無級(jí)變速器設(shè)計(jì)【不全】

無級(jí)變速器設(shè)計(jì)【不全】,不全,無級(jí),變速器,設(shè)計(jì) 錐--錐型無級(jí)變速器的研究與運(yùn)用 摘要——牽引驅(qū)動(dòng)無級(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)無級(jí)變速，這個(gè)新的無級(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—錐型無級(jí)變速(CTC -無級(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)類型的無級(jí)變速的各種結(jié)構(gòu)已經(jīng)開發(fā)出來。環(huán)形粒狀型CVT[1]和科普型CVT[2]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[3]。電力傳輸效率無級(jí)變速超過92[%][4]。此外,軸傳動(dòng)無級(jí)變速[5]和環(huán)型 CVT[6]的研究。然而,無級(jí)變速的牽引驅(qū)動(dòng)類型有一個(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)了一種無級(jí)變速，牽引驅(qū)動(dòng)錐型無級(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)新的無級(jí)變速器稱為錐-錐型無級(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?，這個(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)通過中間滾動(dòng)元素傳遞到輸出軸，速度變化通過改變中間滾動(dòng)體的接觸半徑來改變,半徑變化反過來影響中間滾動(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ω1，輸出軸的角速度為ω2，然后得到下面的關(guān)系： （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,ω3是輸出軸的角速度,然后由下面的關(guān)系得到輸出的一面： （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： （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： （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)滑用于無級(jí)變速潤(rùn)滑液壓?jiǎn)卧?泵、過濾器、冷卻器和箱體),將這個(gè)無級(jí)變速單位原型分開安裝，再考慮密封設(shè)備的功率損耗。 輸出轉(zhuǎn)矩 (Nm) 95.5 減速比 e 0.5-2.0 輸入轉(zhuǎn)矩 1500 輸出轉(zhuǎn)矩 750-3000 錐角 46 接觸半徑 46 損失 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)為沒有密封裝置的功率損耗，因此人們認(rèn)為牽引油的攪拌沒有能量損失,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: （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)力傳輸效率可以速度傳輸效率和扭矩傳輸效率表達(dá): （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)從牽引的蠕變曲線設(shè)置牽引系數(shù)，牽引曲線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,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2.0的設(shè)計(jì)由規(guī)格表1中給出。 五、結(jié)論 針對(duì)使用錐式結(jié)構(gòu)的CTC-CVT的實(shí)際運(yùn)用，,我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)無級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)原型并檢查它的動(dòng)傳輸效率，我們發(fā)現(xiàn)牽引旋轉(zhuǎn)軸承損失和損失區(qū),這有導(dǎo)致減少傳力傳輸效率，因此,計(jì)算設(shè)計(jì)CTC-CVT的效率是93%，現(xiàn)在設(shè)計(jì)制造的CTC-CVT,我們將做一個(gè)試驗(yàn)來衡量它的效率,并與理論值進(jìn)行比較。