外文翻譯-- 錐--錐型無(wú)級(jí)變速器的研究與運(yùn)用 中文版

錐 -錐型無(wú)級(jí)變速器的研究與運(yùn)用 摘要 牽引驅(qū)動(dòng)無(wú)級(jí)變速具有低噪聲和低振動(dòng)的特點(diǎn)，但大多數(shù)牽引驅(qū)動(dòng)無(wú)級(jí)變速的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，作者之一發(fā)明了一種新型的牽引驅(qū)動(dòng)無(wú)級(jí)變速，這個(gè)新的無(wú)級(jí)變速器 ,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,傳輸效率是相當(dāng)之高。這個(gè)新 CVT叫做錐 錐型無(wú)級(jí)變速 (CTC -無(wú)級(jí)變速 )。本研究的目的旨在 CTC-CVT的實(shí)際使用，在這份報(bào)告中 ,首先審查 CTC-CVT變速的機(jī)制和結(jié)構(gòu)，其次 ,描述了 CTC-CVT的設(shè)計(jì)，最后 ,檢查機(jī)械電力傳輸效率。 關(guān)鍵詞 :機(jī)器元素 ,摩擦學(xué) ,潤(rùn)滑 ,無(wú)級(jí)變速 ,牽引驅(qū)動(dòng) ,效率 一、簡(jiǎn) 介 牽引驅(qū)動(dòng)的機(jī)械功率通過(guò)兩個(gè)轉(zhuǎn)子之間 的 一個(gè)彈流潤(rùn)滑 (EHL)油膜傳輸。牽引油 在 轉(zhuǎn)子之間的干預(yù)形成了油膜時(shí) ,形成 一個(gè)緊迫的剪切力 ,它傳送機(jī)械功率部 分 (牽引力 )的油膜 ， 牽引驅(qū)動(dòng) 有 低振動(dòng)、低噪音的特性 ， 能夠組成一個(gè)連續(xù)變量的傳播 (CVT)。牽引驅(qū)動(dòng)類(lèi)型的無(wú)級(jí)變速 的 各種結(jié)構(gòu)已經(jīng)開(kāi)發(fā)出來(lái)。環(huán)形粒狀 型 CVT1和科普型 CVT2已經(jīng)應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器。 半環(huán)型 CVT 實(shí)際上被用于汽車(chē) 3。電力傳輸效率無(wú)級(jí)變速超過(guò) 92%4。此外 ,軸傳動(dòng)無(wú)級(jí)變速 5和 環(huán)型 CVT6的研究。然而 ,無(wú)級(jí)變速的牽引驅(qū)動(dòng)類(lèi)型有一個(gè)狹窄的減速比范圍 ， 結(jié)構(gòu)是復(fù)雜的。 栗林博士 ,作者之一 ,設(shè)計(jì)了一種無(wú)級(jí)變速，牽引驅(qū)動(dòng)錐型無(wú)級(jí)變速的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、減速比大 7。圖 1顯示的示意圖，設(shè)計(jì)了 CVT的傳動(dòng)部分，圖 2顯示了一個(gè)爆炸輸電的透視圖部分。在這種無(wú)級(jí)變速器中 ,中間滾動(dòng)的元素用于輸入和輸出軸之間，傳輸機(jī)械功率，輸入和輸出軸有一個(gè)凹錐形形式 ,中間滾動(dòng)元素有一個(gè)凸錐形式。因?yàn)殄F 式錐機(jī)械傳遞 ,這個(gè)新的無(wú)級(jí)變速器稱(chēng)為錐-錐型無(wú)級(jí)變速器 (CTC-CVT)。在輸入和輸出軸 ,齒輪軸一端相連如圖 2所示，通過(guò)附加齒輪、 號(hào)碼配件的輸入和輸出，軸和滾動(dòng)元素可以增加，通過(guò)增加配件數(shù)量的輸入和輸出軸滾動(dòng)的元素 ,高轉(zhuǎn)矩得以傳遞。本研究旨在 CTC-CVT 的實(shí)際運(yùn)用，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，部件和電力傳輸效率大約是 90%，首先 ,了解基本的CTC-CVT 特點(diǎn)和一組輸入輸出軸及滾動(dòng)元素，其次是檢查附加在輸入和輸出軸上的齒輪機(jī)構(gòu)，描述了 CTC-CVT 的初步結(jié)構(gòu)和變速機(jī)制，最后 ,提出設(shè)計(jì)了電力傳輸效率的一個(gè)原型。 二、基本結(jié)構(gòu) a、 CTC-CVT的結(jié)構(gòu) 圖 3的示意圖顯示了 CTC-CVT動(dòng)力傳輸?shù)囊徊糠郑@個(gè) CTC-CVT組成由輸入和輸 出軸和一個(gè)中間滾動(dòng)元素組成。輸入和輸出軸有一個(gè)凹錐心形式，中間滾動(dòng)元素有一個(gè)凸錐形式。輸入和輸出軸之間存在一個(gè)偏移量 E，牽引油在凹錐形的軸的凸錐中間滾動(dòng)元素之間的干預(yù) ,形成了油膜壓力，此時(shí)從輸入軸端輸入一個(gè)牽引力，產(chǎn)生壓力油膜 ,輸入軸的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)中間滾動(dòng)元素傳遞到輸出軸，速度變化通過(guò)改變中間滾動(dòng)體的接觸半徑來(lái)改變 ,半徑變化反過(guò)來(lái)影響中間滾動(dòng)體斜錐角度。 b . 變速機(jī)制 CTC-CVT變速可以沿著中間滾動(dòng)體錐角間接平穩(wěn)變化。圖 4顯示的幾何形狀為電力傳輸部分。讓 r1順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，輸入軸的半徑 r2 的共轉(zhuǎn) 半徑在輸入側(cè)凸錐角速度為 1，輸出軸的角速度為 2，然后得到下面的關(guān)系： 1 1 2 2rr （ 1） 讓 r3 凸錐的共轉(zhuǎn)半徑在輸出端 ,輸出的 r4 是順轉(zhuǎn)半徑軸 , 3是輸出軸的角速度 ,然后由下面的關(guān)系得到輸出的一面： 3 2 4 3rr （ 2） 減速比 e是輸入軸與輸出軸比率速度角，聯(lián)立方程（ 1）、（ 2）有以下方程： 1 1 2 2 43 2 3 3 1rre rr g （ 3） 如果順轉(zhuǎn)半徑 r1、 r3，輸入和輸出軸是相等的 ,有下 面的方程： 23e r r （ 4） 如果凸錐是傳動(dòng)體 ,順轉(zhuǎn)半徑 r2和 r3的中間點(diǎn)的滾動(dòng)體接觸分別通過(guò)輸入和輸出軸改變。如圖 5所示 ,減速比為 2.0，如果 r2的長(zhǎng)度是 r3的長(zhǎng)度兩倍，則它是 1.0， r2的長(zhǎng)度等于 r3的長(zhǎng)度 (圖 5(b)，同樣 ,如果減速比是 0.5，則r2的長(zhǎng)度是 r3長(zhǎng)度 的一半 (圖 5(c)，因此 ,當(dāng)順轉(zhuǎn)半徑中間滾動(dòng)元素的變化 ,根據(jù)方程 3和 4可以得到減速比的變化。 三、 CTC-CVT原型設(shè)計(jì) 驗(yàn)證 CTC -無(wú)級(jí)變速的操作和性能，設(shè)計(jì)出 CTC-CVT 的原型。圖 6顯示一個(gè)設(shè)計(jì)的 CTC-CVT的剖視圖。表 1顯示了 CTC-CVT設(shè)計(jì)規(guī)范，在設(shè)計(jì)條件下 ,電動(dòng)機(jī)的額定容量為 15(千瓦 ),使用 1500轉(zhuǎn)速 (rpm)輸入電源，該設(shè)計(jì)旨在研發(fā)出一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)高傳輸效率的設(shè)計(jì)模型，改變的速度 ,傳動(dòng)的機(jī)制中間滾動(dòng)體沿著錐角轉(zhuǎn)動(dòng)手柄使用。圖 7顯示了一個(gè)傳輸機(jī)制示意圖。一個(gè)案例 支持中間滾動(dòng)體 ,連接到一個(gè)滑塊案例，減少相同的凸錐角度。附加的處理是將沿著槽處理傳動(dòng)案例，并能影響速度無(wú)級(jí)變化。牽引驅(qū)動(dòng)所需的壓力由裝運(yùn)凸輪在輸入軸端，根據(jù)輸入轉(zhuǎn)矩，其凸輪裝置加載產(chǎn)生一個(gè)緊迫的力量。 輸入和輸出軸上的軸承 ,雙向軸承及使用滾柱軸承， CTC-CVT的徑向和推力負(fù)荷軸承。這些軸承作為一個(gè)組合 ,可以攜帶這些負(fù)載和造成小軸承的功率損耗。無(wú)級(jí)變速的目的是這樣，雙向軸承負(fù)荷徑向和推力，與滾柱軸承一起攜帶一個(gè)大負(fù)載，考慮軸承之間的距離決定容許的軸承角度和傳輸效率，潤(rùn)滑的 CVT的各個(gè)部 分 ,強(qiáng)制潤(rùn)滑用于無(wú)級(jí)變速潤(rùn)滑液壓?jiǎn)卧?(泵、過(guò)濾器、冷卻器和箱體 ),將這個(gè)無(wú)級(jí)變速單位原型分開(kāi)安裝，再考慮密封設(shè)備的功率損耗。 輸出轉(zhuǎn)矩 2T(Nm) 95.5 減速比 e 0.5-2.0 輸入轉(zhuǎn)矩 11(min )N 1500 輸出轉(zhuǎn)矩 12 (min )N 750-3000 錐角 (deg) 46 接觸半徑 14, (m m)rr 46 損失 (mm)E 13 四、檢查傳輸效率 傳輸效率作為傳輸和試驗(yàn)的性能得到保證是最重要的，牽引驅(qū)動(dòng)的功率損耗型無(wú)級(jí)變速支力軸承 ,包括損失發(fā)生在接觸表面的動(dòng)力傳動(dòng)部分、攪拌牽引油的損失和油封及其他密封設(shè)備的損失。首先采用強(qiáng)制潤(rùn)滑的原型制造 ,由外部噴灑到 CVT牽引油液壓?jiǎn)卧?，因?yàn)槊詫m密封用于密封設(shè)備 ,認(rèn)為沒(méi)有密封裝置的功率損耗，因此人們認(rèn)為牽引油的攪拌沒(méi)有能量損失 ,檢查支力軸承和接觸表面動(dòng)力傳輸部分的損失， a 、軸承 損耗的影響 軸承損失的影響的壓力加載于凸輪、徑向上的滾柱軸承載荷作用于輸入和輸出軸、徑向和推力載荷發(fā)生雙接觸角軸承，由于這些負(fù)載 ,轉(zhuǎn)矩的損失發(fā)生在每個(gè)軸承上，這表示為動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩?fù)p失摩擦力矩 ,動(dòng)態(tài)摩擦力矩也作用在每個(gè)軸承，由下面的表達(dá)方程 : t l vM M M （ 5） Ml是負(fù)載， Mv的速度。 b .旋轉(zhuǎn)的影響 在正常的接觸表面的動(dòng)力傳動(dòng)部分、油膜的相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)發(fā)生在橢圓接觸面積上 ,這個(gè)運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)加熱牽引油 ,增加滑動(dòng) ,減少了剪切力。由于損失自旋是理論上的分析方法約翰遜和特維克使用彈塑性模型 8,考慮油的剪切力減少所附的供暖。 c .動(dòng)力傳輸效率 動(dòng)力傳輸效率 P 可以速度傳輸效率 S 和扭矩傳輸效率 T 表達(dá) : P S T g （ 6） 傳動(dòng)效率代表了實(shí)際轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)與理想的傳輸速度的速度關(guān)系，無(wú)滑移點(diǎn)接觸條件，傳輸速度效率可以找到理論上的滑移率 (蠕變 )的輸入和輸出，蠕變可以被發(fā)現(xiàn)從牽引的蠕變曲線(xiàn)設(shè)置牽引系數(shù)，牽引曲線(xiàn)代表了蠕變和吸引力之間的關(guān)系系數(shù)，牽 引系數(shù)代表的比例為法向力的牽引力 ,作用中間滾動(dòng)體，這是正常的組件的壓力。圖 8顯示了牽引曲線(xiàn) CTC-CVT的設(shè)計(jì)規(guī)范，在表格 1中，牽引油的溫度 60 C，扭矩傳輸效率代表在傳輸轉(zhuǎn)矩點(diǎn)條件下自由滑動(dòng)接觸實(shí)際與理想的傳輸扭矩的關(guān)系。扭矩傳輸效率存在每個(gè)軸承損失和旋轉(zhuǎn)損失。圖 9顯示了計(jì)算動(dòng)力傳輸效率與輸入轉(zhuǎn)矩下降比率為 2.0,1.0和 0.5，動(dòng)力傳輸效率的降低，輸入轉(zhuǎn)矩增加，動(dòng)力傳輸效率也能減少使減速比減少 ,也就是說(shuō) ,輸出速度增加。隨著輸入扭矩的增加，軸承扭矩?fù)p失增加。當(dāng)輸出速度增加 ,在軸承發(fā)生扭矩?fù)p失。此外 ,接觸面 積的表面壓力變得大而增加滑動(dòng)，因此 ,能量損失就大，動(dòng)力傳輸效率是 93%、減速比為