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1、自行車無級(jí)變速器設(shè)計(jì)管理
摘要：本文在分析各種無級(jí)變速器和無級(jí)變速自行車的基礎(chǔ)上，把鋼球外錐式無級(jí)變速器進(jìn)行部分改裝，從而形成了自行車的無級(jí)變速裝置。該裝置通過八個(gè)鋼球利用摩擦力將動(dòng)力進(jìn)行輸入輸出，用一對(duì)斜齒輪進(jìn)行分度調(diào)速，從而使自行車在0.75～1.22之間進(jìn)行無級(jí)調(diào)速。研究表明：無級(jí)變速器被用于自行車方面可以大大改善自行車的使用性能，方便廣大消費(fèi)者使用。
關(guān)鍵字:無級(jí)變速自行車；無級(jí)變速器
ThedesignoftheCVTonPE10bicycle
Keyword:CVTbike;CVT
畢業(yè)論文設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求
設(shè)計(jì)內(nèi)容：根據(jù)男式自行車的特點(diǎn)選擇合適的傳動(dòng)比；比較和選擇合
2、適的方案；完成自行車無級(jí)變速器變速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算；對(duì)關(guān)鍵部件進(jìn)行強(qiáng)度和壽命校核。
設(shè)計(jì)要求：傳動(dòng)比范圍0.75～1.22；變速器尺寸要盡可能小，輕便；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使制造成本盡可能低；安裝拆卸要方便；外觀要?jiǎng)蚍Q，美觀；調(diào)速要靈活，調(diào)速過程中不能出現(xiàn)卡死現(xiàn)象，能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無級(jí)調(diào)速；關(guān)鍵部件滿足強(qiáng)度和壽命要求；畫零件圖和裝配圖。
第二章自行車無級(jí)變速器總體方案的選擇
自行車無級(jí)變速方式多種多樣，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長錐式(RC型)無級(jí)變速器和鋼球外錐式無級(jí)變速器，分別描述如下。
2.1鋼球長錐式(RC型)無級(jí)變速器
鋼球長錐式(RC型
3、)無級(jí)變速器
如上圖所示，為一種早期生產(chǎn)的環(huán)錐式無級(jí)變速器，是利用鋼環(huán)的彈性楔緊作用自動(dòng)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(duì)分離輪，并且通過移動(dòng)鋼環(huán)來進(jìn)行變速，所以結(jié)構(gòu)特別簡單。但由于長錐的錐度較小，故變速范圍受限制。
RC型變速器屬升、降速型，其機(jī)械特性如下圖所示。技術(shù)參數(shù)為：傳動(dòng)比i21=n2/n1=2～0.5,變速比Rb=4,輸入功率P1=（0.1～2.2）kw，輸入轉(zhuǎn)速n1=1500r/min,傳動(dòng)效率η＜85%。一般用于機(jī)床和紡織機(jī)械等.
下圖是RC型變速器的機(jī)械特性：
RC型變速器的機(jī)械特性
2.2鋼球外錐式無級(jí)變速器
1,11-輸入，輸出軸2，10-
4、加壓裝置3，9-主，從動(dòng)錐輪4-傳動(dòng)鋼球
5-調(diào)速蝸輪6-調(diào)速蝸桿7-外環(huán)8-傳動(dòng)鋼球軸12，13-端蓋
圖2-3鋼球外錐式無級(jí)變速器
如圖所示，動(dòng)力由軸1輸入，通過自動(dòng)加壓裝置2，帶動(dòng)主動(dòng)輪3同速轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過一組（3～8）鋼球4利用摩擦力驅(qū)動(dòng)輸出軸11，最后將運(yùn)動(dòng)輸出。傳動(dòng)鋼球的支承軸8的兩端，嵌裝在殼體兩端蓋12和13的徑向弧行倒槽內(nèi)，并穿過調(diào)速渦輪5的曲線槽；調(diào)速時(shí)，通過蝸桿6和蝸輪5轉(zhuǎn)動(dòng)，由于曲線槽的作用使鋼球軸線的傾斜角發(fā)生變化，導(dǎo)致鋼球與兩錐輪的工作半徑改變，輸出軸轉(zhuǎn)速得到調(diào)節(jié)。其動(dòng)力范圍為：Rn=9，Imax=1/Imin，P≤11kw，ε≤4%，η＝0.80～0.92。此種
5、變速器應(yīng)用廣泛。
從動(dòng)調(diào)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(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)主動(dòng)齒輪6使從動(dòng)齒輪5轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)齒輪的曲線槽迫使傳動(dòng)鋼球軸8繞鋼球4的軸心線擺動(dòng)，傳動(dòng)輪3以及從動(dòng)輪9與鋼球4的接觸半徑發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速。具體分析如下：
鋼球外錐式無級(jí)變速器變速示意圖
主要由兩個(gè)錐輪1、2和一組鋼球3（通常為6個(gè)）組成。主、從動(dòng)錐輪1和2分別裝在軸Ⅰ、Ⅱ上，鋼球3被壓緊在兩錐輪的工作錐面上，并可在軸4上自由轉(zhuǎn)動(dòng)。工作時(shí)，主動(dòng)錐輪1依靠摩擦力帶動(dòng)鋼球3繞軸4旋轉(zhuǎn)，鋼球同樣依靠摩擦力帶動(dòng)從動(dòng)錐輪2轉(zhuǎn)動(dòng)。軸Ⅰ、Ⅱ傳動(dòng)比，由于，所以。調(diào)整支承軸4的傾
6、斜角與傾斜方向，即可改變鋼球3的傳動(dòng)半徑r1和r2，從而實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速。
2.3兩方案的比較與選擇
鋼球長錐式(RC型)無級(jí)變速器結(jié)構(gòu)很簡單，且使用參數(shù)更符合我們此次設(shè)計(jì)的要求，但由于在調(diào)速過程中，怎樣使鋼環(huán)移動(dòng)有很大的難度，需要精密的裝置，如果此裝置用于自行車，成本會(huì)大大的提高，顯得不合理。
而鋼球外錐式無級(jí)變速器的結(jié)構(gòu)也比較簡單，原理清晰，各項(xiàng)參數(shù)也比較符合設(shè)計(jì)要求，故選擇此變速器。只是字選用此變速器的同時(shí)須對(duì)該裝置進(jìn)行部分更改。
須更改的部分是蝸輪蝸桿調(diào)速裝置部分。因?yàn)槲覀兪沁x用了8個(gè)鋼球，曲線槽設(shè)計(jì)見第三章，一個(gè)曲線槽跨度是900，也就是說自行車從最大傳動(dòng)比調(diào)到最小傳動(dòng)比，需要使
7、其轉(zhuǎn)過900，而普通蝸輪蝸桿傳動(dòng)比是1/8，那么其結(jié)構(gòu)和尺寸將完全不符合我們?cè)O(shè)計(jì)的要求。為此，我們想到了將它們改為兩斜齒輪傳動(dòng)，以用來調(diào)速。選用斜齒輪是因?yàn)樾饼X輪傳動(dòng)比較平穩(wěn)。在設(shè)計(jì)過程中，將主動(dòng)斜齒輪的直徑設(shè)計(jì)成從動(dòng)斜齒輪的3/4，這樣只要主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)1200，那么從動(dòng)輪就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)900，符合設(shè)計(jì)要求。
目錄
摘要………………………………………………………………1
Abstract…………………………………………………………1
第一章緒論
1.1機(jī)械無級(jí)變速器的發(fā)展概況…………………………2
1.2機(jī)械無級(jí)變速器的特征和應(yīng)用………………………3
1.3無級(jí)變速自行車研究現(xiàn)狀…………
8、…………………4
1.4畢業(yè)論文設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求……………………………6
第二章自行車無級(jí)變速器總體方案的選擇
2.1鋼球長錐式(RC型)無級(jí)變速器………………………7
2.2鋼球外錐式無級(jí)變速器………………………………7
2.3兩方案的比較與選擇…………………………………9
第三章自行車鋼球外錐式無級(jí)變速器部分零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算
3.1鋼球與主﹑從動(dòng)錐齒輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算………………10
3.2加壓盤的設(shè)計(jì)與計(jì)算…………………………………11
3.3調(diào)速齒輪上變速曲線槽的設(shè)計(jì)與計(jì)算………………12
3.4輸入軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算…………………………………13
3.5輸出軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算…………………………………16
3.6輸入﹑輸出軸上軸承的選擇與計(jì)算…………………19
3.7輸入﹑輸出軸上端蓋的設(shè)計(jì)與計(jì)算…………………20
3.8調(diào)速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算………………………………21
3.9自行車無級(jí)變速器的安裝……………………………23
參考文獻(xiàn)……………………………………………………………24
心得與體會(huì)…………………………………………………………25
附錄1翻譯譯文及原文………………………………………………26
2設(shè)計(jì)圖紙
自行車無級(jí)變速器設(shè)計(jì)管理
