金属带式无级变速器设计说明
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无级变速系统(CVT--continuously variable transmission) 它的内部并没有传统变速箱的齿轮传动结构,而是以两个可改变直径的传动轮,中间套上传动带来传动。
基本原理是将传动带两端绕在一个锥形带轮上,带轮的外径大小靠油压大小进行无级的变化。
起步时,主动带轮直径变为最大直径,而被动带轮变为最小,实现较高的传动比。
随着车速的增加和各个传感器信号的变化,电脑控制系统来断定控制两个带轮的控制油压,最终改变带轮直径的连续变化,从而在整个变速过程中达到无级变速。
目录展开编辑本段简介而锥形带轮之间的传动带,在过去的一段时间,由于材质的原因,所受的拉力有限,所能承受的扭矩有限,只能用在摩托车式小排量车上。
近些年来,随着材料技术、加工工艺的不断提高,生产出特殊材料制造的刚制传动带和锥型带轮。
彻底实现了大功率、大扭矩轿车的要求。
CVT最大的特点是无级控制输出的速比,在行驶中达到行云流水的感觉,从而没有了换档的感觉。
乘员感觉不到换档冲击,动力衔接连贯。
这样CVT在行驶时增加了舒适性,加速也会比自动变速器快。
编辑本段CVT与传统变速器的区别大家经常都有看汽车杂志或者是汽车广告的宣传片,其中说到汽车参数的时候,会碰到一个术语--CVT,普通人经常把自动档变速器和无级变速器(CVT)两个概念混为一谈。
实际上这两种变速器工作原理完全不同。
CVT结构比传统的变速器简单、体积更小,它既没有手动变速器的众多齿轮,也没有自动变速器复杂的行星齿轮组。
旧款的CVT多用橡胶皮带制成,但它的缺点是受力有限,容易打滑因此只能用在一些摩托车和微型车上,由于制造工艺技术的改良,现在也应用于中型汽车了,在这方面比较领先的是奥迪和日产,以奥迪为例,厂方就针对传统的CVT在斜坡上容易后溜以及行驶中的橡皮筋现象进行了改良,在1999年底正式推出Multitronic,除了以油冷式多片离合器代替扭力转换器以减少动力流失以外,还有两方面底改进,包括采用金属片链和宽齿比的滑轮组。
无级变速带和摩擦轮传动为了获得更合适的工作速度,机器通常应能在一定范围内任意调整转速,这就需要使用无级变速器。
下面主要介绍无级变速带和摩擦轮传动。
一、无级变速带带式无级变速传动是一种应用很广泛的无级变速传动机构,它约占全世界机械无级变速的2/3。
无级变速带的横截面呈梯形,结构与线绳结构的普通三角形带相似,由缓冲层、强力层、压缩层和外层包布组成。
带式无级变速器主要由主动锥轮(主动带轮)1、从动锥轮(从动带轮)2和紧套在两轮上的传动带3以及调节速度的操纵机构等组成。
当主动轮转动时,利用张紧的带与锥轮之间的摩擦力,将运动和动力从主动轮传递到从动轮上,并可通过操纵机构改变带在锥形带轮上的工作位置,使主、从动锥轮的工作半径能连续发生改变,从而实现无级变速。
(一)无极变速带具有以下的特点。
1.带的宽度大,带宽和带高之比一般为2~4。
2.变速范围较大,可达3~6,带越宽、楔形角越小,变速范围越大;用楔形角小的宽带时,变速范围可达9~12。
3.带的楔形角(工作面夹角α)较小,在22°~40°之间。
4.具有足够的横向刚度,能避免“塌腰”和扭转等现象。
5.具有足够的纵向挠曲性。
6.带的伸长率较小。
图一(二)无级变速带的设计计算无级变速带传动在设计计算时须首先明确是恒功率传动还是恒转矩传动。
恒功率传动时,传动功率Pr为恒定值。
恒转矩传动时,被动轴上的转矩MZ为恒定值,而传动功率Pr为变值。
其变动大小由下式计算P rmax=M2∗n2max97470P rmin=M2∗n2min97470式中M2为被动轴上的转矩(kgf*cm)。
设计时可按以下步骤进行:1.计算功率Prd:Prd=Pr×Fm式中Fm为负荷特性系数。
2.无级变速带型号的选定。
无级变速带型号根据被动轴转速和计算功率,从图二中选取。
当恒功率传动时,计算功率Prd 为定值,按图中(A)行分别选出n2max和n2min时的带号。
当恒转矩传动时,按(B)行分别选出n2max 和Prdmax时的带号及n2min和Prdmin时的带号。
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。
哈尔滨理工大学课程设计题目机械系统课程设计院、系机械动力制造及其自动化姓名曹家齐学号1301010601指导教师解宝成2016年8月28日摘要设计机床的主传动变速系统时首先利用传动系统设计方法求出理想解和多个合理解。
根据数控机床主传动系统及主轴功率与转矩特性匹配方案,计算和校核相关运动参数和动力参数。
根据已确定的运动参数以变速箱展开图的总中心距最小为目标,拟定变速系统的变速方案,以获得最优方案以及较高的设计效率。
在机床主传动系统中,为减少齿轮数目,简化结构,缩短轴向尺寸,用齿轮齿数的设计方法是试算,凑算法,计算麻烦且不易找出合理的设计方案。
本文通过对主传动系统中双联滑移齿轮传动特点的分析与研究,绘制零件工作图与主轴箱展开图及剖视。
关键词无级变速;传动系统设计,传动副,结构网,结构式,齿轮模数,传动比目录摘要 (I)目录 (II)第一章课程设计的目的 (1)1.1课程设计的内容 (1)1.2理论分析与设计计算 (1)1.3图样技术设计 (1)1.4编制技术文件 (2)第二章课程设计题目、主要技术参数和技术要求 (3)2.1课程设计题目和主要技术参数 (3)2.2技术要求 (3)第三章运动设计 (4)3.1运动参数及转速图的确定 (4)3.1.1确定结构网 (4)3.1.1绘制转速图和传动系统图 (5)3.2确定各变速组此传动副齿数 (6)第四章动力计算 (7)4.1计算转速的计算 (7)4.2齿轮模数计算及验算 (7)4.3主轴合理跨距的计算 (12)第五章主要零部件的选择 (14)5.1电动机的选择 (14)5.2轴承的选择 (14)5.3变速操纵机构的选择 (14)第六章校核 (15)6.1轴的校核 (15)6.2轴承寿命校核 (18)6.3结构设计及说明 (19)6.3.1 结构设计的内容、技术要求和方案 (19)6.3.2 展开图及其布置 (20)结论 (21)参考文献 (22)致谢 (23)第一章课程设计的目的《机械系统设计》课程设计是在学完本课程后,进行一次学习设计的综合性练习。
目录第1章绪论....................................................1.1无级变速器的简介............................................1.2无级变速器的分类............................................1.3机械无级变速器..............................................1.3.1机械无级变速器的发展概况1.3.2机械无级变速器的分类 .............................................1.3.3机械无级变速器的应用第2章变速器设计方案及论证 .....................................2.1变速器的设计要求............................................2.2变速器设计方案论证..........................................2.2.1传动方案2.2.2方案的分析第3章变速器主要参数的设计计算 .................................3.1电机的选择..................................................3.2齿轮的设计..................................................3.2.1齿轮的设计要求3.2.2齿轮的相关参数计算3.3轴的直径的确定..............................................3.4轴承的设计..................................................3.5键的设计....................................................3.6联轴器的选择3.7设计零件的校核3.7.1轴的校核3.7.2轴承的校核3.8箱体的设计..................................................第4章变速器的润滑与密封 .......................................第5章变频器的调控分析5.1变频器的简介5.2变频器对电机的控制第6章结论.....................................................参考文献: ........................................................致谢............................................................附录Ⅰ......................................... 错误!未定义书签。
第1篇一、引言随着汽车工业的不断发展,人们对汽车的动力性能和燃油经济性提出了更高的要求。
无级变速(CVT)作为一种新型的汽车传动系统,因其独特的优势逐渐成为汽车行业的热点。
本文将深入探讨无级变速技术的原理、优势、挑战以及未来的发展方向,旨在为无级变速的完美解决方案提供参考。
二、无级变速技术原理1. 工作原理无级变速(Continuously Variable Transmission,简称CVT)是一种采用金属带或链条作为传动媒介,通过主动轮和从动轮之间的直径变化来实现无级变速的传动系统。
其工作原理如下:(1)主动轮:与发动机相连,通过离合器传递动力。
(2)金属带或链条:连接主动轮和从动轮,传递动力。
(3)从动轮:连接驱动轴,带动车轮转动。
(4)主动轮和从动轮的直径变化:通过调节主动轮和从动轮的直径,实现变速。
2. 结构特点无级变速系统的结构特点主要包括:(1)金属带或链条:具有高弹性和耐磨性,可承受较大的扭矩。
(2)张紧轮:保证金属带或链条的张紧度,提高传动效率。
(3)导向轮:引导金属带或链条运动,减少磨损。
(4)主动轮和从动轮:采用多片式离合器,提高传动效率和稳定性。
三、无级变速技术优势1. 燃油经济性无级变速系统通过无级变速,使发动机始终处于最佳工作状态,提高燃油利用率,降低油耗。
2. 动力性能无级变速系统可以实现瞬间变速,提高汽车的加速性能和爬坡能力。
3. 平顺性无级变速系统通过连续变速,减少了换挡时的冲击,提高了驾驶平顺性。
4. 结构简单无级变速系统结构简单,易于维护,降低了维修成本。
四、无级变速技术挑战1. 金属带或链条磨损无级变速系统的金属带或链条容易磨损,影响使用寿命。
2. 扭矩承受能力无级变速系统在承受较大扭矩时,可能存在一定的局限性。
3. 耐高温性能无级变速系统在高温环境下,金属带或链条的性能可能受到影响。
五、无级变速完美解决方案1. 优化材料采用高强度、耐磨损、耐高温的金属带或链条,提高无级变速系统的使用寿命和性能。
金属带式无级变速器电液控制系统设计张友坤张伯英袁明郜可峰【摘要】本文对金属带式无级变速器控制系统进行了分析,提出来了完整的CVT电控系统设计方案。
针对液压控制系统实际的工作特性,分别为夹紧力控制系统和速比控制系统设计了带有前馈抗回扰PID控制器和模糊控制器,并研究了离合器控制系统。
试验结果证明了控制系统能满足性能要求。
叙词:无级变速器电液控制PID控制模糊控制离合器控制【Abstract】The control system of metal V-belt CVT(continuously variable transmission) is analyzed in this paper. An integrated hydraulic-electric control system for CVT is advanced. Set on the character of the actual hydraulic control system, a PID controller with an anti-disturbance function and a fuzzy controller are separately designed for the clamp force control system and the speed ratio control system. A clutch-control system is researched also. The control system can meet the performance demands, which is proved by the outcome of experiments.Keywords: CVT hydraulic-electric control PID control fuzzy control clutch control1、概论金属带式无级变速器是目前世界上广泛使用的无级变速器,它除了具有无级传动的优点外,还具有较大的功率传递容量、高的传动效率、长的使用寿命等特点。
目录第1章绪论....................................................1.1无级变速器的简介............................................1.2无级变速器的分类............................................1.3机械无级变速器..............................................1.3.1机械无级变速器的发展概况1.3.2机械无级变速器的分类 .............................................1.3.3机械无级变速器的应用第2章变速器设计方案及论证 .....................................2.1变速器的设计要求............................................2.2变速器设计方案论证..........................................2.2.1传动方案2.2.2方案的分析第3章变速器主要参数的设计计算 .................................3.1电机的选择..................................................3.2齿轮的设计..................................................3.2.1齿轮的设计要求3.2.2齿轮的相关参数计算3.3轴的直径的确定..............................................3.4轴承的设计..................................................3.5键的设计....................................................3.6联轴器的选择3.7设计零件的校核3.7.1轴的校核3.7.2轴承的校核3.8箱体的设计..................................................第4章变速器的润滑与密封 .......................................第5章变频器的调控分析5.1变频器的简介5.2变频器对电机的控制第6章结论.....................................................参考文献: ........................................................致谢............................................................附录Ⅰ......................................... 错误!未定义书签。
无极变速器的设计与研发随着机械技术的不断发展,传动系统的研究也越来越深入。
其中一项重要的技术就是无极变速器,它被广泛应用于各种机械传动系统中。
本文将介绍无极变速器的设计与研发。
一、无极变速器的基本原理和应用无极变速器,即连续无级变速器,是一种通过调节传动比例实现速度的变化,从而实现机械传动的变速的装置。
它主要包含两个部分:变速比调节机构和传动机构。
其中,变速比调节机构是无极变速器的核心,它通过改变驱动轮和从动轮之间的传动比例来实现速度的变化。
无极变速器的应用非常广泛,包括汽车、机床、纺织机械等各种机械传动系统中。
在这些应用场景中,无极变速器可以提供稳定、可靠的传动效果,并且可以满足不同的工作要求。
比如,在汽车行业中,无极变速器可以提高车辆的加速性和燃油效率;在机床和纺织机械中,无极变速器可以实现高速切割和纺织加工等复杂工艺。
二、无极变速器的设计要求和挑战无极变速器的设计需要满足以下几个基本要求:1. 可靠性和稳定性。
无极变速器在工作环境中需要能够稳定地运行,不出现误差和故障。
2. 可调性和可控性。
无极变速器需要具有广泛的可调节范围,能够满足不同工作要求,并且能够在工作中根据需要进行调节。
3. 高效性和能耗低。
无极变速器需要具有高效性,可以尽可能地将能量转换为机械运动,并且需要在运行中保持低能耗。
4. 低噪音和低震动。
无极变速器需要在工作中保持低噪音和低震动,避免对操作者和机器产生不良影响。
无极变速器的设计还面临着许多挑战,例如:1. 精度要求高。
无极变速器的工作精度要求非常高,需要保证误差尽可能小,并且需要能够在不同的工况下保持一致的精度。
2. 载体和磨损的问题。
无极变速器中的变速杆、变速轮等部件需要具有足够的硬度和强度,并且需要进行适当的润滑和维护,以避免磨损和故障。
3. 温度效应。
无极变速器在工作中会受到温度变化的影响,需要具有一定的热稳定性和温度控制能力。
4. 制造工艺的挑战。
无极变速器内部的变速机构和传动机构非常复杂,需要采用高精度的加工和装配技术,才能保证其性能和精度。
任务书论文(设计)题目:Koop-B型钢球式无级变速器结构设计学号:姓名:专业:指导教师:系主任:一、主要内容及基本要求1、以钢球、加压盘为传动件,设计一种机械摩擦式无级变速器;2、输入功率P=5kw,输入转速n=1500rpm,调速范围R=10;3、以UG或SolidEdge三维CAD软件为平台,建立整机的数字化模型;4、完成A0#装配图纸1张,零件图总量不少于A0#图纸1张;5、设计说明书一份;6、英文文献一份。
二、重点研究的问题1、钢球式无级变速器原理及其结构;2、变速原理的传动结构的实现。
三、进度安排序号各阶段完成的内容完成时间1 熟悉课题及基础资料第1周2 调研及收集资料第2周3 方案设计与讨论第3~4周4 无级变速器各零件三维模型设计第5~8周5 无级变速器总装配图设计第9周6 无级变速器工程图设计第10周7 撰写说明书第11周8 英文文献翻译,答辩第12周四、应收集的资料及主要参考文献[1] 周有强. 机械无级变速器[M]. 成都:机械工业出版社,2001.[2] 阮忠唐.机械无级变速器设计与选用指南[M].北京:化学工业出版社,1999.[3] 濮良贵,继名刚,机械设计[M].第7版.北京:高等教育出版社,2001评阅表学号姓名专业毕业论文(设计)题目:Koop-B型钢球式无级变速器结构设计评价项目评价内容选题1.是否符合培养目标,体现学科、专业特点和教学计划的基本要求,达到综合训练的目的;2.难度、份量是否适当;3.是否与生产、科研、社会等实际相结合。
能力1.是否有查阅文献、综合归纳资料的能力;2.是否有综合运用知识的能力;3.是否具备研究方案的设计能力、研究方法和手段的运用能力;4.是否具备一定的外文与计算机应用能力;5.工科是否有经济分析能力。
论文(设计)质量1.立论是否正确,论述是否充分,结构是否严谨合理;实验是否正确,设计、计算、分析处理是否科学;技术用语是否准确,符号是否统一,图表图纸是否完备、整洁、正确,引文是否规范;2.文字是否通顺,有无观点提炼,综合概括能力如何;3.有无理论价值或实际应用价值,有无创新之处。
2010年第12期 (总第202期) 黑龙江交通科技
HEILONGJlANG JIAOTONG KEJ No.12,2010
(Sum No.202)
金属带式无级变速器结构组成及其优越性分析 陈玉萍 (黑龙江省龙建路桥第四工程有限公司)
摘要:无级变速器(CVT)由于在换档过程中没有动力中断、节约能源、环保、乘坐舒适等优点越来越成为汽 车变速器的发展方向。简要介绍了金属带式CVT基本组成及工作原理,分析了其独特的优越性。 关键词:无级变速器;结构;优越性 中图分类号:U467 文献标识码:C 文章编号:1008—3383(2010)12—0106—02
无级变速器汽车适应节能和环保的要求,目前可应用于 汽车的无级变速器(CVT)有环盘滚轮式、摆销链式和金属带 式,与前两种相比,金属带式无级变速器结构简单,承载能力 强,传动效率高,已在全世界70多种车型中使用。无级变速 器通过传动比的连续变化,使车辆外界行驶条件与发动机负 载实现最佳匹配,使此时的发动机在高效区运转,燃烧完全、 排放污染减少、噪音降低,从而充分发挥了发动机的潜力,使 发动机具有理想的动力性能表现,并提高了整车的燃油经济 性。系统分析金属带式无级变速器的优势,对于完善变速器 设计理念,优化自动变速器配比汽车的比例,具有重要意义。 1金属带式无级变速器结构组成 典型的金属带式CVT变速器传动系统一般由液力变矩器、 液压控制阀体、离合器制动器组、主动锥轮组件、钢带、从动锥轮 组件和差速器总成等主要部分构成。结构如图1所示。 1.液力变矩器2.液压控制阀体3.离合器制动器组 4.主动锥轮组件5.钢带6.从动锥轮组件7.差速器总成 图1典型CVT传动结构原理图 金属带由两束金属环和几百个金属片构成。主动轮组 和从动轮组都由可动盘和固定盘组成,与油缸靠近的--N带 轮可以在轴上滑动,另一侧则固定。可动盘与固定盘都是锥 面结构,它们的锥面形成V型槽来与V型金属传动带啮合。 发动机输出轴输出的动力首先传递到CVT的主动轮,然后 通过V型传动带传递到从动轮,最后经减速器、差速器传递 给车轮来驱动汽车。工作时通过主动轮与从动轮的可动盘 作轴向移动来改变主动轮、从动轮锥面与V型传动带啮合 的工作半径,从而改变传动比。可动盘的轴向移动量是由驾 驶者根据需要通过控制系统调节主动轮、从动轮液压泵油缸 压力来实现的。由于主动轮和从动轮的工作半径可以实现 连续调节,从而实现了无级变速。 在金属带式无级变速器的液压系统中,从动油缸的作用 收稿日期:2010—09—18 ・106・ 是控制金属带的张紧力,以保证来自发动机的动力高效、可 靠的传递。主动油缸控制主动锥轮的位置沿轴向移动,在主 动轮组金属带沿V型槽移动,由于金属带的长度不变,在从 动轮组上金属带沿V型槽向相反的方向变化。金属带在主 动轮组和从动轮组上的回转半径发生变化,实现速比的连续 变化。 汽车开始起步时,主动轮的工作半径较小,变速器可以 获得较大的传动比,从而保证驱动桥能够有足够的扭矩来保 证汽车有较高的加速度。随着车速的增加,主动轮的工作半 径逐渐增大,从动轮的工作半径相应减小,金属带式CVT的 传动比下降,使得汽车能够以更高的速度行驶。 金属带式CVT的核心部件由两组带轮和金属带构成。 每组带轮由可动带轮和不可动带轮组成。当进行降速调速 时,应使从动轮的两半锥盘互相靠拢以增大工作直径,V带 能传递有效圆周力也将减小,而所传递的转矩基本不变。反 之,升速调速时,应使从动轮的两半锥盘互相分开以减小工 作直径,这将使有效圆周力增大而保持转矩。金属带在两 带轮构成的V型槽内沿径向滑动,从而实现速比在设计范 围内从最小到最大变化。 2金属带式CVT无级变速器的优越性分析 为了考察金属带式CVT在汽车实际应用中的效果,各 国车厂都做过对比试验,以城市为单元,试验方法就是在同
毕业设计说明书题目:钢锥式无级变速器设计目录摘要Abstract第一章绪论§1.1 机械无级变速器的发展概况§1.2 机械无级变速器的特征和应用§1.3 无级变速研究现状§1.4 毕业设计内容和要求第二章无级变速器总体方案§2.1 钢球长锥式(RC型)无级变速器§2.2 钢球外锥式无级变速器§2.3 两方案的比较与选择第三章钢球外锥式无级变速器部分零件的设计与计算§3.1 钢球与主﹑从动锥齿轮的设计与计算§3.2 加压盘的设计与计算§3.3 调速齿轮上变速曲线槽的设计与计算§3.4 输入、出轴的设计与计算§3.6 输入﹑输出轴上轴承的选择与计算§3.7 输入﹑输出轴上端盖的设计与计算§3.8 调速机构的设计与计算第四章主要零件的校核§4.1 输出,输入轴的校核§4.2 轴承的校核参考文献总结致谢文献翻译图纸摘要机械无级变速器是在输入转速一定的情况下实现输出转速在一定范围内连续变化的一种运动和动力传递装置,由变速传动机构、调速机构及加压装置或输出机构组成。
机械无级变速器转速稳定、滑动率小、具有恒动率机械特性、传动效率较高,能更好地适应各种机械的工况要求及产品变换需要,易于实现整个系统的机械化、自动化、且结构简单,维修方便、价格相对便宜。
广泛应用于纺织、轻工、机床、冶金、矿山、石油、化工、化纤、塑料、制药、电子/造纸等领域,今年来已经开始应用于汽车的机械无级调速。
由于机械无级变速器绝大多数是依靠摩擦传递动力,故承受过载和冲击的能力差,且不能满足严格的传动比要求。
关键字:连续变化方便便宜AbstractMechanical transmission is a device what input speed in certain circumstances to achieve a certain range of output speed of a movement and continuous change,it consists of a variable speed transmission, speed control agencies and pressure device or output institutions.Mechanical transmission is of stable speed, small sliding rate,and has a fixed rate with constant mechanical properties, high transmission efficiency,it can help meet the requirements of various mechanical conditions and product needs change, the whole system is easy to realize the mechanization, automation, and it is simple in structure,and convenient to revise and the costs is low. Widely used in textile, light industry, machine tools, metallurgy, mining, petroleum, chemical industry, chemical fiber, plastic materials, pharmaceuticals, electronics / materials, and, this year has already begun to apply the mechanical variable speed auto.Since the vast majority of mechanical transmission rely on mechanical friction CVT to transmit power, so it is of poor quality to withstand the impact of overload, and can not fullfil the foot strict transmission ratio.Key word:change revise costs low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。
. . . 毕业设计(论文)开题报告 学生姓名 郭蕾 系部 汽车与交通工程学院 专业、班级 车辆工程07-11班 指导教师姓名 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。1972年H.Van Doorne博士发明了金属传动带,解决了橡胶带使用寿命低、传递功率小的本质缺陷。1978年,意大利Fiat公司的汽车开始装用Van Doorne CVT。1987年,美国Ford公司的汽车装有这种CVT,很快引起汽车工业的关注。1997年上半年,日本日产公司开发了使用在2.0L汽车上的CVT。在此基础上,日产公司在1998年开发了一款中型轿车,设计了包含一个手动换档模式的CVT。新型CVT采用一个最新研制的高强度宽钢带和一个高效率液压控制系统,这些新技术的应用使CVT可传递更大转矩。
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日产公司研究开发的CVT电子控制技术,增加了发动机的制动模式,使汽车在下坡时可以一直根据车速实现发动机制动,而不是采用常规制动器限速,解决了长距离制动引起制动器发热的问题。同时在湿滑路面上能够平顺地增加速比来防止打滑。日产公司计划将它的CVT的应用范围从1.0L扩大到3.0L的轿车。日本三菱公司选用CVT传动技术与直喷式发动机组合,可以保证在所有速比下,实现发动机动力平顺无间断地传递。CVT根除了传统的自动变速器换档时动力不连续现象以及顿挫感,从而获得更满意的响应速度和控制性能。日本富士重工拥有15年开发CVT的经验。1997年5月,富士重工将它的Vistro微型车装配了E-CVT(设有六档手动换档模式的CVT)。1999年上半年,美国的福特公司和德国ZF公司合作,在巴达维亚和俄亥俄州合资建厂,为福特公司的轿车和轻型载货车设计 CVT变速器,从2001年开始投入生产。除经典的前置前驱方式外,ZF公司还设计有发动机纵置前轮驱动、发动机纵置后轮驱动的CVT产品系列。经过10多年的不断完善,CVT传动技术由早期的小排量逐渐发展到大中排量轿车,其传递功率已超过150KW,转矩已超过350Nm。目前,市场上的CVT有三种产品:P821型,采用电磁离合器作为起动装置,机—液或电—液控制系统,以外齿轮泵作为液压源,实用于发需要全套设计qq1537693694动机排量在1.3以下的小型轿车;P811型,实用于发动机排量在1. 8以下的中型轿车;P844型,采用新型金属传动带,将液力变矩器与CVT综合,全电子控制系统,实用于发动机排量在3. 3以下的豪华轿车。日本在研制CVT的初期,即将电子控制技术与CVT技术结合,成功地开发出电子控制技术的CVT,即ECVT,陆续装在Rex,Sambar和Justy上。1990年美国生产出计算机控制的无级调速液压自动变速器(CVT),此后日本、美国、德国等轿车生产商大多采用此项技术。 ⑵ 国内无级变速器的研究动态 国内对汽车无级变速器的研究最早可追述到60年代,清华大学的宋镜滚教授对汽车橡胶带无级变速器进行了研究,用传统的Euler理论对橡胶V带无级变速传动进行了分析,对弯曲、拉伸所产生的带应力及应力对带疲劳寿命的影响进行了分析,并提出了相应结构上的改进措施,以及汽车车速——油门两参数匹配控制的简单原理。80年代中期哈尔滨工业大学载人航天器设计教研室的杨涤教授在美国作访问学者期间,与美国California-Davis大学的Andrew A. Frank教授合作,从纯控制理论的角度,对CVT非线性动力传动系统进行了实验和仿真研究。80年代末东北大学的程乃士教授从德国回国后,开始了CVT钢带的试制工作,并应用键合图理论,推导了VDT公司P811 变速器液压控制系统的状态方程,但没有具体的参数和仿真结果。90年代初北京理工大学的姜正根教授在兵器工业部的资助下,开展了CVT的研究,在购买了国外的钢带后,设计制造了简单的实验装置,但由于同为兵器工业部的长安集团对该项目不认可,CVT项目没有进一步的进展。清华大学曾尝试对金属带CVT进行研究,武汉工学院也试图对汽车牵引式CVT进行研究。90年代初,华南理工大学黄向东教授从意大利学成归国,在国家自然科学基金青年基金的资助下,开展了金属带CVT的研究,试制了H型金属钢带,对CVT的匹配控制规律进行了研究,并推导了CVT过渡状态的. . .
理想调速率,指出了速比调节的方向和速率,该调节规律申请了国家专利。上海交通大学花家寿教授在上海齿轮箱厂的资助下,以VDT公司的P811样机为实验件搭建了CVT传动实验台。湖南大学以周云山教授和薛殿伦博士为首的CVT研发小组,具有多年从事无级变速器的研究经验。多年的潜心研究,消化了国外的先进技术,已经掌握无级变速器与整车的动力匹配规律、速比控制方法、离合器起步过程控制以及液压控制系统设计等关键技术。总而言之,从国内外对 CVT 的研究状况来看,CVT是一项实践性非常强的技术,国内外对金属带CVT的研究方兴未艾。 金属带式无级变速器的结构、力学分析、传动效率等,在国外已研究成熟,国外的研究热点主要集中在CV T电液控制系统的控需要全套设计qq1537693694制策略上,如CVT电液控制系统的智能PID控制、鲁棒控制、模糊控制、神经网络控制等。金属带式无级变速器的结构、力学分析、传动效率等研究在国内已取得很大的进展,但CVT电液控制系统的控制策略、实验仿真等研究在国内刚刚起步。 2、目的、依据和意义 汽车界对CVT技术的研究开发日益重视,特别是在微型轿车中,CVT被认为是最佳的传动装置。随着汽车电子技术的发展,电子技术与自动控制技术的不断应用,使得CVT的总体性能比同类的AT更为突出。根据世界各汽车公司按不同的试验标准对CVT进行试验,结果表明,CVT与同类四档自动变速器相比:加速性能可提高10%,燃油经济性提高10%~15%,排放降低10%,平顺性更好。 金属带式无级变速器是汽车理想的传动系统,它可提高汽车的经济性,改善汽车的动力性,便于操作是汽车的核心技术之一。金属带式无级变速器的结构、变速原理、受力情况等已经研究成熟,但国内CVT的关键技术——电液伺服系统控制方法的研究尚处于起步阶段,国外研究得也不成熟。目前CVT控制策略的研究是CVT研究的热点,随着CVT控制策略研究的深入,金属带式无级变速器国产化的日子指日可待。金属带式无级变速器的试验应包括专用台架及路况试验,CVT专用台架技术由世界上少数几个大公司垄断,如ZF公司、Doorne公司等,CVT所有的动态实验都能在专用台架上进行,但专用台架造价高,国内外研究人员研究CVT的动态特性时大多在自制的简易实验台上并配合仿真进行。结合金属带式无级变速器,设计金属带式无级变速器的传动机构,使变速机构实现迅速、准确的变速。 此次对金属带式汽车无级变速器传动机构的计,其目的主要有: 一是重点培养学生的设计、团队沟通协作能力,使学生能够尽快适应企业需求,为企业挑选优秀适用人才提供平台; 二是通过设计交流创造学术竞争氛围,为师生之间、同学之间提供良好的交流平台,进而推动学科建设的提升; 金属带式汽车无级变速器传动机构设计在提高和检验汽车行业院校学生的综合素质,为汽车工业健康、快速和可持续发展积蓄人才,对增进产、学、研三方的交流与互动合作等方面具有十分广泛的意义。 . . .
毫无疑问,对于对汽车的了解仅限于书本和个人驾乘体验的大学生而言,能够独立的完成金属带式汽车无级变速器传动机构设计,是一段非常富有挑战的过程,同时也是一段受益颇丰的过程。在大脑一片空白的开始、兴奋的初步设计、需要全套设计qq1537693694激烈的争执、无可奈何的妥协、令人抓狂的一次次返工、绞尽脑汁的解决难题之后,设计者能获得的不仅仅是CAD、ANSYS等软件的熟练运用以及对焊接、定位、机加工等技术特征的掌握,更有汽车工程师的基本素养和丰富实践经验。 二、设计(论文)的基本内容、拟解决的主要问题 1、研究的基本内容 (1)研究汽车无级变速器的工作原理和结构特点; (2)根据设计参数并结合结构工艺性等要求确定无级变速器传动方案; (3)根据无级变速器传动方案确定无级变速机构的设计; (4)中间减速机构的设计按齿轮受力、转速、噪声要求等情况选择齿轮的变位系数、压力角、螺旋角、模数和齿顶高系数; (5)撰写设计说明书并完成主要总成装配图,零件图。 2、拟解决的主要问题 (1)金属带式无级变速器传动摩擦副的共轭关系; (2)金属带式无级变速的金属带传动的力分析; (3)金属带带环的应力与强度分析,带轮与摩擦片的接触强度计算; (4)直母线锥盘导致的金属带偏斜及其影响; (5)金属带传动的摩擦因数和传动效率; (6)金属带传动的传动能力和带轮轴向推力的确定; (7)摩擦传动原理和摩擦因数; (8)离合器换向机构的设计要点,如倒档行星机构的运动学设计和强度计算。