鋼球錐輪式無級變速器設計講解

1、1 引言1.1 機械無級變速的發(fā)展概況機械無級變速器最初是在 19 世紀 90年代出現(xiàn)的，至 20世紀 30 年代以后才開始發(fā) 展，但當時由于受材質與工藝方面的條件限制，進展緩慢。直到20世紀 50 年代，尤其是 70 年代以后，一方面隨著先進的冶煉和熱處理技術，精密加工和數(shù)控機床以及牽引傳 動理論與油品的出現(xiàn)和發(fā)展，解決了研制和生產無級變速器的限制因素；另一方面，隨 著生產工藝流程實現(xiàn)機械化、自動化以及機械要改進工作性能，都需要大量采用無級變 速器。因此在這種形式下，機械無級變速器獲得迅速和廣泛的發(fā)展。主要研制和生產的 國家有美國、日本、德國、意大利和俄國等。產品有摩擦式、鏈式、帶式和脈動式

2、四大 類約三十多種結構形式。國內無級變速器是在 20世紀 60 年代前后起步的，當時主要是作為專業(yè)機械配套零 部件，由于專業(yè)機械廠進行仿制和生產，例如用于紡織機械的齒鏈式，化工機械的多盤 式以及切削機床的 Kopp型無級變速器等， 但品種規(guī)格不多， 產量不大， 年產量僅數(shù)千臺。 直到 80 年代中期以后，隨著國外先進設備的大量引進，工業(yè)生產現(xiàn)代化及自動流水線的 迅速發(fā)展，對各種類型機械無級變速器的需求大幅度增加，專業(yè)廠才開始建立并進行規(guī) ?；a，一些高等院校也開展了該領域的研究工作。經(jīng)過十幾年的發(fā)展，國外現(xiàn)有的 幾種主要類型結構的無級變速器，在國內皆有相應的專業(yè)生產廠及系列產品，年產量約 1

3、0 萬臺左右，初步滿足了生產發(fā)展的需要。與此同時，無級變速器專業(yè)協(xié)會、行業(yè)協(xié)會 及情報網(wǎng)等組織相繼建立。 定期出版網(wǎng)訊及召開學術信息會議進行交流。 自 90 年代以來， 我國先后制定的機械行業(yè)標準共 14個： 1.JB/T 5984-92 寬 V帶無級變速裝置基本參 數(shù)、 2.JB/T 6950-93 行星錐盤無級變速器、 3.JB/T 6951-93 三相并聯(lián)連桿 脈動無級變速、 4.JB/T 6952-93 齒鏈式無級變速器、 5.JB/T 7010-93 環(huán)錐 行星無級變速器 、6.JB/T 7254-94 無級變速擺線針輪減速機 、7.JB/T 7346-94 機 械無級變速器試驗方法

4、、 8.JB/T 7515-94 四相并列連桿脈動無級變速器、 9.JB/T 7668-95 多盤式無級變速器、 10.JB/T 7683-95 機械無級變速器 分類及型號 編制方法、 11.JB/T 7686-95 錐盤環(huán)盤式無級變速器、 12.JB/T 50150-1999 行 星錐盤無級變速器質量分等、 13.JB/T 53083-1999 三相并聯(lián)連桿脈動無級變速器 質量分等、 14.JB/T 50020- 無級變速擺線針輪減速機產品質量分等 （報 批稿）?，F(xiàn)在，機械無級變速器從研制、生產、組織管理到情報網(wǎng)信息各方面已組成一較完 整的體系，發(fā)展成為機械領域中一個新型行業(yè)。1.2 機械無

5、極變速器的特征和應用機械無級變速傳動幾乎都是依靠摩擦力或油膜拉曳力來傳遞動力的 （PIV 型及 FMB 型滑片鏈式變速器有部分“嚙合”因素，脈動式無級變速器酌的單向超越離合器也是依 靠摩擦來傳動的 ） ，由于大多是在充分潤滑的條件下，用高硬度、高光潔度的擦傳動副 來傳動，因此摩擦系數(shù)僅為 0.02 0.06 ，施加在摩擦副間的法向壓緊力 Q高達其所傳遞 的有效圓周力的 2075倍，因而限制了其傳動功率，傳遞的功率最高為 110KW（R6=6 的 擺銷錠式變速器 ） 、150KW多（ 盤式） ；而且出于對材質、工藝；潤滑油的品質均提出了較 高的要求，所以直到本世紀五十年代才得到迅速發(fā)展，日前世界

6、上一些國家已對多種性 能良好的機械無級變速器進行了系列化的生產，作為通用部件供應，我國也對部分品種 進行了系列生產，這對發(fā)展國民經(jīng)濟是頗為有益的。機械無級變速器且有結構簡單、價 廉、傳動效率高 （ 有的高達 95 ） 、通用件強、傳動比穩(wěn)定性好 （ 有的誤差小于 0.5%） 、 工作可靠、維修方便等優(yōu)點，特別是某些機械無級變速器可以在很大的變速范圍內具有 恒功率的機械特性；這是電氣和液壓無級變速所難以達到的。不少機械無級變速器還有 振動?。ㄈ穹∮?315 微米） 和噪音低的特點。但其缺點是存在滑動、承受過載和沖 擊的能力差。對于脈動無級變速器由于有往復運動構件和超越離合器，以及輸出速度的

7、脈動性，限制了它只適用于小功率，低速和運動平穩(wěn)要求不高的場合。帶，鏈式無級變 速器，便于實現(xiàn)轉速隨負載而變化的自動無級調速，有利于節(jié)約能量，很有發(fā)展前途。 由于機械無級變速器的傳遞功率較小，為擴大其功率范圍，常將其與大功率定傳動比 系統(tǒng)以差動行星齒輪機構相聯(lián)；這樣使大部分功率由定傳動比系統(tǒng)傳遞，而少量功率流 過機械無級變速器，經(jīng)差動合成后，既進行了變速又傳遞了大的功率，這時無級變速器 是作為控制傳動用的。作為機械無極變速器本體來講，要擴大其傳動功率，則必需采取 多接觸區(qū)分匯流傳動型式、接觸區(qū)綜合曲率小 （曲率半徑大 ） 的結構。并通過選擇適當?shù)?潤滑油（有添加劑的 ） 、表內幾何形狀、滾功體尺

8、寸等以建立起油膜進行傳動。機械無級變速傳動具有結構簡單、操縱方便、傳動效率較高、恒功率特性高、噪 聲低等優(yōu)點，因此，能適應變工況工作、簡化傳動方案，節(jié)約能源和減少環(huán)境污染等要 求，在工業(yè)界受到越來越多的重視和采用。目前已較多地應用于車輛、拖拉機和工程機 械、船舶、機床、輕紡化工業(yè)機器、起重機械和試驗設備中。1.3 國內機械無極變速器的研究現(xiàn)狀國內機械無級變速器于 20世紀 6O年代前后起步，到 80 年代中期，隨著國外先進 設備的大量引進，工業(yè)生產現(xiàn)代化及自動流水線的迅速發(fā)展，對各種類型機械無級變速 器的需求大幅度增加，專業(yè)廠開始建立并進行規(guī)?；a，一些高等院校也開展了該領 域的研究工作?，F(xiàn)

9、在，國內機械無級變速器行業(yè)從研制、生產到情報信息各方面都已組 成一個較完整的體系，發(fā)展為機械領域中一個新興行業(yè)。目前，國內生產的機械無級變速器大都是仿制國外產品，主要系列產品類型有：1）摩擦式無級變速器，包括行星錐盤式 （DISCO型）、行星環(huán)錐式 （RX型） 、錐盤環(huán) 盤式（干式、濕式 ）和多盤式（Beier 型）等。2）齒鏈式無級變速器，包括滑片鏈式、滾柱鏈式、鏈式卷繞式。3）帶式無級變速器，包括普通 V 帶式和寬 V 帶式。4）脈動式無級變速器，包括三相并列連桿式 （GUSA型）與四相并開連桿式 （Zero Max 型）。其中行星錐盤式無級變速器通用性較強，結構和工藝較簡單，工作可靠，綜

10、合性 能優(yōu)良，尤其是能適應各種生產流水線需要，故應用最廣，產量最大，其年產量占機械 無級變速器總產量的 5O 96 以上。大部分無級變速器產品的輸入功率為 01875kW， 少數(shù)類型可以達到 223O kW。通過前一階段的實踐，并掌握了現(xiàn)有技術之后，近年來國內機械無級變速器的研 制生產出現(xiàn)了新的發(fā)展趨向，主要是：1）對原有產品的創(chuàng)新改進。 在原來行星錐盤式無級變速器的基礎上， 創(chuàng)新開發(fā)“恒 功率行星摩擦式無級變速器”及“無物理心軸行星輪無級變速器”，后者的變速比由原 來的 56 增大到 2O或更大，輸出轉矩也高了一倍以上，而且其他性能指標優(yōu)良，目前 已有系列產品。2）研制開發(fā)汽車用元級變速器。

11、汽車用無級變速器屬高新技術產品，目前國內已 開發(fā)出金屬帶式無級變速器，正準備進行產業(yè)化生產；其中靠進口的關鍵零件“金屬鋼 帶”也將自行生產。另外，新型的車用無級變速器及復合帶也在探討之中。3）創(chuàng)新研制新型 （車用和通用 ）無級變速器。近年來不斷提出創(chuàng)新型無級變速器， 這些無級變速器的特點主要是： 不用摩擦式變速傳動而多半以連桿脈動式無級變速 器傳動為主或采取鏈式傳動； 實現(xiàn)大功率、恒功率或者高速； 結構簡單緊湊，并 獲得優(yōu)良的性能。其中有些方案已經(jīng)過多年的研究試驗，可能在不久的將來即有成果。上述情況說明，國內無級變速器的研制生產已由過去的仿造階段進入創(chuàng)新階段， 由小功率往大功率、一般技術向高新

12、技術發(fā)展，今后有可能出現(xiàn)一些性能優(yōu)良的新一代 機械無級變速器。1.4 畢業(yè)論文設計內容和要求設計內容：要求根據(jù)導師提供的數(shù)據(jù) （N1=4.5KW，Rb =6，n p =1500rpa）比較和選擇合適的方案；完成鋼球錐輪式無級變速器的結構計算與設計；對關鍵部件進行強度和壽命校核;運用 Pro/e 完成該無級變速的建模，裝配圖設計要求：變速范圍 250rpa 1500rpa; 變速器尺寸要盡可能小，輕便；結構設計 時應使制造成本盡可能低；外觀勻稱，美觀；調速要靈活，調速過程中不能出現(xiàn)卡死現(xiàn) 象，能實現(xiàn)動態(tài)無級調速；關鍵部件滿足強度和壽命要求；畫零件圖和裝配圖。2 總體方案的選擇鋼球錐輪無級變速多種

13、多樣，在此，我只選擇了兩種方案供參考，作比較，選出理 想方案。該兩種方案分別是鋼球外錐式 （ Kopp-B型）無級變速器和鋼球內錐式無級變速， 分別描述如下。2.1 鋼球外錐（ Kopp-B 型）無級變速器Koop-B 型變速器的皺構如圖 2-1 所示。動力由軸 1輸入，通過自動加壓裝置 2，帶 動主動輪 3同速轉動，經(jīng)一組 （38個）鋼球 4利用摩擦力驅動外環(huán) 7和從動錐輪 9；再 經(jīng)錐輪輪 9、自動加壓裝置 10 驅動輸出軸 11，最后將動力輸出。傳動鋼球的支承軸 8 的兩端嵌裝在殼體兩端蓋 12和 l3 的徑間弧形導槽內，并穿過調速蝸輪 5 的曲線槽；調1 、11-輸入、輸出軸 2 、1

14、0-加壓裝置 3 、9- 主、從錐輪4- 傳動鋼球 5- 調速渦輪 6- 調速蝸桿 7- 外環(huán) 8- 傳動鋼球 12 、 13-端蓋速時，通過蝸桿 6使蝸輪 5轉動。由于曲線槽 （相當于一個控制凸輪 ）的作用，使鋼球軸 心線的傾斜角發(fā)生變化， 導致鋼球與兩錐輪的工作半徑改變， 輸出軸的轉速便得到調節(jié)。 其動力范圍為： Rn =9，Imax=1/Imin ，P11KW， 4% ， 0.80 0.92 ，應用甚廣。從動調速齒輪 5 的端面分布一組曲線槽，曲線槽數(shù)目與鋼球數(shù)相同。曲線槽可用 阿基米德螺旋線，也可用圓弧。當轉動主動齒輪 6 使從動齒輪 5 轉動時，從動齒輪的曲 線槽迫使傳動鋼球軸 8繞

15、鋼球 4的軸心線擺動， 傳動輪 3以及從動輪 9與鋼球 4的接觸 半徑發(fā)生變化，實現(xiàn)無級調速。具體分析如圖 2-2 。鋼球外錐式無級變速器變速如圖 2-3 所示：中間輪為一鋼球，主、從動輪式母線均為直線的錐輪，接觸處為點接觸。主、從動輪的軸線在一直線上，調速時主、從動輪工作半徑不變，而是通過改變中間輪的回轉軸線的傾斜角 籍以改變其兩側的工作半徑來實現(xiàn)變速。2.2 鋼球長錐式（ RC型）無級變速器如圖 2-4 所示，為一種早期生產的環(huán)錐式無級變速器，是利用鋼環(huán)的彈性楔緊作用 自動加壓而無需加壓裝置。由于采用兩軸線平行的長錐替代了兩對分離輪，并且通過移 動鋼環(huán)來進行變速，所以結構特別簡單。但由于長

16、錐的錐度較小，故變速范圍受限制。 RC型變速器屬升、降速型，其機械特性如下圖 2-5 所示。技術參數(shù)為：傳動比 i 21 = n2/n1=20.5, 變速比 Rb= 4, 輸入功率 P1=（0.1 2.2 ） KW，輸入轉速 n1=1500 r/min , 傳動效率 85% 。一般用于機床和紡織機械等。2.3 兩方案的比較與選擇鋼球長錐式 （RC 型） 無級變速器結構很簡單，且使用參數(shù)更符合我們此次設計的要 求，但由于在調速過程中，怎樣使鋼環(huán)移動有很大的難度，需要精密的裝置，如果此裝 置用于制造，成本會大大的提高，顯得不合理。而鋼球外錐式 （Koop-B 型） 無級變速器的結構也比較簡單， 原

17、理清晰，各項參數(shù)也比 較符合設計要求，故選擇此變速器。3 主要零件的計算與設計設計一臺 Koop-B 型無級變速器，輸入功率為 N1=4.5KW， Rb =6， np=1500rpa。選用Y132M-4型電機驅動。 N=7.5KW，n=1400rpa, =0.87。輸入轉速 n1=750rpa。確定傳動件 的主要尺寸參數(shù)。3.1 鋼球與主、從動錐輪的計算與設計（1）選材料：鋼球、錐輪、外環(huán)及加壓盤均勻GCr15,表面硬度 HRC61，摩擦系數(shù)2f=0.04 ，許用接觸應力：傳動件 j=2200025000kgf/cm 2,加壓元件 j=400002500000kgf/cm 2。（ 2）預選有關

18、參數(shù)：錐輪錐頂半角 a=45o，傳動鋼球個數(shù) z=6，加壓鋼球個數(shù) m=8，D1錐輪于鋼球的直徑比 c1=D =1.5,k f =1.25 、=0.8。dq150027502500.3333750（ 3）有關運動參數(shù)計算；傳動比imaximax鋼球支承軸的極限轉角o o 1 a arcctgi max 45 arcctg2 18o 266 （增速范圍）o o 2 a arcctgi min 45 arcctg0.3333 26o341 （減速范圍）（4）計算確定傳動鋼球的直徑 dq :coscosa2c1 cosacos45o2 1.5 cos4500.1907按表 1-2（機械無級變速器）由

19、 cos 0.1907 查得0.9918，代入式得dq368816 kf N1 (2c1 cosa)2jfzn1imin368816 0.9918 1.25 4.5 0.8(2 1.5 cos45o)2(2.2 2.5) 104 1.53 0.04 6 750 7255009.85 11.20按鋼球規(guī)格圓整取 dq 101.6mm錐輪直徑 D1D1 c1dq 1.5 101.6 152.4mm圓整取D1 155mm則D1 155c11 1.52559061 dq 101.6驗算接觸應力368816 3 kf N1 (2c1 cosa)2368816 0.9918 1.25 4.5 0.8(2

20、1.5 cos45o)2j c1dqfzn1imin1.52255906 10.16 30.04 6 750 250750223838.52kgf /cm2在許用接觸應力范圍之內，故可用。(5)計算有關尺寸：鋼球中心圓直徑 D3D3 (c1 cosa)dq (1.5255906 cos45o)10.1622.6842cm鋼球側隙c1 cosa)sin 1dq (1.5255906 cos45o)sin 30o 1 10.161.182cm外環(huán)內徑 DrDr D3 Dq 22.6842 10.16 32.8442cm 外環(huán)軸向截面圓弧半徑 RR (0.7 0.8)dq取 R 7.5cm錐輪工作圓

21、之間的軸向距離 BB dq sina 10.16 sin 45o 7.1842cm3.2 加壓盤的計算與設計加壓裝置采用鋼球 V 形槽式加壓盤，此加壓盤動作靈敏，工藝要求高，承載能力符合要求。(1) 加壓裝置有關參數(shù) 加壓盤作用直徑 dpdp 0.5Dq 7.75cm加壓盤 V 形槽傾角 arctg fD1arctg ( 0.04 15.5o ) 6o271 8 取 6o30dp sina7.75 sin 45o11加壓鋼球按經(jīng)驗公式取 dqy (1 1 )dq、m 8 。經(jīng)驗算接觸強度均不足，故改用qy 6 10 q腰鼓形滾子 8 個，取滾子軸向截面圓弧半徑 r1 8cm ，橫向中間截面半徑

22、 r 0.8cm ?，F(xiàn)驗算其強度：每個加壓滾子上的法向壓緊力 QyzQsin aQymcos503.068kgf曲率系數(shù)1194800kf N1 sinamcoa fn1imin D1194800 1.25 4.5 0.8 sin45o8 cos6o30 0.04 250 15.5r1 r 8 0.8 cosr1 r 8 0.8由表 1-2 按 cos0.8182 查得0.818211 0.786 ，代入式得加壓盤處的最大接觸應j力為 4008 0.78631.1 503.086 ( 1 1)20.8 831980.99kgf /cm2 2838.52kgf /cm2工作應力在許用應力范圍之內

23、。故可以采用3.3 調速齒輪上變速曲線槽的計算與設計調速渦輪槽形曲線及傳動鋼球的尺寸符號如圖 2-2 所示。整個調速過程通常在渦 輪轉角120o 的范圍內完成，大多數(shù)取。槽形曲線可以為阿基米德螺旋線，也可以采用圓弧代替。本方案采用圓弧槽線，變速槽中心線必須通過A、B、C 三個10點，它們的極坐標（以 o 點為極點）分別為：A：iimax2, A 00,RA0.5D3l sin maxB：i1, Bimax2o90o60o,RB1 imax12C：iimin0.3333, C90o,RC 0.5D3 l sin max 0.50.5 226.842 80 sin18.45 o 88.12 mm0

24、.5D3 113.421 mmsin18.45 o 138.72 mm定出 A、B、 C三點，采用做圖畫做出弧形槽，槽寬 10mm。3.4 輸入、輸出軸的計算與設計本方案為無級變速器， 機械傳動平穩(wěn)， 彎曲振動小。故選用 45 號鋼作為軸的材料， 調質 220250HBS， B 640 MPa , 1 275MPa , 1 155MPa ，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 dmin2 20.35mm 40mm ，于是得：輸出軸的最小直徑為與錐輪連接處（圖 2-1 ）。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

25、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 2-1 所示的裝配的方案。2 ）根據(jù)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dI 40mm ，LI 62 mm。 II 段軸安裝加壓盤一側和軸承，加壓盤用花鍵移動實現(xiàn)對錐輪的加壓，取 花鍵 6 46f 7 50a11 d10 GB/T1144-87 ，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 dII 50mm， LII 25mm 。III 軸段對軸 II 與軸 IV 上的軸11承內圈起定位作用，取 dI

26、II 60mm, LIII 24mm 。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 dIV 55mm, LIV 17mm 。V軸段根據(jù)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(jù)標準取dV 50mm, LV 30mm 。軸VI 段安裝 V 帶輪采用推薦直徑 dVI 45mm, LVI 50mm 。至此，已初步確定了軸的各段直 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H7k6截面 V：b h 14 9，l 40,VI: b h 16 10，l 25.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

27、合為 H 7 ；同樣，密封擋圈與軸的配合為 n6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m6.取軸端倒角為2 45o3-1 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 dmin2 20.35mm 40mm 。為了節(jié)省工藝及成本，主、從動軸設計成同種軸。3.5 輸入、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(shù)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/T276-91。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/T292-94 ，

28、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。12深溝球軸承 6010 GB/T 276-94軸承代號基本尺寸（ mm）安裝尺寸（ mm）基本 額定 動載 荷Cr基本 額定 靜載 荷Cor極限轉速（r/min）原 軸 承 代 號dDBr mind minD maxr max（KN）脂潤滑油潤滑601050901615674122.016.270009000110角接觸球軸承 7011C GB/T 292-94軸承代號基本尺寸（ mm）安裝尺寸（ mm）70000AC a 25o極限轉速（r/min）原軸 承代 號dDBr mind minDra(mm)基本額定脂潤

29、 滑油潤 滑max動載 荷靜載 荷CrC0r(KN)7011C5590181.10.66283118.737.230.56000800036111133.6 輸入、輸出軸上端蓋的計算與設計根據(jù)功能需要選擇透蓋，按 Q/ZB100-73 規(guī)定, 選用氈封油圈時，其氈圈尺寸： 在軸徑 50240mm時， 氈圈外徑 D較 d1大 2mm厚, 度 B較b1大 2mm。3.7 調速機構的計算與設計調速操縱機構的作用：根據(jù)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(xiàn)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

30、據(jù)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?jié)L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?jié)L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14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?jié)L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

31、- 凸輪組合機構，經(jīng)渦 輪轉動再經(jīng)槽凸輪而使鋼球心軸繞其圓心轉動， 以實現(xiàn)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(fā)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(wěn)。根據(jù)整體設計，蝸桿傳動的基本尺寸及參數(shù)匹配如下：1 arcsinlasin z1z2b cos z1z2R2 e2 (asin z1z1bcosR3z2蝸桿的基本尺寸 (GB 10085-88)模數(shù)軸向齒距頭數(shù)直徑系齒頂圓齒根圓分度圓分度圓直m2d1值mpx徑 d1z1數(shù)q直徑直徑2柱導程mmmmmmmmdn1df1m d1角 rmmmm3 mm825.133380110.0009660.8

32、5120o 5o423 8 渦輪、蝸桿參數(shù)的匹配( GB 10085-88)中心距 a mm傳動比 i模數(shù) m(mm)蝸桿分度圓直 徑d1 (mm)蝸桿頭數(shù) z1渦輪齒數(shù) z2渦輪變位 系數(shù) x220041880141-0.500傳動鋼球小軸擺角 與手輪轉角 的關系為：在制造時，蝸輪上的 z 條槽要保證其圓周不等分性不超過 2 。否則會造成鋼球轉速0.03mm左不一，引起磨損、嗓聲過大及溫升過高等現(xiàn)象。支承軸與曲線槽的側隙約為 右，過大會在開車時引起沖擊現(xiàn)象，易導致鋼球支承軸彎曲甚至折斷。153.8 無級變速器的裝配1. 變速器的裝配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

33、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 60-100 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(guī)定鎖止方法進行鎖止。2. 變速器在裝配中的調整1 ）錐輪端面與渦輪之間的間隙，一般應為 0.10-0.35mm。2 ）軸的軸向間隙一般為 0.10-0.40mm ，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。164 主要零件的校核本章主要是根

34、據(jù)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 過程中已經(jīng)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 4.2 節(jié)會做出校核，同時在制造與安裝過程中應保證一組鋼球的直 徑的一致性。軸承采用標準件，由于蝸桿是用于調速，其軸承主要起支撐作用，受力時 間短，故在此不進行校核，對軸上軸承進行強度與壽命計算。軸上鍵的連接，迷宮式密 封圈的鍵起固定作用，并不傳遞較大的作用，力故在此不校核，軸段 VI 的鍵為 V 帶輪 傳遞力以及花鍵為加壓盤傳遞主要的載荷。 鍵的主要失效形式是工作表面被壓潰 （平鍵） 或工作表面過渡磨損（動連接），在此方案中花鍵進行靜

35、連接的校核。此處省略 NNNNNNNNNNN字NN，N如需全套設計和圖紙資料請聯(lián)系扣扣九七一九二零 八零零。4.4 軸承的校核輸入、輸出軸采用相同設計，在此只要校核輸出軸的軸承是否滿足工程需要。1） 求兩軸承受到的徑向載荷 Fr1和Fr2將軸系部件受到的空間力系分解為鉛垂面和水平面兩個面力系。其中：Ft1為通過另外加轉矩而平移到指向軸線； Fac 亦應通過另加彎矩而平移到作用于軸線上。有受力 分析可知:17Fr 2vFr1HFr 2HFr1Fr2Fre 67 Fac 2 8886 67 8886 77.5107 107Fre Fr1V 8886 871 8015N67 Fte67 3769 2

36、360N107 te 107Fte Fr1H 3769 2360 1409N871NFr1v2 Fr1H 28712 236022515NFr2v2 Fr 2H280152 140928135N2) 求兩軸承的計算軸向力 Fa1和 Fa2對于 6000C型軸承，按手冊，軸承派生軸向力 Fd eFr ，其中，e為判斷系數(shù) ， 其值由 Fa 得大小來確定，但是現(xiàn)在軸承軸向力 Fa 未知，故先初取 e 0.4，因此可估算C0Fd1Fd20.4Fr1 1006N0.4Fr 2 3254N又得：Fa1Fa2Fa1C0Fa2C0Fae Fd2 8886 3254 12140NFd1 10060.6070.

37、0503查手冊確定 e10.422, e2 0.401,Fa1 12140 N , Fa2 1006N 。3 )求軸承當量動載荷 P1和P2 ，由手冊進行查表或插值計算得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)為：對軸承 1X10.44Y1 1.327對軸承 2X1Y1 0因為軸承運轉中有中等沖擊載荷，按手冊查得，1.2 1.8 ，取 fp 1.5 。則18P1 f p(X1Fr1 Y1Fa1) 5824.3NP2 fp(X2Fr2 Y2Fa2) 2268.93N4) 驗算軸承壽命因為 P1 P2 ，所以按軸承 2 的受力大小來驗算106 C10630500 3Lp( ) ()3 26989.4hp 60n

38、 P260 1500 2268.93綜合上述可得，該設計符合工程要求。4.5 鍵的校核1 ，輸出軸上的鍵 2，加壓盤上的花鍵為鍵 3設定輸入軸與 V 帶輪之間的鍵為GB/T1096-7919矩形花鍵尺寸 GB/T1144-87由前面條件選取的鍵型號規(guī)格如下：鍵 1 ：圓頭普通平鍵（ A 型） b=14mm h=9mm L=40mm鍵 2 ：圓頭普通平鍵（ A 型） b=16mm h=10mm L=25mm鍵 3:矩形花鍵 6-50 46 9受力分析：鍵 1 受到的轉距T1 588.4N鍵 2 受到的轉距 T21402.56 233.76N鍵 3 受到的轉矩 T3588.4N平鍵的材料為鋼，輕微

39、沖擊， F 為 100120Mp，取 F =110 Mp平鍵的校核公式：32T 103kldk=0.5h l=L-b d為軸的直徑）所以：校核第一個鍵：2T 103kld2 588.4 1074.5 2622.35MPa2037校核第二個鍵： F 2Tkld10 2 4.5 26 45 10 953.27MPa 花鍵的材料為鋼，使用和制造情況良好，齒面經(jīng)熱處理， F 為 120200MPa,取F =130MP。a花鍵的校核公式：2T 103zhldm2 588.4 1070.8 6 15 48 134.05MPa鍵的校核達到要求。綜合上述可得，該設計符合工程要求總結這對自己來說，是一個總結，也

40、是一個提醒。因為畢業(yè)論文的完成，既為大學四 年劃上了一個完美的句號， 也為將來的人生之路做好了一個很好的鋪墊。 2009 年 12 月， 我開始了我的畢業(yè)設計工作，時至今日，設計基本完成。從最初的茫然，到慢慢的進入 狀態(tài)，再到對思路逐漸的清晰，整個設計過程難以用語言來表達。通過此次畢業(yè)設計我 不僅把知識融會貫通，而且豐富了大腦，同時在查找資料的過程中也了解了許多課外知 識，開拓了視野，認識了無級變速器在未來應用的發(fā)展，是自己在專業(yè)知識方面和動手 能力方面有了質的飛躍。畢業(yè)的時間一天一天的臨近。回首前面的時光。在沒做畢業(yè)設計之前覺得畢業(yè)設 計只是對這幾年來所學知識的大概總結， 但是真的面對畢業(yè)設計是發(fā)現(xiàn)自己的想法基本 是錯誤的。畢業(yè)