購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 目 錄 摘要 緒論 1 究的意義及背景 1 內(nèi)外機(jī)械無(wú)級(jí)變速器的研究現(xiàn)狀 1 業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和要求 2 2 總體 類型 的 比較與 選擇 3 鋼球外錐無(wú)級(jí)變速器 3 鋼球長(zhǎng)錐式無(wú)級(jí)變速器 5 兩類型的比較與選擇 5 3 主要 零件的 計(jì)算與設(shè)計(jì) 6 輸入、輸出軸的計(jì)算與設(shè)計(jì) 6 輸入、輸出軸上軸承的計(jì)算與設(shè)計(jì) 7 輸入、輸出軸上端蓋的計(jì)算與設(shè)計(jì) 8 加壓盤的計(jì)算與設(shè)計(jì) 8 調(diào)速齒輪上變速曲線槽的計(jì)算與設(shè)計(jì) 9 鋼球與主、從動(dòng)錐輪的計(jì)算與設(shè)計(jì) 10 調(diào)速機(jī)構(gòu)的計(jì)算與設(shè)計(jì) 11 無(wú)極變速器的裝配 12 4 主要零件的校核 14 傳動(dòng)部件的受力分析與強(qiáng)度計(jì)算 14 軸承的校核 16 軸 的校核 17 傳動(dòng)鋼球的轉(zhuǎn)速校核 19 鍵的校核 19 參考文獻(xiàn) 22 附錄 23 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 鋼球式無(wú)級(jí)變速器 結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì) 摘要： 本文簡(jiǎn)要介紹了摩擦式鋼球無(wú)極變速器的基本結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)計(jì)算、材質(zhì)及潤(rùn)滑等方面的知識(shí)，并以此作為本次無(wú)級(jí)變速器設(shè)計(jì)的理論基 礎(chǔ)。本設(shè)計(jì)采用的是以鋼球作為中間傳動(dòng)元件，通過(guò)改變鋼球主動(dòng)側(cè)和從動(dòng) 側(cè)的 工作半徑來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出軸轉(zhuǎn)速連續(xù)變化的鋼球錐輪式無(wú)級(jí)變速器。 由鋼球、主動(dòng)錐輪、從動(dòng)錐輪和內(nèi)環(huán)所組成。動(dòng)力由輸入軸輸入，帶動(dòng)主動(dòng)錐輪同速轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)鋼球利用摩擦力驅(qū)動(dòng)內(nèi)環(huán)和從動(dòng)錐輪，再經(jīng)從動(dòng)錐輪，形槽自動(dòng)加壓裝置驅(qū)動(dòng)輸出軸將動(dòng)力輸出，調(diào)整鋼球軸心的傾斜角 就可達(dá)到變速的目的。本 設(shè)計(jì) 為恒功率輸出特性，輸出轉(zhuǎn)速恒低于輸入轉(zhuǎn)速，運(yùn)用于低轉(zhuǎn)速大轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)。 本文分析了在傳動(dòng)過(guò)程中主、從動(dòng)輪，鋼球和外環(huán)的工作原理和受力關(guān)系；通過(guò)受力關(guān)系分析，并針對(duì)具體參數(shù)對(duì)輸 入軸、輸出軸、端蓋、加壓盤、主動(dòng)追率、從動(dòng)錐輪、渦輪盤等進(jìn)行了計(jì)算與設(shè)計(jì)。并對(duì)調(diào)速結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。 本文根據(jù)傳動(dòng)錐輪的工作應(yīng)力和材料疲勞強(qiáng)度 ,建立起錐面?zhèn)鲃?dòng)功率、錐輪直徑與材料疲勞壽命及可靠度等因素之間的關(guān)系 ，合理設(shè)計(jì)錐輪的結(jié)構(gòu)尺寸。 關(guān)鍵詞： 無(wú)級(jí)變速器、摩擦式、鋼球錐輪式、設(shè)計(jì) 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 of of on as a of as an of to of VT to to of of is is in of in we on on of a of to of 買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 1 1 緒論 機(jī)械無(wú)極變速器是一種傳動(dòng)裝置，其功能特征主要是：在輸入轉(zhuǎn)速不變的情況下，能實(shí)現(xiàn)輸出軸在一定范圍內(nèi)連續(xù)變化，以滿足機(jī)械或生產(chǎn)系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中各種不同工況的要求：其結(jié)構(gòu)特征主要是：需由變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、調(diào)速機(jī)構(gòu)及加壓裝置或輸出機(jī)構(gòu)三部分組成。 機(jī)械無(wú)級(jí)變速器的適用范圍廣，有在驅(qū)動(dòng)功率不變的情況下，因工作阻力變化而需要調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速以產(chǎn)生相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力矩者（如化工行業(yè)中的攪拌機(jī)械，即需要隨著攪拌物料的粘度、阻力增大而能相應(yīng)減慢攪拌速度）；有根據(jù)工況要求需要調(diào)節(jié)速度者（如起重運(yùn)輸機(jī)械要求隨物料及運(yùn)行 區(qū)段的變化而能相應(yīng)改變提升或運(yùn)行速度，食品機(jī)械中的烤干機(jī)或制藥機(jī)械要求隨著溫度變化而調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)移速度） ;有為獲得恒定的工作速度或張力而需要調(diào)節(jié)速度者（如斷面切削機(jī)床加工時(shí)需保持恒定的切削線速度，電工機(jī)械中繞線機(jī)需保持恒定的卷繞速度，紡織機(jī)械中的漿紗機(jī)及輕工機(jī)械中的薄膜機(jī)皆需調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速以保證恒定的張力等）；有為適應(yīng)整個(gè)系統(tǒng)中的各種工況、工位、工序或單元的不同要求而需協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)速度以及需要配合自動(dòng)控制者（如各種各樣半自動(dòng)或自動(dòng)的生產(chǎn)、操作或裝配流水線）；有為探求最佳效果而需變換速度者（如試驗(yàn)機(jī)械或李心機(jī)需調(diào)速以獲得最佳 分離效果）；有為節(jié)約能源而需要進(jìn)行的調(diào)速者（如風(fēng)機(jī)、水泵等）：此外還有各種規(guī)律的不規(guī)律的變化而進(jìn)行速度調(diào)節(jié)以及實(shí)現(xiàn)自動(dòng)或程序控制等。 綜上所述，可以看出采用無(wú)極變速器，尤其是配合減速傳動(dòng)時(shí)進(jìn)一步擴(kuò)大其變速范圍與輸出轉(zhuǎn)矩，能更好的適應(yīng)各種工況要求，使之效能最佳，在提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。適應(yīng)產(chǎn)品更換需要，節(jié)約能源，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的機(jī)械化、自動(dòng)化等各方面皆具有顯著的效果。故無(wú)極變速器目前已成為一種基本的通用傳動(dòng)形式，應(yīng)用于紡織、輕工、食品、包裝、化工、機(jī)床、電工、起重運(yùn)輸?shù)V山冶金、工程、農(nóng)業(yè)、國(guó)防及試驗(yàn)等各類機(jī)械。 內(nèi)外機(jī)械無(wú)極變速器的研究現(xiàn)狀 國(guó)內(nèi)：我國(guó)最早是在一汽生產(chǎn)的 旗轎車上裝備了自動(dòng)變速器。國(guó)內(nèi) 003 年 , 目前正以遞增的態(tài)勢(shì)發(fā)展。 在 面的研究我國(guó)尚處于起步階段 , 自 “九五” 期間開始 , 轎車金屬帶式無(wú)級(jí)自動(dòng)變速器的開發(fā)和研制已經(jīng)被列入國(guó)家的重大科技攻關(guān)計(jì)劃 , 由吉林工業(yè)大學(xué)、 東北大學(xué)、 東風(fēng)汽車公司合作 , 共同承擔(dān)并完成了這個(gè)攻關(guān)項(xiàng)目 , 對(duì) 術(shù)進(jìn)行實(shí)用化研究 , 在 動(dòng)機(jī)理、 制策略、 字建模與仿真等方面 , 取得了一些 突破性成果并成功試制出國(guó)內(nèi)首臺(tái) 產(chǎn)品 , 進(jìn)行了臺(tái)架實(shí)驗(yàn)和道路實(shí)驗(yàn) , 取得了一些寶貴的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和開發(fā)經(jīng)驗(yàn) , 目前該課題組仍在進(jìn)行 開發(fā)研究工作。 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 2 目前我國(guó) 進(jìn)入使用階段 ,據(jù)報(bào)道 ,一汽大眾生產(chǎn)的大排量 6 缸內(nèi)燃機(jī) (2. 8L)的奧迪 車上裝備的帶式無(wú)級(jí)變速器 能傳動(dòng)功率為 142 扭矩為 280 已能達(dá)到轎車實(shí)用的要求。 國(guó)外： 術(shù)的發(fā)展 , 可以追溯到十九世紀(jì)末 , 德國(guó) 司在 1896 年就將 V 型橡膠帶式無(wú)級(jí)變速技術(shù) 用于該公司生產(chǎn)的汽車上 , 但材料較差、 傳遞力矩小 , 沒有什么實(shí)用價(jià)值。 自從馮杜納博士的 司于 20 世紀(jì) 80 年代研制成功金屬帶式無(wú)級(jí)變速器并使之進(jìn)入商品化階段后，目前世界度寬鋼帶和一個(gè)高液壓控制系統(tǒng)。 通過(guò)采用這些先進(jìn)的技術(shù)來(lái)獲得較大的轉(zhuǎn)矩能力 , 日產(chǎn)公司研究開發(fā) 的電子控制技術(shù) , 傳動(dòng)比的改變實(shí)行全檔電子控制 , 汽車在下坡時(shí)可以一直根據(jù)車速控制發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng) , 而且在濕滑路面上能夠平順地增加速比來(lái)防止打滑。 日產(chǎn)公司還計(jì)劃將它的 大到 轎車。另外 , 日 本三菱、 富士重工也都在不斷改進(jìn)無(wú)級(jí)變速器 , 從而實(shí)現(xiàn)汽車從有級(jí)變速階段向無(wú)級(jí)變速階段的飛躍。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止 2005 年底，裝備金屬帶式無(wú)級(jí)變速器的轎車已達(dá) 500 萬(wàn)輛。由最初的日本、歐洲 , 已經(jīng)滲透到北美市場(chǎng)。 隨著上已出現(xiàn)了一批生產(chǎn)金屬帶式無(wú)級(jí)變速器的廠家。日本本田汽車公司和 括通用汽車公司在內(nèi)的國(guó)外企業(yè)都在加速發(fā)展無(wú)級(jí)自動(dòng)變速器技術(shù)。 進(jìn)入九十年代 ,日產(chǎn)公司開發(fā)了一種為中型轎車設(shè)計(jì)的包含一個(gè)手動(dòng)換檔模式的 。 新型 采用 一個(gè)最新研制的高強(qiáng)電子控制技術(shù)、 材料及加工技術(shù)的進(jìn)步 , 未來(lái)的發(fā)展將成本更低廉、控制更便捷、使用范圍更廣泛。因此無(wú)級(jí)變速汽車是當(dāng)今汽車發(fā)展的主要趨勢(shì)。 業(yè)論文設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求 設(shè)計(jì)內(nèi)容： 小功率機(jī)械無(wú)極變速器結(jié)構(gòu)的十二級(jí)；比較和選擇合適的方案，無(wú)極變速器的結(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：輸入功率 P=入轉(zhuǎn)速 n=1500速范圍 R=10；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)室應(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(guò)程中不能出現(xiàn)卡死現(xiàn)象，能實(shí)現(xiàn) 動(dòng)態(tài)無(wú)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。 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 3 2 總體類型的選擇 鋼球錐輪 式 無(wú)級(jí)變速 種類繁多 ，在此，我只選擇了兩種方案供參考，作比較，選出比較 理想 合理的 方案。該兩種方案分別是鋼球 外錐式（ 無(wú)級(jí)變速器 和鋼球內(nèi)錐式無(wú)級(jí)變速，分別描述如下 。 ） 無(wú)級(jí)變速器 力由軸 1輸入，通過(guò) 自 動(dòng)加壓裝置 2，帶動(dòng)主動(dòng)輪 3同速轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)一組 (3 8個(gè) )鋼球 4利用 摩擦力驅(qū)動(dòng)外環(huán) 7和從動(dòng)錐輪 9；再經(jīng)錐輪 輪 9、自動(dòng)加壓裝置 10 驅(qū)動(dòng)輸出軸 11，最后將動(dòng)力輸出 。傳動(dòng)鋼球的 支 承軸 8的兩端嵌裝在殼體兩端蓋 12和 并 穿過(guò)調(diào)速蝸輪 5的曲線槽；調(diào) 圖 2級(jí)變速器裝配圖 1、 11出軸 2、 10 3、 9錐輪 4 5 6 7 812、 13購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 4 調(diào)速是 通過(guò)蝸桿 6使蝸輪 5轉(zhuǎn) 動(dòng)。由于曲線槽 (相 當(dāng)于一個(gè)控制凸輪 )的作用， 使鋼球軸心線的 傾斜角發(fā)生變化，導(dǎo)致鋼球與兩 錐輪的工作半徑改變，輸出軸的 轉(zhuǎn)速便 得到調(diào)節(jié)。其動(dòng)力范圍為：， ， P11 4% ， 應(yīng)用甚廣。 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(wú)級(jí)調(diào)速。 2速渦輪的槽型曲線 鋼球外錐式無(wú)級(jí)變速器變速 如圖 2間輪為一鋼球，主、從動(dòng)輪式母線均為直線的錐 輪，接觸處為點(diǎn)接觸。主、從動(dòng)輪的軸線在一直線上，調(diào)速時(shí)主、從動(dòng)輪工 圖 2球錐輪無(wú)級(jí)變速器的變速 作半徑不變，而是通過(guò)改變中間輪的回轉(zhuǎn)軸線的傾斜角 籍以改變其兩側(cè)的工作半徑來(lái)實(shí)現(xiàn)變速 。 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 5 級(jí)變速 器 如 圖 2一種早期生產(chǎn)的環(huán)錐式無(wú)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(wú)需加壓裝置。由于采用兩軸線平行的長(zhǎng)錐替代了兩對(duì)分離輪，并且通過(guò)移動(dòng)鋼環(huán)來(lái)進(jìn)行變速，所以結(jié)構(gòu)特別簡(jiǎn)單。但由于長(zhǎng)錐的錐度較小，故變速范圍受限制 。速型，其機(jī)械特性如下圖 2。技術(shù)參數(shù)為：傳動(dòng)比 n2/2 速比4,輸入功率 入轉(zhuǎn)速 500 r/傳動(dòng)效率 85% 。一般用于機(jī)床和紡織機(jī)械等 。 2 2C 變速器的機(jī)械 鋼球長(zhǎng)錐式 ( )無(wú) 級(jí)變速器結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，且使用參數(shù)更符合我們此次設(shè)計(jì)的要求，但由于 調(diào)速 是通過(guò)鋼環(huán)移 動(dòng)還實(shí)現(xiàn)的 ， 而怎樣移動(dòng)鋼環(huán)有比較大的難度， 需要精密的裝置，用于 制造 ，成本會(huì)大大的提高，顯得不合理。 而鋼球外錐式 (無(wú)級(jí)變速器的結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)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。 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 6 3 主要 零件的 計(jì)算與設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)一臺(tái) 鋼球外錐式（ 型無(wú)級(jí)變速器，輸入功率 為 0， 500 r/以上數(shù)據(jù)查表，故選用 N=n=1430 r/ =入轉(zhuǎn)速 430 r/ 出軸的 計(jì)算與設(shè)計(jì) 由于本方案為鋼球外錐式無(wú)級(jí)變速器，機(jī)械傳動(dòng)平穩(wěn)，彎曲振動(dòng)小。故選用 45 號(hào)鋼作為軸的材料，調(diào)質(zhì) 220 26016 4 0 , 2 7 5 , 1 5 5B M P a M P a M P a 。 （ 1）輸出軸的計(jì)算與設(shè)計(jì) 1）最小軸徑的確定 初步計(jì)算按軸的最小軸徑公式估算，取m i n 2 2 0 . 3 5 4 0d m m m m，于是得： 3m i n 0 2 . 21 1 2 2 8 . 1 6 4250 m 輸出軸的 最小直徑為與錐輪連接處（圖 2由于錐輪與軸是過(guò)渡配合，且錐輪工作直徑為 95了保證錐輪與軸配合有良好的對(duì)中性，采用錐輪標(biāo)準(zhǔn)的推薦直徑為20 （ 2）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）擬定軸上零件的裝配方案 本方案如圖 2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(zhǎng)度 證與軸配合的轂孔長(zhǎng)度，取 20Id 27軸安裝加壓 盤一側(cè)和軸承，加壓盤用花鍵移動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)錐輪的加壓，取花鍵6 2 1 7 1 1 1 0F 114421 。 段對(duì)軸 的軸承內(nèi)圈起定位作用并作為軸承座，取 3 0 , 1 7I V I Vd m m L m m。 段與 段上的軸承內(nèi)圈起定位作用，取 4 0 , 7I V I Vd m m L m m。 V 軸段根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸 承添加潤(rùn)滑劑的要求，采用迷宮式密封，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)取 5 0 , 6m m L m m。軸 為軸承座， 4 0 , 1 5V I V Id m m L m m。軸段由計(jì)算得 3 0 , 8 4d m m L m m,至此，已初步確購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 7 定了軸的各段直徑和長(zhǎng)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截面 : 8 ， 40l 輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選 擇帶輪輪轂與軸的配合為 76樣，密封擋圈與軸的配合為 76動(dòng)軸承與軸定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，軸承段的直徑尺寸公差為 45o 。 圖 3 輸出軸 3）由于主、從動(dòng)錐輪一致，軸上零件布置也相同。同時(shí)主動(dòng)輪的最小軸徑估算為m i n 2 2 0 . 3 5 4 0d m m m m。為了 節(jié)省工藝及成本。主動(dòng)軸 軸段 2 5 , 8 4d m m L m m其余相同。 入、輸出軸上軸承的選擇與計(jì)算 因?yàn)?軸承為標(biāo)準(zhǔn)件，只需挑選合適的參數(shù)的軸承即可，主、從動(dòng)軸軸 以選用角接觸球軸承 7006B/動(dòng)軸 殼）的向右的軸向移動(dòng)選用角接觸球軸承 7008B/軸承的基本額定動(dòng)載荷均大于 10以角接觸軸承采用正裝可滿足要求。 表 3接觸球軸承 7006 292承代號(hào) 基本尺寸（ 安裝尺寸（ 700005 極限轉(zhuǎn)速 (r/原軸承代號(hào) d D B r d r a (基本額定 脂潤(rùn)滑 油潤(rùn)滑 載荷 靜載荷 N) 70060 55 13 1 36 49 1 500 14000 36106 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 8 表 3接觸球軸承 7008C 292承代號(hào) 基本尺寸（ 安裝尺寸（ 700005 極限轉(zhuǎn)速 (r/原軸承代號(hào) d D B r d r a (基本額定 脂潤(rùn)滑 油潤(rùn)滑 載荷 靜載荷 N) 70080 68 15 1 46 62 1 000 11000 36108 出軸上端蓋的 計(jì)算與設(shè)計(jì) 圖 3蓋 由于輸入、輸出軸與端蓋是間隙配合，確定孔徑為 30，與箱體蓋連接確定外徑112。按 Q/定，選用氈封油圈時(shí)，其氈圈尺寸：在軸徑 50 240，氈圈外徑 D 較1度 算與設(shè)計(jì) 加壓裝置采用鋼球 加壓盤動(dòng)作靈敏，工藝要求高，承載能力符合要求。 （ 1)加壓裝置有關(guān)參數(shù) 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 9 加壓盤作用直徑 5 4 . 7 5 c m加壓盤 1 0 . 0 4 1 5 . 5( ) 6 2 7 1 8s i n 7 . 7 5 s i n 4 5 r c t g a r c t 取 6 30o 加壓鋼球按經(jīng)驗(yàn)公式取 11()6 1 0q y 、 8m 。經(jīng)驗(yàn)算接觸強(qiáng)度均不足，故改用腰鼓形滾子 8 個(gè)，取滾子軸向截面圓弧半徑1 8r 橫向中間截面半徑 。 曲率系數(shù) 118 0 . 8c o s 0 . 8 1 8 28 0 . 8 由表 1 查得 1 6 ，代入式得加壓盤處的最大接觸應(yīng)力為 2233 21224 0 0 8 1 1 1 1( ) 4 0 0 8 0 . 7 8 6 1 . 1 5 0 3 . 0 8 6 ( )a b 0 . 8 83 1 9 8 0 . 9 9 / 2 8 3 8 . 5 2 /jy kQ g f c m k g f c m 工作應(yīng)力在許用應(yīng)力范圍之內(nèi)。故可以采用。 算與設(shè)計(jì) 調(diào)速渦輪槽形曲線及傳動(dòng)鋼球的尺寸符號(hào)如圖 2個(gè)調(diào)速過(guò)程通常在渦輪轉(zhuǎn)角 1 2 0 o 的范圍內(nèi)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(guò) A、 B、 們的極坐標(biāo)（以 o 點(diǎn)為極點(diǎn)）分別為： A： 0m a x 3 m a 1 , 0 , 0 . 5 s i n 0 . 5 1 4 0 8 0 s i n 2 6 4 2 3 4 . 1 8i R D l ：m a x 3m a 11 , 9 0 6 0 . 9 6 , 0 . 5 7 01 1 2 . 1 ：m i n 0 . 2 1 , 9 0 , 3 m a 5 s i n 0 . 5 s i n 2 6 4 2 1 0 5 . 9 0 l 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 10 定出 A、 B、 采用做圖畫做出弧形槽，槽寬 10 動(dòng)錐輪的 計(jì)算與設(shè)計(jì) （ 1）選材料：鋼球、錐輪、外環(huán)及加壓盤均勻 面硬度 擦系數(shù)f=用接觸應(yīng)力：傳動(dòng)件 j =22000 25000壓元件 j =40000500000 （ 2）預(yù)選有關(guān)參數(shù)：錐輪錐頂半角 =45o，傳動(dòng)鋼球個(gè)數(shù) z=6，加壓鋼球個(gè)數(shù) m=8，錐輪于鋼球的直徑比 11.5, = （ 3） 有關(guān)運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算； 傳動(dòng)比 m a x 3000 2 . 1 01430i m a x 300 0 . 2 11430i 鋼球支承軸的極限轉(zhuǎn)角 1 m a x 4 5 2 . 1 2 6 4 2o oa r c c t g i a r c c t g （增速范圍） 2 m i n 4 5 0 . 2 1 3 1 4 9o oa r c c t g i a r c c t g （減速范圍） （ 4）計(jì)算確定傳動(dòng)鋼球的直徑01c o s c o s 4 5c o s 0 . 1 9 0 72 c o s 2 1 . 5 c o s 4 5 按表 1械無(wú)級(jí)變速器）由 查得 1a b 0 1 8 ，代入式得 2 211 3341 m i n( 2 c o s )3 6 8 8 1 6 3 6 8 8 1 6 0 . 9 9 1 8 1 . 2 5 2 . 2 0 . 8 ( 2 1 . 5 c o s 4 5 )a b ( 2 . 2 2 . 5 ) 1 0 1 . 5 0 . 0 4 6 1 4 3 06 . 1 6 9 5 7 . 0 0 9 6 c z n i 按鋼球規(guī)格圓整取 m m錐輪直徑1 . 5 6 3 . 5 9 5 . 2 5 c d m m 圓整取 21 95D D m m購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 11 則 11 95 1 . 4 9 6 0 6 36 3 . 5 驗(yàn)算接觸應(yīng)力j2 211331 1 m i 2 c o s )3 6 8 8 1 6 3 6 8 8 1 6 0 . 9 9 1 8 1 . 2 5 0 . 8 ( 2 1 . 5 c o s 4 5 )300 . 0 4 614302 3 0 2 6 . 4 8 / c ac d f z n ik g f c m 在許用接觸應(yīng)力范圍之內(nèi)，故可用。 （ 5）計(jì)算有關(guān)尺寸： 鋼球中心圓直徑3c o s ) ( 1 . 4 9 6 9 6 3 c o s 4 5 ) 6 . 3 51 1 . 9 5 0c a 鋼球側(cè)隙 1 c o s ) s i n 1 ( 1 . 4 9 6 0 6 3 c o s 4 5 ) s i n 3 0 1 6 . 3 50 . 6 5 7a 外環(huán)內(nèi)徑 0 . 9 6 7 5 6 . 3 5 2 7 . 3 1 7 5 D c m 外環(huán)軸向截面圓弧半徑 R ( 0 . 7 0 . 8 ) 錐輪工作圓之間的軸向距離 B s i n 6 . 3 5 s i n 4 5 4 . 4 9d a c m 調(diào)速操縱的 基本原理都是將其個(gè)某一個(gè)滾動(dòng) 體 沿另一個(gè) (或幾個(gè) )滾 動(dòng)體母線移 動(dòng)的方式來(lái)進(jìn)行調(diào)速。 一 般 滾動(dòng)體均是以 直 線或圓弧為母線的旋轉(zhuǎn)體；因此，調(diào)速 時(shí) 使?jié)L動(dòng)體沿另一滾動(dòng)體 表面 作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方式，只有直線移動(dòng)和旋轉(zhuǎn) (擺動(dòng) )兩種力式。這樣可將調(diào)速機(jī)構(gòu)分為下列兩大 類： 1通過(guò)使?jié)L動(dòng)體移 動(dòng) 來(lái)改變工作半徑的。主要用于兩滾動(dòng)體的切線均為 直 線的情況，且兩輪的回轉(zhuǎn)軸線平行或梢交，移動(dòng)的方向是兩輪的接觸線方向。 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 12 2 通過(guò)使?jié)L 動(dòng)體的軸線偏轉(zhuǎn)來(lái)改變 工作 半徑的。主要用于兩 滾動(dòng)體之一的母線為圓弧的情況。 鋼球外錐輪式無(wú)級(jí)變速器是采用第二種調(diào)速類型，通過(guò)渦輪 渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)再經(jīng)槽凸輪而使鋼球心軸繞其圓心轉(zhuǎn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)鋼球主、從動(dòng)側(cè)工作半徑的改變。調(diào)速渦輪在設(shè)計(jì)上應(yīng)保證避免與其它零件發(fā)生干涉，同時(shí)采用單頭蝸桿，以增加自鎖性，避免自動(dòng)變速而失穩(wěn)。 根據(jù)整體設(shè)計(jì)，蝸桿傳動(dòng)的基本尺寸及參數(shù)匹配如下： 表 3桿的基本尺寸 （ 0085 模數(shù) m 向齒距 度圓直徑1數(shù) 1q 頂圓直徑1根圓直徑1 12 1分度圓柱導(dǎo)程角 r 8 2 1 6 38 3120 "5 4238o 表 3輪、蝸桿參數(shù)的匹配（ 0085 中心距 a 動(dòng)比 i 模數(shù) m (蝸桿分度圓直徑1d(蝸桿頭數(shù) 124 8 42 1 41 動(dòng)鋼球小軸擺角 與手輪轉(zhuǎn)角 的關(guān)系為： 221 1 1 132 2 2 21a r c s i n s i n c o s ( s i n c o sz z z za b R e a b Rl z z z z 在制造 時(shí) ，蝸輪 上 的 不等分性不超過(guò) 2 。否則會(huì)造成鋼球轉(zhuǎn)速不一，引起磨損、嗓聲 過(guò)大及溫升過(guò)高等現(xiàn) 象。支承軸與曲線槽 的側(cè)隙約為 右，過(guò)大會(huì)在開車時(shí) 引起沖擊現(xiàn)象，易導(dǎo)致鋼球支承軸 彎曲甚至折斷。 變速器的裝配 1）所有零件應(yīng)徹底清洗并用壓縮空氣吹凈或擦干。 2）各軸承及鍵槽在安裝前，應(yīng)涂以齒輪油或機(jī)械油。 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 13 3）裝入軸承前時(shí)，應(yīng)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(jī)械油中加熱到 60裝入。 4）殼體上的螺孔和軸承孔，在安裝軸承 端蓋時(shí)，應(yīng)涂以密封膠以防漏油。 5）各緊固螺栓應(yīng)按規(guī)定鎖止方法進(jìn)行鎖止。 1） 錐輪 端面與 渦輪 之間的間隙，一般應(yīng)為 2）軸的軸向間隙一般為 在軸承蓋內(nèi)增減墊片進(jìn)行調(diào)整。 3）檢查 蝸桿傳動(dòng)的嚙合與調(diào)速 情況，各檔 渦輪應(yīng)具備良好的自鎖性 。齒的嚙合痕跡應(yīng)大于全齒工作面積的三分之一。 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 14 4 主要零件的校核 本章根據(jù)傳動(dòng)要求對(duì)無(wú)級(jí)變速器做一個(gè)整體的校核。在 與主、從動(dòng)錐輪之間的接觸強(qiáng)度進(jìn)行校核，鋼球的強(qiáng)度校核在設(shè)計(jì)過(guò)程中已經(jīng)符合要求。同時(shí)在制造與安裝過(guò)程中應(yīng)保證一組鋼球的直徑的一致性。軸承采用標(biāo)準(zhǔn)件，由于蝸桿是用于調(diào)速，其軸承主要起支撐作用，受力時(shí)間短，故在此不進(jìn)行校核，對(duì)軸上軸承進(jìn)行強(qiáng)度與壽命計(jì)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 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(guò)渡磨損（動(dòng)連接 ） ，在此方案中花鍵進(jìn)行靜連接的校核。 動(dòng)部件的受力 分析與強(qiáng)度計(jì)算 1）受力分析 主動(dòng)錐輪轉(zhuǎn)矩1 . 29 7 4 0 0 9 7 4 0 0 1 4 9 . 81430 m 從動(dòng)錐輪轉(zhuǎn)矩2 2 0 . 89 7 4 0 0 9 7 4 0 0( 3 0 0 0 3 0 0 )5 7 1 . 4 1 5 7 . 1 4 1m m 每個(gè)傳動(dòng)鋼球上的轉(zhuǎn)矩 . 2 0 . 89 7 4 0 0 9 7 4 0 0 6 ( 5 5 6 3 6 7 9 9 )5 . 1 3 6 4 . 2 0 2m m 外環(huán)上的轉(zhuǎn)矩 . 2 0 . 89 7 4 0 0 9 7 4 0 0 1 1 3 . 0 8 4 . 0 31 5 1 7 2 0 4 0 m 主動(dòng)錐輪與每個(gè)鋼球接觸點(diǎn)處所傳遞的有效圓周力1 2 . 29 7 4 0 0 9 7 4 0 0 5 2 5 . 7 7 66 1 4 3 0 0 9 5n D 從動(dòng)錐輪與每個(gè)鋼球接觸點(diǎn)處所傳遞的有效圓周力2紙 咨詢 14951605 15 121222 c o s ( )9 7 4 0 0 1 7 4 1 2 5c o s ( )N Nz n D a 主、從動(dòng)錐輪與每個(gè)鋼球接觸點(diǎn)處所承受的法向壓緊力分別為1 2 5 2 . 21 9 4 8 0 0 1 9 4 8 0 0 1 6 4 3 00 . 0 4 6 1 4 3 0 0 9 5 k f z n D 1 12212 . 21 9 4 8 0 0 1 9 4 8 0 00 . 0 4 6 0 9 55 0 1 2 4 5 0 1 2Qf f z n 它們的徑向分量11112222s i n 1 6 4 3 0 s i n 4 5 1 1 6 1 7 . 7 6c o s 1 6 4 3 0 c o s 4 5 1 1 6 1 7 . 7 6s i n 5 0 1 2 4 5 0 1 2 s i n 4 5 3 5 4 4 3 . 0 2 0 3 3 5 4 4 . 3 0 2s i n 5 0 1 2 4 5 0 1 2 c o s 4 5 3 5 4 4 3 . 0 2 0 3 3 5 4 4 . 3 0 2 a a a a N 由在一般情況下，1 2 1 2,P P Q Q故鋼球心軸上受有不平衡的力距作用。 2）強(qiáng)度計(jì)算 由于 無(wú)級(jí)變速器是恒功率型的，故應(yīng)按2時(shí)： 壓緊力 Q 11 1 m i 9 4 8 0 0 1 . 2 3 2 . 2 0 . 8 2 9 2 . 5 20 . 0 4k g ff n z c d i 曲率 1 1 1 22 0 . 0 3 1 4 9 6d 21 212 c o s 2 c o s 0 . 0 1 4 8 4 7c d22 0k 當(dāng)量曲率紙 咨詢 14951605 16 11 1 1 2 2 1 2 212 ( 2 c o s ) 2 ( 2 1 . 5 c o s 4 5 )1 . 5 6 3 . 50 . 0 7 7 8 4k k k 曲率系數(shù) 1 1 1 2 2 1 2 21c o sc o s2 c o sc o s 4 5 0 . 1 9 0 72 1 . 5 c o s 4 5k k k ak c a 承的校核 輸入、輸出軸采用相同設(shè)計(jì)，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1 將軸系部件受到的空間力系分解為鉛垂面和水平面兩個(gè)面力系。其 中：1受力分析可知 : 1211212 2 2 21 1 12 2 2 22 2 2678 8 8 6 6 7 8 8 8 6 7 022491 0 7 1 0 78 8 8 6 2 4 9 8 6 3 76 7 6 73 7 6 9 2 3 6 01 0 7 1 0 73 7 6 9 2 3 6 0 1 4 0 92 4 9 2 3 6 0 2 3 7 32 3 6 0 1 4 0 9 2 7 4 9r e a v r e r t t e r Hr r v r Hr r v r F F F F N 2)求兩軸承的計(jì)算軸向力12對(duì)于 70000手冊(cè)，軸承派生軸向力其中， e 為判斷系 數(shù) ，其值由0是現(xiàn)在軸承軸向力先初取 ，因此可估算 11220 . 4 9 4 90 . 4 1 1 0 0 N 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 17 又得： 122110208 8 8 6 1 1 0 0 9 9 8 69460 . 6 0 70 . 0 5 0 3a a e F 查手冊(cè)確定。1 2 1 20 . 5 6 , 0 . 4 3 , 9 9 8 6 , 9 4 6e F N F N 3）求軸承當(dāng)量 動(dòng)載荷12手冊(cè)進(jìn)行查表或插值計(jì)算得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)為： 對(duì)軸承 1 0 故 =2373 對(duì)軸承 2 4 0 故 r r + 0 =1950 4)驗(yàn)算軸承壽命 因?yàn)?21，所以按軸承 1的受力大小來(lái)驗(yàn)算 66 321 0 1 0 3 0 5 0 0( ) ( ) 2 4 7 4 6 . 86 0 6 0 1 4 3 0 2 3 7 3 綜合上述可得，該設(shè)計(jì)符合工程要求。 1)判斷危險(xiǎn)截面 截面 B， ， 只受扭矩的作用， 雖然鍵槽、軸肩及過(guò)渡配合所引起的應(yīng)力集中均將削弱軸的 疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕地確定的，所以截面 B， ， 均無(wú)需校核。 從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來(lái)看，截面 處過(guò)盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受載的情況來(lái)看，截面 面 和 顯然更不必校核。 鍵槽的應(yīng)力集中系數(shù)比過(guò)盈配合的小，因而該軸只需校核截面 2）截面 C 左側(cè) 抗彎截面系數(shù) 330 . 1 0 . 1 3 0 2 7 0 0W d N m m 抗扭截面系數(shù) 330 . 2 0 . 1 3 0 5 4 0 0TW d N m m 截面 為 8478M N m m 截面 3 97200T N m m購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 18 截面上的彎曲應(yīng)力為 7 . 7 5 1 . 5 8478 3 . 1 42700b M M P 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 33 97200 185400 P 軸的材料為 45 號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，由軸常用材料性能表查得：116 4 0 , 2 7 5 , 1 5 5B M P a M P a M P a 截面上由于退刀槽而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) a及按手冊(cè)查取 。因 2 0 5080 ，經(jīng)插值后可查得 k 又由手冊(cè)可得軸的材料的敏性系數(shù)為 0 . 8 2 , 0 . 8 5故有應(yīng)力集中系數(shù) 1 ( 1 ) 1 0 . 8 2 ( 2 1 ) 1 . 8 2k q a 1 ( 1 ) 1 0 . 8 2 ( 1 . 3 1 1 ) 1 . 2 6k q a 由手冊(cè)得尺寸系數(shù) ；扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) 。 軸按磨削加工，由手冊(cè)得表面質(zhì)量系數(shù)為 0 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 1q ，按手冊(cè)得綜合系數(shù)為 1 1 . 8 2 11 1 2 . 8 00 . 6 7 0 . 9 2 1 1 . 2 6 11 1 1 . 6 20 . 8 2 0 . 9 2 又由手的得材料特性系數(shù) 0 . 1 0 . 2 , 0 . 10 . 0 5 0 . 1 = 0 . 0 5取， 取于是，計(jì)算安全系數(shù) 公式則得 1 275 3 0 . 9 22 . 8 3 . 1 4 0 . 1 0 1 155 1 0 . 5 71 . 6 2 0 . 0 1 2 2 2 23 0 . 9 2 1 0 . 5 7 1 4 . 3 1 . 53 0 . 9 2 1 0 . 5 1 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 19 故可知其安全。 3）截面 . 7 5 1 . 5。安全。 故該軸在截面右側(cè)的強(qiáng)度也足夠的。本題因無(wú)大的瞬時(shí)過(guò)載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱性，故可 略 去靜 強(qiáng)度校核。音癡，軸的設(shè)計(jì)校核結(jié)束。 鋼球與錐輪的接觸區(qū)為橢圓，其長(zhǎng)半徑為12()載時(shí)，純滾動(dòng)點(diǎn)在接觸橢圓的中心 球的理論轉(zhuǎn)速為01011 鋼球?qū)嶋H轉(zhuǎn)速 1 1 1 119 5 1 4 3 0 6 7 9 9 / m i nc o s ( c o s ( ) 6 3 . 5 c o s ( 4 5 2 6 . 6 6 )q n D n c d a a （增速） 1 1 1 1 1 119 5 1 4 3 0 5 5 6 3 / m i nc o s ( c o s ( ) 6 3 . 5 c o s ( 4 5 3 1 . 6 9 )q n D n c nd d a a （減 速） 外環(huán)轉(zhuǎn)速1 111c o s 1 5 1 7 / m i n( 1 c o s ) c o s ( )qx xr r x dn n rD d D c a a （增速） 1 11 111c o s 2 0 4 0 / m i n( 1 c o s ) c o s ( )qx xr r x dn n rD d D c a a （減速） 符合滑動(dòng)率的要求。 設(shè)定輸入軸與 V 帶輪 之間的鍵為 1 ， 輸出軸上的鍵 2，加壓盤上的花 鍵為鍵 3。 普通平鍵的型式與尺寸如下圖： 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 20 圖 4通型 平鍵 1096形花鍵的連接 圖 4形花鍵尺寸 1144前面 條件選取的鍵型號(hào)規(guī)格如下 ： 鍵 1：圓頭普通平鍵（ b=8mm h=7=40鍵 2：圓頭普通平鍵（ b=8mm h=7=4