無級變速齒輪嚙合傳動
無級變速齒輪嚙合傳動,無級,變速齒輪,嚙合,傳動
無級變速齒輪嚙合傳動100020,中國北京機(jī)電工程學(xué)院,北京聯(lián)合大學(xué)2011年3月10日收到修改后的7月12日,2012;2012年7月27日接受文摘:當(dāng)前脈沖(CVT)無級變速傳動系統(tǒng)的研究主要集中在減少程度和脈搏使脈沖度一個常數(shù)值。目前的研究主要局限于發(fā)現(xiàn)新的設(shè)計(jì)參數(shù)的使用方法優(yōu)化和降低脈沖的脈沖學(xué)位CVT及其偏差范圍。但事實(shí)是,脈沖的下降程卻并度不顯著。本文提出了一種新的機(jī)械結(jié)構(gòu)脈沖CVT-the旋轉(zhuǎn)擋板脈動無級變速驅(qū)動斜齒輪軸嚙合。這種傳輸是簡單和緊湊的結(jié)構(gòu)和低脈動的速度(采用6導(dǎo)棒),和跳動的學(xué)位是無關(guān)緊要的傳動比。從理論上講,跳動的速度可以減少到零,如果適當(dāng)?shù)那鎿醢宓氖褂?。與連桿脈沖CVT相比,目前的結(jié)構(gòu)使用斜齒輪機(jī)制傳輸部分和它避免不平衡慣性力在前模型。本文分析了駕駛的原則傳播,提出了它的機(jī)械結(jié)構(gòu),并對其運(yùn)動特性進(jìn)行了探討。實(shí)驗(yàn)原型,這種類型的無級變速被制造。傳動效率測試(當(dāng)輸出軸的轉(zhuǎn)速是最大值)和角輸出軸進(jìn)行了速度和數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,的速度輸出軸的實(shí)驗(yàn)原型略低于理論值,傳輸?shù)男蕦?shí)驗(yàn)原型約為70%。本文中討論的CVT的脈沖程度小于現(xiàn)有的脈動無級變速類型,與無級變速的傳動比無關(guān)。CVT的研究提供了新思路。關(guān)鍵詞:脈沖連續(xù)可變傳動,跳動的速度,運(yùn)動分析。*1介紹機(jī)械的結(jié)構(gòu)脈沖連續(xù)變量傳播(PCVT)是簡單但提供可靠傳播。PCVT主要包括傳輸機(jī)制,(單向離合器)和輸出機(jī)制速度控制機(jī)制。容易制造,其傳動比是廣泛的。輸入的最小速度軸可以是零,而速度控制的性能穩(wěn)定。傳導(dǎo)機(jī)制可以改變速度休息或運(yùn)動。因此,廣泛應(yīng)用于紡織、食品和包裝行業(yè)1 - 5。的GUSA型脈沖連續(xù)變量傳輸(CVT)設(shè)計(jì)和制造的海因里希Gensheimer & Sohne有限公司有限公司以寬傳輸速率和速度控制,而輸出軸的轉(zhuǎn)速可以零和脈動輸出軸的轉(zhuǎn)速小。與它的結(jié)構(gòu)緊湊、良好的工藝性和可靠傳輸速率,這種類型是廣泛使用的6。ZERO-MAX無級變速有限公司設(shè)計(jì)和制造。GUSACVT co .也有類似的特點(diǎn)。但它的輸出功率很小所以很適合小工作量。ZERO-MAX悸動的CVT由愛瑾有限公司有限公司反向處理所以雙向傳輸可以嗎實(shí)現(xiàn)。所有的悸動的cvt上面提到的使用連桿傳動機(jī)構(gòu)。通過改變每個桿的大小比例關(guān)系聯(lián)系在一起的,這些脈沖cvt可以無級調(diào)速(7 - 8)來實(shí)現(xiàn)。如果低副取而代之的是聯(lián)系在一起的一對(cam)越高,連桿悸動的無級變速變成偏心凸輪悸動的無級變速。的結(jié)構(gòu)凸輪式脈動的CVT相比還是相對簡單的連桿悸動的無級變速。有很多除了這些組合和改進(jìn)悸動的無級變速跳動的CVT上面提到的主要類型。為例子中,德國進(jìn)口Philamat悸動的無級變速是一個固定軸齒輪機(jī)構(gòu)和連接的組合桿機(jī)制。其脈動很小,速度的范圍寬控制,傳動功率大。莫爾斯跳動的CVT由莫爾斯有限公司有限公司是一個設(shè)計(jì)的凸輪機(jī)構(gòu)和齒輪機(jī)構(gòu)的結(jié)合??▌t么等9,提出了一種新穎的平行圓盤脈動無級變速,誰的運(yùn)動和動態(tài)特性分析。孫建東10,提出了一種新穎的連桿脈動無級變速。沖動CVT實(shí)際上有三個主要的使用的缺點(diǎn)。首先,產(chǎn)生的慣性力運(yùn)動的連桿是很難平衡的。的不平衡引起的振動顯然是慣性力和慣性力矩,當(dāng)連接的速度桿高。第二,超越離合器的輸機(jī)制的傳輸鏈的薄弱環(huán)節(jié)沖動無級變速。其承載力和抗沖擊能力相對較差,這就限制了傳輸?shù)哪芰?quán)力沖動CVT11。第三,脈動不能完全消除12。無級變速旋轉(zhuǎn)擋板脈沖描述文章提出了一種全新的設(shè)計(jì)。它有優(yōu)勢不能被現(xiàn)有的脈沖無級變速。它的傳播組件是由旋轉(zhuǎn)斜盤、導(dǎo)桿和一個斜齒輪。更重要的是,它克服了專業(yè)現(xiàn)有的連桿脈動無級變速或缺點(diǎn)擺桿脈動無級變速,慣性力或慣性矩是很難平衡的。應(yīng)該注意其脈動低和脈動的價值不隨傳動比的變化。誰的運(yùn)動和動態(tài)特性。2.轉(zhuǎn)動的運(yùn)動原理擋板脈動無級變速2.1機(jī)制圖如圖1所示,1是軸的輸入和開車成員。2是滑塊和它連接的輸入軸滑動條的形式。4是一個磁盤及其傾斜調(diào)整。磁盤連接軸的輸入點(diǎn)C形式的轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)(鉸鏈)。3是連桿,它與滑塊2月底鉸鏈的形式點(diǎn)另一端的a點(diǎn)B,它連接擋板4鉸鏈的形式。當(dāng)輸入軸1旋轉(zhuǎn),滑塊2,擋板3,和連接驅(qū)動桿3以相同的速度旋轉(zhuǎn)。11是一個螺母和12是螺絲,可以調(diào)整輸出的速度軸。10是導(dǎo)桿和最小的號碼是3(如圖2所示,導(dǎo)桿的數(shù)量是4。如果導(dǎo)桿的數(shù)量小于3的運(yùn)動輸出軸將不連續(xù)的)。導(dǎo)游棒均勻分布在輸入軸的軸線。他們只能移動,但不能旋轉(zhuǎn)的方向軸。導(dǎo)游棒接觸的表面右邊的磁盤4結(jié)束。斜齒輪8安裝在導(dǎo)桿的另一端。斜齒輪9與導(dǎo)桿連接10通過超越離合器8。7是斜齒輪驅(qū)動網(wǎng)格與傳動斜齒輪9。斜齒輪驅(qū)動的7與輸出軸連接6關(guān)鍵聯(lián)合的形式。2.2旋轉(zhuǎn)擋板脈沖CVT的原則當(dāng)輸入軸1轉(zhuǎn)動,驅(qū)動擋板4同步旋轉(zhuǎn)(的觀點(diǎn)功能,磁盤4是圓柱凸輪)。然后磁盤4把導(dǎo)桿10。因?yàn)樾饼X輪9連接與導(dǎo)桿通過超越離合器8和10導(dǎo)桿10不能旋轉(zhuǎn),斜齒輪9不能轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿10時在一個方向上移動(導(dǎo)桿的運(yùn)動方向10和螺旋齒輪9是由的安裝方向決定超越離合器8)。因?yàn)槁菪姆较螨X輪9齒和它的軸角(螺旋角),當(dāng)斜齒輪9和10沿著他們的導(dǎo)桿驅(qū)動軸,螺旋齒輪與斜齒輪9和7將網(wǎng)格它必須把一個角(此時斜齒輪9是等價的驅(qū)動裝置)。斜齒輪9可以相對自由旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿10時10導(dǎo)桿和斜齒輪9因?yàn)閱蜗蛞苿酉喾吹姆较虺诫x合器的旋轉(zhuǎn)屬性8。圖1。機(jī)理圖旋轉(zhuǎn)擋板的脈搏圖2。結(jié)構(gòu)圖的旋轉(zhuǎn)擋板脈動無級變速1。輸入軸2。導(dǎo)桿3。傳動斜齒輪4。斜齒輪驅(qū)動5。輸出軸6。調(diào)速處理7。擋板單導(dǎo)桿和斜齒輪只能使驅(qū)動的斜齒輪7做單向間歇旋轉(zhuǎn)。如果3或安裝更多的導(dǎo)桿和斜齒輪均勻圓周位置沿傳動軸的軸,斜齒輪驅(qū)動的連續(xù)7將能夠做的單向旋轉(zhuǎn)。2.3傳動原理的旋轉(zhuǎn)擋脈動無級變速如圖1所示,無論輸入軸1運(yùn)動,可以旋轉(zhuǎn)螺絲12。如果螺桿旋轉(zhuǎn),螺母11必須沿著它的軸。因此,滑塊2的駕駛動作的變速叉螺母11同步。然后聯(lián)系3所驅(qū)動的移動滑塊2。磁盤驅(qū)動連桿3、4將確定角度在C點(diǎn)左邊的輸入軸。然后導(dǎo)桿的位移10將會改變。的導(dǎo)桿的位移成正比輸出軸的轉(zhuǎn)速。就越大導(dǎo)桿的位移,旋轉(zhuǎn)越高輸出的速度。當(dāng)飛機(jī)的磁盤4垂直于軸的輸入軸導(dǎo)桿的位移10將是零。作為一個結(jié)果,輸出軸的轉(zhuǎn)速也會是零3.旋轉(zhuǎn)擋板的結(jié)構(gòu)脈動無級變速本文的作者的圖紙和設(shè)計(jì)原型的無級變速。三維這種無級變速的結(jié)構(gòu)圖是圖2所示。如圖所示在圖2中,輸入軸傳動部件。磁盤的輸入軸和其傾斜角度可調(diào)。傾斜磁盤的角度調(diào)整的調(diào)速手柄。磁盤旋轉(zhuǎn)同步的輸入軸的驅(qū)動。然后磁盤將指南桿移動(有4指導(dǎo)棒模型如圖所示在圖2)。傳動裝置安裝在左邊的指南桿。超越離合器安裝在傳動齒輪之間和導(dǎo)桿(圖2所示)。每一個駕駛齒輪在導(dǎo)桿上分別驅(qū)動從動齒輪不斷旋轉(zhuǎn)。斜齒輪驅(qū)動的安裝輸出軸通過平鍵的形式。因此,輸出可以由從動齒輪軸。圖3顯示了一個實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的照片。圖3。實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的旋轉(zhuǎn)擋板脈動無級變速4的主要性能參數(shù)旋轉(zhuǎn)擋板脈動無級變速導(dǎo)桿的數(shù)量越多脈動無級變速是,輸出軸的脈沖率越小。后理論分析和計(jì)算,主要性能這個旋轉(zhuǎn)擋板脈沖CVT參數(shù)遵循。4.1角位移和角速度輸出軸的4.1.1輸出軸的旋轉(zhuǎn)角度當(dāng)導(dǎo)桿的數(shù)量是1在這種無級變速,角位移之間的關(guān)系公式輸出軸和輸入軸的角位移。角嗎分度圓螺旋角,擋板的平面和垂直之間的部分輸入軸,D的分布圓直徑導(dǎo)桿,d2斜齒輪直徑的參考在輸出軸圈,1是角度的位移輸入軸(1 =1 t),1角輸入軸的速度(常量)。4.1.2輸出軸的角速度反過來,因?yàn)槊總€導(dǎo)桿工作曲線輸出軸的角速度如果可以不同導(dǎo)桿的數(shù)量是不同的。根據(jù)情商。(1),如果導(dǎo)桿的數(shù)量在這個旋轉(zhuǎn)擋板脈動無級變速是4,輸出軸的角速度當(dāng)p/ 4f3p/ 4,i等于0。當(dāng)3p/ 4f5p/ 4,i等于1。當(dāng)5p/ 4f7p/ 4,i等于2。當(dāng)0fp/ 4或者7p/ 4f2p。i等于3。圖4中的曲線上方的陰影線的圖角速度,導(dǎo)桿的數(shù)量和時間4。曲線之間的交點(diǎn)是速度相鄰導(dǎo)棒之間的十字路口。圖4。輸出軸的角速度4.2旋轉(zhuǎn)擋板脈沖CVT的脈動(速度的不均勻系數(shù))跳動的速度是用來評估的平穩(wěn)性輸出軸的角速度。只有這個實(shí)例脈沖CVT的數(shù)量之間的導(dǎo)桿是3和6是本文中討論。4.2.1最大準(zhǔn)備輸出軸的角速度不管有多少導(dǎo)游棒傳輸,最大角速度都是相同的。和最大角速度的位置在90的1,即4.2.2最小輸出軸角速度和速度不均勻系數(shù)最低輸出軸的角速度位于速度相鄰導(dǎo)棒之間的十字路口。傳播的導(dǎo)桿的數(shù)量不同;交叉階段的速度必須是不同的了。詳細(xì)的信息可以在論文中找到很快就會發(fā)布。根據(jù)定義,不均勻系數(shù)速度脈沖CVT表示如下:在最小最小的角速度輸出最大角速度輸出軸,米的平均角速度輸出軸。如果導(dǎo)游棒傳輸?shù)臄?shù)量不同,最低角速度會有所不同了。最低角速度和不均勻系數(shù)的速度如表1所示。4.3平均傳動比和變率旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)斜盤脈沖無級變速4.3.1轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)斜盤的平均傳動比脈動無級變速定義:旋轉(zhuǎn)的平均傳動比擋板脈沖CVT的導(dǎo)桿的n表達(dá)的是這里n是導(dǎo)桿的數(shù)量,平均是n1ave輸入軸的轉(zhuǎn)動速度,n2ave是平均水平輸出軸的轉(zhuǎn)動速度,2 n是相應(yīng)的輸出軸的角位移/ n。當(dāng)輸入軸旋轉(zhuǎn)角24.3.2最大輸出軸的角速度變量的比例旋轉(zhuǎn)擋板脈動無級變速本文討論的是無限的,因?yàn)樽畹洼敵鲚S的旋轉(zhuǎn)速度可以是零。因此,變率在這個旋轉(zhuǎn)擋板脈動無級變速與導(dǎo)桿的數(shù)量無關(guān)。特征參數(shù)的旋轉(zhuǎn)擋板的脈搏無級變速的導(dǎo)游棒數(shù)量3至6如表1所示。如表1所示,跳動的速度旋轉(zhuǎn)擋板脈沖CVT明顯降低數(shù)量的增加導(dǎo)游棒。當(dāng)其他條件沒有改變,一個有限的增加的數(shù)量嗎導(dǎo)桿,CVT的重量增加,在無級變速的體積沒有變化。時的數(shù)量導(dǎo)桿是6,而其他類型的脈沖無級變速,跳動的速度明顯下降1。此外,跳動的率無關(guān)的傳動比無級變速。它是一個獨(dú)特的特點(diǎn)其他類型的脈沖CVT的兵家必爭之地。4.4傳動效率的實(shí)驗(yàn)原型傳輸效率與許多因素有關(guān),是這樣的機(jī)械結(jié)構(gòu)的形式、材料、表面粗糙度接觸表面的潤滑方式。由于缺乏具有良好的潤滑和密封結(jié)構(gòu)的觀點(diǎn)導(dǎo)桿和磁盤之間的接觸傾斜,傳動效率的實(shí)驗(yàn)原型探討了低。初步測試表明,時的傳輸效率約為70%輸出軸的轉(zhuǎn)速達(dá)到最大。由于使用的無級變速傳動效率工程現(xiàn)在通常范圍70%75%(13 - 16),本文中討論的脈動無級變速一定的工程應(yīng)用前景。理論分析和實(shí)驗(yàn)的傳播的效率將闡述了脈動無級變速其他的論文作者,良好的潤滑和摩擦系數(shù)較低的結(jié)構(gòu)形式采用。4.5實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)之間的比較分析原型和理論數(shù)據(jù)輸出軸的角速度four-rod原型測試和條件的測試一樣的角速度:輸入軸(1)100rad / s,分布式圓的直徑的指南桿(d)是108毫米,直徑的參考circlepossessed斜齒輪的輸出軸(d2)是48歲毫米。旋轉(zhuǎn)斜盤表面和截面之間的角度(不同15,105)2輸入軸(代表不同的傳動比)。輸出軸的角速度four-rod測試的結(jié)果如圖5所示。比較實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)之間的關(guān)系所以只有數(shù)據(jù)的1510時相似,52圖5所示。實(shí)際的旋轉(zhuǎn)相當(dāng)于10因?yàn)樗俣瓤偸潜壤碚搩r值滾柱超越離合器的一些間隙。跳動的速度不同角度的實(shí)際值(傳動比)如表2所示。實(shí)際的結(jié)果測試是大于理論值的34.3%。這是主要由輥的間隙,測量誤差和制造安裝誤差的部分。5結(jié)論轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)斜盤脈沖CVT在這個討論紙是一種原始設(shè)計(jì)。它是基于一個新的傳動原理和結(jié)構(gòu)。它是組合圓柱凸輪(swashplate-guide桿機(jī)制)的平行軸螺旋圓柱齒輪機(jī)構(gòu)在行星布局和軸嚙合。它實(shí)現(xiàn)了無牽引連續(xù)變量的傳播。無級變速旋轉(zhuǎn)擋板脈沖具有以下特點(diǎn):(1)不均勻系數(shù)的速度是無關(guān)緊要的這個脈沖CVT的傳動比。它克服了缺點(diǎn),跳動的速度急劇變化時輸出軸的轉(zhuǎn)動速度較低(2)當(dāng)導(dǎo)桿的數(shù)量是6,不平衡速度系數(shù)小于現(xiàn)有脈沖無級變速;(3)從理論上講,速度不均勻系數(shù)減少到零如果適當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)斜盤表面使用;(4)采用齒輪機(jī)構(gòu)傳動組件,它避免了不平衡慣性力連桿脈動無級變速。發(fā)明專利的傳輸了論文已經(jīng)提交在中國和國外。一個原型的這個傳輸也已經(jīng)產(chǎn)生。運(yùn)行測試的此原型已經(jīng)證明旋轉(zhuǎn)的原則本文中描述擋板脈動無級變速是可行的。性能特征的原型是接近的理論分析的價值。運(yùn)動和動態(tài)分析性能參數(shù)的計(jì)算傳播很快就會發(fā)表在其他報紙。引用1阮中堂。機(jī)械設(shè)計(jì)和選擇指南連續(xù)可變傳動M。北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1999年。(在中國)2趙云,孫亮,于高紅。性能及應(yīng)用偏心齒輪傳動的研究J。中國機(jī)械雜志工程,2011,24(2):323 - 331。3梅德韋杰夫3BONDALETOV V P,V,彼得羅夫訴可靠性隨心所欲行事機(jī)制在脈沖連續(xù)變量傳播J。俄羅斯工程研究,2010,30(10):995 - 998。4泰勒D F,詹姆斯D v開關(guān)型連續(xù)變量傳播與飛輪儲能C/ /學(xué)報IMECE2008 ASME國際機(jī)械工程美國國會和博覽會,波士頓,31-November 10月6日2008:1 - 8。5孫建紅,田毅,洪磊,。斜齒輪的影響參數(shù)基于軸向旋轉(zhuǎn)斜盤的嚙合傳動脈動無級變速特征C/ /國際會議工程設(shè)計(jì)和優(yōu)化、ICEDO 2011年,寧波,中國,8月19日至21日,2011:224 - 227。6劉凱(音),阮中堂。在新的性能分析GUSA脈沖J.無級變速傳動系統(tǒng)雜志機(jī)械傳動、1991、15(4):16 - 19。(在中國)7周玉強(qiáng)。機(jī)械連續(xù)可變傳動M。北京:中國機(jī)械出版社,2001年。(在中國)8周玉強(qiáng),崔(東鐵鋒。介紹和機(jī)械變速驅(qū)動器的發(fā)展J。雜志機(jī)械傳動,2005,29(1):65 - 68。(在中國)9KAZEM K,ZOLTAN F s .并行磁盤連續(xù)變量傳播(PDCVT)J。機(jī)制和機(jī)器理論,2005,40(9):外墻面。10孫建東,雷洪。連桿式脈動變速器創(chuàng)新設(shè)計(jì)J?,F(xiàn)代制造工程,2010,12:137 - 140。(在中國)11阮中堂。機(jī)械連續(xù)可變傳動M北京:中國機(jī)械出版社,1999年。(在中國)12朱昱,劉開昌。研究的現(xiàn)狀沖動無級變速器的發(fā)展J。包裝和食品機(jī)械,2003,21(5):11 - 14。(在中國)13焦映厚,徐小軍,周淑英。的研究機(jī)械無級變速傳動系統(tǒng)效率牽引行星錐環(huán)J。哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報上技術(shù),1997,29(2):80 - 83。(在中國)14焦映紅、夏映紅、徐小軍.的研究變速器的機(jī)械效率RX-AT環(huán)錐行星J。哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報,1998,30(6):屆時。(在中國)15張春,傅領(lǐng)帶,王乃欣。分析研究傳播計(jì)劃的兩種無級變速控制設(shè)備J。機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)報,2000,17(10):。(在中國)16漢分鐘。控制式差動連續(xù)變量傳播研究J。西安研究所技術(shù)學(xué)報,1996年,16(2):161 - 164。(在中國)筆記孫建東教授生于1954年,目前是北京聯(lián)合大學(xué),中國。他收到了他的碩士學(xué)位1989年,清華大學(xué),中國。他的研究興趣包括,無級變速傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)康復(fù)儀器。電話:+ 86-10-65917225;電子郵件:sjd1954126.com傅溫榆,生于1972年,目前是北京聯(lián)合講師大學(xué),中國。他收到了來自北京的博士學(xué)位技術(shù)大學(xué),中國,2010年。他的研究興趣包括機(jī)械工程、CAD / CAPP / CAM和生物力學(xué)。電話:+ 86-10-65917225;電子郵件:jdtwenyubuu.edu.cn雷洪,生于1964年,目前是副教授北京聯(lián)合大學(xué),中國。她收到了她的本科1984年畢業(yè)于重慶大學(xué),中國。她的研究利益包括力學(xué)工程、CAD / CAPP / CAM。電話:+ 86-10-65917225;電子郵件:jdtleihongbuu.edu.cn田毅,生于1977年,目前是北京聯(lián)合講師大學(xué),中國。她從武漢獲得了博士學(xué)位中國科技大學(xué),2008年。她的研究興趣包括力學(xué)工程,信息管理系統(tǒng)在火車。電話:+ 86-10-65917225;電子郵件:jdttianebuu.edu.cn劉子平,生于1969年,目前是北京聯(lián)合講師大學(xué),中國。她從北京獲得了碩士學(xué)位中國科技大學(xué),2009年。她的研究興趣包括力學(xué)工程、CAD / CAPP / CAM。電話:+ 86-10-65917225;電子郵件:jdtzipingbuu.edu.cn
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