機械畢業設計-鋼球錐輪式無級變速器的設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 n 0 . 5 s in 1 8 . 4 5 1 3 8 . 7 2oCR D l ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?mm 定 出 A、 B、 C三點，采用做圖畫做出弧形槽，槽寬 10mm。 、輸出軸的 計算與設計 本方案為無級變速器，機械傳動平穩，彎曲振動小。故選用 45 號鋼作為軸的材料，調質 220～ 250HBS， 116 4 0 , 2 7 5 , 1 5 5B M P a M P a M P a? ? ???? ? ?，一下為從動軸的 計算與設計 。 （ 1）最小軸徑的確定 初步計算按軸的最小軸徑公式估算，取 m in 2 2 0 .3 5 4 0d m m m m??，于是得： 3m i n 0 4 . 51 1 2 2 9 . 3 5 2250Nd A m mn ?? ? ? ? 輸出軸的最小直徑為與錐輪 連接處（圖 21）。考慮到此處錐輪于軸是過渡配合，且錐輪工作 直徑為 155mm，為保證錐輪 與 軸 配合有良好的對中性 ，采用錐輪標準的推薦直徑為 40mm。 （ 2）軸的結構設計 1）擬定軸上零件的裝配方案 本方案如圖 21 所示的裝配的方案。 2）根據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 I 軸段安裝錐輪及加壓盤保持架，保證與軸配合的 轂 孔長度，取 40Id mm? ，62IL? mm。 II 段軸安裝加壓盤一側和軸承，加壓盤用花鍵 移動實現對錐輪的加壓，取花鍵 6 4 6 7 5 0 1 1 1 0f a d? ? ? ? GB/T114487， 軸承同時受到徑向力與軸向力作用，初步選用滾動軸承外加退刀槽，取 50IId mm? ， 25IIL mm? 。 III 軸段對軸 II 與軸 IV上的軸承內圈起定位作用，取 6 0 , 2 4III IIId m m L m m??。 IV 軸段作為軸承座安裝滾動軸承，受軸向力大用角接觸球軸承，取 5 5 , 1 7IV IVd m m L m m??。 V 軸段根 據軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑劑 的要求，采用迷宮式密封，根據標準取 5 0 , 3 0VVd m m L m m??。軸VI 段安裝 V帶輪采用推薦直徑 4 5 , 5 0V I V Id m m L m m??。 至此，已初步確定了軸的各段直 13 徑和長度。 V 帶輪和迷宮式密封與軸的周向定位均采用平鍵連接。按各段軸徑查得平鍵截面 V： 14 9bh? ? ? ， 40l? ,VI: 16 10bh? ? ? ， 25l? .為保證 V 帶輪與軸配合有良好的對中性，故選擇 V 帶輪輪轂與軸的配合為 76Hn；同樣，密封擋圈與軸的配合為 76Hk。滾動軸承與軸定位是由過渡配合來保證的，軸承段的直徑尺寸公差為 2 45o? 。 31 輸出軸 3）由于主、從動錐輪一致，軸上零件布置也相同。同 時主動輪的最小軸徑估算為m in 2 2 0 .3 5 4 0d m m m m??。為了節省工藝及成本 ，主、從動軸設計成同種軸。 、輸出軸上軸承的選擇與計算 軸承為標準件，只需挑選合適的參數的軸承即可， 主、 從動軸軸 II 段由于軸承到徑向力與周向力的作用，所以選用深溝球軸承 6010 GB/T27691。從動軸 IV段為限制軸（外殼）的向右的軸向移動選用角接觸球軸承 7011 GB/T29294， 兩軸承的基本額定動載荷均大于 10KN， 所以角接觸軸承采用正裝可滿足要求。 深溝球軸承 6010 GB/T 27694 軸承 代號 基本尺寸（ mm） 安裝尺寸（ mm） 基本額定動載荷 rC 基本額定靜載荷orC 極限轉速 (r/min) 原軸承 14 d D B r min d min D max r max （ KN） 脂潤滑 油潤滑 代號 6010 50 90 16 1 56 74 1 7000 9000 110 角接觸球軸承 7011C GB/T 29294 軸承代號 基本尺寸（ mm） 安裝尺寸（ mm） 70000AC 25oa? 極限轉速 (r/min) 原軸承代號 d D B r min d min D r a (mm) 基本額定 脂潤滑 油潤滑 max 動載荷 靜載荷 rC 0rC (KN) 7011C 55 9018 62 83 1 6000 8000 36111 、輸出軸上端蓋的 計算與設計 15 根據功能需要選擇透蓋，按 Q/ZB10073 規定 ,選用氈封油圈時，其氈圈尺寸：在軸徑 50mm 時，氈圈外徑 D較 1b 1d 大 1mm,厚度 B 較 1b 大 1mm；軸徑 50～ 240mm 時，氈圈外徑 D較 1d 大 2mm,厚度 B較 1b 大 2mm。 的 計算與設計 調速操縱機構的作用 ：根據工作要求以手動或自動控 制方式，改變滾動體 (或脈動無 級變速器的桿件 )間 的尺 寸 比例關系，來實現無級調速。同時通過速度表 表 盤上的指針直接指出 任一調速位 置時的輸出速度 (或傳動比 )。 根據變速器 中 傳動機構和滾動體形狀的不同，對應的調速機構也不同，但基本原理都是將其個某一個滾動 體 沿另一個 (或幾個 )滾 動體母線移 動 的方式來進行調速。 一 般 滾動體均是以 直 線或圓弧為母線的旋轉體；因此，調速 時 使滾動體沿另一滾動體 表面 作相對運動的方式，只有直線移動和旋轉 (擺動 )兩種力式 。這樣可將調速機構分為下列兩大 類 ： 1．通過使滾動體移 動 來改變工作半徑的。主要用于兩滾動體的切線均為 直 線的情況，且兩輪的回轉軸線平行或梢交，移動的方向是兩輪的接觸線方向。 2． 通過使滾 動體的軸線偏轉來改變 工作 半徑的。主要用于兩 滾動體之一的母線為圓弧的情況。 鋼球外錐輪式無級變速器是采用 第二種調速類型，通過渦輪 凸輪組合機構，經渦 16 輪轉動再經槽凸輪而使鋼球心軸繞其圓心轉動，以實現鋼球主、從動側工作半徑的改變。 調速渦輪在設計上應保證避免與其它零件發生干涉，同時采用單頭蝸桿，以增加自鎖性，避免自動變 速而失穩。 根據整體設計，蝸桿傳動的基本尺寸及參數匹配如下： 蝸桿的基本尺寸 （ GB 1008588） 模數 m mm 軸向齒距 xp mm 分度圓直徑 1d mm 頭數 1z 直徑系數 q mm 齒頂圓直徑1nd mm 齒根圓直徑1fd mm 21md值 21md 3mm 分度圓柱導程角 r 8 80 1 96 5120 39。54238o 渦輪、蝸桿參數的匹配（ GB 1008588） 中 心距 a mm 傳動比 i 模數 m (mm) 蝸桿分度圓直徑 1d (mm) 蝸桿頭數 1z 渦輪齒數 2z 渦輪變位系數 2x 200 41 8 80 1 41 傳動鋼球小軸擺角 ? 與手輪轉角 ? 的關系為： 221 1 1 1 32 2 2 21a r c s in s in c o s ( s in c o sz z z za b R e a b Rl z z z z? ? ? ? ???????? ? ? ? ? ? ????????? 在制造 時 ，蝸輪 上 的 z條槽要保證其圓 周不等分性不超過 39。2 。否則會造成鋼球轉速不一，引起 磨 損、嗓聲 過大及溫升過高等現 象。支承軸與曲線槽 的側隙約為 左右，過大會在開車時 引起沖擊現象，易導致鋼球支承軸 彎曲甚至折斷。 級 變速器的裝配 17 1）所有零件應徹底清洗并用壓縮空氣吹凈或擦干。 2）各軸承及鍵槽在安裝前，應涂以齒輪油或機械油。 3）裝入軸承前時，應使用銅棒在軸承四周均勻敲入，避免用手錘直接敲擊軸承，以防止損傷軸承。也可將軸承在機械油中加熱到 60100℃后裝入。 4）殼體上的螺孔和軸承孔，在安裝軸承端蓋時，應涂以密封膠以防漏油。 5）各緊固螺栓應按規定鎖止方法進行鎖止。 1） 錐輪 端面與 渦輪 之間的間隙，一般應為 。 2）軸的軸向間隙一般為 ，可在軸承蓋內增減墊片進行調整。 3）檢查 蝸桿傳動的嚙合與調速 情況，各檔 渦輪應具備良好的自鎖性 。齒的嚙合痕跡應大于全齒工作面積的三分之一。 4 主要零件的校核 本章主要是根據傳動要求對無級變速器 做一個整體的校核。鋼球的強度校核在設計 18 過程中已經 符合要求，變速器的承載能力主要受加壓裝置及鋼球與主、從動錐輪之間的接觸強度的限制 ，在