汽车无级变速器设计说明
无级变速器原理
无级变速器原理无级变速器是一种能够根据需要无级调节输出转速的传动装置，其原理是通过改变输入和输出轴的相对位置来实现无级变速。
无级变速器的设计理念是为了提高车辆的燃油经济性和行驶舒适性，同时也可以提高发动机的效率。
无级变速器的原理主要包括两种，一种是基于摩擦力传递动力的原理，另一种是基于液体传递动力的原理。
基于摩擦力传递动力的原理是通过利用摩擦力来实现输入和输出轴的相对位置变化。
在这种原理下，通常会采用一对圆锥形的轮子，其中一个轮子的圆锥面是平的，另一个轮子的圆锥面是凸出的。
当两个圆锥面接触时，通过调整它们的相对位置，可以改变它们之间的摩擦力，从而实现无级变速。
基于液体传递动力的原理是通过利用液体的流动来实现输入和输出轴的相对位置变化。
在这种原理下，通常会采用一对液体传动装置，其中一个装置包含一个液体容器和一个液体泵，另一个装置包含一个液体马达和一个液体传动装置。
通过控制液体的流动速度和方向，可以实现输入和输出轴之间的无级变速。
无级变速器的原理虽然简单，但是在实际应用中需要考虑很多因素。
首先，设计无级变速器需要考虑输入和输出轴的相对位置变化范围，以及在不同转速下的传动效率。
其次，需要考虑无级变速器的稳定性和耐久性，以确保其在长时间使用中不会出现故障。
最后，还需要考虑无级变速器的制造成本和维护成本，以确保其具有良好的经济性。
总的来说，无级变速器的原理是通过改变输入和输出轴的相对位置来实现无级变速，主要包括基于摩擦力传递动力和基于液体传递动力的原理。
在实际应用中，需要考虑多种因素，包括传动效率、稳定性、耐久性、成本等。
通过不断的研究和改进，无级变速器将会在汽车和机械设备等领域发挥越来越重要的作用。
小功率微型轿车无级变速器设计
小功率微型轿车无级变速器设计目录目录 (1)摘要 (1)ABSTRACT (2)1 绪论 (3)1.1 引言 (3)1.2 机械无级变速器的概况 (4)1.2.1 分类及应用 (4)1.2.2 国内外研究情况 (5)1.3 带式无级变速器的特点及存在的问题 (5)1.4 课程研究内容及意义 (7)1.4.1 设计任务 (7)1.4.2 研究内容 (8)2 小功率微型电动轿车无级变速器工作原理 (9)2.1 方案分析 (9)2.2 结构组成 (9)2.3 工作原理 (10)2.4 主要性能参数 (11)2.4.1 传动比 (11)2.4.2 变速比 (11)2.4.3 滑动率 (11)2.4.4 机械特性 (11)3 带轮及锥体的设计 (13)3.1 带传动参数计算 (13)3.2 锥体及分体设计 (14)3.3 继续带传动计算 (19)3.4 带轮结构 (23)3.5 利用CATIA建立三维实体模型 (24)3.5.1 建模软件介绍 (24)3.5.2 三维结构图 (24)4轴及轴承的设计 (26)4.1 轴的初设计 (26)4.2 主要轴承选用与校核 (26)4.3 轴向尺寸确定 (28)4.4 轴的校核 (28)4.4.1 按弯扭合成强度条件校核轴的强度 (29)4.4.2 按疲劳强度计算危险截面的安全系数 (31)4.4.3 静强度安全系数校核 (32)4.4.4 轴的刚度校核 (32)4.5 键强度校核 (35)4.5.1 花键强度校核 (35)4.5.2 输入输出平键强度校核 (35)4.6 分体式V带传动无级变速器的有效圆周力计算 (36)4.7汽车驱动力与行驶速度校核 (37)5 调速机构设计 (39)5.1 调速机构综述 (39)5.2 液压机构设计 (40)5.2.1 液压缸的设计计算 (40)5.2.2 速度输出曲线 (42)6 结构优化设计 (43)6.1 分体有限元分析 (43)6.1.1 模型及有限元网络的划分 (43)6.1.2 约束条件 (44)6.1.3 载荷分析 (44)6.1.4 计算及结果分析 (44)6.2 锥体有限元分析 (46)6.2.1 模型及有限元网络划分 (46)6.2.2 约束条件 (47)6.2.3 载荷分析 (47)6.2.4 计算结果分析 (48)结论 (50)致谢 (51)参考文献 (52)附录 (53)摘要目前机械转动应用的带式无级变速器主要是带传动无级变速器。
电动汽车无级变速器的设计与优化
电动汽车无级变速器的设计与优化随着环境保护意识的增强和能源危机的不断加剧，电动汽车在近年来逐渐成为主流出行方式。
相较于传统的燃油汽车，电动汽车具有零排放、低噪音、高效率等优势。
然而，电动汽车在行驶过程中对动力输出的需求却与燃油汽车存在差异。
传统的机械变速器无法满足电动汽车高效能、平稳性和动力输出的需求，因此研发电动汽车无级变速器成为当今的热点课题。
1. 无级变速器的基本原理无级变速器（Continuously Variable Transmission，CVT）是一种能够实现连续调整传动比的变速装置。
与传统机械变速器相比，无级变速器采用了不同的工作原理。
它通过调整输入和输出轴之间的离心式变比副来实现传输功率的调整，提供了更加平顺的动力输出。
无级变速器的主要组成部分包括变速带和两个锥形滑盘，通过改变滑盘之间的接触点来调整传动比。
2. 电动汽车无级变速器的设计在设计电动汽车无级变速器时，需要考虑到电动驱动技术的特点以及电机的特性，以实现高效能、平稳性和动力输出。
以下是设计无级变速器的关键要点：2.1 功率匹配无级变速器应根据电机的转速和扭矩特性以及车辆行驶工况，进行功率匹配。
既要确保电动汽车在不同速度下有足够的动力输出，又要保证电机运行在有效工作范围内，以提高整车的能效。
2.2 变速比范围电动汽车无级变速器的变速比范围应当尽量大，以满足不同驾驶工况下的需求。
变速比的选择应结合电动汽车的功率需求、电机的响应特性以及节能要求进行综合考虑。
2.3 传动效率传动效率是衡量无级变速器性能的重要指标之一。
在设计无级变速器时，应采用低摩擦、高效益的技术手段，并考虑到能量传输的损失，以提高整个传动系统的能量转化效率。
2.4 相关控制策略无级变速器的设计需要与电动汽车的整车控制策略进行协同。
通过合理的控制算法和传感器反馈，实现变速比的实时调整和优化，以提供更舒适的驾驶体验和更高的能量利用率。
3. 电动汽车无级变速器的优化为了进一步提高电动汽车无级变速器的性能，可以采取以下的优化措施：3.1 优化功率输出通过调整电动机的控制策略和无级变速器的变速比范围，实现电机功率输出的最佳匹配，以提高整车的加速性能和行驶效率。
《车辆自动变速器构造原理与设计方法》第8章 无级自动变速器
图8..7 金属带式无级变速器的结构
图8.8 无级变速器的工作原理
❖ 3. CVT的关键部件
❖ 1）金属传动带
❖ 金属带式无级变速器的核心元件是金属带组件，由几百片 （现已达400多片）V型金属推片和两组金属环组成高柔性 的金属带（如图8.9所示）。
❖ 2）工作轮
❖ 主从动工作轮构成变速机构，主动工作轮有固定部分（固定 锥盘）和可动部分（可动锥盘）组成，从动工作轮也是由固 定部分和可动部分组成。工作原理如图8.10所示。
图8.4 带式无级变速器
❖ 2）液压式
❖ 它依靠液体压能的变化来传动和变换能量，是借助于工作腔 的容积变化进行工作的。液压元件主要是液压泵和液压马达。 如图8.5所示。
❖ 3）电动式
❖ 电传动式无级变速器由发电机、控制系统和牵引电动机组成， 如图8.6a所示。
图8.5 车辆采用液压系统实现无级变速示意图
1—电磁离合器 2—工作带 3—CVT 4—行星齿轮变速器
图8.20 CVT与电磁离合器 组成的无级变速传动
❖ 2. 双状态无级变速传动
❖ 图8.22为德国ZF公司于1991年开发的适用于轿车的 无级变速传动装置。它是CVT与综合式液力变矩器 (即带锁止离合器的液力变矩器)组成的组合式无级 变速传动系统。其动力传动路线是：发动机动力经 液力变短器2(或锁止离合器1)、行星齿轮机构5，再 经VDT-CVT 7、减速齿轮8、最后传给差速器9、半 轴10和驱动轮。
图8.16 CVT力学模型
图8.18 CVT控制系统简图
8.5 几种无级自动变速器的典型应用
❖ 基于上述原因，一般将CVT与其它传动形式配合使用。其典 型的组合形势，有如下几种。
❖ 1. CVT与电磁离合器组成无级变速传动
无级变速器设计说明书
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。
汽车用无级变速器结构设计
汽车用无级变速器结构设计摘要本文介绍了汽车用无级变速器的结构设计。
首先，介绍了无级变速器的作用和优势。
其次，详细描述了无级变速器的组成部分，包括液力变矩器、主减速器、行星齿轮装置等。
然后，讨论了不同种类无级变速器的结构设计特点和应用场景。
最后，指出了无级变速器结构设计中的一些重要考虑因素，如功率传递效率、可靠性和可维护性。
通过深入了解无级变速器结构设计，可以提高汽车性能和驾驶体验。
1. 引言汽车用无级变速器作为一种先进的传动装置，在汽车工业中扮演着重要角色。
无级变速器通过连续调整传动比，使发动机可以在各种速度和负载条件下运行在最佳工作点，从而提高燃油经济性和驾驶舒适性。
2. 无级变速器的组成部分汽车用无级变速器由多个组成部分组成，下面介绍其中的几个重要部分。
2.1 液力变矩器液力变矩器是无级变速器的核心部件之一，它通过液体的动能转换实现动力传递。
液力变矩器具有起动平稳、传动效率高等优点，在汽车起步和低速行驶时起着重要作用。
2.2 主减速器主减速器是无级变速系统的组成部分，其主要功能是降低发动机转速并增大扭矩。
主减速器通常采用齿轮传动方式，可根据需要调整传动比。
2.3 行星齿轮装置行星齿轮装置是无级变速器的关键组成部分之一。
它由太阳齿轮、行星齿轮和环形齿轮构成，通过改变行星齿轮的位置实现不同传动比。
行星齿轮装置具有简单紧凑、传动效率高等优点，被广泛应用于无级变速器中。
3. 不同种类无级变速器的结构设计特点和应用场景不同种类的无级变速器在结构设计上存在一些差异，下面介绍两种常见的无级变速器。
3.1 带式无级变速器带式无级变速器采用带传动的方式实现传动比的连续调整。
它具有结构简单、成本较低的特点，适用于小型车辆的应用。
3.2 可变液压无级变速器可变液压无级变速器通过调整液压系统中的压力来改变传动比。
它具有调节范围广、调节速度快的特点，适用于中大型车辆和高功率发动机的应用。
4. 无级变速器结构设计的考虑因素在进行无级变速器结构设计时，需考虑以下因素。
汽车无级变速器设计(doc 42页)
汽车无级变速器设计(doc 42页)摘要人们早就认识到无级变速器是提高汽车性能的理想装置，并一直不懈的努力研究，努力追求实现这一目标。
70年代后期，荷兰VonDoorne’s Transmission 公司研制成功VOT金属传动带并于1982年投放市场，推动CVT技术向实用化迈进了一大步。
1987年美国福特公司首次在市场上小批量推出装有这种VDT带的CVT汽车，此后意大利菲亚特，日本富士重工和德国大众等多家公司也推出了小批量的CVT汽车（如Ford的Fiesta、Scorpio;Fiat的Uon、Ritmo;Sabaru的Ecvt、WV的Golf等）。
各国均视其为自动变速技术的崭新途径，已成为当前国际汽车的研究开发领域的一个热点。
无极传动CVT与其他自动变速器相比较，优点是明显的。
其操纵方便性和乘坐舒适性可与液力变矩器相当，而传动效率却高得多，接近有级机械式自动变速器的水平。
更主要的是，它能最好的协调车辆外界行驶条件与发动机负载，使汽车具有一个不存在“漏洞”的牵引特性，且调速时无需切断动力充分发掘发动机的潜力，从而可显著降低汽车的油耗，提高最大车速和改善超车的性能。
无极传动CVT特别受到非职业驾驶员的欢迎，因为它从根本上简化了操纵，不仅可取消变速、离合器踏板，而且总是按驾驶员意图控制发动机在最佳工作位置工作。
此外，由于工作和控制原理相对简单，CVT传动完全可以做到比有级变速器（AT）传动更紧凑，更轻，成本更低。
对于CVT这种具有广阔使用发展前景的技术，迄今国内研究、应用的很少。
我们在前人研究的基础上，针对广州本田即将生产的经济型轿车设计一种CVT，来替换原来的变速器，为以后CVT的研究和试验打下基础。
关键词：无级变速器结构设计自动压紧1. 绪论1.1 汽车变速器的类型目前汽车变速器按变速特点来分，可分为两大类：一是有级变速器；二是无级变速器。
按执行变速的方式来分，可以分为自动和手动两类。
1. 2 汽车变速器的类型和特点1.2.1 液力变矩器液力变矩器是较早用于汽车传动的无级变速器，成功地用于高档汽车的传动中。
棱锥式无级变速器结构设计说明书
菱锥式无级变速器结构设计摘要菱锥式无级变速器是摩擦式无级变速器的一种，其运动的传递主要是依靠摩擦力来实现的。
在本设计中，中间传动元件是菱形的锥轮。
在传递运动时，菱锥式无级变速器是通过改变两锥轮的瞬时接触半径以改变传动比，从而实现输出轴的输出扭矩和转速可以任意变化。
在本设计中详细的分析了在传动运动过程中变速器的输入轴、输出轴、主动轮、加压装置、菱锥、从动轮和从动外环的工作原理以及在传动过程中各零部件的受力关系；对于菱锥锥轮式无级变速器设计时所需要用的计算公式，在本文中进行了详细的推导与证明；并对给定参数进行计算，校核设计参数；最后将菱锥锥轮式无级变速器的装配图和变速器上的主要传动元件（例如菱锥，输入轴和输出轴等）的零件图按照计算校核所得数值进行绘制，从而将此菱锥式无级变速器的工艺和结构等方面的要求表现的更为清楚。
由于菱锥式无级变速器绝在传递运动和扭矩时是依靠菱锥与主动轮和从动外环之间的摩擦力，所以，只要摩擦力足够大既可以避免打滑现象的产生。
从而可以满足的传动比要求。
但是，如果传动的过程中存在震动、冲击和过载情况，则会导致传动比的不准确性。
因此在使用菱锥式无级变速器的场合应该尽量避免上述情况的发生。
虽然，菱锥式无级变速器在传动过程中可能存在传动比不准确的缺点。
但是，菱锥式无级变速器具有良好的结构和优越的性能。
由于可实现大范围的无级变速。
因此，菱锥式无级变速器在实际生产中具有很强的实用价值。
完全可以在对传动比要求不是非常准确，却又需要能进行无级变速的场合起到重要作用。
关键词无级变速器；摩擦式；菱锥式- I -Kopp-K mechanical structure designAbstractKopp-K is a kind of frictional stepless transmission, the movement of the transmission is mainly rely on the friction.In this design, transmission element is diamond cone wheel in the middle. When passing movement, Kopp-K is by changing the two cone wheel radius of instantaneous contact to change the transmission ratio, so as to realize the output torque and rotational speed of the output shaft can be arbitrarily change. In this design, the detailed analysis in the process of transmission movement transmission input shaft and output shaft, driving wheel, pressure device, ling cone, driven wheel and the driven work principle of the outer ring and in the process of driving force of parts of relationship; For ling cone wheel to stepless transmission design calculation formula, in this article has carried on the detailed derivation and proof; And for a given parameter to calculate, check the design parameters; Finally to ling cone wheel type stepless transmission on the assembly drawing and the transmission of the main transmission components (such as ling cone, the input shaft and output shaft, etc.) of the part drawing shall be carried out in accordance with the calculated from numerical mapping, thus the Kopp-K process and structure performance requirements more clearly. Because Kopp-K off when transfer movement and torque is rely on ling cone with the driving wheel and driven friction between the outer ring, so as long as the friction force is big enough can avoid skid phenomenon. Thus can satisfy the transmission ratio requirements. If, however, exist in the process of transmission- II -of vibration and impact and the overload situation, will lead to the transmission ratio is not accuracy. So in the use of Kopp-K occasions should try to avoid the occurrence of the above situation.Although, Kopp-K may exist in the process of transmission ratio inaccurate faults. However, Kopp-K has a good structure and superior performance. Because it can realize a wide range of stepless variable speed. Kopp-K, therefore, has a strong practical value in the practical production. Can completely in the transmission ratio requirements is not very accurate, but need to be able to play an important role of stepless variable speed occasions. Keywords variable speed drives ，Friction type ，Kopp - K- III -目录摘要 (I)Abstract (Ⅲ)第1章绪论 (1)1.1 摩擦无级变速器的特征与应用 (1)1.2 摩擦式无级变速器的类型 (2)1.2.1 行星环锥式无级变速器（RX型） (2)1.2.2 钢球锥式无级变速器（Kopp-B型、XB型） (2)1.2.3 转环直动式无级变速器 (3)1.2.4 行星锥盘式无级变速器（DISCO型） (3)1.2.5 锥盘环盘式无级变速器 (4)1.2.6 多盘式无级变速器（Beier 型） (4)1.2.7 菱锥式无级变速器（Kopp-K型） (5)1.3 摩擦式无级变速器的研究现状 (5)1.4 摩擦式无级变速器的基本组成和传动特性 (8)1.4.1 工作原理 (8)1.4.2 基本组成 (9)1.4.3 传动特性参数 (10)1.4.4 摩擦式无级变速器的结构类型 (14)1.5 本章小结 (15)第2章菱锥式无级变速器 (16)2.1 工作原理 (16)2.2 结构特点 (18)2.3 主要零件的材料精度 (20)2.4 机械特性 (20)2.5 本章小结 (21)第3章菱锥式无级变速器的设计计算 (22)3.1 确定传动比 (22)3.2 选择电动机 (22)3.3 确定无级变速器的型号 (22)3.4 菱锥的相关计算 (22)- IV -3.5 从动外圈与主动轮的相关计算 (23)3.6 菱锥中心圆直径D3的相关计算 (24)3.7 菱锥间隙的计算 (25)3.8 调速操纵机构的相关计算 (25)3.9 加压装置的相关计算 (26)3.9.1 输入侧加压装置的计算 (26)3.9.2 输出侧加压装置的计算 (26)3.10 运动参数校核 (27)3.11 接触强度校核 (27)3.12 输入轴与输出轴设计 (29)3.12.1 输入轴的计算 (29)3.12.2 输出轴的计算 (29)3.13 本章小结 (30)第4章主要零件的强度校核 (30)4.1 输入、输出轴的强度校核 (30)4.2 轴承的选用与校核 (31)4.3 联轴器的选用 (32)4.4 本章小结 (32)总结 (33)致谢 (34)参考文献 (35)附录 (37)- V -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。
轿车机械无级变速器传动机构设计(任务书)
2.图纸量折合后不少于3张A0，其中，至少包含1张A0总体结构装配图。
四、设计进度安排
2012.11.11-2012.11.30收集资料，查阅文献，撰写开题报告；
2012.12.1-2012.12.15确定设计方案，进行总体结构设计；
2013.3.3-2013.3.23无级变速机构的设计与校核（金属带、带轮、第一轴）；
2013.3.24-2013.4.13中间减速机构的设计与校核（两级齿轮传动、第二、三轴）；
2013.4.14-2013.5.4绘制、修改总体结构装配图及零件工作图，
2013.5.5-2013.5.22撰写设计说明书，整理材料，准备答辩。
2013.5.23-2013.5.24毕业答辩。
五、主要参考资料
设计意义:
近些年来，汽车技术有了很大发展，汽车的性能不断提高，汽车变速器对汽车的性能有较大的影响。目前，自动变速器技术已经很成熟，但是，现在应用的自动变速器基本上都是有级变速器，对汽车无级变速器还处在研究、实验阶段。
二、设计内容、技术要求
设计内容：
1.金属带式无级变速器总体方案确定；
2.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；
[1]程乃士.汽车金属带式无级变速器[M].北京:机械工业出版社，2007
[2]阮忠唐.机械无级变速器设计与选用指南[M].北京：机械工业出版社，2006.
[3]陈家瑞.汽车构造[M].北京:人民交通出版社，2004.
[4]王望予.汽车设计[M].北京:机械工业出版社，2005.
[5]EMERY HENDRIKS. Aspects of a Metal Pushing V-Belt for Automotive Car Application[J]. SAE Paper，2007，734：260～350.
精密调速无级变速器结构设计概要
摘要钢环分离锥锥轮无级变速器是机械摩擦式的一种变速器,它以钢环为中间原件,以改变主、从动锥轮的工作半径来实现无级变速。
它能实现对称变速而且无需再设加压装,结构简单,时常将这种变速器应用在传动系统的高速级。
首先查找变速器相关资料,了解其传动原理及设计要求和计算公式,选择材料。
通过已知给定参数先求出变速器主要零件钢环和主从锥轮的相关尺寸,.再根据已算出的数据和配合关系选定其主要配合原件轴承型号,然后确定锥轮各段长度和大小。
再进行轴的设计,通过公式选取轴的最少直径,再结合与锥轮配合关系确定轴的各段长度及选取键和轴键等相关尺寸,根据设计手册选取有关尺寸的配合公差,选取设计调速操作机构,再由已知的零件尺寸和配合关系,根据设计手册确定箱体和端盖的基本尺寸, 其后对轴和钢环进行强度校核, 以确定尺寸是否满足要求。
最后由算出的数据用CAD 进行绘图。
关键词:钢环,锥轮,无级变速,齿轮,轴AbstractThe steel loop separation cone pulley variator is the mechanical friction type variator's one form. It takes the middle part by the steel loop, the affiliation changes the host, the driven cone pulley's working radius to realize the stepless change, rotates the handwheel, through the gear, the rack and the tension bar causes the transportable awl crop rotation end motion, changes the host, the driven cone pulley and the steel loop working radius, thus realizes the speed change. Moreover, its structure is simple, the manufacture is convenient. It mainly uses in the metal-cutting machine tool, the textile machinery and so on high speed machine. First, find related information transmission, to understand the driving principle and design requirements and the formula, select materials. Parameters given by the first known transmission main parts obtained from the cone round steel ring and the main relevant dimensions have been calculated according to the cooperation with selected data and the main bearings with the original model, andthen determine the cone length and size of each round . Further design of the shaft, at least by the formula select the diameter of the shaft, combined with the relationship established with the cone wheel shaft length and the selection of the key and the shaft key and other related dimensions, Selected according to the design manual with the tolerances on dimensions, select the design speed operating mechanism, and then from the known size and with the relationship between parts, According to the design manual to determine the basic size of box and cover, then the strength of the shaft and the steel ring checked to determine whether the size to meet the requirements. Finally, the calculated data with CAD for drawing.Key words: Steel loop, cone pulley, limitless speed change, gear, axi第一章绪论1.1 无级变速器的介绍目前在汽车上广泛使用的自动变速技术是将液力变矩器和行星齿轮系组合的自动变速器技术,在主要汽车制造商生产的轿车中的平均装车率已经达到70%。
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。
汽车无级变速器设计
汽车无级变速器设计引言随着汽车技术的不断发展，无级变速器（CVT）作为一种先进的变速装置，受到了越来越多汽车制造商的青睐。
与传统的手动变速器和自动变速器相比，CVT在车辆的燃油经济性、驾驶舒适性和动力输出上具有显著的优势。
本文将介绍汽车无级变速器的设计原理和相关技术。
无级变速器的工作原理传统的变速器通常是通过一系列固定的齿轮比来实现不同档位的变速。
而无级变速器则采用了一种不同的工作原理。
它通过调整两个带有张紧装置的松紧带或链条的位置来实现无级变速。
具体来说，汽车无级变速器由两个主要部分组成：输入装置和输出装置。
输入装置通常由发动机驱动，而输出装置则传输力量到驱动轴。
中间的传动装置调整输入和输出装置之间的连通性，从而实现不同的变速比。
在CVT中，两个松紧带或链条之间的张力调整可以通过液压装置、链轮直径改变或锥形带来实现。
这样，无级变速器可以根据车辆的需求和实际驾驶条件来实时调整变速比，以提供最佳的性能和燃油经济性。
汽车无级变速器的优势与传统的手动变速器和自动变速器相比，汽车无级变速器具有以下几个显著的优势：1.更高的燃油经济性：由于无级变速器可以实时调整变速比，使发动机在最佳工作范围内运转，从而提供更高的燃油效率。
2.更平顺的驾驶体验：传统的变速器在档位切换时常常伴随着顿挫感，而CVT可以实现连续平稳的变速，使驾驶体验更加舒适。
3.更大的动力输出范围：无级变速器可以实现更宽的变速比范围，从而提供更高的动力输出。
4.更简单的操作：相比于手动变速器，CVT不需要驾驶员进行繁琐的档位操作，只需踩下油门即可获得适当的动力输出。
汽车无级变速器的设计考虑因素在设计汽车无级变速器时，需要考虑以下几个因素：1.承受的扭矩和功率：无级变速器需要能够承受发动机输出的扭矩和功率，并将其传递到驱动轴上。
2.效率和寿命：无级变速器的设计应该尽可能地提高传动效率，同时保证足够的使用寿命。
3.变速比范围：设计应该考虑到车辆在不同驾驶场景下的变速需求，并提供足够的变速比范围。
无级变速箱工作原理
无级变速箱工作原理无级变速箱，又称为CVT（Continuously Variable Transmission），是一种能够实现无级变速的汽车变速箱。
相比传统的手动变速箱和自动变速箱，无级变速箱具有更加平稳的加速性能和更高的燃油经济性。
本文将介绍无级变速箱的工作原理，从机械结构、传动方式和控制系统等方面进行详细阐述。
无级变速箱的工作原理主要依靠两组皮带和一对锥形滚子来实现。
其中一组皮带连接发动机和变速箱的输入轴，另一组皮带连接变速箱的输出轴。
而锥形滚子则通过液压系统来调节其位置，从而改变皮带的有效直径，实现不同速比的传动。
在汽车行驶过程中，发动机产生的动力通过变速箱的输入轴传递到变速箱内部。
首先，动力通过液压系统调节锥形滚子的位置，使得皮带的有效直径发生变化，从而实现不同速比的传动。
这样就可以实现无级变速的效果，使得发动机在不同转速下都能够保持最佳的工作状态。
无级变速箱的优点在于其能够实现平稳的加速和高效的燃油经济性。
由于可以实现无级变速，发动机可以始终保持在最佳转速范围内工作，减少了能量损失，提高了燃油经济性。
同时，无级变速箱在加速过程中可以实现平滑的速度变化，避免了传统变速箱中的换挡冲击，提高了驾驶的舒适性。
除了机械结构之外，无级变速箱的工作还依赖于精密的控制系统。
控制系统通过传感器实时监测发动机转速、车速、油门开度等参数，根据这些参数来调节液压系统，实现锥形滚子的精准控制。
这样就可以保证无级变速箱在不同工况下都能够实现最佳的传动效果。
总的来说，无级变速箱通过机械结构和精密的控制系统实现了无级变速的效果，从而提高了汽车的燃油经济性和驾驶舒适性。
随着汽车技术的不断发展，无级变速箱将会在未来得到更广泛的应用，为汽车行业带来更大的改变。
小车无级变速器设计
毕业设计任务书
学生姓名分院ຫໍສະໝຸດ 机电工程学院专业、班级
指导教师姓名
职称
讲师
从事
专业
工程力学
是否外聘
□是□否
题目名称
小车的无级变速器系统设计
一、设计目的、意义
无级变速技术即CVT(Continuosusly Variable Transmission)技术，它采用传动带和工作直径可变的主、从动轮相配合来传递动力，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，最大限度发挥发动机特性，提高燃油经济性，并使车辆的动力性与燃油经济性获得最佳匹配，使汽车具有一个没有漏洞的牵引性能，这些是现有的有级式机械变速器无法相比的
金属带式CVT有着优越的性能，并具有很强的新颖性，虽然目前其市场占有率还很低，但随着人们对轿车操纵方便性的要求的提高，其市场潜力很大。同时，近年来随着材料技术的发展，金属带的承载能力显著提高，使无级变速传动已经不局限于小功率汽车上的应用，在高档轿车上也有了它的踪迹。同时结合电、液自动控制与计算机技术，实现了自动控制无级变速传动，使得汽车的行驶和操作特性大大改善。我国汽车行业正处于发展阶段，有更广阔的汽车市场和发展空间，将具有优异传动性能的金属带式CVT实现国产化则显得非常有必要。无论从无级变速传动技术的发展来看，还是从产业的经济角度来看，攻克金属带式CVT的设计理论和关键技术，对提高国产轿车的自主开发能力，缩短与发达国家的差距具有重要的现实意义。
六、备注
指导教师签字：
年 月 日
教研室主任签字：
年 月 日
[8]李贤彬.汽车无级变速技术的发展现状及展望[J].邢台职业学院学报.第22卷第1期.2005年2月：24-26.
[9]胡国良，徐兵，杨华勇.汽车金属带式无级变速传动技术[J].工程设计学报.第10卷第2期.2003.4:89-92.
变速器设计说明书
设计结论表明，变速器齿轮及各轴尺寸确定，各轴强度的校核满足设计要求，设计结构合理。
关键词：变速器；齿轮；中间轴；同步器
Abstract
Transmission is a transmission device which can fix or change gear ratio at the output shaft and the transmission input shaft, also known as the gearbox, transmission is one of the most important components.
This design is a manual transmission gearbox ofmedium truck.A scheme of structure with three shafts, five (5+1) shifts andLocking pin type synchronizerwas adopted here,combine to pour to block wheel gear and stir fork to carry on a reasonable decoration.The first and second shafts were arranged in line. This kind of structure reduces the gearbox dimension in the axis direction,in assurance block to count under the constant circumstance, decrease wheel gear number.Therefore makes the designed transmission gearbox more compact.
汽车无级变速器设计
摘要无级变速器特点是采用传动带和工作直径可变的主、从动轮相配合传递动力。
由于无级变速器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。
无级变速系统主要包括主动轮组、从动轮组、金属带（关键所在）和液压泵等基本部件。
主动轮组和从动轮组都由可动盘和固定盘组成，与油缸结合的一侧带轮轴向滑动，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型槽与V型金属带啮合。
发动机输出轴输出的动力首先传递到无级变速器的主动轮，然后通过V型传动带传递到从动轮，最后经减速器、差速器传递给驱动轮。
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。
本设计旨在通过对金属带式无极变速器的研究，找到可循的改良方案。
关键词无级变速器；金属带式无极变速器；无级变速器设计AbstractCharacteristics of continuously variable transmission belts and work with a diameter of variable from the wheel fit transfer of power. Due to the continuous change of continuously variable transmission can implement the ratio in order to get the best match of transmission and engine condition, improving vehicle fuel economy and power, improve the operating convenience of drivers and passengers riding comfort, it is an ideal vehicle transmission device. Continuously variable transmission system which includes round group, from the wheel group, the metal with the key and basic components of hydraulic pump. Active Wheel Group and passive Wheel Group is composed of movable and fixed disk, and combine cylinder side with Axial sliding and the other side is fixed. Movable and fixed cone structure, they cone Form V type slot with V - type metal belt mesh. Engine output shaft of output power first delivered to continuously variable transmission for driving wheels, and then by V - belt transmission wheel, the final reducer and differential pass driving wheels. Work by driving wheels with gear of movable to move to change the driving wheels, from the work of V - belt mesh and gear cone radius, thus changing the ratio. Movable plate under Axial movement, which was driven by needs through the control system of active round, from the wheel Hydraulic Pump cylinder pressure to achieve. This is designed by the study of metal V - belt type non - polar transmission, found through improvement scheme.Key words ：CVT ；Metal Belt Continuously Variable Transmission；Continuously Variable Transmission目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (5)1.1 汽车无级变速器的类型和特点 (6)1.1.1 宽V形胶带式无级变速器 (6)1.1.2 环盘滚轮式无级变速器 (6)1.1.3 摆销链式无级变速器 (6)1.1.4 金属带式无级变速器 (7)1.1.5 CVT汽车能节油的原理 (9)1.1.6 无级变速器使用的注意事项 (9)1.1.7 CVT未来的发展趋势 (10)1.2 本章小结 (11)第2章金属带式无极变速器基本工作原理 (11)2.1 金属带式无极变速器基本组成 (13)2.2 金属带式无极变速器的几何关系和基本参数 (15)2.3 金属带式无极变速器传动参数设计 (19)2.3.1 输入轴参数设计 (19)2.3.2 金属带轮参数设计 (20)2.4 本章小结 (22)第3章金属带式无极变速器传动和承载能力校核 (23)3.1 摩擦传动原理和摩擦因数 (23)3.1.1 摩擦传动原理 (23)3.1.2 摩擦因数 (24)3.2 金属带传动的力分析 (24)3.2.1 金属带上的作用力即各力的关系 (24)3.3 带环的强度计算 (28)3.3.1 带环的静强度计算 (28)3.2.2带环的疲劳强度计算 (29)3.4 本章小结 (30)第4章金属带式无级变速器的匹配设计 (31)4.1 汽车传动系的结构组成与任务 (31)4.2 无级变速器运动参数设计 (31)4.2.1 变速比错误!未找到引用源。
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摘要人们早就认识到无级变速器是提高汽车性能的理想装置，并一直不懈的努力研究，努力追现这一目标。
70年代后期，荷兰VonDoorne’s Transmission 公司研制成功VOT金属传动带并于1982年投放市场，推动CVT技术向实用化迈进了一大步。
1987年美国福特公司首次在市场上小批量推出装有这种VDT带的CVT汽车，此后意大利菲亚特，日本富士重工和德国大众等多家公司也推出了小批量的CVT汽车（如Ford的Fiesta、Scorpio;Fiat的Uon、Ritmo;Sabaru的Ecvt、WV的Golf等）。
各国均视其为自动变速技术的崭新途径，已成为当前国际汽车的研究开发领域的一个热点。
无极传动CVT与其他自动变速器相比较，优点是明显的。
其操纵方便性和乘坐舒适性可与液力变矩器相当，而传动效率却高得多，接近有级机械式自动变速器的水平。
更主要的是，它能最好的协调车辆外界行驶条件与发动机负载，使汽车具有一个不存在“漏洞”的牵引特性，且调速时无需切断动力充分发掘发动机的潜力，从而可显著降低汽车的油耗，提高最大车速和改善超车的性能。
无极传动CVT特别受到非职业驾驶员的欢迎，因为它从根本上简化了操纵，不仅可取消变速、离合器踏板，而且总是按驾驶员意图控制发动机在最佳工作位置工作。
此外，由于工作和控制原理相对简单，CVT传动完全可以做到比有级变速器（AT）传动更紧凑，更轻，成本更低。
对于CVT这种具有广阔使用发展前景的技术，迄今国研究、应用的很少。
我们在前人研究的基础上，针对本田即将生产的经济型轿车设计一种CVT，来替换原来的变速器，为以后CVT的研究和试验打下基础。
关键词：无级变速器结构设计自动压紧目录摘要1.绪论1.1汽车变速器的类型• (1)1.2汽车变速器的类型和特点 (1)1.3采用无极变速器——CVT的汽车可以节油的原理 (2)1.4实现汽车无级变速器——CVT大变速比、大转矩的关键——无偏斜金属带式无极变速传动 (3)2.CVT的总体设计2.1原车的相关参数 (5)2.2带传动的分析 (5)2.3压紧装置的设计 (8)2.4齿轮设计计算 (15)2.5轴的设计计算 (22)2.6轴承的设计计算 (30)2.7锥轮处的键的设计计算 (31)3.变速器的调控分析3.1 CVT的一般调控理论分析 (32)3.2 CVT最佳调控逻辑 (34)4.总结 (38)5.致 (39)6.参考文献 (40)1. 绪论1.1 汽车变速器的类型目前汽车变速器按变速特点来分，可分为两大类：一是有级变速器；二是无级变速器。
按执行变速的方式来分，可以分为自动和手动两类。
1. 2 汽车变速器的类型和特点1.2.1 液力变矩器液力变矩器是较早用于汽车传动的无级变速器，成功地用于高档汽车的传动中。
由于传动效率低，且变速比大于2时效率急剧下降，经常仅在有级（2～3档）变速器的两档中间实现无极变速，因此未能推广开来。
目前经常作为起步离合器在汽车中使用。
1.2.2 宽V形胶带式无级变速器宽V形胶带式无极变速器是荷兰DAF公司在1965年以前的产品，主要用在微型轿车上，一共生产了约80万辆。
由于胶带的寿命和传动效率低，进而研究和开发了汽车金属带式无级变速器。
1.2.3 金属带式无级变速器金属带式无级变速器是荷兰VDT公司的工程师Van Dooren 发明的，用金属带代替胶带，大幅度提高了传动效率、可靠性、功率和寿命，经过30～40年的研究，开发已经成熟，并在汽车传动领域占有重要的地位。
目前金属带式无级变速器的全球总产量已经达到250万辆/年，在今后三年将达到400万辆，发展速度很快。
金属带式无级变速器的核心元件是金属带组件。
金属带组件由两组9～12层的钢环组和350～400片左右的摩擦片组成，其中钢环组的材料，尤其>2000MP），各层环之间“无间隙”是制造工艺是最难的，要实现强度高（b配合。
以前只有荷兰VDT公司掌握这种工艺，现在我国越士达无级变速器也已近掌握了这种技术，并在工学院建成了一条示性生产线。
金属带式无级变速器的传动原理，主、从两对锥盘夹持金属带，靠摩擦力传递动力和转矩。
主、从动边的动锥盘的轴向移动，使金属带径向工作半径发生无级变化，从而实现传动的无级变化，即无级变速。
1.2.4 摆销链式无极变速器摆销链式无级变速器是由德国LUK公司将摆销链用于Audi汽车传动的成功例。
与金属带式CVT不同的是，它将无级变速部分放在低速级，即最后一级。
其原因是链传动的多边形效应在高速级是会产生更大的噪音和动态应力。
所以其最新的结构中，假装了导链板以减少震动和噪声。
但是由于在低速级传动中，要求传递的转矩大，轴向的压力较大，液压系统的油MP），而摩擦盘式离合器所要求的油压又不高，这样，压也大（大约为8～9a液压系统就比较复杂。
由此看来，如果能进一步降低和消除多边形效应，将会进一步提高此类传动的水平，简化整机设计、降低成本。
1.2.5 环盘滚轮式无级变速器环盘滚轮式无级变速器是英国Torotrak 公司发明的无级变速器。
运动和动力由输入盘靠摩擦力传给滚轮，滚轮降运动和动力靠摩擦力传给输出盘。
当滚轮在垂直于纸面的轴向运动时，滚轮和两个环盘的接触点连续变化，输入盘和输出盘接触点的回转半径连续变化，实现无极传动。
1.3采用无极变速器——CVT的汽车可以节油的原理由于汽车的发动机的进排气系统是考虑了空气流的动力学而设计的，由凸轮轮廓形块决定进气和排气气门的开闭。
发动机在某一最佳转速下能够进气充分、排气充分、燃烧完全、能量利用充分、排气污染少；但离开这一转速就会有进气不充分、排气不充分、燃烧不完全、能量利用差、油耗增加和排气污染增加等问题。
汽车的车速是随机的，在20～30km/h到150～180km/h之间变化。
为了很好的利用发动机的动力和减少油耗，采用有级变速（MT和AT），在两档之间依靠发动机的转速变化来适应车速的变化，因而发动机无法达到最佳的工作状态。
采用液力变矩器的无级变速器，由于其工作原理是油作为动力传动的介质，许多能量消耗在油的摩擦上，传动效率低，通常为80～85%，比传统的MT和AT大约费油10%～20%，而且液力变矩器转差较大，效率较低。
通常减速比不大于2，只能增加2～3档有级变速，每两档间用液力变矩器实现无级变速。
无级变速器（CVT）可以使发动机在最佳状态下工作，依靠变速器无级调速来适应汽车的各种速度，因此可以是发动机燃烧最好，排气污染最小，达到节油的目的。
1.4级变速——CVT大变速比、大转矩的关键——无偏斜金属带式无级变速传动对称直母线锥盘情况下，金属带在变速过程中必然产生偏斜。
此偏斜量限制了锥盘的半径，也限制了变速比。
因而对称直母线锥盘所产生金属带的偏斜，一方面限制了车辆节油的经济车速围;另一方面限制了锥盘工作半径的增加，也限制了可传递的转矩，即传动能力。
目前，汽车CVT的变R=5.5左右，通常用于排量在2.0L以下的汽车传动中。
速比一般在a1.5 抛弃液压加压系统，进一步节油汽车金属带和摆销链式无极变速器——CVT，是当前汽车自动变速器中最具前景的传动形式。
目前汽车金属带式无级变速器绝大部分采用液压加压、电子系统控制方案。
发动机的动力通过变矩器离合器和液力变矩器传给前进、倒档离合器，液力泵产生的高压油通过液压缸将力施加给锥盘变速装置，该力施加给金属带组件产生摩擦力，将主动轮的转矩传递给从动轴，然后通过减速装置，经减速器输出给车轮。
这种方案的优点在于除了金属带传动的全新技术以外，全部采用了成熟技术，可行性好。
但与成熟的AT（自动变速器）技术一样，有一个重要的弱点，即是均采用耗能的液压伺服系统。
AT和MT（手动变速器）均为齿轮传动，AT比MT多耗油15%左右，其原因在于液压私服系统耗能。
采用CVT 的汽车，由于CVT可使发动机在最佳区域工作，因而达到节油的目的。
目前其油耗与采用MT的汽车持平。
如果抛弃液压加压系统，将避免能量的损失，达到更加节油的目标。
2. CVT的总体设计2.1 原车相关参数本次设计的各项参数如下：2.2 带传动的分析2.2.1 变速方式在金属带传动中，带轮由圆锥盘组成，利用圆锥盘的轴向移动来达到变速。
这种变速机构紧凑，传动可靠，应用围广泛。
在这种变速器中，有的只是一个带轮可轴向移动，另一个带轮的直径是固定不变的，这种情况下变速，必须同时改变两轮的中心距，这在我们的设计中是难以布置和难以控制甚至难以达到的。
另一些机构两轮都起变速作用，这又分为两种情况：A、两轮的两边都可以调节;B、只有一边可以调节。
要调节就必须有控制或压紧机构，在A中情况下，机构必然变得复杂和庞大，而B情况可以有效地避免这种情况的发生。
本方案采用一级变速就可以达到设计要求。
在金属带的选取上，我们选用了现有的自制金属带，结构参数为：上底宽32mm ，高15mm ，工作中径为26mm 。
综上所述:本方案在带轮的结构选择单级，两个带轮都是面可调的金属带形式。
2.2.2 基本运动关系1）带轮的移动距离带轮的移动距离受到两边带轮相碰的位置和带达到带轮边缘的位置所限制。
1222b D d x tg ϕ-== 因此，在双向移动的情况下：式中 ϕ——带轮两边的夹角；1b ——带底面的宽度，1222p b h tg b ϕ⎛⎫=- ⎪⎝⎭p b ——带中性层的宽度；2h ——中性层至底面的距离，21h h h =- (1h 为带中性层面至顶面的距离)，在带轮移动的情况下，轴向移动距离为上式中X 的二倍。
2）CVT 传动比及调速的围为了具有较高的传动效率，且设计和制造的方便，两个带轮的尺寸设计为同样大小。
要扩大变速的围，须增加带的宽度，减小带轮的槽角或减小带轮的直径d 。
带轮的楔角太小容易使带楔在槽中，此外，楔角越小，带上受到的横向力就越大，也容易使带挠曲，所以楔角不能太小。
经验值为22-24度。
我们选用28度的楔角。
减小带轮的直径d 会使带的疲劳强度降低，所以一般也不宜采用比规定直径小的带轮直径。
根据已有的资料显示：带轮的工作直径可以达到75mm ，而传动比的围可以达到0.45-2.22，在本设计中，我们将带轮的最小工作直径定为80mm ，以使其工作可靠，寿命更高。
材料的选择：钢带，摩擦副表面采用硼化钨和硼化钼基合金材料（金属瓷）这种合金主要用于在高温下工作的易磨损钢表面，以含钼的坡莫合金（2O M ，81i N ，17e F ）和镍铬合金作粘结金属，主是热压发制造的。
性质如下：摩擦副的摩擦系数为0.3.由相关参数得知：21max i =3.09021min i =0.846 调速围 21max 21min 3.090 3.5760.846b i R i === 采用对称调速，max 1.981i ===min max 110.5051.981i i === 根据金属带的结构参数，确定CVT 锥轮的结构。