwheeltypevariablespeeddrivesandtheaccessory-drawingofthemostlydrivecomponent.Soitcanexpressmoreclearlyofthestructureandprocessplanningofthevariablespeeddrives.Thevariablespeeddriveshasgoodstructureandproperties,anditcanuseasbatchproduction.Themostspecialties:1widerangeofvariablespeed；2theconstantoutputpower；3itcanrotatepositivelyandversedly；4stableaccuracyofspeed；5highoutputpower；6longlife；7simplyandprecisecontrolofspeed；8easymaintain.Keywords:CVT，frictiontype，ballpyramidtype，design.1第一章绪论1.1机械无级变速器的发展概况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，但本设计任务要求把无级变速器安装在自行车上，所以一般只能用机械无级变速器，所以以下重点介绍机械无级变速器。机械无级变速器最初是在19世纪90年代出现的，至20世纪30年代以后才开始发展，但当时由于受材质与工艺方面的条件限制，进展缓慢。直到20世纪50年代，尤其是70年代以后，一方面随着先进的冶炼和热处理技术，精密加工和数控机床以及牵引传动理论与油品的出现和发展，解决了研制和生产无级变速器的限制因素；另一方面，随着生产工艺流程实现机械化、自动化以及机械要改进工作性能，都需要大量采用无级变速器。因此在这种形式下，机械无级变速器获得迅速和广泛的发展。主要研制和生产的国家有美国、日本、德国、意大利和俄国等。产品有摩擦式、链式、带式和脉动式四大类约三十多种结构形式。国内无级变速器是在20世纪60年代前后起步的，当时主要是作为专业机械配套零部件，由于专业机械厂进行仿制和生产，例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。直到80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。经过十几年的发展，国外现有的几种主要类型结构的无级变速器，在国内皆有相应的专业生产厂及系列产品，年产量约10万台左右，初步满足了生产发展的需要。与此同时，无级变速器专业协会、行业协会及情报网等组织相继建立。定期出版网讯及召开学术信息会议进行交流。自90年代以来，我国先后制定的机械行业标准共14个：JB/T5984-92《宽V带无级变速装置基本参数》JB/T6950-93《行星锥盘无级变速器》JB/T6951-93《三相并联连杆脉动无级变速器》JB/T6952-93《齿链式无级变速器》JB/T7010-93《环锥行星无级变速器》JB/T7254-94《无级变速摆线针轮减速机》JB/T7346-94《机械无级变速器试验方法》JB/T7515-94《四相并列连杆脉动无级变速器》JB/T7668-95《多盘式无级变速器》JB/T7683-95《机械无级变速器分类及型号编制方法》21.2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。机械无级变速器的适用范围广，有在驱动功率不变的情况下，因工作阻力变化而需要调节转速以产生相应的驱动力矩者（如化工行业中的搅拌机械，即需要随着搅拌物料的粘度、阻力增大而能相应减慢搅拌速度）；有根据工况要求需要调节速度者（如起重运输机械要求随物料及运行区段的变化而能相应改变提升或运行速度，食品机械中的烤干机或制药机械要求随着温度变化而调节转移速度）；有为获得恒定的工作速度或张力而需要调节速度者（如断面切削机床加工时需保持恒定的切削线速度，电工机械中的绕线机需保持恒定的卷绕速度，纺织机械中的浆纱机及轻工机械中的薄膜机皆需调节转速以保证恒定的张力等）；有为适应整个系统中各种工况、工位、工序或单元的不同要求而需协调运转速度以及需要配合自动控制者（如各种各样半自动或自动的生产、操作或装配流水线）；有为探求最佳效果而需变换速度者（如试验机械或李心机需调速以获得最佳分离效果）；有为节约能源而需进行调速者（如风机、水泵等）；此外，还有按各种规律的或不规律的变化而进行速度调节以及实现自动或程序控制等。综上所述。可以看出采用无级变速器，尤其是配合减速传动时进一步扩大其变速范围与输出转矩，能更好的适应各种工况要求，使之效能最佳，在提高产品的产量和质量，适应产品变换需要，节约能源，实现整个系统的机械化、自动化等各方面皆具有显著的效果。故无级变速器目前已成为一种基本的通用传动形式，应用于纺织、轻工、食品、包装、化工、机床、电工、起重运输矿山冶金、工程、农业、国防及试验等各类机械。1.3无级变速器的研究现状随着我国在基础设施和重点建设项目上的投入加大，重型载货车在市场上的需求量急剧上升，重型变速箱的需求也随之增加,近年来，重型汽车变速器在向多极化、大型化的方向发展.现在，我国已经对变速箱的设计，从整机匹配到构件的干涉判别和整个方案的模糊综合判别，直到齿轮、离合器等校核都开发了许多计算机设计软件，但是，大都没形成工业化设计和制造，因此，还需要进一步加强.我过的汽车技术还需要进一步发展.随着科技的不断进步，CVT技术的不断成熟，汽车变速箱最终会由CVT替代手动变速箱（MT）和有级自动变速箱（AT），无级变速汽车是当今汽车发展的主要趋势,但是,中国还没有掌握全套的汽车自动变速箱技术，也就还没有形成市场所需成熟的汽车自动变速箱产品。有人主张直接从国外引进先