机械菱锥式无级变速器结构设计
机械式变速器设计 ppt课件
高一些；但是任何
一档的传动效率又 都不如三轴变速器 直接档的传动效率高。
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两轴式变速器基本结构
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动力传递路线
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一档
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2.中间轴式变速器 多用于前置后驱的型式汽车。结构特点： （1）第一轴和第二轴的轴线在同一直线上，可以布置 直接挡； （2）除直接挡外其他各挡均经过两对齿轮传递动力， 故在中心距不大的情况下，可以提高传动比； (3)一挡有较大的传动比； (4)挡位高的齿轮采用常啮合齿轮传动，挡位低的齿轮 （一挡）可以采用或不采用常啮合齿轮传动； (5) 除一挡以外，其他挡位采用同步器或啮合套换挡；
图3-4为中间轴式六挡变速器传动方案。图3-4a所示方案中的一挡、 倒挡和图3-4b所示方案中的倒挡用直齿滑动齿轮换挡，其余各挡均匀常 啮合齿轮。 常啮合齿轮传动的挡位，其换挡方式可以用同步器或啮合套来实现。 同一变速器中，一定是挡位高的用同步器换挡，挡位低的用啮合套换挡。
图3-4 中间轴式六挡变速器传动方案
变速器第一轴、第二轴的后部轴承以及中间 轴前、后轴承，按直径系列一般选用中系列球 轴承或圆柱滚子轴承。
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滚针轴承、滑动轴承套主要用在齿轮与轴不是固定连 接，并要求两者有相对运动的地方。 圆锥滚子轴承因有直径较小、宽度较宽因而容量大、 可承受高负荷和通过轴承预紧能消除轴向间隙及轴向 跳动等优点，故在一些变速器上得到广泛应用。但也 有需要调整预紧、装配麻烦、磨损后轴易歪斜而影响 齿轮正确啮合的缺点。
钢球锥轮式无级变速器设计
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。
UD系列行星锥盘无级变速器
UD系列行星锥盘无级变速器基本结构和工作原理行星锥盘无极变速器，主要传动元件有内行星轨10.13，行星轮8，外行星轨5.9和加压装置调整轨2等组成，如图所示。
电机轴即为输入轴，带动内行星轨旋转时，内行星在碟形弹簧作用下两面夹紧行星轮，在油膜牵引下驱动行星轮，行星轮在作自转的同时又绕内行星轨公转，其公转运动由行星轮轴通过行星架传递给输出轴。
调速时转动操作手轮使活动外行星轨5产生摆动，通过加压装置使行星轮沿径向向内（增速）或向外（减速）移动，以改变行星轮与内外行星轨的接触半径，即改变行星轮的自转与公转速度。
这样改变的公转运动传递给输出轴就变为无级变速输出。
型号标记和表示方法基本型的技术参数基本型与齿轮减速器组合的技术参数基本型与一级齿轮减速器组合的技术参数基本型与蜗轮减速器组合的技术参数UD系列行星锥盘无级变速器有地脚型的外形与安装尺寸UD…B3型（无法兰端盖有地脚）和B3S型（双轴有地脚）外形及安装尺寸(mm)UD…B5系列行星锥盘无级变速器(有法兰端盖无低脚)外形及安装尺寸DU…B5型（有法兰端盖无地脚）外形及安装尺寸（mm）UD…B5-WJ…/PC…型基本型与蜗轮减速器组合外形及安装尺寸（mm）UD…B5-WJ…/x…型UD…B5-WJ…/s...型基本型与蜗轮减速器组合外形及安装尺寸UD…B5-WJ…/sh...型使用、安装与维护为了确保行星锥盘无级变速正常使用，请注意下列事项：1）机械无级变速器与齿轮传动相比，超负载能力差，故不宜适用于有可能超负载或堵转使用场合。
2）有急刹车要求时，变速器和相应的机械装置间应接刹车离合器，以保证让二者之间及时脱开。
3）调速应在运转中进行，严禁停车时转动调速手轮。
4）输出轴装联轴器或带轮时，应轻轻压入，严禁用手锤重击。
5）出厂时润滑油已加入，首次使用1000h后应更换润滑油，润滑油的牌号为Ub-1或Ub-3（广州机床研究所生产），或用15号全损耗系统用油作代用品。
无级变速器的制作技术
一种有刚性中间元件的摩擦式无级变速器，包括内环、外环、菱锥组等组成，两个以上菱锥刚性同轴线连接组成一个菱锥组，多个菱锥组用保持架均匀对称布置在内环轴线四周，每个菱锥组可沿内环径向方向自由移动，每个菱锥四面与两内环、两外环接触，两内环互相接近、分开，使菱锥组平行外移、内移，同时使两外环分开、接近，外环和内环与每个菱锥接触点的变化，使接触点到菱锥轴线的半径发生变化，从而实现无级变速的目的。
权利要求书1.一种无级变速器，包括菱锥、外环，其特征是：由两个以上菱锥刚性同轴线连接成一个菱锥组〔2〕，四个以上菱锥组〔2〕用保持架〔15〕〔16〕均匀对称布置在内环轴线四周，每个菱锥组两头通过轴承与滑块〔13〕连接，滑块〔13〕在保持架〔15〕上的滑块导槽〔14〕中可径向自由移动，每个菱锥组移动时其轴线时刻与内环轴线平行，每个菱锥组可绕自身轴线自由转动，内环、外环也可绕自身轴线自由转动，并且内环、外环间轴线重合，两内环〔4〕〔8〕、两外环〔5〕〔10〕成对径向对称与一个菱锥的四面接触，左内环〔8〕〔9〕、右内环〔4〕〔7〕、左外环〔10〕〔12〕、右外环〔5〕〔11〕互相间连为一体，左右内环、左右外环间可轴向互相间平行移动，但互相间不能相对转动，左内环与右内环间有弹性体〔17〕，左外环与右外环间有弹性体〔18〕，菱锥组上有安装槽〔21〕。
2.如权力要求1所述无级变速器，其特征是：保持架〔15〕〔16〕通过两菱锥组间的保持架连接体〔3〕刚性连接，可布置三个保持架连接体。
3.如权力要求1所述无级变速器，其特征是：在输入轴端布置有离心式调速机构或电磁式调速机构。
4.如权力要求1所述无级变速器，其特征是：起步状态时，外环〔12〕〔11〕与菱锥组〔2〕的接触线与菱锥组轴线平行。
5.如权力要求1所述的无级变速器，其特征是：内、外环单独制造，再用螺栓或焊接的办法连接到各自的连接体上。
6.如权力要求1或3所述的无级变速器，其特征是：用机座作为保持架，无保持架连接体。
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。
机械菱锥式无级变速器结构设计.
目录第一章绪论 (5)§1.1机械无级变速器的发展概况 (5)§1.2机械无级变速器的特点 (5)§1.3机械无级变速器的研究现状 (9)§1.4课题的研究内容和要求 (11)第二章菱锥式无级变速器工作原理 (14)§2.1 无级变速器的工作原理 (14)§2.2 菱锥无级变速器的结构特点 (16)§2.3 菱锥无级变速器的变速原理 (17)第三章菱锥无级变速器部分零件的设计与计算 (21)§3.1 菱锥与主动轮结构尺寸的计算 (21)§3.2传动件有关尺寸计算 (21)§3.3 传动件有关尺寸的校核 (22)§3.4 加压装置有关尺寸的计算： (23)§3.5 输入、输出轴的结构设计： (25)§3.6 输入、输出轴上轴承的选用 (26)第四章主要零件的校核 (27)§4.1 输出、输入轴的校核 (27)§4.2 轴承的校核 (29)总结 (29)致谢 (31)附录：英文文献翻译 (33)机械菱锥式无级变速器结构设计摘要: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。
本文简要介绍了菱锥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。
本设计采用的是以菱形锥轮作为中间传动元件，通过改变锥轮的工作半径来实现输出轴转速连续变化的菱锥锥轮式无级变速器。
本文分析了在传动过程中变速器的主动轮、菱锥、和外环的工作原理和受力关系；详细推导了实用的菱锥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；绘制了所计算的菱锥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。
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。
机械式变速器设计
固定轴式 根据轴 的形式 旋转轴式
两轴式变速器 固定轴式
中间轴式变速器
双中间轴式变速器 多中间轴式变速器
一、传动机构布置方案分析
1、固定轴式变速器 （1）两轴式变速器 两轴式变速器多用于发动机前前置前轮驱动汽车上。 与中间轴式变速器相比，两轴式变速器因轴和轴承数少， 所以有结构简单、轮廓尺寸小、布置方便、中间挡位传动效 率高和噪声低等优点。两轴式变速器不能设置直接挡，所以 在高挡工作时齿轮和轴承均承载，不仅工作噪声增大，且易 损坏。受结构限制，两轴式变速器的一挡速比不可能设计得 很大。 对于前进挡，两轴式变速器输入轴的转动方向与输出 轴的转动方向相反；而中间轴式变速器的第一轴与输出轴的 转动方向相同。
常啮合齿轮传动的挡位，其换挡方式可以用同步器或啮
合套来实现。同一变速器中，有的挡位用同步器换挡，用的 挡位用啮合套换挡，那么一定是挡位高的用同步器换挡，挡 位低的用啮合套换挡。
图3-4 中间轴式六挡变速器传动方案
2、倒挡布置方案
与前进挡位比较，倒档的使用率不高，而且都是在停车状态 下实现换倒档，故多数方案均采用直齿滑动齿轮方式换倒挡 。为实现倒挡传动，有些方案利用在中间轴和第二轴上的齿 轮传动路线中加入一个中间传动齿轮的方案，如图3-1a、 b、c和图3-2a、b所示；也有利用两个联体齿轮方案的，如 图3-2c和图3-3a、b所示。前者虽然结构简单，但是中间传 动齿轮的轮齿是在最不利的正负交替对称变化的弯曲应力状 态下工作；而后者是在较为有利的单向循环弯曲应力状态下 工作，并使倒挡传动比略有增加。也有少数变速器采用结构 复杂和使成本增加的啮合套或是同步器方案换入倒挡，如图 3-1f所示。
3、其他问题
常用挡位的轮齿因接触力过高而易造成表面点蚀损坏。 将高挡布置在靠近轴的两端支承中部区域较为合理，在该区 域因轴的变形而引起的齿轮偏转角较小，齿轮可保持较好的 啮合状态，以减小偏载并提高齿轮寿命。 某些汽车变速器有仅在好路或空车行驶时才使用的超速 挡。使用传动比小于1的超速挡，能够更充分地利用发动机 功率，使汽车行驶1公里所需发动机曲轴的总转数减少，因 而有助于减少发动机磨损和降低燃料消耗。但是与直接挡比 较，使用超速挡会使传动效率降低，工作噪声增加。 机械式变速器的传动效率与所选用的传动方案有关，包 括传递动力时处于工作状态的齿轮对数、每分钟转速、传递 的功率、润滑系统的有效性、齿轮和壳体等零件的制造精度 等。
一种新型机械式无级变速器传动方案设计及仿真
第一作者：牛善田，1994年生，硕士研究生，主要研究方向为军用特种车辆设计与试验。
图2 主动⾮圆⻮轮和从动⾮圆⻮轮布置关系调节器为双叶摆动液压缸结构，由“转⼦两者分别与两⾮圆⻮轮对的主动轮1和3固联，论上可相对转动240°，调节范围为-120°〜+120°。
相位调节器的结构简图如图3所⽰。
图3 相位调节器的结构简图所⽰，各组⾮圆⻮轮⽆级变速机构包括两⾮圆⻮轮圆柱⻮轮对、差速机构、单向离合器以及若⼲传动轴，差速机构为双内啮合⾏星⻮轮机构。
两输⼊轴1.11/2和3/4的主动轮1和3固联，两⾮圆从动轮2.1和4.1分别与差速机构的太阳轮和⾏星架相图5 ⼀般参数下的传动⽐倒数曲线图不难写出ω和ω在0°〜240°线性段范围内的⽅程为：13图7 ω相对ω右移120°13根据单向离合器的⼯作特性，当输⼊转速⼤于输出转速其处于结合状态，反之则处于分离状态。
由图3、⽐倒数曲线可知，当ω相对ω左移，即相位差在[0°,120°]13内⽆级变速时，机构转速特性不符合单向离合器的功率流传角位移t /(°)图6 ω相对ω左移120°13角位移t /(°)ωω角位移t /(°)ωω图8 三维装配模型图9 装配体剖⾯视图模型导⼊及定义材料属性SolidWorks的转配体模型另存为Parasolid（ADAMS中，并在ADAMS中添加相关的材料属性。
添加约束及驱动图10 0°相位差转速仿真图11 -60°相位差转速仿真图12 -120°相位差转速仿真由上述单组⾮圆⻮轮⽆级变速机构的转速仿真可知，同相位差下，输出速度不同，若连续改变相位差即可实现⽆级并且单组⾮圆⻮轮⽆级变速机构的有效⼯作区间，速⽐输出区间亦随相位差的变化而改变，当处于极限相位差////////图14 相位差连续变换下的输出转速曲线最后设置仿真时间为9.8 s，仿真步数为5 000步，体机构的输出转速和相位差随时间的变化曲线如图可⻅，在不断调节相位差⼤小的过程中，该虚拟样机的输出转速也随之不断增加，虽然有较小的波动，但其趋势是连续//图13 -120°相位差转速仿真由图13可⻅，通过设置⻆速度传感器来模拟单向离合器的⼯作特性，可实现该变速器在360°范围内的恒转速输出，验证了该变速器通过单向离合器控制3组⾮圆⻮轮⽆级变速机构协调接⼒实现360°范围内的恒速⽐输出的可⾏性。
机械分离锥式无级变速器结构设计
优秀设计毕业设计说明书题目：机械分离锥式无级变速器结构设计专业：机械设计制造及其自动化学号：姓名：指导教师：完成日期： 20 年5月目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1 机械无级变速器的发展概况 (1)1.2 机械无级变速器的特征和应用 (1)1.3 无级变速研究现状 (2)1.4 机械分离锥式无级变速器的优点 (3)1.5 本次设计的内容和要求 (4)第二章机械分离锥式无级变速器总体方案及原理 (4)2.1 机械分离锥式无级变速器简图 (4)2.2 机械分离锥式无级变速传动原理 (5)第三章机械分离锥式无级变速器总体设计计算 (5)3.1变速器运动学计算 (5)3.2 变速箱内传动零件的尺寸 (7)3.3 钢环无级变速器受力分析 (8)3.4 零件之间初始间隙或过盈 (9)3.5 强度验算 (10)3.5.1 恒功率传动情况时 (11)3.5.2 变速箱恒扭矩传动情况时 (13)3.5.3 钢环强度校验计算 (14)第四章机械分离锥式无级变速器各零件的计算 (15)4.1 计算锥轮的尺寸和参数 (15)4.2 钢环设计 (18)4.3 轴系零件设计 (19)4.4 调速操纵机构设计 (21)4.4.1 确定齿轮的参数 (21)4.4.2 确定齿条的参数 (22)4.4.3 计算螺杆 (22)4.5 变速箱箱体设计 (23)第五章变速器内主要零件的强度校核 (24)5.1 钢环强度验算 (24)5.2校核轴的强度 (24)第六章设计总结 (27)参考文献 (28)附录英文翻译 (29)附录原文 (36)机械分离锥轮无级变速器摘要：机械分离锥式无极变速器是一种结构简单、装配方便等一系列优点的机械摩擦式无级变速器。
此外，在工作过程钢环有自紧作用，无需加压装置。
本次设计主要要考虑到机械分离锥式无级变速器的实用行、经济性和小重量轻的要求，目前在机械传动装置中，能减小装置的外廓尺寸和重量，达到体积小重量轻以及实现高的传动比所采用的最主要的传动形式就是钢环传动。
小功率机械无级变速器的结构设计
小功率机械无级变速器的结构设计小功率机械无级变速器是一种新型的传动装置，它实现了无级变速和高效能的同时也大大降低了机械传动的噪音和震动。
在机械精密制造领域，这属于一个重要的技术突破。
本文将从结构设计角度对小功率机械无级变速器的优点和结构特点进行描述。
一、小功率机械无级变速器优点小功率机械无级变速器是一种先进技术装置，它的优点在于：1. 无级变速，适应性好小功率机械无级变速器通过调整电机转速和输出轴扭矩，达到无级变速的目的。
可以根据不同的工作场合实现各种转速和扭矩的变化，特别适应于工程机械、汽车变速机、风机和电动工具等需要精密控制转速和扭矩输出的机械设备。
2. 高效率，降噪音小功率机械无级变速器运转时，由于摩擦少、回转精度高，能耗低、噪音小、寿命长。
在节能环保的今天，不仅可提高机械设备的效率，更能达到降低环境噪声的效果。
二、小功率机械无级变速器的结构特点小功率机械无级变速器的组成主要分为输入轴、输出轴、基本桥、副变速机构和滑动轮等几个部分，具体如下。
1. 输入轴：输入轴主要传递机械功率作用。
输入轴的形式分为电机轴、柄轴和进口轴等，多采用钢的材料，确保其机械强度和精度。
2. 输出轴：输出轴是指机械传动输出能力的轴，其形式与输入轴类似，多采用带齿轮的形式，提高了整个结构的传动效率。
3. 基本桥：基本桥与输入轴和输出轴相连，在整个结构中起支撑、保持平衡的作用。
基本桥的外形一般为一个圆环，中央为圆孔，周边则有几个固定块，它们之间需要做到相互平衡，在实际使用中达到动静平衡的效果。
4. 副变速机构：副变速机构是小功率机械无级变速器的核心部件。
它接受输入轴和输出轴的转动功率，用电磁感应器来控制其变速比例，从而达到无级变速的效果。
副变速机构包含多组磁芯和铜线，电流通入磁芯，磁芯在相应的电流影响下，就会随着输出轴旋转，从而使输出轴的转速发生变化。
5. 滑动轮：滑动轮是副变速机构中的一个重要部分，它的组成一般包括内部固定的母齿轮，外部被铜线缠绕的固定螺丝和滑轮。
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。
小功率机械无级变速器的结构设计
目录摘要 (Ⅱ)Abstract (Ⅲ)第一章绪论 (1)1.1机械无级变速器的发展概况 (1)1.2机械无级变速器的特征和应用 (2)1.3无级变速器的研究现状 (3)1.4毕业设计内容和要求 (3)第二章无级变速总体方案 (5)2.1 钢球长锥式（RC型）无级变速器 (5)2.2 钢球外锥式无级变速器 (5)2.3 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 (9)3.1 钢球与主、从动锥轮的计算与设计 (9)3.2 加压盘的设计与计算 (10)3.3 调速齿轮上的变速曲线槽的设计与计算 (12)3.4 输入轴的设计与计算 (13)3.5 端盖的设计与计算 (15)3.6 调速机构的设计与计算 (16)第四章主要零件的校核 (18)4.1 输出、输入轴的校核 (18)4.2 轴承的校核 (20)4.3 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。
基于CATIA的锥形凸轮无极变速器的建模与仿真
软件对输人轴、输出花键建立的模型如图3 和 图 4 所示。
2
农机使
用与维
修
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a 主动齿轮三维模型图
b 从动齿轮三维模型图
图 2 主 、从 动 齿 轮 模 型 图
2017年第6 期
图 4 输出花键轴三维模型图
2 . 1 . 3 锥形凸轮的建模 锥形凸轮根据反转法原理来设计凸轮轮廓曲线，把曲
零 部 件 进 行 三 维 建 模 和 装 配 ，并 对 其 进 行 运 动 学 仿 真 ，结 果 表 明 凸 轮 无 极 变 速 器 可 以 实 现 完 全 匀 速 输 出 ，达 到 预
期设计效果。
关 键 词 ：无 级 变 速 器 ;锥 形 凸 轮 ;齿 轮 机 构 ;CATIA
中 图 分 类 号 :U483
级
变
凸轮机构以及单向超越离合器实现无级变速，理论上可以
速
器
得 到 速 度 波 动 非 常 小 的 匀 速 输 出 运 动 ,结 构 简 单 紧 凑 ，而
且还能大大降低开发成本。本 文 运 用 CATIA软件对锥形
凸轮无极变速器的主要零部件进行三维建模和装配，并对
其进行运动学仿真，实现输出运动达到匀速输出的效果。
作者简介:任 丰 兰 （1976 - ) ，男 ，硕 士 ，湖 南 永 州 人 ，常 德 职 业
E 技 术 学 院 副 教 授 , 研 究 领 域 ：先 进 制 造 技 术 。 MAIL:fenglanren@ 163. com。
2 基 于 CATIA的 锥 形 凸 轮 式 无 级 变 速 器 的 主 要 零
文献标识码:A
doi ：1 0 .14031 /ki.njwx.2017.06.001
自行车用无级变速器结构设计
目录1 绪论 (3)1.1 机械无级变速器的概述及应用 (3)1.2 无级变速器的分类 (3)1.3 机械无级变速器的发展 (4)1.4 无级变速自行车研究现状 (6)1.5 毕业论文设计内容和要求 (7)2 钢球行星式无级变速器的总体方案选择 (9)2.1 采用螺旋传动实现球架的左右移动 (9)2.2 依靠左右推动实现球架的移动 (10)2.3 两方案的选择与比较 (10)3 钢球行星式无级变速器部分零件的设计计算 (11)3.1 钢球的设计计算 (11)3.2 钢球支轴转角的设计计算 (12)3.3 轴槽的长度及卡盘的倾斜角的设计计算 (13)3.4 轴的设计计算 (14)3.4.1 轴的选材及最小直径的计算 (14)3.4.2 轴的结构设计 (15)3.4.3 轴的校核 (16)3.5 滚动轴承的选择 (18)3.6 自行车无级变速器的安装 (19)4 钢球行星式无级变速器的变速原理论证 (20)4.1 关于本文的无级变速器 (20)4.2 无级变速的运动结构分析 (20)4.2.1无级变速的运动 (20)4.2.2 变速原理分析 (22)5 结论 (23)参考文献 (24)致谢 (25)外文翻译 (26)自行车用无级变速器结构设计专业:机械设计制造及其自动化学生:朱杨华指导老师：聂松辉摘要无级变速器传动是指在某种控制的作用下，使机器的输出轴转速可在两个极值范围内连续变化的传动方式。
而无级变速器是这样的一种装置，它具有主动和从动两根轴，并能通过传递转矩的中间介质（固体、流体、电磁流）把两根轴直接或间接地联系起来，以传递动力。
当对主、从动轴的联系关系进行控制时，即可使两轴间的传动比发生变化（在两极值范围内连续而任意地变化）。
本文在分析各种无级变速器和无级变速自行车的基础上，把钢球外锥式无级变速器进行部分改装，从而形成了自行车的无级变速装置。
该装置通过八个钢球利用摩擦力将动力进行输入输出，用一对斜齿轮进行分度调速，从而使自行车在0.75～1.22之间进行无级调速。
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第一章
绪论
§1.1机械无级变速器的发展概况
无级变速器（Continuously Variable Transmission，简称CVT）是一种能够使机器的输出轴转速在两个极值范围内连续变化的传动部件。它具有输入和输出两根轴，通过固体、液体、电磁流等中间介质将输入、输出轴直接或间接地联系起来，以传递动力。当对输入输出轴的联系关系进行控制时，即可使两轴间的传动比在两个极值范围内连续而任意地变化。其结构特征主要是：需由变速传动机构、调速机构以及加压装置和输出机构三部分组成。
1、经济性
CVT可以在相当宽的范围内实现无级变速，从而获得传动系与发动机工况的最佳匹配，提高整车的燃油经济性。德国的大众公司在自己的Golf VR6轿车上分别安装了4-AT和CVT进行ECE市区循环和ECE郊区循环测试，证明CVT能够有效节约燃油(如表1)
安装4-AT和CVT的大众公司的Golf VR6汽车的燃油消耗对比
试验油耗4-AT CVT
ECE市区循环，L/100km 14.4 13.2
ECE郊区/远程循环，L/100km 10.8 9.8
90km/h匀速，L/100km 8.3 7.0
120km/h，L/100km 10.3 9.2
2、动力性
汽车的后备功率决定了汽车的爬坡能力和加速能力。汽车的后备功率愈大，汽车的动力性愈好。由于CVT的无级变速特性，能够获得后备功率最大的传动比，所以CVT的动力性能明显优于机械变速器(MT)和自动变速器(AT)。
§1.2机械无级变速器的特点
CVT技术真正应用在汽车上不过十几年的时间，但它比传统的手动和自动变速器的优势却是显而易见的：
1.结构简单，体积小，零件少，大批量生产后的成本肯定要低于当前普通自动变速器的成本；
2.它的工作速比范围宽，容易与发动机形成理想的匹配，从而改善燃烧过程，进而降低油耗和排放；
3.具有较高的传送效率，功率损失少，经济性高。
传动系统的调速一般有两种方式:一种是动力源速度恒定，调节传动机构的传动比，即所谓的机械无级变速传动;一种是传动机构的传动比恒定，调节动力源速度，即所谓的电力无级变速传动。无级变速器的适用范围广，可以在驱动固定的情况下，因工作阻力变化而需要调节转速以产生相应的驱动力矩（如化工行业中的搅拌机械，即要求随着搅拌物料的粘度、阻力增大而能相应减慢搅拌速度）；可以根据工况要求调节速度（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）；可以为获得恒定的工作速度或张力而需要调节速度（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持恒定的张力）；可以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）；可以为探求获得最佳效果而需变换速度（如试验机械或离心机需调速以获得最佳分离效果）；可以为节约源而需进行调速（如风机、水泵等）；此外，还有按各种规律的或不规律的变化要求而进行速度调节以及综上所述，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，能更好地适应各种机械的工况要求，使之效能最佳，在提高产品的产量与质量，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。所以无级变速器目前已成为一种基本的通用传动形式，广泛应用于纺织、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，已开发有各种类型并已系列化生产。
无级变速器优缺点
优点：制造成本低，动力输出平滑顺畅，燃油经济性堪比手动挡。
缺点：由于钢制皮带本身的承受力有限，因此大排量大扭矩的轿车不太适合，也不适宜做激烈的运动。
无级变速器类型
为实现无级变速，按传动方式可采用液体传动、电力传动和机械传动三种方式。
液体传动
液体传动分为两类：一类是液压式，主要是由泵和马达组成或者由阀和泵组成的变速传动装置，适用于中小功率传动。另一类为液力式，采用液力耦合器或液力矩进行变速传动，适用于大功率（几百至几千千瓦）。液体传动的主要特点是：调速范围大，可吸收冲击和防止过载，传动效率较高，寿命长，易于实现自动化：制造精度要求高，价格较贵，输出特性为恒转矩，滑动率较大，运转时容易发生漏油。
勿庸置疑，CVT变速器的技术含量和制造难度都要比MT变速器高，与AT变速器相仿，由于金属带式CVT的结构简单，所含的零件数量比AT变速器少40％左右，整车的质量因而也有所减轻。
5、驾驶平顺性
由于CVT的速比变化是连续不断的，所以汽车的加速或减速过程非常平缓，而且驾驶非常简单、安全。从而使用户获得全方位的“行驶乐趣”。
Ling cone CVT mechanical structure design
NAME: Tu Yu
TEACHER:Nie Songhui
Abstract:The mechanical variable speed drives is a general purpose gearing which can accommodate the variable requirements of the process planning, mechanization of the schedule drawing ,the development of automation and the improvement of the mechanical working capabilities. The article briefly introduce the basic structure, the way of design and calculation, material and lubricate of the pyramid type variable speed drives, and taking them as the theory basis of the design of mechanical variable speed drives.
§3.1菱锥与主动轮结构尺寸的计算20
§3.2传动件有关尺寸计算20
§3.3传动件有关尺寸的校核21
§3.4加压装置有关尺寸的计算：22
§3.5输入、输出轴的结构设计：24
§3.6输入、输出轴上轴承的选用25
第四章主要零件的校核26
§4.1输出、输入轴的校核26
§4.2轴承的校核28
总结28
致谢30
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：机械无级变速器摩擦式菱锥锥轮式
目录
第一章绪论4
§1.1机械无级变速器的发展概况4
§1.2机械无级变速器的特点4
§1.3机械无级变速器的研究现状8
§1.4课题的研究内容和要求10
第二章菱锥式无级变速器工作原理13
§2.1无级变速器的Байду номын сангаас作原理13
§2.2菱锥无级变速器的结构特点15
§2.3菱锥无级变速器的变速原理16
第三章菱锥无级变速器部分零件的设计与计算20
The variable speed drives has good structure and properties, and it can use as batch production. The most specialties: 1 wide range of variable speed;2 the constant output power; 3 it can rotate positively and versedly; 4 stable accuracy of speed; 5 high output power; 6 long life; 7 simply and precise control of speed; 8 easy maintain.
This design uses the pyramid wheel as the middle transmission component, by changing its’ working radius to realize the continuous change of the output axis. This article analyzes the working theory and the working forces of the drive wheel, pyramid wheel and outer ring during the transmission process. It also deduces the practical calculation formula of the pyramid wheel type variable speed drives, it also goes on the material calculation aim at the selection parameter. It protracts the assemble-drawing of the pyramid wheel type variable speed drives and the accessory-drawing of the mostly drive component. So it can express more clearly of the structure and process planning of the variable speed drives. 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.