60鋼錐錐輪式的無(wú)級(jí)變速器的傳動(dòng)與設(shè)計(jì)

60鋼錐錐輪式的無(wú)級(jí)變速器的傳動(dòng)與設(shè)計(jì),60,鋼錐錐,輪式,無(wú)級(jí),變速器,傳動(dòng),設(shè)計(jì) 22譯文滑動(dòng)塊轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 第一部分:多階段動(dòng)作產(chǎn)生摘要設(shè)計(jì)滑動(dòng)塊曲柄機(jī)構(gòu)到完成多階段運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生應(yīng)用代表性地完成可通過(guò)可調(diào)節(jié)的平面的四桿運(yùn)動(dòng)加速器,這一方法是被提出來(lái)了的。這個(gè)方法的好處有兩點(diǎn)：第一,多階段的規(guī)定剛體位置是可完成的利用一個(gè)機(jī)構(gòu)同較少數(shù)活動(dòng)部分,它用的活動(dòng)部分比那平面的四桿機(jī)構(gòu)要少。第二，在這階段滑動(dòng)塊曲柄運(yùn)動(dòng)加速器可以完成階段的規(guī)定剛體位置不需任何人工的或自動(dòng)調(diào)整的它的運(yùn)動(dòng)副。一滑塊路徑啟動(dòng)曲柄運(yùn)動(dòng)加速器到完成剛體位置的二階段是設(shè)計(jì)者利用第7項(xiàng)命令多項(xiàng)式去聯(lián)接那那可調(diào)節(jié)的平面四桿運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生器推桿連接的運(yùn)動(dòng)副。這個(gè)多項(xiàng)式產(chǎn)生平滑平穩(wěn)徑向位移、速度、加速度和帶有轉(zhuǎn)角輪廓的邊界條件,這些是可以被呈現(xiàn)的。在本研究中例子問(wèn)題是考慮一個(gè)二階段的運(yùn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)平面四桿的機(jī)構(gòu)裝置的調(diào)整。 2004 Elsevier 公司版權(quán)所有。1.介紹平面的四連桿機(jī)構(gòu)廣泛的被被用于機(jī)械系統(tǒng)和裝置。由于平面四桿機(jī)構(gòu)的平面運(yùn)動(dòng)學(xué),平面的類(lèi)型和連接軸方向,它可以是實(shí)際的設(shè)計(jì)并且實(shí)現(xiàn)這些機(jī)構(gòu)（與大部分四桿空間機(jī)構(gòu)相比較）。 除此之外, 平面的四連桿機(jī)構(gòu)有一廣范系列的圖解式和解析設(shè)計(jì)和分析方法。機(jī)構(gòu)分析中產(chǎn)生的問(wèn)題要求一個(gè)剛體是通過(guò)一系列規(guī)定位置而被控制的.圖.1顯示了四連桿機(jī)構(gòu)可用于生產(chǎn)這個(gè)運(yùn)動(dòng)通過(guò)制造那剛體作為它的耦合器連接的一部分。圖.2顯示了一部裝配機(jī)器的三個(gè)位置的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生.理想耦合器的運(yùn)動(dòng)只能由個(gè)別的離散的精確位置近似表示。由于一連接點(diǎn)只有一有限數(shù)的有效的尺寸,設(shè)計(jì)師可以只規(guī)定一有限數(shù)的精確點(diǎn)。一個(gè)四連桿機(jī)構(gòu)可以滿足直到五個(gè)規(guī)定位置由那運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生問(wèn)題。然而,一個(gè)可調(diào)節(jié)的四連桿機(jī)構(gòu)可以滿足超過(guò)五個(gè)給定的位置用這一樣的硬件。一四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)副可以用二種不同的方法來(lái)調(diào)整:可調(diào)曲柄／推桿長(zhǎng)度（圖.3）和安裝曲柄／推桿聯(lián)桿調(diào)整（圖.4）。那可調(diào)節(jié)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可以供應(yīng)解決一般平面運(yùn)動(dòng)（圖.5）兩個(gè)階段的方法。 如果在調(diào)整之后,一四連桿機(jī)構(gòu)在第一階段是被設(shè)計(jì)能達(dá)到達(dá)位置1，2和3,同相地、這同樣的接合在第二階段可以到達(dá)三個(gè)新的位置4,5和6。兩個(gè)階段的運(yùn)動(dòng)可以利用一樣部件通過(guò)校準(zhǔn)一個(gè)或多個(gè)接合叁數(shù)來(lái)完成,接合可以在這些位置精確地產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)并且近似表示在其他的位置的運(yùn)動(dòng)。連接器的真實(shí)運(yùn)動(dòng)是精密位置被用愈較23多,對(duì)理想的運(yùn)動(dòng)也愈靠近。圖.1 平面四桿機(jī)構(gòu) 圖.2 平面四桿卸栽機(jī)構(gòu)圖.3 可調(diào)節(jié)長(zhǎng)度的曲柄機(jī)構(gòu) 圖.4 固定長(zhǎng)度的曲柄機(jī)構(gòu)關(guān)于運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)生在可調(diào)節(jié)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的區(qū)域內(nèi),在已出版的作品里[1-19] 略微被限制。上述的工作包括包括 Ahmad和 Waldron的工作[1],他們發(fā)展一方法關(guān)于綜合處理一四連桿機(jī)構(gòu)同可調(diào)傳動(dòng)裝置安裝。他們解決二個(gè)階段的問(wèn)題用一最大量總數(shù)的五個(gè)位置。Tao和Krishnamoorthy[2]發(fā)明了繪圖的合成程序用尖頭產(chǎn)生可變耦合器彎曲。24圖.5 規(guī)定剛體位置的兩階段Mcgovern和Sandor[ 3,4]提出了綜合處理可調(diào)節(jié)的機(jī)構(gòu)的功能和路徑生成利用合成物耦合器的方法。Funabashietal.[５]介紹一般方法到設(shè)計(jì)平面,球體和空間機(jī)構(gòu)哪個(gè)可以校準(zhǔn)的調(diào)整輸入/輸出關(guān)系。Shoup６設(shè)計(jì)可調(diào)節(jié)的存在于空間的滑動(dòng)塊曲柄機(jī)構(gòu)被當(dāng)作可變的換置使用泵。 Cheun-chom 和 Kota[7]介紹了一般的方法關(guān)于合成可調(diào)節(jié)的機(jī)構(gòu)利用可調(diào)節(jié)的二數(shù)。Wilhelm８呈現(xiàn)了為可調(diào)節(jié)的四桿機(jī)構(gòu)的二相運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生問(wèn)題的合成方法。Wangand Sodhi[9] 呈現(xiàn)了解決為那在每二時(shí)期中的二個(gè)階段的恰當(dāng)?shù)囊苿?dòng)鉸鏈的三個(gè)位置的問(wèn)題。Russell和Sodhi[10,11] 最近有耐心的介紹這些方法為綜合處理可調(diào)節(jié)的空間的機(jī)構(gòu)對(duì)于多階段運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生,空間的RRSS機(jī)構(gòu)可以是綜合處理到完成階段的規(guī)定精確的剛體位置。最近Chang[12] 呈現(xiàn)了可調(diào)整四桿機(jī)構(gòu)用指定的切線速度產(chǎn)生圓形的弧。如果存在過(guò)任何性能有關(guān)限制到那可調(diào)節(jié)的平面的四桿機(jī)構(gòu), 人工控制或自動(dòng)控制是被要求完成所有的規(guī)定階段在多階段的申請(qǐng)。人工控制可能是耗費(fèi)時(shí)間的—尤其是如果那調(diào)整過(guò)程處于被涉及到的收上位置及機(jī)件控制被經(jīng)常地運(yùn)用。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化調(diào)整能力可能使機(jī)制不實(shí)用從財(cái)務(wù)的立場(chǎng)來(lái)說(shuō)-尤其當(dāng)操作和維護(hù)開(kāi)支被考慮的時(shí)候。對(duì)于一可調(diào)節(jié)的平面的四桿運(yùn)動(dòng)加速器它包含移動(dòng)副和連接長(zhǎng)度一起控制推桿連接而曲柄連接只能用移動(dòng)副控制,一等效的滑動(dòng)塊曲柄運(yùn)動(dòng)加速器可以被設(shè)計(jì)成能完成多階段的規(guī)定剛體的位置。這種方法的好處是規(guī)定剛體位置的多個(gè)階段是可利用一機(jī)構(gòu)與較少數(shù)活動(dòng)件就能實(shí)現(xiàn)的,它與那平面的四連桿機(jī)構(gòu)和那滑動(dòng)塊曲柄運(yùn)動(dòng)加速器相比較只用少數(shù)活動(dòng)件就可以完成階段的規(guī)定剛體位置而不需要任何實(shí)際的或自動(dòng)操作控制的它的移動(dòng)副在這些階段中。在這個(gè)一工作中,一種方法設(shè)計(jì)偏置曲柄運(yùn)動(dòng)加速器實(shí)現(xiàn)一般地多階段運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生點(diǎn)樣可利用可調(diào)節(jié)的平面的四桿運(yùn)動(dòng)加速器來(lái)完成是已經(jīng)被提出來(lái)了的。一滑塊路徑啟動(dòng)曲柄運(yùn)動(dòng)加速器到完成剛體位置的二階段是設(shè)計(jì)者利用第 7 項(xiàng)命令多項(xiàng)式去連接那那可調(diào)節(jié)的平面四桿運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生器推桿連接的移動(dòng)副。推桿連接的移動(dòng)副的徑向位移、速度、加速度和參數(shù)也被規(guī)定利用這個(gè)多項(xiàng)式的界限條件的情況2.剛體規(guī)則和多階段運(yùn)動(dòng)鏈鎖反應(yīng)存在于這個(gè)工作中的滑塊曲柄運(yùn)動(dòng)加速器設(shè)計(jì)法可適應(yīng)事實(shí)上任何多階段運(yùn)動(dòng)鏈鎖反應(yīng)可利用的方法,那方法含有移動(dòng)副的控制與安裝和可分別地調(diào)整曲柄和推桿長(zhǎng)度。作者[10,11]發(fā)展了他們整個(gè)運(yùn)動(dòng)階段鏈鎖反應(yīng)在這一個(gè)研究中被利用的方法。那平面的四桿運(yùn)動(dòng)加速器在圖圖.6 是圖解說(shuō)明了的。在本研究中、連線 a0-a1 的是表示曲柄而連線 b0-b1 表示搖桿。平面的四連桿機(jī)構(gòu)的桿 a0-a1 和桿 b0-b1 必須滿25足那固定長(zhǎng)條件因?yàn)樗陌惭b和移動(dòng)副的連接軸要保持平行。給一固定支點(diǎn) b0 和一移動(dòng)的鉸鏈 b1 它們的長(zhǎng)度條件等價(jià)于公式(1)當(dāng)用合成法合成平面的四連桿機(jī)構(gòu)的曲柄和從動(dòng)件時(shí)[20,21]必須被滿足。等式（1）可以被重新寫(xiě)成等式（3）。在等式（3）里，變量 R 表示曲柄或從動(dòng)件連桿的長(zhǎng)度。這一個(gè)工作的一個(gè)目的是設(shè)計(jì)一個(gè)等效的滑動(dòng)塊-曲柄運(yùn)動(dòng)加速器作為一可調(diào)節(jié)的平面的四桿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。雖然平面的四連桿機(jī)構(gòu)中的曲柄和從動(dòng)件連桿兩者的運(yùn)動(dòng)鉸鏈?zhǔn)强烧{(diào)整的,但只有動(dòng)件連桿的長(zhǎng)度可被調(diào)整（非那曲柄連桿)。 通過(guò)做這些,這個(gè)等效滑動(dòng)塊曲柄運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是被設(shè)計(jì)成將會(huì)有一個(gè)固定曲柄連桿長(zhǎng)度和一滑動(dòng)塊路徑這就相當(dāng)于從動(dòng)件連桿的調(diào)解。 圖.6 平面四桿運(yùn)動(dòng)加速器及它剛體上的 p、q、r 點(diǎn)（3）方程（2）是一剛體位移矩陣,它是存在于空間的剛體位移矩陣[20,21]的矩陣與逆矩陣之乘積。為一剛體在適當(dāng)?shù)奈恢谩癷”和那之后的位置“j”制定坐標(biāo),矩陣 [ Dij]是一個(gè)變換矩陣要求變換坐標(biāo)從位置“i”到位置“j”變量 p,q 和 r 在等式方程（2）中表示那剛體在二維空間的位置。雖然這一位置的二維空間位置是通常被描述為單個(gè)點(diǎn)和一位移角（例如: p 和 ),作家選擇描述剛體使用三個(gè)點(diǎn)作為計(jì)算的目的。如果用?26戶喜歡描述那剛體利用傳統(tǒng)的的標(biāo)記,這個(gè)位移矩陣在方程等式（2）將被替換為簡(jiǎn)單的平面剛體位移矩陣[20,21]。因?yàn)橛兴膫€(gè)變量（b0x、b0y、b1x,and b1y）,一個(gè)五個(gè)剛體位置的最大值可以被確定,不需要任意的選擇一參數(shù)作為其中的一階段（看表 1）。點(diǎn) p、q 和 r 將不會(huì)全部的落在各剛體位置的同一直性上.拿這個(gè)預(yù)防措施防止那些在剛體位移矩陣（方程等式（2））中的排變成成比例項(xiàng)的。有比例項(xiàng)的排,這些矩陣不能被倒置的。在表 1 里、給出了為可調(diào)節(jié)的平面的四桿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)規(guī)定的剛體位置的最大極限數(shù)目轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄和從動(dòng)件連桿的固定和移動(dòng)的鉸鏈的數(shù)目確定了剛體位置的最大極限數(shù)目。 這個(gè)例子問(wèn)題在這個(gè)工作中，一個(gè)等效滑動(dòng)塊曲柄是被設(shè)計(jì)成能完成一二相移動(dòng)鉸鏈控制請(qǐng)求為一可調(diào)節(jié)的平面的四桿運(yùn)動(dòng)加速器。在這二相中,可調(diào)整的移動(dòng)鉸鏈例子的問(wèn)題在這一個(gè)工作中,需要的未知數(shù)是 a0,a1,a1n,b0,b1和b1n，未知數(shù)a0 和 b0表示平面的四桿機(jī)構(gòu)繁榮固定支點(diǎn)。未知數(shù)a1,a1n,b1和b1n表示那移動(dòng)鉸鏈在平面四桿機(jī)構(gòu)中的1階段和２階段。由于這些未知數(shù)的中間每一個(gè)有二組成物,則總共由12個(gè)變量來(lái)確定。表 1 可調(diào)的平面四桿機(jī)構(gòu)的規(guī)定剛體位置和各階段的變化方程等式 (4)-(8), 是用來(lái)計(jì)算六個(gè)未知者中的五個(gè)在a0, a1和a1n 。這個(gè)變量a0x 和連桿長(zhǎng)度R是確定了的。方程等式 (9)-(13), 是用來(lái)計(jì)算六個(gè)未知者中的五個(gè)在b0, b1和b1n 。這個(gè)變量b0x 和連桿長(zhǎng)度R1和R2是確定了的。273.軌道鏈鎖反應(yīng)級(jí)在前一單元描述了那多階段運(yùn)動(dòng)鏈鎖反應(yīng)級(jí)方法之后,用戶可以用合成法合成一個(gè)平面的四桿運(yùn)動(dòng)加速器和確定移動(dòng)副的路徑。這個(gè)從動(dòng)件連桿的運(yùn)動(dòng)副的軌道必須以一種方式被連接的,這種方式以允許平滑的變位速度，加速度和 變換在確定運(yùn)動(dòng)副的軌道之間。突然的或不連續(xù)的變化將最終導(dǎo)致滑動(dòng)塊轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄機(jī)構(gòu)的過(guò)度磨損。這等效滑動(dòng)塊曲柄運(yùn)動(dòng)加速器的滑動(dòng)塊路徑將由該從動(dòng)件連桿的運(yùn)動(dòng)副的路徑和連接他們的軌道組成。在一可調(diào)節(jié)的四連桿機(jī)構(gòu)的操作期間由于在一個(gè)特別的階段,這轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄和從動(dòng)件連桿的運(yùn)動(dòng)副的半徑位置是固定的及這個(gè)運(yùn)動(dòng)副半徑的速度,加速度和轉(zhuǎn)角是零。這同樣的適用在可調(diào)節(jié)的平面的四連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)副,固定連桿長(zhǎng)度調(diào)整的期間 ,當(dāng)運(yùn)動(dòng)副和連桿長(zhǎng)度調(diào)整被考慮的時(shí)候,這運(yùn)動(dòng)副的徑向位置，速度,加速度和轉(zhuǎn)角進(jìn)行從這連桿參數(shù)在前階段到這后階段連桿參數(shù)的變化。如果轉(zhuǎn)變曲線的產(chǎn)生是因?yàn)檫@從動(dòng)件連桿,及這個(gè)曲線圖是分段的連接到這個(gè)從動(dòng)件的移動(dòng)副的曲線圖上的,這就相當(dāng)于這個(gè)階段前后的變化, 一個(gè)單一的滑動(dòng)塊軌道的形成說(shuō)明在這些階段之間的變化（或從動(dòng)件連桿移動(dòng)副的調(diào)整）。一7次順序多項(xiàng)式[22,23]是要求確定這可調(diào)整的平面的四桿運(yùn)動(dòng)加速器中從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)副的徑向位置，速度，加速度和轉(zhuǎn)角在這些階段的變化。這徑向變位，速度，加速度和轉(zhuǎn)角邊界條件關(guān)于這個(gè)多項(xiàng)式是28在這一個(gè)工作中, R0是從動(dòng)件連桿在階段一的長(zhǎng)度（連桿 b0 - b1)而Rf是從動(dòng)件連桿在階段二的長(zhǎng)度（連桿b0 -b1n）。這些約束確定了一線性集的八個(gè)方程等式與八個(gè)數(shù),它們的解答式是294. 例問(wèn)題帶有固定轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄的可調(diào)整的平面四桿運(yùn)動(dòng)加速器的兩個(gè)階段的運(yùn)動(dòng)副的調(diào)節(jié)和從動(dòng)件從動(dòng)件長(zhǎng)度在這一個(gè)斷面是被例證了的。在表2里是列出關(guān)于七個(gè)規(guī)定剛體位置的點(diǎn)p, q和r在X Y 座標(biāo)系中的座標(biāo)。表2可調(diào)整的平面四桿運(yùn)動(dòng)加速器規(guī)定剛體的位置等式方程（4）-（8）用來(lái)計(jì)算六個(gè)未知者中的五個(gè)在a0、a1和a1n中。這可變的a0x和連桿長(zhǎng)度R1是確定了的（a0x = 0而R1 = 1）利用下列初始值:這平面的四連桿機(jī)構(gòu)解答表示為圖.7 可調(diào)整的平面四桿運(yùn)動(dòng)加速器和相應(yīng)規(guī)定剛體位置30圖.8 用合成法合成可調(diào)整的平面的四桿運(yùn)動(dòng)加速器的運(yùn)動(dòng)副的軌跡等式方程.（9）-（13）是用來(lái)計(jì)算在 b 0 ， b 1 和 b 1n 中六個(gè)未知數(shù)中的五個(gè)。這可變的b0x和連接長(zhǎng)度R1而R2是確定了的（b0x = 1.5、R1 = 1.5、R2 = 1.3）。利用下列初始估計(jì)：這平面的四連桿機(jī)構(gòu)解答表示為:利用這已計(jì)算了的值和運(yùn)動(dòng)副的參數(shù),可調(diào)整的平面四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)加速器的結(jié)果在圖.7里被說(shuō)明.在本研究中一等效滑動(dòng)塊曲柄加速器是被設(shè)計(jì)成平面的四桿運(yùn)動(dòng)加速器的。用合成法合成可調(diào)整的平面的四桿運(yùn)動(dòng)加速器在階段一和階段二的開(kāi)始和結(jié)束位置是被說(shuō)明的在圖.8。 由于這曲柄連桿由一固定的長(zhǎng)度的連桿的運(yùn)動(dòng)副來(lái)控制, 這個(gè)圖.9 等效滑動(dòng)塊曲柄加速器和剛體的初始位置31滑塊徑向位移曲柄的角位移圖.10 合成法合成滑動(dòng)塊曲柄運(yùn)動(dòng)加速器中滑動(dòng)塊相對(duì)曲柄轉(zhuǎn)角徑向位移連桿的運(yùn)動(dòng)副的全部位置（a1經(jīng)過(guò)a4而a1n經(jīng)過(guò)[ D57] a1n）是位于同一條圓弧上的。而從動(dòng)件連桿的運(yùn)動(dòng)副的位置（b1穿過(guò)b4和b1n穿過(guò)[ D57] b1n）落在兩條不同的弧上（一個(gè)為一個(gè)階段）。為了完成等效滑動(dòng)塊曲柄運(yùn)動(dòng)加速器的滑動(dòng)塊軌道,等式方程（14）是用來(lái)計(jì)算一連接從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)副如在圖.8.的路徑。使用方程（14）和這規(guī)定邊界條件,滑動(dòng)塊軌道在圖.9是可以被設(shè)計(jì)的。滑動(dòng)塊軌道產(chǎn)生這徑向變位，速度，加速度和轉(zhuǎn)角輪廓這在圖.10–13中被說(shuō)明了。 在表 3 列出是等效平面滑動(dòng)塊轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄機(jī)構(gòu)的七個(gè)規(guī)定剛體位置點(diǎn)p ,q 和r在X Y 座標(biāo)系中的值。為了達(dá)到位置2,3 和4在表 3中,連桿a0–a1需繞X軸分別旋轉(zhuǎn)到130,125和120。為了要在表 3 中達(dá)成位置 5,6 和 7,連桿a0-a1需繞X軸分別旋轉(zhuǎn)到100,95和90。在這兩個(gè)階段,曲柄轉(zhuǎn)角最初 135 是相對(duì) X軸和剛體點(diǎn)坐標(biāo)在這個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄的位置是表格3中位置 1 中是坐標(biāo)。 滑塊的徑向速度曲柄的角位移圖.11 合成法合成滑動(dòng)塊曲柄運(yùn)動(dòng)加速器中滑動(dòng)塊相對(duì)曲柄轉(zhuǎn)角徑向速度32滑塊的徑向速度曲柄的角位移圖.12 合成法合成滑動(dòng)塊曲柄運(yùn)動(dòng)加速器中滑動(dòng)塊相對(duì)曲柄轉(zhuǎn)角徑向加速度曲柄的角位移圖.12 合成法合成滑動(dòng)塊曲柄運(yùn)動(dòng)加速器中滑動(dòng)塊相對(duì)曲柄轉(zhuǎn)角徑向加速度表3圖.10–13說(shuō)明了等效滑動(dòng)塊曲柄運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)徑向這徑向變位，速度，加速度和轉(zhuǎn)角(相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄位移角）在階段1到階段2這其中的變化。這徑向速度，加速度和轉(zhuǎn)角的邊界條件（等式方程( 16– ( 18)和等式方程( 20) ( 22))是指定到零的,這是為了產(chǎn)生的速度，加速度和轉(zhuǎn)角輪廓與那外在變化的輪廓是相連的。這徑向位移輪廓邊界條件(等式方程。( 15)和( 19))是表示階段1和階段2從動(dòng)件連桿的長(zhǎng)度( R0 = 1.5和33Rf = 1.3)，這也是為了形成的位移與那在外面變化的輪廓是連續(xù)的。5.討論由于被綜合的機(jī)械裝置所需要，在這一個(gè)工作中被呈現(xiàn)的滑件路徑設(shè)計(jì)方法因只有固定的和運(yùn)動(dòng)副對(duì)可調(diào)整平面的四桿機(jī)械裝置對(duì)大部份的現(xiàn)有動(dòng)作是可適用方法。雖然一個(gè)二個(gè)階段的移動(dòng)副問(wèn)題在這一個(gè)工作被例證,規(guī)定的剛體位置的另外時(shí)期能被插入。 通過(guò)計(jì)算那平面四桿機(jī)構(gòu)的坐標(biāo)和移動(dòng)副分別為附加的階段,和每個(gè)另外的階段另外的轉(zhuǎn)變路徑 (等式方程 (14)-(30)) 等效滑動(dòng)塊曲柄運(yùn)動(dòng)加速器可以被設(shè)計(jì)成能達(dá)到這個(gè)附加的階段。 雖然二維的空間的剛體的位置普遍被描述被一點(diǎn)和一個(gè)變位角 (p 和 h 舉例來(lái)說(shuō)), 作家選擇描述剛體使用三個(gè)點(diǎn)作為計(jì)算的目的。如果使用者偏愛(ài)描述使用的剛體傳統(tǒng)的標(biāo)記,位移矩陣在方程(2) 將會(huì)替換為這傳統(tǒng)的平面剛體被放置成矩陣[20,21]。 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件將規(guī)定在這一個(gè)工作和數(shù)學(xué)軟件的機(jī)械裝置叁數(shù)用來(lái)計(jì)算機(jī)械裝置。這一個(gè)軟件使那能夠作成表規(guī)定和有計(jì)劃的叁數(shù)被四位有效數(shù)來(lái)表示。6.結(jié)論為滑件曲柄機(jī)構(gòu)的一個(gè)設(shè)計(jì)方法達(dá)成多階段動(dòng)作鏈鎖反應(yīng)級(jí)請(qǐng)求的完成通過(guò)平面的四連桿機(jī)構(gòu)帶有可調(diào)整的運(yùn)動(dòng)副是被呈現(xiàn)在這項(xiàng)研究中的。這種方法的好處是那使用它,規(guī)定剛體使用一機(jī)構(gòu)與較少數(shù)活動(dòng)部分可完成的多階段位置,它用到的活動(dòng)部分部分與平面的四連桿機(jī)構(gòu)相比較是少的。這一個(gè)方法的另一種利益是使用它,滑塊曲柄機(jī)構(gòu)能被設(shè)計(jì)達(dá)成規(guī)定剛體的各階段不需任何的人工的或自動(dòng)操作控制它的運(yùn)動(dòng)副在這些階段中。一滑塊路徑啟動(dòng)曲柄運(yùn)動(dòng)加速器到完成剛體位置的二階段是設(shè)計(jì)者利用第7項(xiàng)命令多項(xiàng)式去連接那那可調(diào)節(jié)的平面四桿運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生器推桿連接的移動(dòng)副。例子問(wèn)題在本研究中認(rèn)為一二階段的移動(dòng)副調(diào)整可調(diào)整平面的四桿機(jī)械裝置。湘潭大學(xué)興湘學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題 目： 鋼錐式無(wú)級(jí)變速器設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 興 湘 學(xué) 院 專(zhuān) 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 號(hào)： 2006183920 姓 名： 許 勇 指導(dǎo)教師： 聶 松 輝 完成日期： 湘潭大學(xué)興湘學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書(shū)論文（設(shè)計(jì)）題目： 小功率機(jī)械無(wú)級(jí)變速器 學(xué)號(hào)： 2006183912 姓名： 萬(wàn) 強(qiáng) 專(zhuān)業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師： 聶 松 輝 系主任： 周 友 行 一、主要內(nèi)容及基本要求1、鋼球式無(wú)級(jí)變速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 2、輸入功率 P=3kw，輸入轉(zhuǎn)速 n=1000rpm，調(diào)速范圍 R=9； 3、以 UG 或 SolidEdge 三維 CAD 軟件為平臺(tái)，建立整機(jī)的數(shù)字化模型；4、一張 A0 裝配圖紙及其零件圖，共計(jì) 2 張 A0 圖量； 5、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份（附光盤(pán)） ； 6、英文文獻(xiàn)一份。 二、重點(diǎn)研究的問(wèn)題1、鋼球式無(wú)級(jí)變速器原理及其結(jié)構(gòu)； 2、變速原理的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)。 三、進(jìn)度安排序號(hào) 各階段完成的內(nèi)容 完成時(shí)間1 熟悉課題及基礎(chǔ)資料 第一周2 調(diào)研及收集資料 第二周3 方案設(shè)計(jì)與討論 第三～四周4 無(wú)級(jí)變速器各零件三維模型設(shè)計(jì) 第五～八周5 無(wú)級(jí)變速器總裝配圖設(shè)計(jì) 第九周6 無(wú)級(jí)變速器工程圖設(shè)計(jì) 第十周7 撰寫(xiě)說(shuō)明書(shū) 第十一周8 英文文獻(xiàn)翻譯，答辯 第十二周四、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)[1] 周有強(qiáng) . 機(jī)械無(wú)級(jí)變速器[M]. 成都:機(jī)械工業(yè)出版社,2001. [2] 阮忠唐.機(jī)械無(wú)級(jí)變速器設(shè)計(jì)與選用指南 [M].北京: 化學(xué)工業(yè)出版社，1999. [3] 濮良貴，繼名剛，機(jī)械設(shè)計(jì)[M].第 7 版.北京: 高等教育出版社，2001 湘潭大學(xué)興湘學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）鑒定意見(jiàn)學(xué)號(hào)： 2006183912 姓名： 萬(wàn)強(qiáng) 專(zhuān)業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)） 頁(yè) 圖 表 張論文（設(shè)計(jì)）題目： 小功率機(jī)械無(wú)級(jí)變速器 內(nèi)容提要：機(jī)械式無(wú)級(jí)變速是現(xiàn)今社會(huì)人們正在積極研發(fā)設(shè)計(jì)的一種新型的變速器。本文首先介紹機(jī)械無(wú)級(jí)變速器的發(fā)展概況及其特征和應(yīng)用，然后歸納了現(xiàn)今幾種機(jī)械式無(wú)級(jí)變速器發(fā)展概況，在以上內(nèi)容的基礎(chǔ)上，提出了兩種可行的方案，經(jīng)過(guò)仔細(xì)的分析與比較，選出了浮動(dòng)行鋼球式無(wú)級(jí)變速器為最佳方案，并對(duì)該裝置的部分調(diào)速部分進(jìn)行改進(jìn)，以滿足該設(shè)計(jì)裝置能在現(xiàn)實(shí)上使用的要求；對(duì)該變速器的部分零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和尺寸計(jì)算，另外其中一部分零件還要進(jìn)行壽命計(jì)算和強(qiáng)度校核，以保證該無(wú)級(jí)變速器最后能夠滿足正常使用的要求；最后對(duì)部分零件進(jìn)行選型，并用 CAD 繪圖軟件繪制出該裝置的裝配圖以及所有非標(biāo)準(zhǔn)零件的零件圖。湘潭大學(xué)興湘學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）評(píng)閱表學(xué)號(hào) 2006183912 姓名 萬(wàn)強(qiáng) 專(zhuān)業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目： 小功率機(jī)械無(wú)級(jí)變速器 評(píng)價(jià)項(xiàng)目評(píng) 價(jià) 內(nèi) 容選題1.是否符合培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)學(xué)科、專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)和教學(xué)計(jì)劃的基本要求，達(dá)到綜合訓(xùn)練的目的；2.難度、份量是否適當(dāng)；3.是否與生產(chǎn)、科研、社會(huì)等實(shí)際相結(jié)合。能力1.是否有查閱文獻(xiàn)、綜合歸納資料的能力；2.是否有綜合運(yùn)用知識(shí)的能力；3.是否具備研究方案的設(shè)計(jì)能力、研究方法和手段的運(yùn)用能力；4.是否具備一定的外文與計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力；5.工科是否有經(jīng)濟(jì)分析能力。論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1.立論是否正確，論述是否充分，結(jié)構(gòu)是否嚴(yán)謹(jǐn)合理；實(shí)驗(yàn)是否正確，設(shè)計(jì)、計(jì)算、分析處理是否科學(xué)；技術(shù)用語(yǔ)是否準(zhǔn)確，符號(hào)是否統(tǒng)一，圖表圖紙是否完備、整潔、正確，引文是否規(guī)范；2.文字是否通順，有無(wú)觀點(diǎn)提煉，綜合概括能力如何；3.有無(wú)理論價(jià)值或?qū)嶋H應(yīng)用價(jià)值，有無(wú)創(chuàng)新之處。綜合評(píng)價(jià)評(píng)閱人： 2010 年 5 月日目錄摘要Abstract第一章 緒論§1.1 機(jī)械無(wú)級(jí)變速器的發(fā)展概況§1.2 機(jī)械無(wú)級(jí)變速器的特征和應(yīng)用§1.3 無(wú)級(jí)變速研究現(xiàn)狀§1.4 畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求 第二章 無(wú)級(jí)變速器總體方案§2.1 鋼球長(zhǎng)錐式(RC 型)無(wú)級(jí)變速器§2.2 鋼球外錐式無(wú)級(jí)變速器§2.3 兩方案的比較與選擇第三章 鋼球外錐式無(wú)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§3.2 加壓盤(pán)的設(shè)計(jì)與計(jì)算§3.3 調(diào)速齒輪上變速曲線槽的設(shè)計(jì)與計(jì)算§3.4 輸入、出軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算§3.6 輸入﹑輸出軸上軸承的選擇與計(jì)算§3.7 輸入﹑輸出軸上端蓋的設(shè)計(jì)與計(jì)算§3.8 調(diào)速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算第四章 主要零件的校核§4.1 輸出，輸入軸的校核§4.2 軸承的校核參考文獻(xiàn)總結(jié)致謝文獻(xiàn)翻譯圖紙摘要機(jī)械無(wú)級(jí)變速器是在輸入轉(zhuǎn)速一定的情況下實(shí)現(xiàn)輸出轉(zhuǎn)速在一定范圍內(nèi)連續(xù)變化的一種運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞裝置，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)組成。機(jī)械無(wú)級(jí)變速器轉(zhuǎn)速穩(wěn)定、滑動(dòng)率小、具有恒動(dòng)率機(jī)械特性、傳動(dòng)效率較高，能更好地適應(yīng)各種機(jī)械的工況要求及產(chǎn)品變換需要，易于實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的機(jī)械化、自動(dòng)化、且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便、價(jià)格相對(duì)便宜。廣泛應(yīng)用于紡織、輕工、機(jī)床、冶金、礦山、石油、化工、化纖、塑料、制藥、電子/造紙等領(lǐng)域，今年來(lái)已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用于汽車(chē)的機(jī)械無(wú)級(jí)調(diào)速。由于機(jī)械無(wú)級(jí)變速器絕大多數(shù)是依靠摩擦傳遞動(dòng)力，故承受過(guò)載和沖擊的能力差，且不能滿足嚴(yán)格的傳動(dòng)比要求。關(guān)鍵字：連續(xù)變化 方便 便宜AbstractMechanical transmission is a device what input speed in certain circumstances to achieve a certain range of output speed of a movement and continuous change,it consists of a variable speed transmission, speed control agencies and pressure device or output institutions. Mechanical transmission is of stable speed, small sliding rate,and has a fixed rate with constant mechanical properties, high transmission efficiency,it can help meet the requirements of various mechanical conditions and product needs change, the whole system is easy to realize the mechanization, automation, and it is simple in structure,and convenient to revise and the costs is low. Widely used in textile, light industry, machine tools, metallurgy, mining, petroleum, chemical industry, chemical fiber, plastic materials, pharmaceuticals, electronics / materials, and, this year has already begun to apply the mechanical variable speed auto. Since the vast majority of mechanical transmission rely on mechanical friction CVT to transmit power, so it is of poor quality to withstand the impact of overload, and can not fullfil the foot strict transmission ratio. Key word： change revise costs low 第一章 緒論§1.1 機(jī)械無(wú)級(jí)變速器的發(fā)展概況無(wú)級(jí)變速器分為機(jī)械無(wú)級(jí)變速器，液壓傳動(dòng)無(wú)級(jí)變速器，電力傳動(dòng)無(wú)級(jí)變速器三種，但本設(shè)計(jì)任務(wù)要求把無(wú)級(jí)變速器安裝在自行車(chē)上，所以一般只能用機(jī)械無(wú)級(jí)變速器，所以以下重點(diǎn)介紹機(jī)械無(wú)級(jí)變速器。機(jī)械無(wú)級(jí)變速器最初是在 19 世紀(jì) 90 年代出現(xiàn)的，至 20 世紀(jì) 30 年代以后才開(kāi)始發(fā)展，但當(dāng)時(shí)由于受材質(zhì)與工藝方面的條件限制，進(jìn)展緩慢。直到 20 世紀(jì)50 年代，尤其是 70 年代以后，一方面隨著先進(jìn)的冶煉和熱處理技術(shù)，精密加工和數(shù)控機(jī)床以及牽引傳動(dòng)理論與油品的出現(xiàn)和發(fā)展，解決了研制和生產(chǎn)無(wú)級(jí)變速器的限制因素；另一方面，隨著生產(chǎn)工藝流程實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化以及機(jī)械要改進(jìn)工作性能，都需要大量采用無(wú)級(jí)變速器。因此在這種形式下，機(jī)械無(wú)級(jí)變速器獲得迅速和廣泛的發(fā)展。主要研制和生產(chǎn)的國(guó)家有美國(guó)、日本、德國(guó)、意大利和俄國(guó)等。產(chǎn)品有摩擦式、鏈?zhǔn)?、帶式和脈動(dòng)式四大類(lèi)約三十多種結(jié)構(gòu)形式。國(guó)內(nèi)無(wú)級(jí)變速器是在 20 世紀(jì) 60 年代前后起步的，當(dāng)時(shí)主要是作為專(zhuān)業(yè)機(jī)械配套零部件，由于專(zhuān)業(yè)機(jī)械廠進(jìn)行仿制和生產(chǎn)，例如用于紡織機(jī)械的齒鏈?zhǔn)剑C(jī)械的多盤(pán)式以及切削機(jī)床的 Kopp 型無(wú)級(jí)變速器等，但品種規(guī)格不多，產(chǎn)量不大，年產(chǎn)量?jī)H數(shù)千臺(tái)。直到 80 年代中期以后，隨著國(guó)外先進(jìn)設(shè)備的大量引進(jìn)，工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化及自動(dòng)流水線的迅速發(fā)展，對(duì)各種類(lèi)型機(jī)械無(wú)級(jí)變速器的需求大幅度增加，專(zhuān)業(yè)廠才開(kāi)始建立并進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)，一些高等院校也開(kāi)展了該領(lǐng)域的研究工作。經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展，國(guó)外現(xiàn)有的幾種主要類(lèi)型結(jié)構(gòu)的無(wú)級(jí)變速器，在國(guó)內(nèi)皆有相應(yīng)的專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠及系列產(chǎn)品，年產(chǎn)量約 10 萬(wàn)臺(tái)左右，初步滿足了生產(chǎn)發(fā)展的需要。與此同時(shí)，無(wú)級(jí)變速器專(zhuān)業(yè)協(xié)會(huì)、行業(yè)協(xié)會(huì)及情報(bào)網(wǎng)等組織相繼建立。定期出版網(wǎng)訊及召開(kāi)學(xué)術(shù)信息會(huì)議進(jìn)行交流。自 90 年代以來(lái)，我國(guó)先后制定的機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)共 14 個(gè)：JB/T 5984-92 《寬 V 帶無(wú)級(jí)變速裝置基本參數(shù)》JB/T 6950-93 《行星錐盤(pán)無(wú)級(jí)變速器》JB/T 6951-93 《三相并聯(lián)連桿脈動(dòng)無(wú)級(jí)變速器》JB/T 6952-93 《齒鏈?zhǔn)綗o(wú)級(jí)變速器》JB/T 7010-93 《環(huán)錐行星無(wú)級(jí)變速器》JB/T 7254-94 《無(wú)級(jí)變速擺線針輪減速機(jī)》JB/T 7346-94 《機(jī)械無(wú)級(jí)變速器試驗(yàn)方法》JB/T 7515-94 《四相并列連桿脈動(dòng)無(wú)級(jí)變速器》JB/T 7668-95 《多盤(pán)式無(wú)級(jí)變速器》JB/T 7683-95 《機(jī)械無(wú)級(jí)變速器 分類(lèi)及型號(hào)編制方法 》§1.2 機(jī)械無(wú)級(jí)變速器的特征和應(yīng)用機(jī)械無(wú)級(jí)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)輸出軸的轉(zhuǎn)速在一定范圍內(nèi)連續(xù)變化，以滿足機(jī)器或生產(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)械中的繞線機(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)約能源而需進(jìn)行調(diào)速者（如風(fēng)機(jī)、水泵等）；此外，還有按各種規(guī)律的或不規(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?？梢钥闯霾捎脽o(wú)級(jí)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)品變換需要，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)級(jí)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(lèi)機(jī)械?！?.3 無(wú)級(jí)變速研究現(xiàn)狀隨著我國(guó)在基礎(chǔ)設(shè)施和重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目上的投入加大，重型載貨車(chē)在市場(chǎng)上的需求量急劇上升，重型變速箱的需求也隨之增加,近年來(lái)，重型汽車(chē)變速器在向多極化、大型化的方向發(fā)展. 現(xiàn)在，我國(guó)已經(jīng)對(duì)變速箱的設(shè)計(jì)，從整機(jī)匹配到構(gòu)件的干涉判別和整個(gè)方案的模糊綜合判別，直到齒輪、離合器等校核都開(kāi)發(fā)了許多計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件，但是，大都沒(méi)形成工業(yè)化設(shè)計(jì)和制造，因此，還需要進(jìn)一步加強(qiáng).我過(guò)的汽車(chē)技術(shù)還需要進(jìn)一步發(fā)展.隨著科技的不斷進(jìn)步，CVT 技術(shù)的不斷成熟，汽車(chē)變速箱最終會(huì)由 CVT替代手動(dòng)變速箱（MT）和有級(jí)自動(dòng)變速箱（AT），無(wú)級(jí)變速汽車(chē)是當(dāng)今汽車(chē)發(fā)展的主要趨勢(shì),但是, 中國(guó)還沒(méi)有掌握全套的汽車(chē)自動(dòng)變速箱技術(shù)，也就還沒(méi)有形成市場(chǎng)所需成熟的汽車(chē)自動(dòng)變速箱產(chǎn)品。有人主張直接從國(guó)外引進(jìn)先進(jìn)的汽車(chē)自動(dòng)變速箱技術(shù)，不料國(guó)外所有相關(guān)公司都想直接從國(guó)外把汽車(chē)自動(dòng)變速箱產(chǎn)品銷(xiāo)售到中國(guó)市場(chǎng)或者在中國(guó)建立獨(dú)資企業(yè)就地生產(chǎn)銷(xiāo)售產(chǎn)品，不愿與中國(guó)的企業(yè)合作開(kāi)發(fā)生產(chǎn)獲取高額壟斷利潤(rùn)。重型汽車(chē)變速器是指與重型商用車(chē)和大型客車(chē)匹配的變速器, 盡管在行業(yè)中對(duì)變速器的容量劃分沒(méi)有明確的界限, 但我們通常將額定輸入扭矩在 100kgm以上的變速器稱(chēng)為重型變速器。國(guó)內(nèi)重型車(chē)變速器產(chǎn)品的技術(shù)多源于美國(guó)、德國(guó)、日本等幾個(gè)國(guó)家,引進(jìn)技術(shù)多為國(guó)外 80～90 年代的產(chǎn)品。作為汽車(chē)高級(jí)技術(shù)領(lǐng)域的重型汽車(chē)變速器在國(guó)內(nèi)通過(guò)漫長(zhǎng)的引進(jìn)消化過(guò)程,如今已有長(zhǎng)足的進(jìn)步,能夠在原有引進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上,通過(guò)改型或在引進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上自行開(kāi)發(fā)出符合配套要求的新產(chǎn)品,每年重型車(chē)變速器行業(yè)都能有十幾個(gè)新產(chǎn)品推向市場(chǎng)。但從當(dāng)今重型車(chē)變速器的發(fā)展情況來(lái)看,在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)上國(guó)內(nèi)重型車(chē)變速器仍然走的是一般性的開(kāi)發(fā)過(guò)程,沒(méi)有真正的核心技術(shù)產(chǎn)品; 從國(guó)內(nèi)重型變速器市場(chǎng)容量來(lái)看, 有三分之一的產(chǎn)品來(lái)自進(jìn)口, 而另外三分之二的產(chǎn)品中有 80 %以上的產(chǎn)品均源自國(guó)外的技術(shù),國(guó)內(nèi)自主開(kāi)發(fā)的重型變速器產(chǎn)品銷(xiāo)量很小。這說(shuō)明國(guó)內(nèi)重型變速器廠家的自主開(kāi)發(fā)能力仍然很薄弱,應(yīng)對(duì)整車(chē)新車(chē)型配套產(chǎn)品的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。2004 年年初我國(guó)出臺(tái)城市車(chē)輛重點(diǎn)發(fā)展 13. 8m客車(chē)上使用的變速器, 目前只有 ZF 一家能向國(guó)內(nèi)企業(yè)供應(yīng)。這足以說(shuō)明國(guó)內(nèi)的重型車(chē)變速器企業(yè)仍然很渺小,在技術(shù)方面仍然有很長(zhǎng)的路要走。國(guó)內(nèi)重型汽車(chē)變速器幾乎由陜西法士特齒輪有限責(zé)任公司、綦江齒輪傳動(dòng)有限公司、山西大同齒輪集團(tuán)有限責(zé)任公司及一汽哈爾濱變速箱廠等幾大家包攬。這些企業(yè)大多數(shù)變速器產(chǎn)品針對(duì)的市場(chǎng)各有側(cè)重, 像陜西法士特在 8t 以上重型車(chē)市場(chǎng)占有率達(dá)到 40 %以上, 并且在15t 以上重卡市場(chǎng)占有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì), 擁有 85 %以上的市場(chǎng)份額; 綦江齒輪傳動(dòng)有限公司主要為安凱、西沃、亞星奔馳、桂林大宇及廈門(mén)金龍等企業(yè)的 7～12m高檔大、中型客車(chē)以及總質(zhì)量在 14～50t 重型載貨車(chē)、鞍式牽引車(chē)、自卸車(chē)及各式專(zhuān)用車(chē)、特種車(chē)配套;山西大同齒輪集團(tuán)配套市場(chǎng)主要在 8～10t 級(jí)的低噸位重型載貨車(chē)方面.隨著國(guó)內(nèi)汽車(chē)市場(chǎng)的發(fā)育成長(zhǎng), 變速器產(chǎn)品型譜逐步細(xì)化,產(chǎn)品的針對(duì)性越來(lái)越強(qiáng)。因此,在保證現(xiàn)有變速器生產(chǎn)和改進(jìn)的同時(shí), 要充分認(rèn)識(shí)到加入WTO 后良好的合作開(kāi)發(fā)機(jī)遇,取長(zhǎng)補(bǔ)短,同時(shí)更應(yīng)認(rèn)識(shí)到供方、買(mǎi)方、替代者、潛在入侵者、產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)者的巨大壓力。要緊跟重型商用車(chē)行業(yè)向高檔、高技術(shù)含量和智能化方向發(fā)展的趨勢(shì), 緊跟客車(chē)低地板化、綠色環(huán)?；⒊鞘泄淮笮突陌l(fā)展方向,開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、適合我國(guó)國(guó)情的重型汽車(chē)變速器?！?.4 畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求畢業(yè)設(shè)計(jì)類(lèi)容：小功率機(jī)械無(wú)級(jí)變速器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)；比較和選擇合適的方案，無(wú)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：輸入功率 P=3kw，輸入轉(zhuǎn)速 n=1000rpm，調(diào)速范圍 R=9；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(chēng)，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(huà)零件圖和裝配圖。第二章 無(wú)級(jí)變速器總體方案§2.1 鋼球長(zhǎng)錐式(RC 型)無(wú)級(jí)變速器鋼球長(zhǎng)推式無(wú)級(jí)變速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖鋼球長(zhǎng)錐式(RC 型)無(wú)級(jí)變速器如上圖所示，為一種早期生產(chǎn)的鋼球長(zhǎng)推錐式無(wú)級(jí)變速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，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。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=1500 r/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：§2.2 鋼球外錐式無(wú)級(jí)變速器 圖 2-1 鋼球外推式無(wú)級(jí)變速器1,11-輸入，輸出軸 2，10-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 2-1 鋼球外錐式無(wú)級(jí)變速器如圖所示，動(dòng)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)過(guò)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(guò)調(diào)速渦輪 5 的曲線槽；調(diào)速時(shí)，通過(guò)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 ≤11 kw ，ε≤4% ，η＝0.80～0.92 。此種變速器應(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(wú)級(jí)調(diào)速。下圖為其特性曲線§2.3 兩方案的比較與選擇鋼球長(zhǎng)錐式(RC 型)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，但由于在調(diào)速過(guò)程中，怎樣使鋼環(huán)移動(dòng)有很大的難度，需要精密的裝置，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。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)槲沂沁x用了 8個(gè)鋼球，曲線槽設(shè)計(jì)見(jiàn)第三章，一個(gè)曲線槽跨度是 900，也就是說(shuō)從最大傳動(dòng)比調(diào)到最小傳動(dòng)比，需要使其轉(zhuǎn)過(guò) 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，我想到了將它們改為兩斜齒輪傳動(dòng)，以用來(lái)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(guò)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。第三章 鋼球外錐式無(wú)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)算試確定傳動(dòng)件的主要尺寸1. 選材料：鋼球，錐輪，外環(huán)及加壓盤(pán)均用 Gr15，表面硬度HR61，摩擦系數(shù) f=0.04，許用接觸應(yīng)力，傳動(dòng)件加壓元件 。220~5/j kgcm?????? 240~5/j kgcm??????2. 預(yù)選有關(guān)參數(shù)為：錐輪錐頂半角 ，傳動(dòng)鋼球個(gè)數(shù)為 Z=6 加??壓鋼球數(shù) m=8，錐輪與鋼球 ， 。1.5qDCd1.2,0.8fK??3.有關(guān)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算由 ，所以 。9bR?maxin3,i?鋼球支撐軸承的極限轉(zhuǎn)角：（增速方向）1ax454518.326.5rctgirctg??????????（減速方向）2min 7..3tt?????2maxax100ni?imin13??4. 計(jì)算確定傳動(dòng)鋼球的直徑 qd1coscos45s 0.19723C?????按手冊(cè)由 查得 ，帶入公式0.97?1().8???213mincos68[]qjKfNdz?????2340.98.50.8(3cos45)8.6~7.(2.~5)461???? ??? 按鋼球規(guī)格圓整取 8.9qdm?錐輪直徑 1513.5DC?圓整取 3則 1.518609qd?驗(yàn)算接觸應(yīng)力 j?2131min(cos)68fjqKNCdz??????230.98.50.8(3cs45).527661????=2316.23kgf/c應(yīng)此在許用接觸應(yīng)力范圍內(nèi)，故可用。5. 計(jì)算尺寸鋼球中心圓直徑 Ds31(cos)(1.5098632cos45)8.9qDCd???????=19.7862鋼球側(cè)隙 ? 1[(cos)in301][(.50918632cos45)in301]7.62qCd?????????? ??=1.027cm外環(huán)內(nèi)徑 Dr由公式 39.72..7rqD?外環(huán)軸向截面圓弧半徑 R(0.7~8)qRd?應(yīng)此，取 R=6.5cm錐輪工作圓之間的軸向距離 Bsin.9sin456.28qBcm????經(jīng)過(guò)查手冊(cè)我設(shè)計(jì)了錐輪的齒數(shù)為 30§3.2 加壓盤(pán)的設(shè)計(jì)與計(jì)算1. 鋼球式自動(dòng)加壓裝置它由加壓盤(pán) 4，加壓鋼球 3，保持架 2，調(diào)整墊圈7，蝶形彈簧 6 和摩擦輪與加壓盤(pán)相對(duì)端面上各有的幾條均布的 V行槽。每個(gè)槽內(nèi)有一個(gè)鋼球，中間以保持架 2 保持鋼球的相對(duì)位置。摩擦輪與加壓盤(pán)之間還有預(yù)壓碟行彈簧并襯以調(diào)整墊圈。改變調(diào)整墊圈的厚度，即可調(diào)整彈簧的變形量及預(yù)壓力。如下圖下圖 3-1 所示 圖 2-1 鋼球 V 行槽式加壓裝置2. 加壓裝置的主要參數(shù)確定加壓盤(pán)作用直徑 pd1(0.5~6)Dcm?式中 D1——錐輪直徑。加壓盤(pán) V 行槽的槽傾角 ?1sinpftgd??式中 ——錐輪錐頂半角；f—— 錐輪與鋼球的摩擦系數(shù)。應(yīng)此10.530.567pdDcm???加壓盤(pán) V 行槽傾角 ?1.413.5()0.12367'sinsinpfarctgartgarctg?????取 =?630'? 加壓鋼球按經(jīng)驗(yàn)公式取得=pyd1(),860qdm??驗(yàn)算接觸強(qiáng)度均不足，故改用腰型滾子 8 個(gè)，取滾子軸向截面內(nèi)圓弧半徑=8cm，橫向中間截面半徑 r=0.8cm。現(xiàn)驗(yàn)其強(qiáng)度：1r每個(gè)加壓滾子上法向壓緊力 yQ1min9480ssincocfy kNzQmD?????1.253.s458s60' .3?????=288.85kgf曲率系數(shù)1.8cos012r?????由表得 =0.8182，查得 ，帶入公式得加壓盤(pán)處的最大接觸().786???應(yīng)力為2324081()j ykQrh?????231.76.8()0.?=24583 2/kgfcm工作應(yīng)力在許用接觸應(yīng)力范圍之內(nèi)并有富裕，可以考慮用 6 個(gè)加壓滾子，應(yīng)此，我用 6 個(gè)加壓滾子。§3.3 調(diào)速齒輪上變速曲線槽的設(shè)計(jì)與計(jì)算1. 調(diào)速渦輪槽型曲線及傳動(dòng)鋼球的尺寸如下圖所示調(diào)速渦輪的槽型曲線整個(gè)調(diào)速過(guò)程通常在渦輪轉(zhuǎn)角 的范圍內(nèi)完成，大多數(shù)取 。80~12???? 90???槽型曲線可以為阿基米德螺旋線，也可以用圓弧代替，我選圓弧方法，變速槽中心線必須通過(guò) A,B,C 三點(diǎn)，它們的極坐標(biāo)分別為：max3maxax3min, 3max,0,.5sin1,,.,0.5sinABcciRDliiRl???????????定出 A,B,C 三點(diǎn)后，用作圖法作出 A,B，C 三點(diǎn)的圓弧半徑 R 及圓心 'o傳動(dòng)比 與渦輪轉(zhuǎn)角 呈線性變化，則槽型曲線為：xi?與 呈線性變化，故有()xiFmc??邊界條件有max0;()0Fci??????即 （A ）axi（B）;()1BBc?（C）minF????聯(lián)立解式（A）和（C）得 maxin??故 axminxi??我設(shè)計(jì)的是對(duì)稱(chēng)調(diào)速， ， =3maxin1iax所以 34B??即調(diào)速渦輪轉(zhuǎn)角 3/4 用于升速調(diào)速，而 1/4 用于降速調(diào)速，所以我采用單頭蝸桿，以增強(qiáng)自索性，避免自動(dòng)變速。在制造時(shí)，渦輪上的 z 條槽要保證其圓周不等分性不超過(guò) 。否則會(huì)造成鋼球的轉(zhuǎn)速不一，支撐軸與曲線槽的側(cè)隙為2?0.03mm?！?.1 輸入軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算1. 軸上零件的定位為了防止軸上零件受力時(shí)發(fā)生沿軸向或周向東相對(duì)運(yùn)動(dòng)，軸上零件除了有游動(dòng)或空轉(zhuǎn)的要求外，都必須進(jìn)行軸向和周向定位，以保證其準(zhǔn)確的工作位置所以我采用定位軸肩、套筒、軸端擋圈、軸承端蓋和螺母等來(lái)保證。由設(shè)計(jì)要求知道，輸入功率 n=1000rpm。1. 初步確定軸的最小軸徑先按公式初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為 45 號(hào)鋼，調(diào)制處理。根據(jù)表中數(shù)據(jù)，取 ，于是得：012A?輸入軸 33min0126.150PdAm??輸出軸 33min0.81221.60d???應(yīng)此，我取輸入，輸出軸端最小軸徑相同，同為 25mm，根據(jù)最小軸徑根據(jù)公式 ，計(jì)算出應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩條件，查標(biāo)caATK?準(zhǔn) GB/T5014——2003，選取了彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器2. 初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，選取了深溝球軸承，深溝球軸承 GB/T276-1944大軸承的尺寸：d=30mm ， D=55mm ， B=13mm ， =38.4mm，2d球數(shù)=11 ，球徑 =7.144， =47.7mm 。2D小軸承的尺寸：d=30mm ， D=42mm ，B=7mm ， =33.2mm2d球徑=3.5mm ， 球數(shù)=18 =47.7mm23. 軸的尺寸：4. 輸出軸的設(shè)計(jì)我設(shè)計(jì)的輸出軸與輸入軸的設(shè)計(jì)相同。5． 端蓋的設(shè)計(jì)端蓋的寬度由變速器及軸承的結(jié)構(gòu)來(lái)決定，使其適合拆裝及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，及兩端的端蓋相同。§3.8 調(diào)速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算我采用的是渦輪，蝸桿調(diào)速機(jī)構(gòu)，簡(jiǎn)圖如下： 設(shè)調(diào)速機(jī)構(gòu)調(diào)速槽是半徑為 R 的圓弧，由圖可以得出其下幾何關(guān)系：221cosyeR????其中 109()???應(yīng)此 220sinyee?考慮到 ；解得0co,ab?2 2sis(sincos)yReab?????舍去根號(hào)前的“—”號(hào)，有3iyl??在上式中，升速傳動(dòng)時(shí)， 。0,??引入調(diào)速時(shí)渦輪轉(zhuǎn)角 與蝸桿轉(zhuǎn)角 的關(guān)系??12z?式中 ， ——分別為渦輪的齒數(shù)和蝸桿的頭數(shù)。1z2變速器的輸出轉(zhuǎn)速 21cos()n?????一般： = ， 則45?21()nctg???則算出 36'???通過(guò)前面算出的一系列數(shù)據(jù)取蝸桿的頭數(shù) =1，渦輪的齒數(shù) =31，模數(shù)1z2z取 m=6.3第四章 主要零件的校核§4.1 輸出，輸入軸的校核53. 30.5 1.5 10.5 20.5 24.1危 險(xiǎn)截 面1.如圖上的危險(xiǎn)截面，計(jì)算出截面處的 及 M 的值如下表,HV載荷水平面 H 垂直面 V支反力 F 1237,1675NNF??12869,30NNF???彎矩 6HMm?3,41VVMmMNm??總彎矩2213769708?2224135N???扭矩 3960TNm?2. 彎矩扭合成應(yīng)力校核軸端強(qiáng)度=18.6MPa22213) 3(7098(.60)1caMTW???????前已經(jīng)選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)制處理，由表查得 。1[]60MPa???所以 ，故安全。ca?1[]?3. 疲勞強(qiáng)度的校核查表得：2.0,.3????材料靈敏性系數(shù)為.82,0.5q???有效應(yīng)力集中系數(shù)為： 1()1.6k????????尺寸系數(shù) ，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) 。0.7??0.82???按磨削加工，表面質(zhì)量系數(shù)為：.9???1q?得綜合系數(shù)為12.80.6kK???????又由表得碳鋼的特性系數(shù)取 =0.10.1~2,?????取 =0.055??于是，計(jì)算安全系數(shù) 按公式得caS值 ，-12=20.K.69.401.5amcaSS??????????????故可知安全?！?.2 軸承的校核1. 按手冊(cè)選擇 C=61800N 的軸承應(yīng)此軸承的基本額定靜載荷 =38000N。驗(yàn)算如下：0C1) 求相對(duì)軸向載荷對(duì)應(yīng)的 e 值與 Y 值。相對(duì)軸向載荷為，在表中介于 0.07～0.13 之間，相對(duì)應(yīng)的 e 值027.1538aFC?為 0.27～0.31，Y 為 1.6～1.4。2) 用線性插值法求 Y 值。(1.64)(0.1375)1.9?????X=0.56，Y=1.5973） 求當(dāng)量動(dòng)載荷 01.2(5601.9720)87.2P?????4） 驗(yàn)算軸承的壽命：6638()()45.1012507.hCLhhn? ? 所以安全。參考文獻(xiàn)[1] 周有強(qiáng). 機(jī)械無(wú)級(jí)變速器[M]. 成都: 機(jī)械工業(yè)出版社,2001. 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