1、目 錄摘要iabstractii第1章 緒論11.1 立題的目的和意義11.2 機械無級變速傳動概述11.2.1 無級變速簡介11.2.2 各類無級變速器比較11.2.3 金屬帶式無級變速傳動的優勢21.3 國內外金屬帶式無級變速器的發展歷史及應用現狀21.3.1 發展歷史21.3.2 應用現狀31.4 相關軟件簡介錯誤！未定義書簽。1.5 小結4第2章 金屬帶式cvt的基本結構和工作原理52.1 金屬帶式cvt的基本結構52.2 金屬帶式cvt的工作原理52.3 小結6第3章 傳動裝置方案73.1 確定傳動方案73.2 傳遞裝置計算73.3 小結8第4章 行星齒輪機構部分94.1 傳動路線設

2、計94.1.1 空擋實現原理94.1.2 前進檔的傳動路線94.1.3 倒檔的傳動路線94.2 主要設計及計算校核94.2.1 太陽輪設計計算94.2.2 行星輪設計計算114.2.3 行星架計算設計124.2.4 行星架前半部分設計154.2.5 軸承選擇及計算校核154.2.6 前進檔離合器鋼片和摩擦片的設計174.2.7 倒檔制動器鋼片和摩擦片174.2.8 齒圈設計計算184.3 行星系總體裝配圖194.4 小結19第5章 無級變速機構部分205.1 金屬帶設計選擇205.1.1 金屬塊設計205.2 金屬帶主要計算215.2.1 主動帶輪設計計算225.2.2 初算軸徑225.2.3

3、 可動錐盤設計計算225.2.4 定錐盤設計計算235.3 從動帶輪設計計算265.4 無級減速部分總裝圖275.5 小結27第6章 減速器部分286.1 減速器齒輪的設計計算286.1.1 選擇齒輪材料，熱處理方法和精度等級286.1.2 圓柱斜齒輪設計及校核286.1.3 減速器從動輪設計296.2 減速器齒輪的設計306.2.1 減速器主動齒輪的設計306.2.2 減速器從動齒輪設計306.2.3 軸的計算306.3 小結30第7章 差速器的設計317.1 圓錐齒輪的設計計算317.1.1 選擇齒輪材料，熱處理方法和精度等級317.1.2 圓錐齒輪設計及校核317.2 行星機構的設計32

4、7.2.1 行星架下半部分327.2.2 行星架上半部分337.2.3 差速器行星輪的設計計算337.3 輸出軸的設計347.3.1 左輸出軸的設計347.3.2 右輸出軸的設計357.4 軸承選擇及計算校核357.5 差速器整體裝配圖367.6 小結36第8章 箱體設計378.1 下箱體結構設計378.2 上箱體結構設計378.3 箱體裝配圖388.4 cvt裝配圖38結論39致謝40參考文獻41附錄42千萬不要刪除行尾的分節符，此行不會被打印。在目錄上點右鍵“更新域”，然后“更新整個目錄”。打印前，不要忘記把上面“abstract”這一行后加一空行- iii -第1章 緒論1.1 立題的目

5、的和意義采用無級變速器的汽車最大優勢是能夠實現發動機轉速和扭矩沿著最經濟油耗線變化，并且在變速過程中無沖擊，不必產生動力中斷，因而大幅度改善了汽車的動力性能及乘坐的舒適性。目前對摩擦式無級變速傳動機理研究的還并不充分，因此有待于進一步研究其機理和選擇其機理和新的潤滑劑，以進一步提高摩擦拖動率，尤其是研究具體結構的設計與優化問題，改善其傳動性能，對于促進無級變速器在機械行業特別是在汽車行業中的廣泛應用具有重要的推廣意義。1.2 機械無級變速傳動概述1.2.1 無級變速簡介無級變速傳動是指在某種控制的作用下,使系統的輸出轉速可在兩個極限轉速范圍內連續變化的傳動方式。而無級變速器是使機器的輸出轉速連

6、續可調,能實現無級變速傳動,以滿足最佳工作需要的調速裝置。它和定傳動比傳動以及有級傳動相比,具有能夠根據工作的需要在一定范圍內連續變換速度,以適應輸出轉速和外界負荷變化的需要等優點,能適應變工況工作,簡化傳動方案,節約能源和減少環境污染等要求。無級變速器主要適應的場合：(1) 適應工藝參數多變或輸出轉速連續變化的要求,運轉中需經常連續地改變速度,但是不應在某一固定速度下長期運轉。(2) 探求最佳工作速度。(3) 幾臺機器或一臺機器的幾個部分協調運轉。(4) 緩速啟動以合理利用動力,通過調速以快速越過共振區。(5) 車輛變速箱,可節省燃料,縮短加速時間,簡化操作。1.2.2 各類無級變速器比較目

7、前,無級變速器主要分為三大類：一是以電控調速裝置調速的電磁式無級變速器；二是以液壓調速裝置調速的液壓式無級變速器；三是以機械調速裝置調速的機械式無級變速器。其中,液壓調速裝置雖然調速范圍大,傳動效率較高,但其制造精度要求高,價格較貴,滑動率較大,運轉時容易發生泄漏電控調速的雖然具有結構簡單,成本低,操作維護方便的特點,但其效率低,發熱嚴重,不適合長期負荷運轉。與上述兩種相比,機械無級變速器具有以下幾大優點調速范圍大,調速方式多,能實現恒扭矩工作,傳動效率高,適應性強,且結構簡單,價格低廉,傳動比穩定,工作可靠且維修方便。金屬帶式無級變速器就是一種新穎的有撓性中間體的機械摩擦式變速器,它具有結構

8、簡單、承載能力強、變速范圍大、體積小、效率高、噪聲低、節能環保等特點,尤其是它克服了以往各類無級變速器傳遞功率較小的缺點,可用于需要中大功率范圍內的機械傳動中,特別是近幾年來它在轎車變速器中的成功使用所顯示出的各種優越性能普遍為人們看好,因而受到了國內外業界的極大重視.1.2.3 金屬帶式無級變速傳動的優勢金屬帶式無級變速器不僅能夠滿足傳遞較大功率、適應高轉速等條件,還具有如下幾方面的特性(1) 經濟性 該變速器通過傳動比的連續變化,使車輛外界行駛條件與發動機負載實現最佳匹配,使發動機在最佳工作區穩定運轉從而充分發揮了發動機的潛力,燃燒完全,提高了整車的燃料經濟性,減少了廢氣排放,有利于環境保

9、護(2) 動力性 在汽車起步、停止和變速過程中不至于產生沖擊和抖動,減少了噪音,滿足了汽車行駛多變的條件,使汽車在良好的性能狀態下行駛(3) 舒適性 駕駛平穩!舒適,簡化了操作,減輕了駕駛員的勞動強度,提高了行車安全,符合人們日益增長的舒適性要求(4) 可靠性 據1993年的統計,在裝車的60萬套金屬帶式cvt中,由于金屬帶傳動系統出現故障返還的只有120套,占總數的0.02%,而在這120套中因為金屬帶本身有問題的只有40例,可見其故障率極低 實踐表明金屬帶cvt能達到與汽車相同的壽命。金屬帶式無級變速器本身就是一種自動變速器,而且它比目前在汽車上占主導地位的液力機械式自動變速器結構更加簡單

10、緊湊,更加節能,動力性能更加優良。它與目前流行的4檔自動變速器(at)相比,燃油消耗節約12%17%,加速性能提高7.5%11.5%,發動機排放減少10%,價格不比at貴。1.3 國內外金屬帶式無級變速器的發展歷史及應用現狀1.3.1 發展歷史金屬帶式cvt的裝車使用只有十幾年的時間，但是cvt技術的發展己有100多年的歷史，1886年，daimler benz在首輛采用汽油機的汽車上裝上了橡膠帶cvt。1906年，美國卡特車裝用了簡單的金屬盤摩擦傳動無級變速器，1930年在austin sixteen車上，裝用了牽引式cvt，電子控制技術特別是計算機控制技術的發展，使得無級變速傳動得到應用與

11、發展。20世紀60年代后期，荷蘭工程師van doorne研究出金屬帶cvt，這是cvt技術具有劃時代意義的事件。1972年，h.van doorne成立了獨立公司，1978年，意大利fiat公司的汽車開始裝用van doorne cvt。1987年，美國fort汽車公司的汽車裝有這種cvt。日前，市場上的cvt有二種產品：p821型，采用電磁離合器作為起動裝置，機-液或電-液控制系統，以外齒輪泵作為液壓源，實用于發動機排量在1.3以下的小型轎車；p811型，實用于發動機排量在1.8以下的中型轎車；p844型，采用新型金屬傳動帶，將液力矩器與cvt綜合，全電子控制系統，實用于發動機排量在3.3

12、以下的豪華轎車。日本在研制cvt的初期，即將電子控制技術與cvt技術結合，成功地開發出電子控制技術的cvt，即ecvt，陸續裝在rex，samba和justy上。1990年美國生產出計算機控制的無級調速液壓自動變速器(cvt)，此后日本、美國、德國等轎車生產商大多采用此項技術。1.3.2 應用現狀金屬帶無級變速器的優點很多，如：變速沒有沖擊，不用變換嚙合齒輪，外形尺寸小。現在已經在一定范圍內克服了傳送帶打滑的問題，改用金屬鏈代替金屬帶，可以在一定條件下實現在大排量轎車上的使用。 現代無級變速器開發技術水平最高的是采用金屬鏈帶機械式無級變速器，例如奧迪a6multitronic無級變速器就采用了

13、金屬鏈條這一形式。目前除了奧迪以外，福特和通用也投入上億美元巨資研制了從1.3升2.0升汽車發動機所配用的無級變速器。以荷蘭生產的無級變速器著名廠家vdt公司為例，目前按照發動機排量主要有以下類型：采用電磁離合器作為起動裝置，機械液壓傳動或電控液壓傳動系統，以外嚙合齒輪泵作為液壓源，適用于發動機排量1.3升以下的小型轎車。采用濕式多片離合器作為起動裝置，機械液壓傳動，動力傳送采用金屬鏈條，適用于發動機排量1.8升以下的中型轎車。還有采用新型金屬鏈條，液力變矩器與無級變速器結合，全電子控制，適用于3.0升以下較大排量的豪華轎車。世界最大的變速器制造企業德國zf公司也采用vdt技術，生產用于1.5

14、升2.5升中排量轎車的無級變速器系列，計有cft系列，適用于前輪驅動發動機橫置的轎車；ctt系列，適用于前輪驅動發動機縱置的轎車；crt系列，適用于各輪驅動發動機縱置的轎車。據荷蘭vdt公司介紹，現在新的設計和技術已經解決了無級變速器過去存在的主要問題，因v型帶損壞而出現的故障發生率只有千分之2.5，比例很低。如果不考慮所用傳送帶的差異，各種型號無級變速器的主要差別集中在發動機動力傳遞到主動帶輪的過程以及帶輪半徑和夾緊力的控制方法上。2007中國汽車cvt國際學術研討會暨中國齒協cvt工作組成立大會上宣布，由重慶工學院重慶汽車學院自主研發的汽車金屬帶式無級變速器示范生產線已建成。這項技術獲得e

15、m-cvt國家專利。目前國際上應用的金屬帶式無級變速器只有荷蘭研發生產，全世界有60多種汽車品牌采用cvt技術，國內全部靠進口，自主研發的cvt只實驗于吉利和眾泰兩款汽車。 重慶工學院重慶汽車學院自1996年起開始研發金屬帶式無級速器。據了解，該項技術比手動檔節油10%15%，自動變速最佳工作狀態超過國外技術20公里。1.4 小結 本章主要介紹了本課程設計的選題目的和意義，并總體介紹了相關的一些歷史現狀等。第2章 金屬帶式cvt的基本結構和工作原理2.1 金屬帶式cvt的基本結構金屬帶式cvt，一般由行星齒輪機構、無級變速機構、差速器機構和控制系統組成。1. 行星齒輪機構：cvt的行星齒輪機構

16、用以實現前進檔和倒檔之間的切換操作，采用雙行星齒輪機構，行星架上固定有內、外行星齒輪，其中，外行星齒輪和齒圈嚙合，內行星齒輪和太陽輪嚙合。前進檔時，行星架和太陽輪鎖死，太陽輪主動旋轉，行星架隨太陽輪同速旋轉，即整體同步旋轉；倒檔時，齒圈固定在機箱上不動，太陽輪主動旋轉，通過雙行星齒輪后，此時行星架與太陽輪反向旋轉。2. 無級變速機構：無級變速機構由金屬傳動帶、主動輪組、從動輪組組成。其中，主動輪組和從動輪組都由可動錐盤和固定錐盤組成。3. 差速器機構：普通差速器由行星齒輪、行星輪架、半軸齒輪等零件組成。發動機的動力經傳動軸進入差速器，直接驅動行星輪架，再由行星輪帶動左、右兩條半軸，分別驅動左、

17、右車輪。4. 控制系統：控制系統是用來實現cvt傳動比無級自動變化的，多采用機液控制系統或電液控制系統。因為題目要求只需設計金屬帶式cvt的機械部分，故在本文中只對前三部分進行設計。2.2 金屬帶式cvt的工作原理金屬帶式cvt主要是通過改變主、從動輪和金屬帶的接觸半徑來實現傳動比的連續變化的。主、從動輪組都由可動錐盤和固定錐盤組成，可動錐盤可以在主、從動軸上沿軸向移動。可動錐盤與固定錐盤之間形成的v型槽與v型金屬帶相嚙合。主動輪組的油缸控制主動輪組的可動錐盤沿軸向移動時，主動輪組一側的金屬帶隨之沿v型槽移動，由于金屬帶的長度固定，因此從動輪組一側的金屬帶則沿v型槽向相反的方向移動，從動輪組的

18、油缸此時則控制從動輪組的可動錐盤沿軸向移動，以保持金屬帶的張緊力，保證來自發動機的動力得到高效可靠的傳遞。金屬帶沿v型槽方向移動時，其在主動輪組和從動輪組上的回轉半徑發生變化，從而實現傳動比的連續變化。 汽車開始起步時，主動輪的工作半徑較小，變速器可以獲得較大的傳動比，從而保證有足夠的扭矩來保證汽車有較高的加速度。隨著車速的增加，主動輪的工作半徑逐漸增大，從動輪的工作半徑相應減小，cvt的傳動比下降，使得汽車能夠以更高的速度行駛。圖2-1 減速傳動情形圖2-2 增速傳動情形2.3 小結本章主要介紹了金屬帶式cvt的基本結構和工作原理，并模擬實現了變速時的帶輪控制變化等環節。第3章 傳動裝置方案

19、3.1 確定傳動方案金屬帶無級變速器的傳動方案設計：發動機將動力傳遞到輸入軸后，通過雙行星輪系機構的可換向裝置，將動力輸出到主動帶輪軸上，再通過金屬帶將動力傳遞到從動輪軸，從動輪軸與減速器連接，減速器將動力傳遞到差速器上，最后輸出到車輪軸上。3.2 傳遞裝置計算已知要求轎車發動機排量為1.6l，最大轉矩為,最大功率為。為了后面的設計計算方便，從發動機的輸入軸到車輪的輸出軸之間的四根軸分別定義為軸1，軸2，軸3，軸4，則轉速、功率和轉矩的計算如下：1. 各軸轉速 （3-1）分別為軸1、軸2、軸3、軸4的轉速，； 分別為兩相鄰軸之間的傳動比。2. 各軸功率 （3-2）式中分別為軸1、軸2、軸3、軸

20、4輸入功率；分別為兩相鄰軸之間的傳動效率。3. 軸轉矩 (3-3)式中分別為軸1、軸2、軸3、軸4輸入轉矩。3.3 小結本章主要介紹了傳動方案的設計、以及傳動裝置的有關計算。第4章 行星齒輪機構部分4.1 傳動路線設計cvt中采用雙行星齒輪裝置，其作用功能是倒檔時改變變速器輸出軸的旋轉方向。4.1.1 空擋實現原理離合器分離，鋼片和摩擦片未被壓緊因此不傳動動力，太陽輪主動旋轉時帶動行星輪在行星架上繞各自軸旋轉，行星架固定不動，即沒有輸出。4.1.2 前進檔的傳動路線前進檔離合器鋼片與太陽輪相連接，離合器摩擦片與行星架相連接。前進檔時，離合器鋼片和離合器摩擦片相壓緊，于是將行星架和太陽輪鎖死，太

21、陽輪主動旋轉時，帶動行星架旋轉并與太陽輪運轉方向相同，速比為1：1。4.1.3 倒檔的傳動路線倒檔制動器摩擦片與齒圈相連接，倒檔制動器鋼片與變速器殼體相連接。倒檔運行時，齒圈被固定鎖死在變速器殼體上，太陽輪主動旋轉，經過雙行星輪的傳遞，由于齒圈被鎖死，所以行星架以相反方向旋轉，速比為1：1。4.2 主要設計及計算校核 4.2.1 太陽輪設計計算選擇直齒輪，雖然直齒輪在強度和性能上不及斜齒輪，但考慮到太陽輪要和離合器鋼片相嚙合傳動動力，如果選擇斜齒輪則還要另外設計伸出項以便于和離合器鋼片嚙合，為了減少材料浪費以及縮小空間，權衡考慮還是選擇直齒輪。如圖4-1所示。圖4-1 太陽輪參數： 1. 按齒

22、面彎曲強度校核由公式 式中 材料彈性系數，查取選擇 節點區域系數，查取選擇(標準直齒輪) 重合度系數，其值與和有關由查取選擇載荷系數 計算得 其中 使用系數 查表選取 動載系數 查表選擇 _齒向載荷分布系數 查表選擇 -圓周力計算得 齒數比 計算得代入數值得 （4-1）又 試驗齒輪的齒面接觸疲勞極限，選擇 (調質碳鋼)接觸強度計算的強度系數，選擇接觸強度計算的安全系數，一般取帶入數據得 （4-2） 比較有 s,故a-a剖面安全。4.2.4 行星架前半部分設計圖4-6為行星架前半部分，作用是和前進離合器摩擦片相連接來傳遞動力。行星架前半部分伸出項中有內齒，用于安裝離合器摩擦片，太陽輪穿過行星架前

23、半部分，離合器鋼片和太陽輪連接嚙合，離合器摩擦片和行星架此伸出項相連接嚙合，實現前進檔的功能。行星架前半部分和后半部分通過行星輪軸焊接在一起組合成為一個整體，從而將主動太陽輪的動力傳遞到行星架的輸出軸，實現動力的傳遞。圖4-6 行星架前半部分4.2.5 軸承選擇及計算校核 軸承的選擇：因為行星架軸上安裝的是斜齒輪，在動力傳動中不僅有徑向力同時還有軸向力，而角接觸球軸承能同時承受較大的徑向、軸向聯合載荷，而且內外圈可分離，裝拆方便。查機械設計手冊，選取角接觸球軸承（gb/t 297-1994）如圖4-7所示。軸承代號： 7208ac軸承內徑： l=40mm軸承外徑： 軸承寬度： 圖4-7 720

24、8角接觸球軸承1. 軸承的校核（1）計算軸承的軸向力。內部軸向力的計算公式： (4-19)又 -軸承總支承反力，在行星架軸的校核中已經求出 查機械設計手冊30206，得 (4-20)則 (4-21)和的方向如圖4-8所示。和a同向，(斜齒輪校核中已得)圖4-8 軸承示意圖則有 (4-22)顯然,因此軸有右移趨勢，但是由于軸承部件的結構圖分析可知軸承ii將使軸保持平衡，故兩軸承的軸向力分別為 由于，故只需對軸承ii校核即可，同時第一個支承只是簡化成軸承方便計算。（2） 計算當量動載荷查機械設計手冊得圓錐滾子軸承查機械設計手冊得 則當量動載荷 (4-23)(3) 校核軸承ii的壽命軸承在100以下

25、工作，查得。載荷平穩，查得，查機械設計手冊得30206圓錐滾子軸承中動載荷c=43200n軸承ii 的壽命為假設轎車使用年限為10年，每天使用時間為5個小時，則預期壽命為：顯然，故軸承壽命很充足。4.2.6 前進檔離合器鋼片和摩擦片的設計離合器摩擦片在性能上應滿足以下要求：1. 摩擦因數較高且較穩定；2. 具有足夠的機械強度和耐磨性；3. 熱穩定性好；長期停放后，摩擦面間部發生“粘著”現象。因此選擇金屬陶瓷摩擦材料，其具有傳熱性好、熱穩定性和耐磨性好、摩擦因數較高且穩定、能承受的單位壓力較高以及壽命較長等優點，但價格較貴。如圖4-9所示。 離合器鋼片 圖4-9 離合器摩擦片內徑：85mm 內徑

26、：90mm外徑：180mm 外徑：190mm厚度：2.5mm 厚度：2.5mm個數：4 個數：44.2.7 倒檔制動器鋼片和摩擦片 倒檔離合器鋼片和摩擦片的要求和作用和前進檔離合器鋼片和摩擦片相似，具體如圖4-10所示。 圖4-10倒檔制動器鋼片 倒檔制動器摩擦片內徑：240mm 內徑：240 mm外徑：270mm 外徑：270mm4.2.8 齒圈設計計算齒圈和行星系中外面一組行星齒輪嚙合，同時齒圈外圈也有凹槽，用于安裝倒檔離合器鋼片，在啟用倒檔時候，通過壓緊倒檔離合器鋼片和倒檔制動器摩擦片將齒圈所止在離合器殼體上。齒圈伸出一個凸臺便于安裝在齒圈外圈的摩擦片壓緊。如圖4-11所示。圖4-11

27、齒圈齒圈內徑： 齒圈外徑： 齒圈厚度： 凸臺外徑： 凸臺厚度：1. 按齒面接觸疲勞強度校核齒圈由公式 其符號含義參看太陽輪，查表計算有： 代入數據得 (4-24)比較有 符合條件，滿足要求。2. 按齒根彎曲疲勞強度校核齒圈由公式 (4-25)其符號含義參看太陽輪，查表計算有： 代入數據得 比較有 符合條件，滿足要求。4.3 行星系總體裝配圖圖4-12 行星齒輪機構總裝圖4.4 小結本章主要介紹了行星齒輪機構部分的組件構成、各部分的作用原理以及各個零部件的設計和計算校核。第5章 無級變速機構部分金屬帶無級變速傳動裝置由主動帶輪、從動帶輪和v形鋼帶組成。主、從動帶輪都是由固定錐盤和移動錐盤兩部分組

28、成，v形鋼帶主要由楔形金屬塊和鋼質環帶組成，v形鋼帶在主、從動帶輪之間傳遞動力。v形鋼帶無級變速傳動裝置在進行變速時，主、從動帶輪軸之間的距離保持不變，主、從動帶輪的移動錐盤相對于其固定錐盤進行移動，錐盤的移動通常靠液壓裝置完成，當主動帶輪移動錐盤靠近其固定錐盤時，從動帶輪的移動錐盤則相應的向離開固定錐盤的方向移動。這種移動會使v形鋼帶做整體平移，改變主、從動帶輪與v形鋼帶的接觸摩擦節圓直徑，主動帶輪的傳動半徑增大，從動帶輪的傳動半徑減小，因而傳動比變小。由于主、從動帶輪的傳動半徑尺寸可以在一定范圍內連續變化，因此，該裝置可實現傳動比連續變化的無級變速傳動。5.1 金屬帶設計選擇根據設計要求查

29、資料選擇采用vdt-cvt公司的p821型金屬帶，主要結構參數和技術參數如下表：表5-1 金屬帶參數主要參數金屬塊金屬環寬/高/厚mm材料滾動軸承鋼高強度馬氏體時效鋼帶長mm軸距mm傳遞最大轉矩n.m最大輸入轉速r/min傳動比金屬塊個數金屬環層數5.1.1 金屬塊設計金屬塊按標準尺寸設計選取，其截面如圖5-1所示。圖5-1 金屬塊截面5.2 金屬帶主要計算1. 傳動比 2. 變速比 3. 楔形角 4. 帶的截面積 5. 中心距 6. 帶的節線長度 7. 帶在帶輪上的最小包角 8. 計算圓周力 （恒功率）9. 帶輪可移動最大位移量圖5-2 金屬帶5.2.1 主動帶輪設計計算5.2.2 初算軸徑

30、d c 軸的材料取45號鋼，查表得c=106118 取c=110則d110=25.9mm考慮鍵槽的影響dmin 25.9 1.05=27.2mm故取初徑35mm比較安全5.2.3 可動錐盤設計計算由于金屬帶自身有高度，所以金屬帶的工作半徑和節圓半徑不相等，因為軸的最小尺寸選擇為35mm，因為帶輪的最小工作直徑減小會使v帶的彎曲疲勞強度降低，所以盡量使帶輪的最小工作直徑大些，此處選擇金屬帶的最小工作直徑為。變速比rb和主、從錐輪與金屬帶總成傳動的節圓半徑有關，如下式：= (/ )/( / )式中 主動錐盤最大節圓半徑（mm）主動錐盤最小節圓半徑（mm） 從動錐盤最大節圓半徑（mm） 從動錐盤最小

31、節圓半徑（mm）在對稱布置的情況下， =， =，則由設計要求rb=5.5，故（取）即帶輪的最大工作半徑為主、從動帶輪的外徑為=+ =+，以保證金屬帶傳動的節圓最大時，鋼帶環仍處于帶輪v形槽以內。取則 查閱資料，一般選取帶輪錐盤的傾斜角度為，如圖5-3、5-4所示。 圖5-3 錐盤截面圖 圖5-4可動錐盤三維視圖可動錐盤和液壓油缸相連，由液壓伺服機構控制驅動可動錐盤的軸向移動，從而使兩錐盤之間距離變化，進而改變金屬帶的工作半徑達到無級變速的目的。5.2.4 定錐盤設計計算不動定錐盤的錐盤部分設計和可動錐盤類似，故不贅述。如圖5-5所示。1. 定錐盤軸的設計從左向右分別為軸段一、二、三以此類推軸段

32、一：d1=30mm， l1=86mm 安裝軸承和套筒；軸段二：d2=35mm， l2=107mm 安裝斜齒輪和液壓缸軸段三：d3=40mm， l3=40mm 安裝主動動錐盤軸段四：d4=35mm， l4=25mm 安裝套筒軸段五：d5=30mm, l5=25mm 安裝軸承 軸段二上有一鍵槽： 長 23mm 寬8mm軸段一、二上開有油槽，用于液壓油進入，控制可動錐盤的軸向移動。圖5-5 定錐盤2. 定錐盤軸的受力分析（1）畫出軸的受力簡圖。如圖5-6,圖中l1=40mm,l2=180mm（2）計算支承反力。在水平面上 (5-1) (5-2)(負號表示方向與圖中所示相反)在垂直平面上 (5-3)

33、(5-4)軸承總支反力 (5-5)圖5-6 定錐盤受力分析圖 (3)畫彎矩圖在水平面上 a-a剖面左側 (5-6)在垂直平面上 a-a 剖面左側 (5-7)合成彎矩 a-a剖面左側 (5-8)a-a剖面右側 (5-9)3. 校核軸的強度a-a剖面左側，因彎矩大，故a-a左側為危險剖面。抗彎剖面模量抗扭剖面模量彎曲應力 (5-10)扭剪應力 (5-11) (5-12)對于調質鋼處理的45號鋼，查得：,；查得材料的等效系數，。鍵槽引起的應力集中系數，查得,。絕對尺寸系數，查得，表面質量系數，軸磨削加工，查得。安全系數 (5-13)查得許用安全系數s=1.3-1.5,顯然ss,故a-a剖面安全。5.

34、3 從動帶輪設計計算從動帶輪的設計和主動帶輪相似，故不贅述。經計算檢驗均符合條件。滿足要求。5.4 無級減速部分總裝圖圖5-7 無極變速部分裝配圖5.5 小結 本章主要介紹了cvt機構的組件構成，選取方法以及其變速原理。第6章 減速器部分6.1 減速器齒輪的設計計算6.1.1 選擇齒輪材料，熱處理方法和精度等級圓錐齒輪用45鋼，由表查得： 齒輪正火處理，齒面硬度162-217hbs，平均硬度190hbs。選用7級精度。6.1.2 圓柱斜齒輪設計及校核從動帶輪的動力通過圓柱斜齒輪的嚙合傳遞到差速器上，進而驅動車輪的轉動， ，如圖6-1所示，參數 z=32 m=2.5 b=36圖6-1 斜齒輪1.

35、按齒面接觸疲勞強度校核由公式 式中 材料彈性系數, 查機械設計手冊選擇 節點區域系數，查機械設計手冊選擇2.5 載荷系數 計算得 1.42 圓周力 齒數比 查表計算得 代入數值得 (6-1)許用接觸應力，可由式算得查機械設計手冊得接觸疲勞極限應力 機械設計手冊查得壽命系數安全系數 代入數據得 (6-2)比較可知滿足條件，符合要求。2.按齒根彎曲疲勞強度校核有公式 (6-3)各符號含義參看太陽輪，查表計算得 代入數據得 (6-4)比較可知 符合條件，滿足要求。6.1.3 減速器從動輪設計從動輪數據m=2.5 z=45mm b=33mm從動輪校核與主動輪一樣，滿足要求。6.2 減速器齒輪的設計6.

36、2.1 減速器主動齒輪的設計數據m=2.5 z=28 b=40mm6.2.2 減速器從動齒輪設計數據m=2.5 z=80 b=35mm圖6-3 斜齒輪6.2.3 軸的計算軸的詳細尺寸見二維圖紙，并且經過校核滿足要求。6.3 小結 本章主要介紹了減速器各組成部分及其構成、選取方法以及其原理。第7章 差速器的設計7.1 圓錐齒輪的設計計算7.1.1 選擇齒輪材料，熱處理方法和精度等級圓錐齒輪用45鋼，由表查得：齒輪正火處理，齒面硬度162-217hbs，平均硬度190hbs。選用7級精度。7.1.2 圓錐齒輪設計及校核從動帶輪的動力通過圓錐齒輪的嚙合傳遞到差速器上，進而驅動車輪的轉動，大圓錐盤上有

37、六個螺紋孔，用于安裝差速器的行星架 ，如圖7-1，參數 z=63 m=5 b=50圖7-1 圓錐齒輪1.按齒面接觸疲勞強度校核由公式 式中 -材料彈性系數, 查機械設計手冊選擇 - 節點區域系數，查機械設計手冊選擇2.5 -載荷系數 計算得 1.42 -圓周力 -齒數比 -查表計算得 代入數值得 (7-1)許用接觸應力，可由式算得查機械設計手冊得接觸疲勞極限應力， 機械設計手冊查得壽命系數安全系數 代入數據得 比較可知滿足條件，符合要求。2.按齒根彎曲疲勞強度校核由公式 各符號含義參看太陽輪，查表計算得 代入數據得 (7-2)比較可知 符合條件，滿足要求。7.2 行星機構的設計7.2.1 行星

38、架下半部分行星架固定安裝在圓錐齒輪上和圓錐齒輪一起旋轉，兩個凸臺用于和行星架上半部分連接，兩個凹槽用于安裝固定銷-行星輪的旋轉軸，如圖7-2所示。圖7-2 差速器行星架7.2.2 行星架上半部分凸臺用于和上半部分連接，凹槽用于安裝固定銷，頂部的孔使輸出軸從此孔穿過銷用來安裝固定行星輪，差速器設計為兩個行星輪的差速機構，銷兩端直徑，中間直徑，兩端加工有螺紋，分別將行星輪從兩端安裝好后，用螺母擰緊固定。如圖7-3所示。圖7-3 銷7.2.3 差速器行星輪的設計計算行星輪采用圓錐齒輪，動力通過行星架由行星齒輪傳遞到輸出軸上，帶動車輪的轉動。如圖7-4所示， 參數 z=21 m=3.5 b=30mm圖

39、7-4 差速器行星輪1.按齒面接觸疲勞強度校核由公式 式中 材料彈性系數, 查機械設計手冊選擇 節點區域系數，查機械設計手冊選擇2.5 載荷系數 計算得 1.42 圓周力齒數比 查表計算得 代入數值得 (7-3) 比較可知滿足條件，符合要求。2.按齒根彎曲疲勞強度校核由公式 各符號含義參看太陽輪，查表計算得 代入數據得 (7-4)比較可知 符合條件，滿足要求。7.3 輸出軸的設計7.3.1 左輸出軸的設計左輸出軸用于連接驅動轎車的左車輪。圓錐齒輪的參數和與其嚙合的差速器行星齒輪相同，z=21,m=3.5,b=30。靠近圓錐齒輪的軸設計有軸肩，用于和大圓錐齒輪安裝時的定位，軸段一（從右到左）直徑

40、為40mm，長50mm用于安裝大圓錐齒輪，由于大圓錐齒輪和輸出軸不存在直接的連接關系，所以僅做定位裝配而不加工鍵槽；軸段二直徑為35mm,長90mm用于安裝軸承并將動力傳遞到左車輪上。輸出軸經校核符合條件，滿足要求。圖7-5 錐齒輪7.3.2 右輸出軸的設計右輸出軸的設計和左輸出軸類似，只是伸出軸比較長，用于連接驅動轎車的右車輪，突肩用于和行星架裝配的定位，軸段一（從右到左）穿過行星架，直徑為40mm，長398mm；軸段二用于安裝軸承并驅動右車輪，直徑為35mm,長50mm。經校核輸出軸符合條件，滿足要求。7.4 軸承選擇及計算校核查機械設計手冊，選取圓錐滾子軸承（gb/t 297-1994）

41、軸承代號： 30208（原軸承代號7208e）軸承內徑：d=40mm 軸承外徑：d=80mm軸承寬度：b=18mm經校核，軸承滿足條件，符合要求7.5 差速器整體裝配圖圖7-6 差速器整體裝配圖7.6 小結本章主要介紹了差速器各組成部分及其構成、選取方法以及其差速原理。第8章 箱體設計8.1 下箱體結構設計箱體是根據各個軸的尺寸以及其空間的運動裝配關系而設計的，具體如圖8-1所示。 圖8-1 下箱體8.2 上箱體結構設計上箱體是根據下箱體的結構來設計的，具體如8.3 箱體裝配圖圖8-2 箱體裝配圖8.4 cvt裝配圖圖8-3 cvt裝配圖千萬不要刪除行尾的分節符，此行不會被打印。“結論”以前的

42、所有正文內容都要編寫在此行之前。- 43 -結論無級變速是值得去研究和探索的領域,理想的無級變速方式可以大大改善現有多種傳動裝置的性能,節約能源,保護生態環境。本課題旨在研究現有金屬帶式無級變速器的基本原理為日后發展創新做好基礎。本文介紹了無級變速器的種類和發展現狀,對現有無級變速的傳動方式及其發展過程作了較為深入的探討,并重點介紹了機械式無級變速器的優缺點,以及金屬帶式無級變速器的顯著優勢,并且設計出一款金屬帶式無級變速器。本文分析了金屬帶式無級變速器的傳動原理及調速原理,并對其進行三維建模。概括起來,本文主要作了如下工作：1. 詳細分析了金屬帶式cvt的基本結構和工作原理2. 將設計內容劃

43、分為傳動裝置設計部分、行星齒輪機構部分、無級變速機構部分以及差速器機構四大部分3. 運用具有強大實體建模軟件pro/e對其進行幾何建模及裝配。4. 輸出cad工程圖并進行修改完善。當然,由于時間和自身能力的限制,論文中也可能存在諸多的不足和需要進一步完善的地方，希望能得到老師指點以便改正。致謝參考文獻1 阮忠唐.機械無級變速器設計與選用指南,北京,化學工業出版社,1999.2 程乃士.汽車金屬帶式無級變速器-cvt原理和設計，北京，機械工業出版社，2008.3 無級變速器（cvt）結構原理與維修精華,北京，機械工業出版社，2006.4 阮忠唐.機械無級變速器.北京，機械工業出版社, 1983.

44、 5 左成基等，汽車自動變速器實務，北京，人民交通出版社，2002.6 孔凌嘉等，機械基礎綜合課程設計，北京，北京理工大學出版社，2004.7 楊亞聯.秦大同.謝勇.汽車無級變速器的類型及基本原理.汽車技術,1997(3):57598 王春香,程乃士.金屬帶式無級變速傳動的原理及理論分析.包頭鋼鐵學院學報,1996.15(1):53639 過時迅.汽車自動變速器-結構.原理，北京，機械工業出版社，2000.10 miguel m. gomez, a continuously variable power-split transmission in ahybrid-electric sport utility vehicle,2003.11 adrian p lee ;jonathan newall, experimental validation of full toroidal fatigue life,2004.附錄e馬,陪f?lm嫄w壙獑?n?)?0?q?3