小功率機械無級變速器結構設計

1、小功率機械無級變速器結構設計摘要機械無級變速器是一種調(diào)速傳動裝置,該裝置能適應自動化和機械化發(fā)展需求，并且能改善機械運轉過程的性能指標。本文主要詳細闡述摩擦式機械無級變速器的機械結構、工作原理、設計方案選取、計算方法、潤滑密封及選材等多方面的知識，并由此給出本文中設計的無級變速器的理論的依據(jù)。該裝置的傳動鋼球軸的偏轉設計是用一種加壓裝置來實現(xiàn)推動的，通過改變鋼球的半徑大小來實現(xiàn)鋼球外推式式無級變速器輸出軸的轉速變化。本文通過研究傳動過程中變速裝置的鋼球，主從動輪和外環(huán)的設計原理以及它的受力情況;詳細的計算并推導了該種減速傳動裝置設計的理論公式；并通過設計參數(shù)進行了具體的計算設計。完成了所計算的

2、該種傳動變速速裝置的整體裝配圖和主要傳動零部件的的工程圖，通過這些圖紙更加直觀的將該傳動機構的原理和結構等方面的要求表達得更為清晰準確。這種無級變速器具有非常實用的使用價值同時還有良好的機械結構和性能優(yōu)勢。該種無級變速裝置可以進行大規(guī)模的批量生產(chǎn)。其主要特點是：1.調(diào)速范圍空間大；2.功率穩(wěn)定性強；3.可以完成正反轉和升降轉速等多種模式進行工作;4.傳動平穩(wěn)，抵抗沖擊能力強；5.可以輸出較大的功率；6.使用壽命長；7.工作可靠，維修方便。關鍵詞：鋼球外錐輪式，摩擦式，機械無級變速器SMALL POWER MACHINERY VARIATOR STRUCTURE DESIGNAbstract T

3、he mechanical stepless transmission is a kind of speed regulating transmission device which can meet the needs of automatic and mechanized development, and can improve the performance index of mechanical operation process.This article mainly elaborated the friction type mechanical stepless transmiss

4、ion of mechanical structure, working principle, design scheme selection, calculation method, lubrication, sealing and material aspects of knowledge, and thus given in this article, the design of stepless transmission theory basis.The device of the steel shaft deflection design is to use a pressure d

5、evice to realize the drive, by changing the radius of the size of the steel ball steel ball extrapolation try stepless transmission output shaft speed changes. In this paper, the design principle of the driving wheel and outer ring and its stress are studied by studying the steel ball in the transmi

6、ssion process. The theoretical formula of the design of the deceleration drive device is derived in detail. And the design parameters are calculated.Completed the whole calculation of this kind of variable speed transmission device and the main transmission parts of engineering drawings, assembly dr

7、awings with these drawings more intuitive to the transmission mechanism to meet the requirements of the principle and structure of the expression is more clear and accurate.This kind of stepless transmission has very practical use value and has good mechanical structure and performance advantages. T

8、his kind of stepless variable speed device can be used for mass production.Its main features are:1. The scope of speed regulation is large; 2. Strong power stability; 3. Can complete the work of multiple modes such as positive and negative rotation and lifting speed. 4. Stable transmission and stron

9、g resistance to impact; 5. Can output large power; 6. Long service life; 7. Reliable work and convenient maintenance.Key words: Steel ball outside cone，mechanical stepless transmission，friction第一章 緒論1.1 畢業(yè)設計要求畢業(yè)設計內(nèi)容：通過對比多種設計方案，并從中選擇出合適的設計方案，并對機械無級變速器傳動裝置的機械結構進行分析計算。主要的過程和內(nèi)容：完成機械無級變速器變速傳動裝置的總體設計方案，選取

10、合適的電動機，計算該類型傳動裝置的運動和動力參數(shù)，對關鍵的核心零部件進行強度校核和壽命計算。同時在結構設計時也要考慮制造成本的問題，應使制造成本盡量的小。安裝拆卸方便,外觀要勻稱、美觀，調(diào)速靈活多變，并且不能出現(xiàn)卡死和堵轉等現(xiàn)象發(fā)生，能實現(xiàn)無級動態(tài)的調(diào)速過程；關鍵部件滿足強度和壽命要求。工作量要求：完成1 張整體的裝配圖，2 張傳動的重要零部件工作圖，編寫1份畢業(yè)設計說明書。設計條件：1）輸入功率：P=1.5kW2）輸入轉速：n=1500 r/min3）調(diào)速范圍:800-2500r/min4）工作時間：兩班/8h，壽命：5 年設計內(nèi)容：1）機械無極變速器調(diào)研；2）變速裝置整體的方案確定及結構設

11、計；3）機械無極變速器的參數(shù)確定；4）主要零件的結構設計與計算；5）主要零件的校核。6）整體的機械結構設計，繪制成套的二維設計圖紙及撰寫設計說明書。1.2機械無級變速器的發(fā)展史早在19世紀70年代，機械無級變速器就已經(jīng)開始被提出,但因為當時加工所需材料與制造工藝等因素的條件限制, 機械無級變速器發(fā)展極其的緩慢。直到1970年以后,一方面隨著金屬冶煉技術的日漸成熟和熱處理技術的不斷改進,高檔數(shù)控機床和精密與超精密加工等裝備的出現(xiàn)和發(fā)展,解決了機械無級變速器的研制和生產(chǎn)過程中的限制因素;另一方面,隨著生產(chǎn)制造工藝實現(xiàn)自動機械化，以及在一些十分重要的地方要求提升機械的工作性能,需要大量的廣泛使用無級

12、變速裝置。所以在這種背景下,機械無級變速裝置得到了十分快速和廣泛的發(fā)展。開始時主要研制和生產(chǎn)的國家主要掌握在少數(shù)的發(fā)達國家手里，例如：德國、日本、美國、意大利和俄國等。產(chǎn)品大約有30多種結構型式，但大體上可分為鏈式、摩擦式、脈動式及帶式四種類型。日本人在1987年把使用CVT作為變速傳動裝置的汽車投放入市場得到了廣泛的關注并且獲得成功。之后歐洲也將VDT-CVT型號變速傳動裝置用于排量為1.1-1.6L的小轎車上。隨著科學技術的不斷進步與發(fā)展，節(jié)約能源和環(huán)境保護意識被全球性的能源危機引發(fā)而逐漸的被提高，在積累了第一代的CVT型號變速傳動裝置的經(jīng)驗后，逐步研究開發(fā)了轉矩更大、性能更佳的變速傳動裝

13、置（CVT）。當前，全世界各大知名的汽車公司為了提高公司汽車產(chǎn)品的核心競爭力，都在極力的進行CVT變速傳動裝置的研究開發(fā)工作。目前在TOYOTA、NISSAN、GM和FORD等世界最為著名的汽車品牌中，銷售的轎車都使用了CVT變速傳動裝置，全世界使用CVT作為變速傳動裝置轎車的年產(chǎn)量已達到將近50多萬輛。值得我們格外注意的一件事是，使用CVT作為變速傳動裝置的汽車市場中，由最初的日本、以德國為代表的歐洲等市場，已經(jīng)逐步的滲透到以美國為代表的北美市場以及中國國內(nèi)市場，因此說無級變速汽車是當今汽車行業(yè)發(fā)展的重要趨勢之一。1.3機械無級變速器的研究現(xiàn)狀當前無極變速器已經(jīng)在各類機械行業(yè)中得到了十分廣泛

14、的應用與發(fā)展，無極變速器的變速傳動原理研究也越來越廣泛。為了實現(xiàn)無極變速，以前的機械無極變速器只依靠摩擦的方式進行傳動，由于摩擦傳動方式具有不可消除的缺陷，因此很難實現(xiàn)大功率的傳動變速過程；所以具有摩擦力小且傳動效率高的無極變速裝置的傳動研究已經(jīng)逐步成為當前國內(nèi)外的主要研究方向。隨著科技近幾年來的不斷向前快速發(fā)展、新材料的不斷發(fā)展和改進，以及加工制造技術的日益提高，以CVT作為變速傳動裝置機器正朝著以下幾個方面提高：在結構上，目前CVT的變速傳動裝置在結構基礎上通過應用新型材料使變速器變得更加輕巧緊湊，同時還使結構可靠性在優(yōu)化后得到保障。在性能上，通過對傳動裝置與鋼帶的改進使CVT的變速傳動裝

15、置可以廣泛的應用于大排量的轎車，因為結構及嚙合部位摩擦損失的能量減少，所以CVT的變速傳動裝置在傳動效率方面也會有大幅度的提高。同時CVT的變速傳動裝置與其相對應的發(fā)動機結合也可以得到更多更好的操控性、節(jié)油性和舒適性，CVT和CVVT兩種型號變速傳動裝置配合使用是當前使用的較好的組合形式。近年來通過相關技術的引進-消化-吸收-再創(chuàng)新,機械無級變速器的研制和生產(chǎn)制造在國內(nèi)出現(xiàn)了新的發(fā)展方向。在控制系統(tǒng)上，通過對現(xiàn)有控制系統(tǒng)控制精度的改進，使之完成對傳動速比、離合器與夾緊力等方面的控制。同時對轎車在不同路況下的動力需求也更加貼切，而動力的需求控制是一臺優(yōu)質(zhì)CVT型號變速傳動裝置的前提條件。汽車產(chǎn)業(yè)

16、是我國重要的民族工業(yè)之一，并且我國汽車銷售市場有巨大的發(fā)展空間。使用自行研究開發(fā)生產(chǎn)以CVT作為變速傳動裝置，它的成本基本沒有太大的變化，這一點充分的說明了以CVT作為變速傳動裝置的汽車市場前景十分樂觀。在世界范圍內(nèi)，發(fā)展?jié)摿ψ畲蟮钠囀袌鲈谥袊珻VT的變速傳動裝置技術在各種中小型汽車發(fā)展史上具有十分重要的變革意義。在所有的無級變速傳動裝置中，應用廣泛的無級變速傳動裝置是金屬帶式無級變速器，所以攻克CVT的變速傳動裝置傳動原理和控制方式等關鍵核心的技術，對我國國產(chǎn)轎車的性能改善，并對我國挑戰(zhàn)國外發(fā)達國家在CVT方面的技術具有十分重要的意義。它不僅能能帶來巨大的社會和經(jīng)濟效益，還對我國汽車工業(yè)

17、的繁榮發(fā)展和相關工業(yè)的發(fā)展起到促進作用。1.4機械無級變速器的特點和應用CVT作為變速傳動裝置技術即無級變速技術，它的主、從動輪工作半徑可以改變，采用主、從動輪和控制裝置的配合使用來傳遞動力。是一種在一定的輸人轉速情況下來保證輸出轉速可以在一定范圍內(nèi)進行連續(xù)不間斷變化的運動和動力傳遞機構。該裝置包含：調(diào)速、變速傳動及加壓和輸出機構。無極變速傳動裝置近年來已在汽車行業(yè)開始廣泛的使用無級調(diào)速裝置，目前在汽車上以CVT作為調(diào)速的傳動裝置大部分都是采用摩擦傳動，其磨損嚴重，功率小效率低，主要通過摩擦力來實現(xiàn)動力傳遞。無級變速傳動裝置在汽車上的實際應用，大大的提高了汽車的使用性能，同時也帶動無極變速器在

18、汽車上的廣泛發(fā)展， CVT的變速傳動裝置技術是推動汽車行業(yè)發(fā)展最有前景的一種有力式。由于CVT的變速傳動裝置可以實現(xiàn)速比的無極連續(xù)變化，能夠實現(xiàn)發(fā)動機的工作點和變速傳動裝置的最佳匹配，大大的降低了汽車的排放量，提高了整體的性能。目前在汽車上用無極變速傳動裝置作為傳動系統(tǒng)，有非常大的發(fā)展空間，促使CVT的整個系統(tǒng)往機械化、自動化方面發(fā)展。而其結構簡單緊湊，便于拆卸、價格合理，已經(jīng)使CVT廣泛應用在紡織、冶金、石油化工、制藥、和電子等領域的機器中。1.5 本文研究的內(nèi)容本文主要是對機械無極變速器的發(fā)展背景、特點進行概述。通過傳動比的計算，確定本次設計無極變速器的調(diào)速范圍，以及給定的功率參數(shù)在機械設

19、計手冊第五版表10.3-1中選擇，從28種原理方案中選擇出符合參數(shù)條件的六種原理方案；并對符合條件的原理方案的優(yōu)缺點進行分析對比，從中選擇出鋼球外推輪式作為本次設計的原理方案。并對軸和軸承的設計計算、校核進行詳細的說明，此外還對調(diào)速機構的設計計算、受力情況分析及加壓裝置等方面的設計計算進行說明，并且繪制出整體的裝配圖、重要的非標零部件圖。通個以上的說明，設計出本文選擇的以鋼球外推輪式為原理方案的無極變速器。第二章 機械無級變速器總體方案2.1電動機的選擇與傳動比的計算2.1.1電動機的選擇所需設計的鋼球外錐式無級變速器的主要技術參數(shù)為：輸入轉速,輸入功率，調(diào)速區(qū)間在的范圍內(nèi)。在機械設計課程設計

20、表19-1中查得：型電動機（）符合。2.1.2傳動比的計算變速比： 傳動比： 根據(jù)變速比、傳動比以及給定的功率參數(shù)選擇合適的原理方案，在機械設計手冊第五版表中查得，其中有六種原理方案符合本次的設計參數(shù)。2.2機械無極變速器原理方案2.1.1鋼球長錐式無級變速器 圖1 RC型變速器結構簡圖 圖2 RC型變速器的機械特性圖1是一種鋼球長推錐式無級變速傳動裝置的工作原理簡圖。不需要加壓裝置，而是通過鋼環(huán)的彈性楔緊作用就可以實現(xiàn)自動加壓。由于兩對分離輪被兩軸線平行的長錐替代，并且通過移動的鋼環(huán)來實現(xiàn)連續(xù)變速的，其調(diào)速范圍由于長錐的錐度較小而受到一定的限制，且結構簡單。機械特性如圖2所示。特性參數(shù)為：變

21、速比,傳動比 ,機械效率，輸入功率。RC型變速器可實現(xiàn)升速和降速功能，一般用于機床和紡織機械等，有自緊作用不需加壓裝置。2.1.2滾輪平盤式無極變速器原理簡圖如上圖所示，通過小齒輪左右滑動，改變工作半徑來改變傳動比。特性參數(shù)：。滾輪平盤式無級變速器屬于相交軸，升、降速型，可逆轉；用于機床、計算機構、測速機構。2.1.3鋼環(huán)分離錐型無級變速器圖1原理簡圖圖2機械特性特性參數(shù)：。鋼環(huán)分離錐式是平行軸分布同時可實現(xiàn)對稱調(diào)速功能的一種變速裝置，鋼環(huán)自緊加壓；用于機床，紡織機械等。2.1.4齒鏈式（滑片鏈）無極變速器圖1原理簡圖圖2機械特性特性參數(shù)：。齒鏈式無極變速器是平行軸分布同時可實現(xiàn)對稱調(diào)速功能的

22、一種變速裝置；廣泛用于紡織、重型機械和無滑差機床等各個領域。2.1.5普通V帶、寬V帶、塊帶式無極變速器圖1原理簡圖特性參數(shù)：(寬V帶、塊帶），（寬V帶），(塊帶式);(普通V帶)，。其屬于平行軸，對稱調(diào)速，尺寸大；用于機床、印刷機械、電工、橡膠、農(nóng)機、紡織、輕功機械等。2.1.6鋼球外錐輪式無級變速器圖1原理簡圖圖2機械特性圖1中，通過鋼球的擠壓改變中間元件的半徑來改變傳動比。特性參數(shù)：。屬于同軸線，升降速型，對稱調(diào)速；用于紡織、電影機械、機床等。2.3方案的比較與選擇通過對比上述六種設計方案并從中選出合理的設計方案。方案1：鋼球長錐式無級變速傳動裝置在結構上簡單，并且由于在調(diào)速過程中控制鋼

23、環(huán)移動的裝置設計難度系數(shù)過大，需要高精密的裝置才能實現(xiàn)，故對增大材料和設計的難度，增加其制造成本。因此設計顯得不合理。方案2：滾輪平盤式無極變速器機構簡單，在調(diào)速時控制齒輪移動裝置復雜，且兩個齒輪在移動中嚙合困難，結構設計難度大，故可行性低。方案3：鋼環(huán)分離錐式無極變速器用兩平行的錐輪代替分離輪，通過鋼環(huán)移動來變速。由于錐輪的錐度小，則變速范圍受到限制，選擇空間小。而且因為鋼環(huán)內(nèi)錐頂點與錐輪頂點的位置不一致，及其容易發(fā)生幾何滑動，降低了傳動效率，故實際符合情況低。方案4：齒鏈式無極變速器結構復雜，并且齒鏈工作時噪聲大，對潤滑需求和潤滑油的質(zhì)量要求大，及工作時有一定沖擊，使其傳動不平穩(wěn)，可靠性降

24、低，故選擇性低。方案5：V帶式無極變速器結構簡單，并且負載過大時皮帶容易打滑、彈性滑動、發(fā)熱等現(xiàn)象，能量大損失大，造成傳動效率降低，所以可選性低。方案6：外錐輪式無級變速器不僅結構較簡單，且該種無級變速器還有以下特點：（1）輸入軸與輸出軸選用相同的軸，并且軸的結構對稱，加工制造方便，輸入、輸出端互換性良好。（2）傳動效率高和恒功率輸出的優(yōu)點。（3）變速范圍大。（4）有自動加壓裝置。（5）能再運行過程中調(diào)速。（6）傳動功率比較大。因此選擇此變速器方案為設計方案，對該原理方案中實現(xiàn)調(diào)速原理與傳動比的計算公式進行分析推理，同時對該變速器的裝置進行部分優(yōu)化設計。2.4鋼球外錐輪式無級變速器調(diào)速原理分析

25、圖1圖1為外錐式無級變速器調(diào)速的原理圖。在圖1中的中間輪為鋼球，接觸方式是點接觸。通過改變中間輪的回轉軸線傾斜角來改變兩側的工作半徑從而實現(xiàn)變速的功能。通過對該圖的原理進行分析推導，得出傳動比與傾斜角、鋼球工作半徑、及錐面直徑的關系，即傳動比與傾斜角的關系，如下所示。如圖1所示： R為鋼球的半徑，為錐輪錐頂半角，取。由圖得而即則同理可推得在三角形OMN中，在三角形OEF中，從而得到兩側工作半徑、之間的關系，即從圖1中可得：在三角形POM中，在三角形COF中，則通過化簡得到兩個錐輪的直徑相等，即在接觸點F的線速度為：在接觸點M的線速度為：同一個鋼球上任意點的角速度都相等，從而兩點間的線速度之比等

26、于其半徑大小之比，即傳動比通過以上的分析推理，得出該原理方案的傳動比與傾斜角的關系，即，因此，該方案的調(diào)速原理就是傳動比與鋼球回轉軸線的傾斜角有關，即此傳動比隨著回轉軸線的傾斜角改變而改變。第三章 鋼球外錐輪式無級變速器重要零部件的計算3.1主、從動軸上錐輪與鋼球的計算1.試確定傳動件的主要尺寸 選材料：鋼球、外環(huán)、錐輪及加壓盤等關鍵零部件均使用的是材料，摩擦系數(shù)，表面硬度為，許用接觸應力，傳動件，加壓元件。2.預選有關參數(shù)為：傳動鋼球個數(shù)為，錐輪錐頂半角為，加壓鋼球數(shù)為，錐輪與鋼球之間的直徑比, 載荷系數(shù), 機械效率。3.有關運動參數(shù)的計算 由調(diào)速范圍r/min 傳動比 鋼球支撐軸承的極限轉

27、角： （增速方向） （減速方向）4.確定傳動鋼球的直徑 曲率系數(shù)： 由，根據(jù)值查表（機械設計手冊4）得，則，代入公式 表3-1 單位mmP3.00.750.5369.8563.557.1547.6255118.475107.95101.688.976.269.8563.557.1547.625426112.125101.688.976.269.8563.557.1547.6254236.5137101.688.976.269.8563.557.1547.6254236.513888.976.269.85通過計算的傳動鋼球直徑，以及輸入功率從表3-1中選取

28、標準的傳動鋼球直徑，取mm。錐輪的直徑mm圓整取則驗算接觸應力由于接觸應力介于材料Gr15的許用接觸應力區(qū)間內(nèi)，所以該計算過程的參數(shù)可以滿足需求。5. 相關尺寸計算鋼球中心圓直徑 鋼球側隙 外環(huán)內(nèi)徑Dr由公式 外環(huán)軸向截面圓弧半徑R 取 錐輪工作圓之間的軸向距離為 取3.2加壓盤的設計與計算1.鋼球式自動加壓裝置該加壓裝置由加壓盤、保持架、鋼球、彈簧和摩擦輪等零件組成，加壓盤均布的每個V行槽內(nèi)都有一個鋼球，加壓盤和摩擦輪之間靠改變調(diào)整墊圈的厚度來調(diào)整彈簧的預壓力及變形量來實現(xiàn)自動加壓的。2.加壓裝置主要參數(shù)計算加壓盤作用直徑 式中D1錐輪的直徑。加壓盤V行槽的傾角 取 其中 錐輪錐頂半角； f

29、錐輪與鋼球的摩擦系數(shù)。 由加壓鋼球按經(jīng)驗公式得： =取滾子個數(shù)，橫向中間截面的半徑尺寸為 ，軸向截面內(nèi)圓弧半徑尺寸為。檢驗其強度：每個加壓滾子上法向壓緊力： 加壓滾子曲率系數(shù)根據(jù)，系數(shù)，則，選取計算出加壓盤的最大接觸應力為：由校核強度 ，滿足設計要求。3.3調(diào)速渦輪槽型曲線的計算通過對圖的分析，計算調(diào)速渦輪槽型曲線的尺寸。圖3-2調(diào)速渦輪的槽型曲線在調(diào)速過程中，蝸輪轉角通常在的區(qū)間內(nèi)變化。槽型曲線用圓弧曲線進行代替，同時變速槽的中心線也一定要通過A,B,C三點，它們的極坐標（點為極點）分別為：其中定出A,B,C三點位置并用作圖法作出相應的圓弧半徑及圓心，槽寬取。3.4輸入、輸出軸的計算1.輸入

30、軸上零件的裝配方案的擬定軸結構設計的前提條件是預先完成軸上零件的裝配方案，即完成軸上主要零件的裝配方向、順序和配合關系。所以該裝配方案對軸的基本形式起到了決定性作用。本文選擇的裝配方案上零件有軸承端蓋、軸承、加壓裝置、套筒、錐輪等零部件來裝配，具體見裝配圖。2.輸入軸上零件的定位軸上零件均要進行軸向和周向定位，其目的是保證其準確的工作位置工作效率，避免軸上零件受力時發(fā)生軸向或周向的相對運動。定位方式采用的是軸肩、套筒和軸承端蓋等零件確保的。3.計算輸入軸的最小軸徑選取軸的材料為經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理的45鋼，根據(jù)機械設計教材中表15-3可知，則有： 4.由軸向定位要求確定輸入軸的各段尺寸圖3-3 輸入軸

31、與錐輪連接處為輸入軸的最小直徑，錐輪的工作直徑為，為了保證軸與錐輪配合對稱性良好，采用錐輪標準的推薦直徑為。即軸安裝錐輪為過渡配合，故取，軸安裝加壓盤及軸承，通過花鍵來實現(xiàn)對錐輪端面的固定，從而結合軸徑的選擇選取花鍵尺寸為，則軸的尺寸為，軸段上的軸肩對上的軸承起定位作用，取，軸段安裝一軸承，取該段，軸安裝軸承端蓋，對軸承擋圈有定位作用，取，直接采用氈圈密封，軸安裝V帶，取，。到這已基本上完成了軸的各段直徑和長度。其中，退刀槽的槽寬2mm,深2mm。由表6-1（機械設計教材）查得I軸上平鍵截面: ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長度，軸上平鍵截面: ，長度。為保證軸與錐輪的對中性良好，所以選擇其配合為。參

32、考表15-2取軸端倒角為。為減少工藝和和保證軸良好的互換性，并根據(jù)輸出軸上的最小軸直徑估算為，輸入軸上的最小軸徑符合要求，所以本文選擇主、從動軸完全相同的方式進行設計。3.5軸承的選取由于滾動軸承不僅可以承受徑向力作用，還可以承受軸向力作用，并且根據(jù)軸的受力情況和工作要求，初步選擇滾動軸承。軸上的軸承主要用來平衡軸的軸向載荷，由在表（機械設計成設計）中選擇型號為的角接觸軸承（摘自）。軸段主要承受徑向載荷作用，只需在軸V段上安裝深溝球軸承配合承受徑向載荷即可，根據(jù)，故從表13-2（機械設計課程設計）選取型號為深溝球軸承（摘自）。3.6端蓋的設計計算軸承及變速器的結構決定了端蓋的尺寸，左右兩端的端

33、蓋相同，其結構和計算公式由機械設計課程設計表4-15選取，具體見裝配圖。圖3-4 凸緣式軸承端蓋3.7調(diào)速機構的設計計算1.調(diào)速機構的設計調(diào)速機構的作用：按工作要求，通過改變傳動鋼球回轉軸線的傾斜角使其工作半徑變化，來改變其傳動比來輸出速度，從而實現(xiàn)無級變速。變速器中傳動機構和滾動體結構不同，其調(diào)速機構也不同，但基本原理都是調(diào)速時使?jié)L動體沿另一物體表面作相對運動的方式，一般是直線移動和旋轉(擺動)兩種力式7。因此將調(diào)速機構分為以下兩大類：（1）使?jié)L動體移動來改變工作半徑的一種調(diào)速機構。（2）通過使?jié)L動體的回轉軸線的偏轉來改變工作半徑的一種調(diào)速機構。本文選用第二種調(diào)速機構，通過渦桿與渦輪組合而成

34、的普通圓柱蝸桿傳動機構。通過渦桿與渦輪控制鋼球圍繞其軸心轉動，改變鋼球主、從動側工作半徑來調(diào)速。采用單頭蝸桿來增加自鎖性，設計時保證調(diào)速渦輪避免與其它零件發(fā)生干涉7。傳動鋼球回轉軸偏角與手輪轉角關系為：2. 圓柱蝸桿傳動的計算根據(jù)設計要求，要求反行程具有自鎖性，即蝸桿帶動渦輪。則蝸桿的齒數(shù)，由于是動力傳動，根據(jù)推薦值?。C械設計表11-1），則傳動比。本次設計用蝸桿傳動控制鋼球轉動，因轉動速度不會太大，故采用浸油潤滑。故取輸入轉速則渦輪上的轉矩其中因工作載荷穩(wěn)定，故取,由表11-5(機械設計)選取使用系數(shù)，由于轉速不高、沖擊小取動載系數(shù)。則載荷系數(shù)根據(jù)渦輪材料為鑄錫磷青銅且蝸桿螺旋齒面硬度，從

35、表11-7中查得渦輪的許用應力。則由式11-10（機械設計）得：因，從表11-2（機械設計）中取模數(shù)，蝸桿分度圓直徑。由表11-3（機械設計）中的計算公式得出以下幾個表中渦輪、蝸桿的基本參數(shù)。表3-2 蝸桿基本尺寸 模數(shù)軸向齒距分度圓直徑頭數(shù)直徑系數(shù)齒頂圓直徑齒根圓直徑值表3-3 渦輪基本尺寸渦輪齒高（mm）渦輪齒頂高（mm）渦輪齒根高（mm）蝸輪分度圓直徑（mm）渦輪喉圓直徑（mm）蝸輪齒根圓直徑（mm）渦輪咽喉母圓半徑（mm）8.844.8248256238.431.5表3-4 渦輪、蝸桿匹配參數(shù)中心距傳動比模數(shù)壓力角蝸桿頭數(shù)渦輪齒數(shù)分度圓導程角渦輪變位系數(shù)159.56241620生產(chǎn)制造

36、過程中，曲線槽與支承軸的側隙0.05mm左右，過大可能導致沖擊現(xiàn)象，造成支承軸彎曲或折斷，蝸輪上的槽要嚴格控制其圓周不等分性7，避免造成因鋼球轉速不一而導致的磨損和溫升過高等現(xiàn)象發(fā)生。第4章 主要零件的校核4.1輸入、輸出軸的校核圖4-1依據(jù)圖4-1中軸的結構簡圖做出軸的計算簡圖。圖4-2轉矩圓周力徑向力軸向力從輸入、輸出軸的彎矩和扭矩圖中可以得出:軸的截面C是軸的最為危險的截面，截面C處的的計算數(shù)據(jù)如表4-1所示。表4-1載荷水平面H垂直面V支反力F,彎矩M總彎矩扭矩T按彎扭合成應力對軸的強度進行校核，只需校核軸上最危險截面C的強度即可保證軸的強度安全，由（機械設計）第十五章中式15-5和表4-1中最危險截面C的數(shù)據(jù)可知：扭轉切應力為脈動循環(huán)變應力，取4。軸的計算表達式為：之前選定軸的材料為經(jīng)調(diào)質(zhì)處理的45鋼，按照表1