菱錐式無級變速器結構設計-資料下載頁

【導讀】依靠摩擦力來實現的。在本設計中，中間傳動元件是菱形的錐輪。在傳遞運動時，菱錐式無。軸的輸出扭矩和轉速可以任意變化。器的工藝和結構等方面的要求表現的更為清楚。以，只要摩擦力足夠大既可以避免打滑現象的產生。但是，如果傳動的過程中存在震動、沖擊和過載情況，則會導致。因此在使用菱錐式無級變速器的場合應該盡量避免上。大范圍的無級變速。因此，菱錐式無級變速器在實際生產中具有很強的實。完全可以在對傳動比要求不是非常準確，卻又需要能進行無級變。速的場合起到重要作用。

　　

【正文】 緊力。但是，所需的壓緊力比較小。而加壓裝置的槽升角卻比較大（一般情況下輸哈爾濱理工大學學士學位論文 20 入側的槽升角為 ?251?? ， 輸出測得槽升角為 ?152?? ），這樣可以提供足夠大的壓緊力并且會有較大的過盈量。從而提高了抗沖擊能力。 ，因此，菱錐式無級變速器可以做正反轉使用。目前，在國外生產的功率在 KW10 以下的中小型菱錐式無級變速器一般是與電機直接連接的。采用飛濺的方式進行油潤滑。而對于功率 在 KW10 以上的大型菱錐式無級變速器則采用風冷，同時，也會強迫油泵進行潤滑。在油泵的排油端一般會安裝靈敏度較高的流量開關，如果發現油泵的排油量降低時，它會控制電機立即停止工作。在需要大啟動轉矩或者是有沖擊的情況下，為了較小沖擊，一般會在電機和菱錐式無級變速器之間安裝磁粉離合器。 主要零件的材料精度 菱錐式無級變速器的從動輪和支架可以使用球墨鑄鐵制成，但是，端蓋和殼體則需要用高級鑄鐵制成。他們都需要在進行完粗加工后進行熱處理，一般情況下是退火處理。 這是 為了防止零部件因為時 間或者是溫度變化的原因引起精度下降。對于無級變速器的 的一些主要零件，例如 菱錐、外環、加壓盤、主動輪。需要這些零件的表面硬度為 HRC61~64 之間。因此，這些零件通常是采用經過真空脫氧處理的高級軸承鋼制成。通常為了保證各個工作面之間能有一定的硬度差，我們會把菱錐的應做的比主動輪和外環稍微高一點。對于組成菱錐式無級變速器各個 零部件制造 的 精度。通常，傳動元件的精度為 1~2 級，在同一臺變速器內的一組菱錐（通常是3~8 個）的相互直徑誤差和運動精度保持在 3mm 以內既滿足要求。菱錐的表面光潔度至少應該 小于 。 機 械特性 因為菱錐式無級變速器的輸出側加壓裝置的有效工作直徑 2pd 較大，并且加壓裝置與菱錐和外環均為內接觸，所以，菱錐式無級變速器既能應用于恒功率傳動的場合，又能滿足 大扭矩低轉速傳動要求的場合。菱錐式無級變速器的典型輸出特性曲線如 圖 25 所示。 哈爾濱理工大學學士學位論文 21 圖 25 功率扭矩特性圖 即使對于同一臺菱錐式無級變速器而言，如果選取的輸出轉速范圍不同，則與其對應的扭矩和傳動功率也會不同。 本章小結 在本章，我對菱錐式無級變速器的工作原理、結構特點、機械特性以及材料 的選擇和零部件的精度要求有了更加深刻的了解與認識。 哈爾濱理工大學學士學位論文 22 第 3章 菱錐式無級變速器的設計計算 設計要求 ：輸入功率 KWP 41 ? ； 同步轉速 n=1000 min/r ； 調速范圍 12Rb? 。 確定傳動比 根據設計要，已知 12?bR 。 由 查表 可得 ?i 、 min ?i、在動力傳動中 ~?fk 。 選擇電動機 按照設計要求輸入功率 KWP 41 ? 。查表可得： 可以選用 4112 ?MY 鼠籠型三相異步電動機 。則可得輸入轉速為 min/14301 rn ? 。已知?i 、 ?i 。所以可得無級變速器的調速范圍： m in/m in/ 11430m a x1m a xm i n1m i nrinnrinn?????????? (31) 因此，輸出轉速為 m in/ 5 0 2~2 0 92 rn ? 。 確定無級變速器的型號 通過查機械設計手冊 可得，當要求輸入功率 KWP 41 ? 時，為了減小無級變速器的體積，降低加工成本可以選擇 K6 型菱錐式無級變速器。當變速器的型號已 經 確定時，由 手冊 可獲取 無級變速器的外形尺寸 參考 值。 菱錐的相關計算 查表 可得，當無級變速器的型號為 K6 時 菱錐的個數 z 6?z ； 菱錐的工作高度 h mmh 58? ； 主動輪工作直徑 1D mmD 1151 ? ； 哈爾濱理工大學學士學位論文 23 外環工作直徑 2D mmD 2302 ? ； 接觸線長度 b mmb 2? ； 調速首輪操作力矩 M cmkgfM /? ； 菱錐芯軸的傾斜角 ? 一般取定值 ， 即 ?45?? ； 菱錐的母線與水平軸線的交角 ? 一般為 ?7 ，所以先假定 ? 為 ?7 ； 菱錐錐頂半角 ? ?38 ?? ??? 菱錐長度 L in582hs in2L ????? ?? 菱錐最大直徑 maxd mmhd e c58s e cm a x ???? 。? 菱錐最小直徑 mind mmhd o s38s e c582c o ss e cm i n ???? 。?? 菱錐孔的直徑按照心軸直徑或者按照滾針軸承標準選擇。 菱錐母線的有效工作長度 S mmhddSbb 4138t a n)112( 58)112(t a n)1R( )1R(2 s i n m i nm a x ??? ?????? ??? 從動外圈與主動輪的相關計算 主動輪直徑 : mmiRhididhDb1 38c os2)1(c os2m a xm a xm i nm a xm a x1?? ???????? ??? 取 mmD 1151 ? ；（按 K6 型參考值取值） 從動外環直徑 : mmiR Rdi dDDbb 1 38c o s12582c o sh2m a xm i nm a xm a x12 ?? ??????? ?? 取 mmD 2302 ? ；（按 K6 型參考值取值） 哈爾濱理工大學學士學位論文 24 菱錐中心圓直徑 D3的相關計算 圖 31 菱錐安裝尺寸圖 由于 3D 在調速過程中是變動的如圖 31 所示 。因此，當 菱錐與主動輪的接觸點從 a 到菱錐的最大直徑 Md 時，菱錐的中心圓直徑 3D 不斷變化 ，假設 從 a 到 Md 的軸向距離為 xc ，則可得到菱錐中心圓直徑 3D 的一般表達式 ： ??? c o s22s i nc o s222D 113 Mx dcDbcbaD ??????? (32) 當輸出轉速 2n 最小時 有 : hRRiRiDbbb]c o sc o s2s i n)1( s i n)2c o s1(2c o s2[m a xm a xm i n3 ??? ??? ?????? (33) 則可得 m in3 ? 。 而根據幾何關系可得 ： hRRiRRDbbbb ]c o sc o s2s i n)1( s i n)2c o s1(2c o s2[m a xm a x3 ??? ??? ???? (34) 所以的 mm180D m ax3 ? 。 哈爾濱理工大學學士學位論文 25 菱錐間隙的計算 利用幾何關系可以求得菱錐間隙 ? 的通用計算公式，菱錐間隙 ? 的通用計算公式為： zzhD ???? s ins inc s cs e c 223 ）（ ???? (36) 利用此公式可以求得 ： ax ?? ， mm4min ?? 。 調速操縱機構的相關計算 圖 32 變速位置示意圖 由圖 32 觀察 不難 發現 菱錐水平平移量 iS ,菱錐沿芯軸方向的平移量?S 和菱錐在與水平方向成 ? 方向上的平移量 S 之間存在以下關系： ??? ? s ins ins in SiSS ?? (37) 則公式變形后可的 ： mmhR osRSSbbi in)1( c1s ins in ???? ???? ）（ 菱錐支架上兩個凸起邊緣間的距離為 ?H ， 由上圖可 以得出 ： mmChR RCSLHbb a ns i n)1( s i n1s i n22 ???????? ））（（ ?? ???? 哈爾濱理工大學學士學位論文 26 加壓裝置的相關計算 輸入側加壓裝置的計算 鼓形滾子中心直徑 ： mmDd p 8 0 . 5~69)~( 11 ?? 取整數 得 mmdp 801 ? ； 鼓形滾子直徑 ： mmDd q 9 . 21~)101~61( 11 ?? 取 整數得 mmdq 121 ? ； 鼓形滾子個數 61?z ； 摩擦輪組的摩擦系數 f 一般在 ~ 這個范圍內，這里可取?f ； 槽傾角 ： ?? )7s i 1 1 r c t a n (s i na r c t a n111 ??? ??? ）（ ??pf dkfD 實際取 ?251?? 。 輸出側加壓裝置的計算 鋼球的中心圓直徑為 8 7 . 5 m m2~2 5 3)~( 22 ?? Dd p ，則 取整數可得 mmdp 2602 ? ； 鋼球直徑 mmDdq ~~151 22 ??。 所以取 mmdq 122 ? 。 鋼球滾子個數 62?z ； 摩擦輪組的摩擦系數 f 一般在 ~ 這個范圍內，這里可取?f ； 槽升角 ： ?? )7s i n2 6 2 3 r c t a n (s i na r c t a n221 ??? ??? ）（ ??pf dkfD 實際取 ?152?? 。 哈爾濱理工大學學士學位論文 27 運動參數校核 m i n/2 0 9m i n/1 7 3m i n/ 7 21 4 3 3 0 1 51m a x12 m i n21m i n2 rrrndD dDn ???????? 滿足要求 ； mi n/ 5 0 2mi n/2 9 5 6mi n/ 9 5 61 4 3 3 0 1 51m i n12 m a x21m a x2 rrrndD dDn ???????? 滿足要求 ； 732 95 6m in1 m a x2 ???? nnR b 滿足要求； 4 3 02 9 5 6m a x ???i 滿足要求； 4 3 01 7 3m in ???i 滿足要求 。 菱錐的轉速 gn m in/9 3 6 1 4 5 0115m i n11m a x rd nDn g ???? m in/2 2 6 1 4 5 0115m a x11m i n rd nDn g ???? 接觸強度校核 軸承鋼的力學性能是 ： 供貨態硬度 : ； 抗拉強度MPab :? ； 屈服強度 MPas :? ； 斷后伸長率 (%): % ； 抗彎強度 :m a x? ；在額 定功率時，接觸應力 j? 一般不超過2/16000 cmkgf 。 i n1 m a x21m a x21 ????? Dd dDi ； 3 1 52m a x1 m in21m in21 ????? Dd dDi 哈爾濱理工大學學士學位論文 28 mmDDi he 115 58112m i n1m a x21?????? ； mmDDi he 46115 58112m a x1m i n21?????? ； mmiiRRhebb 1258m a x21m a xm a x2????? ； mmiiRRhebb 1258m i n21m a xm i n2????? ； o s21 1m in1m a x1 ??? Dek d ?； o s21 1m a x1m in1 ??? Dek d ?； o s21 2m in2m a x2 ??? Dek d ?； o s21 2m a x2m in2 ??? Dek d ?； Nihz f niRPkQ bf o c o s)(97400m a x1m a x11?????????????）（? NRhz f niRPkQbbf127c o 7 4 0 0c o s)(9 7 4 0 02m a x12??????????????）（?? ? 為變速器傳動效率 ， 一般為 80%； 哈爾濱理工大學學士學位論文 29 ][/ 884 2111 jdj cmk gfkb EQ ?? ??? ][/ 5 3 2222 jdj cmk g fkb EQ ?? ??? 26 / cmkgfE ?? ；所以得主動側接觸應力和從動側接觸應力均滿足接觸疲勞強度的要求。 輸入軸與輸出軸設計 輸入軸的計算 輸入功率 KWP 4? 。輸入轉速 min/14301 r