0027-轎車(chē)用無(wú)級(jí)自動(dòng)變速器速比變速器的設(shè)計(jì)【全套32張CAD圖+SW三維模型+文獻(xiàn)翻譯+說(shuō)明書(shū)】

0027-轎車(chē)用無(wú)級(jí)自動(dòng)變速器速比變速器的設(shè)計(jì)【全套32張CAD圖+SW三維模型+文獻(xiàn)翻譯+說(shuō)明書(shū)】,全套32張CAD圖+SW三維模型+文獻(xiàn)翻譯+說(shuō)明書(shū),轎車(chē),無(wú)級(jí),自動(dòng)變速器,速比,變速器,設(shè)計(jì),全套,32,cad,sw,三維,模型,文獻(xiàn),翻譯,說(shuō)明書(shū),仿單 轎車(chē)用無(wú)級(jí)自動(dòng)變速器速比變速器的設(shè)計(jì) 摘 要 人們?cè)缇驼J(rèn)識(shí)到無(wú)級(jí)變速器（Continuously Variable Transmission，CVT）是提高汽車(chē)性能的理想裝置，并一直不懈的努力研究，努力追求實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。70年代后期，荷蘭VonDoorne’s Transmission 公司研制成功VOT金屬傳動(dòng)并于1982年投放市場(chǎng)，推動(dòng)CVT技術(shù)向?qū)嵱没~進(jìn)了一大步。各國(guó)均視其為自動(dòng) 變速技術(shù)的嶄新途徑，已成為當(dāng)前國(guó)際汽車(chē)的研究開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)。 無(wú)級(jí)傳動(dòng)CVT與其他自動(dòng)變速器相比較，優(yōu)點(diǎn)是明顯的。其操縱方便性和乘坐舒適性可與液力變矩器相當(dāng)，而傳動(dòng)效率卻高得多，接近有級(jí)機(jī)械式自動(dòng)變速器的水平。更主要的是，它能最好的協(xié)調(diào)車(chē)輛外界行駛條件與發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載，使汽車(chē)具有一個(gè)不存在“漏洞”的牽引特性，且調(diào)速時(shí)無(wú)需切斷動(dòng)力充分發(fā)掘發(fā)動(dòng)機(jī)的潛力，從而可顯著降低汽車(chē)的油耗，提高最大車(chē)速和改善超車(chē)的性能。此外，由于工作和控制原理相對(duì)簡(jiǎn)單，CVT傳動(dòng)完全可以做到比有級(jí)變速器（AT）傳動(dòng)更緊湊，更輕，成本更低。 關(guān)鍵詞：無(wú)級(jí)變速器 ，速比變換器 ，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) Abstract It has been know that Continuously Variable Transmission is the perfect set for improving the vehicles performances.Experts have researched remorselessly and pursued achieving this arm. In the middle and later of 1970’s, Holland VonDoorne’s Transmission Company excogitated metal pushing V-belt and launched in 1982. They carried the technique of CVT forward practicality. In every country automatic transmissions are regarded as one new way in this field and it has become the focus in today’s inter auto researching and development field. It is obvious that the CVT’s advantages are more than other automatic transmissions’. Its driving convenience and riding comfort correspond with torque converter’s. But the transmissions efficiency is much higher and is close to the level of Automatic Transmission. It is more important that it can assort with outside steering condition of automobile and engine load. It makes the car has a traction idiosyncrasy without “l(fā)eak” and it is unnecessary cut of power when controlling speed. It dredges adequately the engine potential so it can decrease the fuel consumption obviously, increase the max speed and improve the overtake capability. Moreover, because work and control principles are comparatively simple, it is very possible to make CVT more compact, much lighter and the cost lower. Key word: CVT ，Ratio converter ，Structure design. 目錄 摘 要 I Abstract II 第1章 緒論 1 1.1 立題的目的和意義 1 1.2 機(jī)械傳動(dòng)概述 1 1.2.1 汽車(chē)變速器的類(lèi)型 1 1.2.2 無(wú)級(jí)變速簡(jiǎn)介 2 1.2.3 無(wú)級(jí)變速器的類(lèi)型和特點(diǎn) 3 1.2.4 各類(lèi)無(wú)級(jí)變速器比較 7 1.2.5 金屬帶式無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)的優(yōu)勢(shì) 7 1.3 國(guó)內(nèi)外金屬帶式無(wú)級(jí)變速器的發(fā)展歷史及應(yīng)用現(xiàn)狀 8 1.3.1發(fā)展歷史 8 1.3.2應(yīng)用現(xiàn)狀 8 1.4 小結(jié) 9 第2章 金屬帶式無(wú)級(jí)變速器的基本結(jié)構(gòu)與工作原理 10 2.1 金屬帶式無(wú)級(jí)變速器的基本結(jié)構(gòu) 11 2.2 金屬帶式無(wú)級(jí)變速器的工作原理 12 2.3 無(wú)級(jí)變速器的關(guān)鍵部件 13 2.4 無(wú)級(jí)變速器的控制原理 15 2.5 小結(jié) 18 第3章傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) 19 3.1 確定傳動(dòng)方案 19 3.2 傳動(dòng)裝置的計(jì)算 19 3.3 小結(jié) 20 第4章 速比變換器的設(shè)計(jì) 21 4.1 速比變換器的概述及工作原理 21 4.2 速比變化器的設(shè)計(jì) 22 4.2.1 帶傳動(dòng)的分析 22 4.2.3 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核 34 4.2.4 軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核 41 4.2.5螺旋彈簧的選用 43 4.3 小結(jié) 45 小 結(jié) 46 致 謝 47 參考文獻(xiàn) 48 IV 第1章 緒論 1.1 立題的目的和意義 采用無(wú)級(jí)變速器的汽車(chē)最大優(yōu)勢(shì)是能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和扭矩沿著最經(jīng)濟(jì)油耗線變化，并且在變速過(guò)程中無(wú)沖擊，不必產(chǎn)生動(dòng)力中斷，因而大幅度改善了汽車(chē)動(dòng)力性能及乘坐的舒適性。目前對(duì)摩擦式無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)機(jī)理研究的還并不充分，因而有待于進(jìn)一步研究其機(jī)理和選擇其機(jī)理和新的潤(rùn)滑劑，以進(jìn)一步提高摩擦拖動(dòng)率，尤其是研究具體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化問(wèn)題，改善其傳動(dòng)性能，對(duì)于促進(jìn)無(wú)級(jí)變速器在機(jī)械行業(yè)特別是在汽車(chē)行業(yè)中的廣泛應(yīng)用具有重要的推廣意義。 1.2 機(jī)械傳動(dòng)概述 1.2.1 汽車(chē)變速器的類(lèi)型 按傳動(dòng)比變化方式，汽車(chē)變速器可分為有級(jí)式、無(wú)級(jí)式和綜合式三種。 1.有級(jí)式變速器 有級(jí)式變速器應(yīng)用最廣泛。它采用齒輪傳動(dòng)，具有若干個(gè)定值傳動(dòng)比，按所用輪系形式不同，有軸線固定式變速器和軸線旋轉(zhuǎn)式變速器兩種。在汽車(chē)變速器中最初普遍采用的是有級(jí)式機(jī)械變速器，它使用的歷史最長(zhǎng)。有級(jí)式機(jī)械變速器具有效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、工作可靠、維修容易和成本低等優(yōu)點(diǎn)，但存在以下缺點(diǎn)。 1）為適應(yīng)汽車(chē)行駛中多變的狀況，必須經(jīng)常換擋 在行駛中頻頻換擋，既要踩離合器踏板還要扳動(dòng)換擋手柄，駕駛員操作頻繁、勞動(dòng)強(qiáng)度大、易于疲勞，而且容易分散駕駛員的注意力，影響行駛安全。 2）車(chē)輛的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性差 由于換擋時(shí)刻掌握不好使發(fā)動(dòng)機(jī)不能經(jīng)常在最佳狀況下工作，換擋時(shí)切斷發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力會(huì)產(chǎn)生換擋沖擊，有級(jí)式機(jī)械變速器擋位有限，不能滿足多變的工作狀況，因而發(fā)動(dòng)機(jī)的功率不能充分利用。 3）車(chē)輛的行駛性能差 當(dāng)在泥沼、沙地或轉(zhuǎn)彎上坡等路面行車(chē)時(shí)，若駕駛員技術(shù)不夠熟練或操作不慎，常會(huì)因換擋動(dòng)作不當(dāng)或時(shí)間不對(duì)造成車(chē)輪打滑或發(fā)動(dòng)機(jī)熄火而無(wú)法行駛或重新啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。 4）車(chē)輛的行駛平順性和機(jī)件壽命低 換擋時(shí)，由于進(jìn)入嚙合齒輪軸的線速度不一致，在強(qiáng)制嚙合時(shí)，齒輪會(huì)受到?jīng)_擊，在車(chē)輛起步或換擋時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)不同程度的沖擊或顛簸，一方面使乘坐者感動(dòng)不適，影響了車(chē)輛的行駛平順性，另一方面，使發(fā)動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系零件的壽命縮短。 2.無(wú)級(jí)式變速器 無(wú)級(jí)式變速器的傳動(dòng)比在一定數(shù)值范圍內(nèi)可有無(wú)限多級(jí)變化，常見(jiàn)的有電立式、液力式和機(jī)械式三種。電力式無(wú)級(jí)變速器的變速傳動(dòng)組件為直流串激電動(dòng)機(jī)，除在無(wú)軌電車(chē)上應(yīng)用外，在汽車(chē)傳動(dòng)系中也在探討當(dāng)中。液力式無(wú)級(jí)變速器的傳動(dòng)組件是液力變矩器，但由于其變速范圍有限而無(wú)法獨(dú)立應(yīng)用。機(jī)械式無(wú)級(jí)變速器是利用直徑可變的傳動(dòng)輪來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。 3.綜合式變速器 綜合式變速器是指液力變矩器和齒輪式有級(jí)變速器組成的液力機(jī)械式變速器，其傳動(dòng)比可在最大值與最小值之間的幾個(gè)間斷的范圍內(nèi)作無(wú)級(jí)變化，目前應(yīng)用較多。 按操縱方式不同，汽車(chē)變速器可分為手動(dòng)變速器、自動(dòng)變速器、半自動(dòng)變速器三種。 1）手動(dòng)變速器 靠駕駛員直接操縱換擋手柄換擋，為汽車(chē)最初普遍采用。 2）自動(dòng)變速器 傳動(dòng)比選擇和換擋是自動(dòng)進(jìn)行的，所謂“自動(dòng)”是指變速器每個(gè)擋位的變換，是根據(jù)汽車(chē)換擋控制參數(shù)來(lái)控制換擋系統(tǒng)的執(zhí)行元件自行完成的，駕駛員只需操縱節(jié)氣門(mén)踏板以控制車(chē)速。 3）半自動(dòng)變速器 半自動(dòng)變速器有兩種形式：一種是常用的幾個(gè)擋位自動(dòng)操縱，其余擋位則由駕駛員操縱；另一種是預(yù)選式，即駕駛員預(yù)先用按鈕選定擋位，在踩下離合器踏板或松開(kāi)節(jié)氣門(mén)踏板時(shí)，接通一個(gè)電磁裝置或液壓裝置來(lái)進(jìn)行換擋。 1.2.2 無(wú)級(jí)變速簡(jiǎn)介 無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)是指在某種控制的作用下，使系統(tǒng)的輸出轉(zhuǎn)速可在兩個(gè)極限轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)連續(xù)變化的傳動(dòng)方式。而無(wú)級(jí)變速器是使機(jī)器的輸出轉(zhuǎn)速連續(xù)可調(diào)，能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)，以滿足最佳工作需要的調(diào)速裝置。它和定傳動(dòng)比傳動(dòng)以及有級(jí)傳動(dòng)相比，具有能夠根據(jù)工作的需要在一定的范圍內(nèi)連續(xù)變換速度，以適應(yīng)輸出轉(zhuǎn)速和外界負(fù)荷變化的需要等優(yōu)點(diǎn)，能適應(yīng)變工況工作，簡(jiǎn)化傳動(dòng)方案，節(jié)約能源和減少環(huán)境污染等要求。無(wú)級(jí)變速器主要適應(yīng)的場(chǎng)合： （1） 適應(yīng)工藝參數(shù)多變或輸出轉(zhuǎn)速連續(xù)變化的要求，運(yùn)轉(zhuǎn)中需經(jīng)常連續(xù)地改變速度，但是不應(yīng)在某一固定速度下長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)。 （2） 探求最佳工作速度。 （3） 幾臺(tái)機(jī)器或一臺(tái)機(jī)器的幾個(gè)部分協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)。 （4） 緩速啟動(dòng)以合理利用動(dòng)力，通過(guò)調(diào)速以快速越過(guò)共振區(qū)。 （5） 車(chē)輛變速箱，可節(jié)省燃料，縮短加速時(shí)間，簡(jiǎn)化操作。 CVT的結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)的變速器簡(jiǎn)單，體積更小，它既沒(méi)有手動(dòng)變速器的眾多齒輪，也沒(méi)有自動(dòng)變速器復(fù)雜的行星齒輪組。相比自動(dòng)變速器與手動(dòng)變速器而言，CVT最大的優(yōu)勢(shì)便在于它可以連續(xù)可變傳動(dòng)比，而自動(dòng)變速器與手動(dòng)變速器作為有級(jí)變速器，則只能在固定的速比上工作。在實(shí)際駕駛中，無(wú)級(jí)變速器所帶來(lái)的感受是完全不同的。與自動(dòng)變速器和手動(dòng)變速器每次換擋后，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速都會(huì)有幾千轉(zhuǎn)陡降的特性相比，搭載CVT的車(chē)型在加速時(shí)，車(chē)速表與轉(zhuǎn)速表同時(shí)上升，當(dāng)轉(zhuǎn)速表達(dá)到最大值時(shí)即達(dá)到最高車(chē)速，整個(gè)加速過(guò)程平緩無(wú)任何沖擊。這一加速期間，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不會(huì)發(fā)生下降，而CVT則在默默無(wú)聞地不斷改變傳動(dòng)比，從而使傳動(dòng)系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)一直保持最佳匹配。正是因?yàn)镃VT這一特性，在燃油經(jīng)濟(jì)性與動(dòng)力性方面，CVT都超出自動(dòng)變速器與手動(dòng)變速器。 自動(dòng)變速器和手動(dòng)變速器在每次換擋后，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速都會(huì)下降，而匹配CVT時(shí)，整個(gè)加速過(guò)程發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速都不會(huì)下降。 1.2.3 無(wú)級(jí)變速器的類(lèi)型和特點(diǎn) 1.無(wú)級(jí)變速器的類(lèi)型 無(wú)級(jí)變速器的種類(lèi)很多，根據(jù)其動(dòng)力傳遞方式可分為圖1.1所示的幾種形式。在汽車(chē)上已經(jīng)使用的無(wú)級(jí)變速器有傳動(dòng)帶傳動(dòng)與牽引傳動(dòng)兩種形式，都是應(yīng)用摩擦力傳遞動(dòng)力。 1）機(jī)械式無(wú)級(jí)變速器 機(jī)械式無(wú)級(jí)變速器中以傳動(dòng)帶傳動(dòng)的又可以分為摩擦式、鏈?zhǔn)?、帶式和脈動(dòng)式四種。 （1）摩擦式。 摩擦式無(wú)級(jí)變速器，是靠旋轉(zhuǎn)體間的接觸摩擦力來(lái)傳遞動(dòng)力的，通過(guò)改變輸入、輸出的作用半徑，連續(xù)地改變了傳動(dòng)比。金屬帶式無(wú)級(jí)變速器也屬于摩擦式無(wú)級(jí)變速器。 （2）鏈?zhǔn)健? 鏈?zhǔn)綗o(wú)級(jí)變速器的變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由主從動(dòng)鏈輪及套于其上的鋼質(zhì)撓性鏈組成，利用鏈條左右兩側(cè)面與作為鏈輪的兩錐盤(pán)相接觸所產(chǎn)生的摩擦力進(jìn)行傳動(dòng)，并通過(guò)改變兩錐盤(pán)的軸向距離來(lái)調(diào)整它們與鏈的接觸位置和工作半徑，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)。目前應(yīng)用最多的是滑片鏈?zhǔn)阶兯倨鳌? （3）帶式。帶式無(wú)級(jí)變速器的變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是由作為主、從動(dòng)帶輪的兩對(duì)錐盤(pán)及張緊在上面的傳動(dòng)帶組成。其工作原理是利用傳動(dòng)帶左右兩側(cè)與錐盤(pán)相接觸所產(chǎn)生的摩擦力進(jìn)行傳動(dòng)，并通過(guò)改變兩錐盤(pán)的軸向距離來(lái)調(diào)整它們與傳動(dòng)帶的接觸位置和工作半徑，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)。帶式無(wú)級(jí)變速器根據(jù)傳動(dòng)帶的形狀不同分為平帶無(wú)級(jí)變速器和V形帶無(wú)級(jí)變速器。V形帶無(wú)級(jí)變速器根據(jù)傳動(dòng)帶的不同，又可以分為普通V形橡膠帶無(wú)級(jí)變速器和V形鋼帶無(wú)級(jí)變速器。 圖 1.1 無(wú)級(jí)變速器的種類(lèi) （4）脈動(dòng)式。脈動(dòng)式無(wú)級(jí)變速器以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)可靠而得到廣泛應(yīng)用。它主要由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、輸出機(jī)構(gòu)和調(diào)速機(jī)構(gòu)幾個(gè)基本部分組成。其工作原理主要是采用連桿機(jī)構(gòu)組成一個(gè)相，由至少三個(gè)相組成一個(gè)無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu)，通過(guò)超越離合器的過(guò)濾作用，濾掉低于某一速度值的轉(zhuǎn)速，輸出符合單向離合器過(guò)濾條件的轉(zhuǎn)速，而無(wú)級(jí)變速主要通過(guò)調(diào)速機(jī)構(gòu)改變連桿機(jī)構(gòu)中各桿件之間的尺寸比例關(guān)系實(shí)現(xiàn)。 2）電動(dòng)式 電傳動(dòng)式無(wú)級(jí)變速器由發(fā)動(dòng)機(jī)、控制 系統(tǒng)和牽引電動(dòng)機(jī)組成。如圖1.2（a）所示。 其變速原理為：控制系統(tǒng)調(diào)制發(fā)動(dòng)機(jī)輸出 的電壓、電流或頻率，然后輸送給電動(dòng)機(jī)， 連續(xù)改變輸出轉(zhuǎn)速和力矩，以獲得無(wú)級(jí)的 傳動(dòng)比。根據(jù)裝用的電動(dòng)機(jī)的不同，電力 傳動(dòng)分為：直—直系統(tǒng)（直流發(fā)動(dòng)機(jī)—直 圖 1.2 電傳動(dòng)示意圖 流電機(jī)系統(tǒng)），交—交系統(tǒng)，交—直系統(tǒng)， 交—直—交系統(tǒng)。 由于晶閘管整流、晶閘管逆變技術(shù)的成熟以及交流電動(dòng)機(jī)較直流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸小、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便，可設(shè)計(jì)和制造出功率更大、轉(zhuǎn)速更高的電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)，因此得到了更為廣泛的應(yīng)用。 電傳動(dòng)雖然功率較高，布置方便，但因其自身質(zhì)量較大，價(jià)格較高，當(dāng)加入人工控制時(shí)，控制器構(gòu)成復(fù)雜，故目前僅限于在超重型載貨汽車(chē)上應(yīng)用。 由于能源危機(jī)和環(huán)境污染的因素，許多國(guó)家已開(kāi)始進(jìn)行高能量蓄電池、燃料電池的開(kāi)發(fā)研究，構(gòu)成圖1.2（b）所示的電傳動(dòng)。這類(lèi)傳動(dòng)的污染小、噪聲低、效率高，是汽車(chē)傳動(dòng)發(fā)展的一種趨勢(shì)。 3）液壓式 它依靠液體壓能的變化來(lái)傳動(dòng)和變換能量，是借助于工作腔的容積變化來(lái)進(jìn)行工作的。液壓元件主要是液壓泵和液壓馬達(dá)。如圖1.3所示。 圖1.3 車(chē)輛采用液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速示意圖 2.無(wú)級(jí)變速器的特點(diǎn) 汽車(chē)采用無(wú)級(jí)變速器之后，可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器的最佳匹配，使發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間工作在最佳工況下，因此可以有效地提高汽車(chē)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、排放性和舒適性。因此它具有如下特點(diǎn)。 1）提高燃油經(jīng)濟(jì)性 CVT可以在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速，從而獲得傳動(dòng)系與發(fā)動(dòng)機(jī)工況的最佳匹配，提高整車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性。德國(guó)的大眾公司在自己的GolfVR6轎車(chē)上分別安裝了4AT和無(wú)級(jí)變速器進(jìn)行ECE市區(qū)循環(huán)和ECE郊區(qū)循環(huán)測(cè)試，結(jié)果證明CVT能夠有效節(jié)約燃油，見(jiàn)下表一。 表 一 安裝4VT和無(wú)級(jí)變速器的大眾公司的GolfVR6汽車(chē)的燃油消耗對(duì)比 試驗(yàn)油耗 4AT 無(wú)級(jí)變速器 ECE市區(qū)循環(huán)，L/100km 14.4 13.2 ECE郊區(qū)/遠(yuǎn)程循環(huán)，L/100km 10.8 9.8 90km/勻速，L/100km 8.3 7.0 120km/勻速，L/100km 10.3 9.2 2）提高動(dòng)力性能 汽車(chē)的后備功率決定了汽車(chē)的爬坡能力和加速能力。汽車(chē)的后備功率愈大，汽車(chē)的動(dòng)力性愈好。由于無(wú)級(jí)變速器的無(wú)級(jí)變速特性，能夠獲得后備功率最大的傳動(dòng)比，所以無(wú)級(jí)變速器的動(dòng)力性明顯優(yōu)于機(jī)械變速器（MT）和自動(dòng)變速器（AT）。 表二為分別安裝4AT和無(wú)級(jí)變速器的克萊斯勒的Voyager轎車(chē)的動(dòng)力性比較，安裝無(wú)級(jí)變速器的汽車(chē)擁有更佳的動(dòng)力性能。 表二 安裝4AT和無(wú)級(jí)變速器的克萊斯勒的Voyager轎車(chē)的動(dòng)力性對(duì)比 加速時(shí)間/s 4AT CVT 0-30kn/h 2.5 2.5 0-100km/h 13.2 12.2 3)減少排放量 CVT的速比工作范圍寬，能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)以最佳狀況工作，從而改善了燃燒過(guò)程，降低了廢氣的排放量。ZF公司將自己生產(chǎn)的CVT裝車(chē)進(jìn)行測(cè)試，其廢氣排放量比安裝4AT的汽車(chē)減少了大約10%。 4）節(jié)約了成本 CVT系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，零件數(shù)目比AT（約500個(gè)）少（約300個(gè)），一旦汽車(chē)制造商開(kāi)始大規(guī)模生產(chǎn)。CVT的成本將會(huì)比AT小。由于采用該系統(tǒng)可以節(jié)約燃油，隨著大規(guī)模生產(chǎn)以及系統(tǒng)、材料的革新，CVT零部件（如傳動(dòng)帶或傳動(dòng)鏈、主動(dòng)輪、從動(dòng)輪和液壓泵）的生產(chǎn)成本將降低20%-30%。 5） 改變了駕駛舒適性能 安裝無(wú)級(jí)變速器之后，可以在保證發(fā)動(dòng)機(jī)具有最佳動(dòng)力性能的同時(shí)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速，使駕駛員能夠真正感到舒適。 1.2.4 各類(lèi)無(wú)級(jí)變速器比較 目前，無(wú)級(jí)變速器主要分為三大類(lèi)：一是以電控調(diào)速裝置調(diào)速的電磁式無(wú)級(jí)變速器；二是以液壓調(diào)速裝置調(diào)速的液壓式無(wú)級(jí)變速器；三是以機(jī)械調(diào)速裝置調(diào)速的機(jī)械式無(wú)級(jí)變速器。其中，液壓調(diào)速裝置雖然調(diào)速范圍大，傳動(dòng)效率較高，但其制造精度要求高，價(jià)格較貴，滑動(dòng)率較大，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)容易發(fā)生泄漏。電控調(diào)速雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，操作維護(hù)方便的特點(diǎn)，但其效率低，發(fā)熱嚴(yán)重，不適合長(zhǎng)期負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。與上述兩種相比，機(jī)械無(wú)級(jí)變速器具有以下幾大優(yōu)點(diǎn)：調(diào)速范圍大，調(diào)速方式多，能實(shí)現(xiàn)恒扭矩工作，傳動(dòng)效率高，適應(yīng)性強(qiáng)，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，傳動(dòng)比穩(wěn)定，工作可靠且維修方便。 金屬帶式無(wú)級(jí)變速器就是一種新穎的有撓性中間體的機(jī)械摩擦式變速器，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、承載能力強(qiáng)、變速器范圍大、體積小、效率高、噪聲低、節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn)，尤其是它克服了以往各類(lèi)無(wú)級(jí)變速器傳遞功率較小的缺點(diǎn)，可用于需要中大功率范圍內(nèi)的機(jī)械傳動(dòng)中，特別是近幾年來(lái)它在轎車(chē)變速器中的成功使用所顯示出的各種優(yōu)越性能普遍為人們看好，因而受到了國(guó)內(nèi)外業(yè)界的極大重視。 1.2.5 金屬帶式無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)的優(yōu)勢(shì) 金屬帶式無(wú)級(jí)變速器不僅能夠滿足傳遞較大功率、適應(yīng)高轉(zhuǎn)速等條件，還具有如下幾方面的特性： （1） 經(jīng)濟(jì)性 該變速器通過(guò)傳動(dòng)比的連續(xù)變化，使車(chē)輛外界行駛條件與發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載實(shí)現(xiàn)最佳匹配，使發(fā)動(dòng)機(jī)在最佳工作區(qū)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)從而充分發(fā)揮了發(fā)動(dòng)機(jī)的潛力，燃燒完全，提高了整車(chē)的燃料經(jīng)濟(jì)性，減少了廢氣排放，有利于環(huán)境保護(hù)。 （2） 動(dòng)力性 在汽車(chē)起步、停止和變速過(guò)程中不至于產(chǎn)生沖擊和抖動(dòng)，減少了噪音，滿足了汽車(chē)行駛多變的條件，使汽車(chē)在良好的性能狀態(tài)下行駛。 （3） 舒適性 駕駛平穩(wěn)、舒適，簡(jiǎn)化了操作，減輕了駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了行車(chē)安全，符合人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的舒適性要求。 （4） 可靠性 據(jù)1993年的統(tǒng)計(jì)，在裝車(chē)的60萬(wàn)套金屬帶式CVT中，由于金屬帶傳動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障返還的只有120套，占總數(shù)的0.02%，而在這120套中因?yàn)榻饘賻П旧碛袉?wèn)題的只有40例，可見(jiàn)其故障率極低。實(shí)踐表明金屬帶CVT能達(dá)到與汽車(chē)相同的壽命。 金屬帶式無(wú)級(jí)變速器本身就是一種自動(dòng)變速器，而且它比目前在汽車(chē)上占主導(dǎo)地位的液力機(jī)械式自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單緊湊，更加節(jié)能，動(dòng)力性能更加優(yōu)良。它與4擋自動(dòng)變速器（AT）相比，燃油消耗節(jié)約12%—17%，加速性能提高7.5%—11.5%，發(fā)動(dòng)機(jī)排放減少10%，價(jià)格不比AT貴。 1.3 國(guó)內(nèi)外金屬帶式無(wú)級(jí)變速器的發(fā)展歷史及應(yīng)用現(xiàn)狀 1.3.1發(fā)展歷史 金屬帶式CVT的裝車(chē)使用只有十幾年時(shí)間，但是CVT技術(shù)的發(fā)展已有100多年的歷史，1886年，Daimler Benz 在首輛采用汽油機(jī)的汽車(chē)上裝了橡膠帶CVT。1906年，美國(guó)卡特車(chē)裝用了簡(jiǎn)單的金屬盤(pán)摩擦傳動(dòng)無(wú)級(jí)變速器，1930年在Austin Sixteen 車(chē)上，裝用了牽引式CVT，電子控制技術(shù)特別是計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，使得無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)得到應(yīng)用與發(fā)展。20世紀(jì)60年代后期，荷蘭工程師Van Doorne研究出金屬帶CVT，這是CVT技術(shù)具有劃時(shí)代意義的事件。1972年，H.Van Doorne成立了獨(dú)立公司，1978年，意大利Fiat公司的汽車(chē)開(kāi)始裝用Van Doorne CVT。1987年，美國(guó)Fort汽車(chē)公司的汽車(chē)裝有這種CVT。 日前，市場(chǎng)上的CVT有：P821型，采用電磁離合器作為啟動(dòng)裝置，機(jī)-液或電-液控制系統(tǒng)，以外齒輪泵作為液壓源，適用于發(fā)動(dòng)機(jī)排量在1.3以下的小型轎車(chē)；P811型，適用于發(fā)動(dòng)機(jī)排量在1.8一下的中型轎車(chē)；P844型，采用新型金屬傳動(dòng)帶，將液力變矩器與CVT綜合，全電子控制系統(tǒng)，適用于發(fā)動(dòng)機(jī)排量在3.3以下的豪華轎車(chē)。日本在研制CVT的初期，即將電子控制技術(shù)與CVT技術(shù)結(jié)合，成功地開(kāi)發(fā)出電子控制技術(shù)的CVT，即ECVT，陸續(xù)裝在Rex，Samba和Juety上。1990年美國(guó)生產(chǎn)出計(jì)算機(jī)控制的無(wú)級(jí)調(diào)速液壓自動(dòng)變速器，此后日本、美國(guó)德國(guó)等轎車(chē)生產(chǎn)商大多采用此項(xiàng)技術(shù)。 1.3.2應(yīng)用現(xiàn)狀 金屬帶式無(wú)級(jí)變速器的優(yōu)點(diǎn)很多：變速?zèng)]有沖擊，不用變換嚙合齒輪，外形尺寸小?，F(xiàn)在已經(jīng)在一定范圍內(nèi)克服了傳送帶打滑的問(wèn)題，改用金屬鏈代替金屬帶，可以在一定條件下實(shí)現(xiàn)在大排量轎車(chē)上的使用。 現(xiàn)代無(wú)級(jí)變速器開(kāi)發(fā)技術(shù)水平最高的是采用金屬鏈帶機(jī)械式無(wú)級(jí)變速器，例如奧迪A6multitronic 無(wú)級(jí)變速器就采用了金屬鏈條這一形式。目前除了奧迪以外，福特和通用也投入了上億美元巨資研制了從1.3L-2.0L汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)所配用的無(wú)級(jí)變速器。以荷蘭生產(chǎn)的無(wú)級(jí)變速器著名廠家VDT公司為例，目前按照發(fā)動(dòng)機(jī)排量主要有以下類(lèi)型：采用電磁離合器作為起動(dòng)裝置，機(jī)械-液壓傳動(dòng)，動(dòng)力傳送采用金屬鏈條。世界上最大的變速器制造企業(yè)德國(guó)ZF公司也采用VDT技術(shù)，生產(chǎn)用于1.5L-2.5L中排量轎車(chē)的無(wú)級(jí)變速器系列；CFT系列，適用于前輪驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)橫置的轎車(chē)；CTT系列，適用于前輪發(fā)動(dòng)機(jī)縱置的轎車(chē)；CRT系列，適用于各輪驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)縱置的轎車(chē)。據(jù)荷蘭VDT公司介紹，現(xiàn)在新的設(shè)計(jì)和技術(shù)已經(jīng)解決了無(wú)級(jí)變速器過(guò)去存在的主要問(wèn)題，因V型帶損壞而出現(xiàn)的故障發(fā)生率只有0.25%，比例很低。如果不考慮所用傳送帶的差異，各種型號(hào)無(wú)級(jí)變速器的主要差別集中在發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳遞到主動(dòng)帶輪的過(guò)程以及帶輪半徑和夾緊力的控制方法上。 2007年中國(guó)汽車(chē)CVT國(guó)際學(xué)術(shù)研討會(huì)暨中國(guó)齒協(xié)CVT工作組成立大會(huì)上宣布，由重慶工學(xué)院重慶汽車(chē)學(xué)院自主研發(fā)的汽車(chē)金屬帶式無(wú)級(jí)變速器示范生產(chǎn)線已建成。這項(xiàng)技術(shù)獲得EM-CVT國(guó)家專(zhuān)利。目前國(guó)際上應(yīng)用的金屬帶式無(wú)級(jí)變速器只有荷蘭研發(fā)產(chǎn)生，全世界有60多種汽車(chē)品牌采用CVT技術(shù)，國(guó)內(nèi)全部靠進(jìn)口，自主研發(fā)的CVT只實(shí)驗(yàn)于吉利和眾泰兩款汽車(chē)。重慶工學(xué)院汽車(chē)學(xué)院自1996年起開(kāi)始研發(fā)金屬帶式無(wú)級(jí)變速器。據(jù)了解，該項(xiàng)技術(shù)比手動(dòng)擋節(jié)油10%-15%，自動(dòng)變速最佳工作狀態(tài)超過(guò)國(guó)外技術(shù)20公里。 1.4 小結(jié) 本章主要介紹了本設(shè)計(jì)的選題目的和意義，并介紹了相關(guān)的一些歷史現(xiàn)狀等。 第2章 金屬帶式無(wú)級(jí)變速器的基本結(jié)構(gòu)與工作原理 帶傳動(dòng)無(wú)級(jí)變速在機(jī)械領(lǐng)域并不陌生，一直被用于各類(lèi)機(jī)械、小型車(chē)輛和拖拉機(jī)的調(diào)速或變速系統(tǒng)。由于均使用橡膠帶，在強(qiáng)度、摩擦系數(shù)、傳遞力矩和臨界轉(zhuǎn)速等方面不能滿足汽車(chē)傳動(dòng)系的需要，可見(jiàn)傳動(dòng)帶是無(wú)級(jí)變速的重要元件又是關(guān)鍵技術(shù)之一，而且橡膠帶在汽車(chē)傳動(dòng)系的應(yīng)用受到限制。直到20世紀(jì)70年代，成功解決了金屬材料的摩擦系數(shù)的關(guān)鍵性問(wèn)題，才使帶傳動(dòng)在汽車(chē)上的應(yīng)用獲得了嶄新發(fā)展。目前使用的傳動(dòng)帶類(lèi)型按內(nèi)部作用力分為推力式和拉力式，按結(jié)構(gòu)分為片式和鏈?zhǔn)絻深?lèi)。以下3種金屬傳動(dòng)帶具有一定的代表性。 1. 范道爾納式金屬傳動(dòng)帶 以往的傳動(dòng)帶使用橡膠材料，由于其內(nèi)部受拉力作用，存在著變形、可靠性和耐久性等缺陷。荷蘭的范道爾納公司開(kāi)發(fā)的金屬傳動(dòng)帶有效地克服了上述缺陷，將無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)推向?qū)嵱没?。范道爾納型金屬傳動(dòng)帶由2mm厚的鋼片重疊組成，鋼片由富有柔性的鋼帶環(huán)連接支撐。鋼帶環(huán)由若干條0.2mm的鋼帶環(huán)疊合而成，由外向內(nèi)鋼帶環(huán)的長(zhǎng)度變短。兩組鋼帶環(huán)從兩側(cè)插入傳動(dòng)鋼片上的“工字”槽內(nèi)，將傳動(dòng)鋼片連成梯形帶狀。傳動(dòng)帶安裝到帶輪后，傳動(dòng)鋼片的兩側(cè)面與帶輪的錐面接觸，接觸表面具有一定的摩擦系數(shù)。兩錐形帶輪夾緊鋼片，280個(gè)鋼片無(wú)間隙緊密排列，當(dāng)帶輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，借助摩擦產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，后面鋼片推擠前面的鋼片，將作用力一片一片向前傳遞，將作用力傳遞到另一帶輪，又通過(guò)摩擦作用轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)矩輸出。這種力的傳遞方式改變了傳統(tǒng)傳動(dòng)帶內(nèi)部受拉力作用的形式，所以兩組鋼帶環(huán)與傳遞動(dòng)力無(wú)直接關(guān)系，而只起到對(duì)鋼片的導(dǎo)向支撐作用。這種傳動(dòng)帶既能保持動(dòng)力傳遞的作用，又能保持動(dòng)力傳遞的平順性，結(jié)構(gòu)緊湊，能承受較大的傳遞負(fù)荷。由于采用鋼片疊制結(jié)構(gòu)，其傳動(dòng)帶輪的最小接觸半徑約為30mm，與鏈傳動(dòng)相比具有重量輕、噪聲小和可高速運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)。其不足是當(dāng)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，鋼片上產(chǎn)生的離心力過(guò)大，鋼帶環(huán)要具備有足夠大的強(qiáng)度。 2.鮑格瓦納型傳動(dòng)鏈 鮑格瓦納型傳動(dòng)鏈由承載鋼片、銷(xiāo)、鉸接片等連接而成，其整體結(jié)構(gòu)與傳動(dòng)鏈相似。但動(dòng)力傳遞不是使用鏈輪，而是使用帶輪。承載鋼片的作用與范道爾納鋼片的作用相同，用以與帶輪的錐形盤(pán)接觸，利用摩擦傳遞動(dòng)力。兩側(cè)形成梯形摩擦接觸面。中間兩個(gè)矩形孔，鉸接鋼片相互交錯(cuò)插入承載鋼片的矩形孔內(nèi)，由銷(xiāo)釘將鉸接鋼片連接。帶輪與承載鋼片摩擦的作用力經(jīng)銷(xiāo)釘傳遞給鉸接鋼片，對(duì)后面的鏈帶形成拉力。當(dāng)鉸接鏈運(yùn)動(dòng)到彎曲處時(shí)，由于銷(xiāo)釘隨之出現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，可平滑吸收鉸接鏈的角度變化。鏈接片上的突起部分用于挾持承載鋼片，以防止當(dāng)承載鋼片與帶輪接觸時(shí)出現(xiàn)傾倒。其不足是鉸接片與銷(xiāo)釘易出現(xiàn)磨損而產(chǎn)生噪聲較大。 3.鏈條式傳動(dòng)鏈 大眾轎車(chē)01J無(wú)級(jí)變速器使用的傳動(dòng)帶為鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，傳動(dòng)鏈由1025節(jié)鋼制鏈片，76根傳動(dòng)銷(xiāo)連接組成。與普通傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)銷(xiāo)功能不同，該傳動(dòng)鏈的一個(gè)轉(zhuǎn)節(jié)由兩個(gè)橢圓形金屬傳動(dòng)銷(xiāo)構(gòu)成。傳動(dòng)銷(xiāo)既要承受鏈片間拉力，又要與帶輪錐盤(pán)之間產(chǎn)生摩擦力矩，在主、從動(dòng)輪之間傳遞動(dòng)力。每組轉(zhuǎn)節(jié)連接27節(jié)鏈片，一側(cè)橢圓形傳動(dòng)銷(xiāo)與13個(gè)鋼片焊接，另一側(cè)的傳動(dòng)銷(xiāo)與14片金屬鏈片焊接。 當(dāng)鏈條處于直拉階段，主動(dòng)鏈片通過(guò)右側(cè)傳動(dòng)銷(xiāo)、左側(cè)傳動(dòng)銷(xiāo)，傳遞到從動(dòng)鏈片。此時(shí)傳動(dòng)銷(xiāo)曲面的中間部位承受擠壓力。 當(dāng)鏈條進(jìn)入帶輪后，在允許的曲率半徑內(nèi)彎曲時(shí)，兩個(gè)橢圓形金屬銷(xiāo)隨鏈片的角度變化，橢圓接觸位置隨之變化。這樣傳動(dòng)銷(xiāo)傳力的壓力點(diǎn)隨鏈片的角度變化在橢圓面上滾動(dòng)，從而減小了普通傳動(dòng)銷(xiāo)因轉(zhuǎn)動(dòng)所引起的摩擦和磨碎。 傳動(dòng)鏈與錐形輪之間依靠鏈銷(xiāo)兩端錐面與錐形輪之間產(chǎn)生的摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩，鏈片只承受拉力，使鋼制鏈片實(shí)際無(wú)任何磨損或打滑的情況，該傳動(dòng)鏈?zhǔn)褂脡勖c汽車(chē)壽命相同。經(jīng)12年長(zhǎng)期磨損測(cè)試僅磨損0。1—0.2mm。 另外，這種傳動(dòng)鏈采用不同尺寸的鏈節(jié)，其目的是盡可能的減小運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的噪聲。使用等長(zhǎng)度鏈節(jié)的傳動(dòng)鏈，工作時(shí)傳動(dòng)銷(xiāo)按照同一間隔進(jìn)入帶輪錐面接觸，這將產(chǎn)生有節(jié)奏的沖擊噪聲和振動(dòng)。使用不同長(zhǎng)度鏈節(jié)可消除共振，并減少運(yùn)動(dòng)噪聲。 2.1 金屬帶式無(wú)級(jí)變速器的基本結(jié)構(gòu) 金屬帶式無(wú)級(jí)變速器由電控系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)、傳動(dòng)裝置、速比調(diào)節(jié)裝置、安全緩沖裝置和金屬帶組成。 1） 起步離合器 目前，用作汽車(chē)起步的裝置有濕式離合器、電磁式離合器、液力變矩器三 種。目的是使汽車(chē)以足夠大的牽引力平順地起步，提高駕駛舒適性，必要時(shí)切斷動(dòng)力傳遞。 2）行星齒輪機(jī)構(gòu) CVT變速器的行星齒輪機(jī)構(gòu)采用雙行星齒輪機(jī)構(gòu)，行星架上固定有內(nèi)、外行星齒輪和右支架，其中右支架是通過(guò)螺栓固定在行星架上，外行星齒輪和內(nèi)齒圈嚙合，內(nèi)行星齒輪和太陽(yáng)輪嚙合。 3）無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu) 無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu)由金屬傳動(dòng)帶和主、從動(dòng)工作輪組成。金屬帶由200多個(gè)金屬片和兩組金屬環(huán)組成，每個(gè)金屬片的厚度為1.4mm，在兩側(cè)工作輪擠壓力作用下傳遞動(dòng)力。每組金屬環(huán)由數(shù)片厚度為0.18mm的帶環(huán)疊合而成，金屬環(huán)的作用是提供預(yù)緊力，在動(dòng)力傳遞過(guò)程中支撐和引導(dǎo)金屬片的運(yùn)動(dòng)，右視承擔(dān)部分轉(zhuǎn)矩的傳遞。主、從動(dòng)工作輪由可動(dòng)和不動(dòng)錐盤(pán)兩部分組成。 4）控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)是用來(lái)實(shí)現(xiàn)CVT系統(tǒng)傳動(dòng)比無(wú)級(jí)自動(dòng)變化的。在控制系統(tǒng)中，采用機(jī)——液控制系統(tǒng)或電——液控制系統(tǒng)。它主要由油泵、液壓調(diào)節(jié)閥、傳感器和主、從動(dòng)輪的液壓缸及管道組成，實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比無(wú)級(jí)變速的調(diào)節(jié)。速比控制：壓緊力控制和起步離合器的控制是無(wú)級(jí)變速控制系統(tǒng)的關(guān)鍵。 因?yàn)轭}目要求只設(shè)計(jì)金屬帶式CVT的機(jī)械部分中的速比變換器，故在本文中之對(duì)無(wú)級(jí)變速部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。 2.2 金屬帶式無(wú)級(jí)變速器的工作原理 CVT系統(tǒng)的主動(dòng)輪組和從動(dòng)輪組都可以由可動(dòng)盤(pán)和固定盤(pán)組成，與油缸靠近的一側(cè)帶輪可以在軸上滑動(dòng)，另一側(cè)固定?？蓜?dòng)盤(pán)與固定盤(pán)都是錐面結(jié)構(gòu)，它們的錐面形成V形槽來(lái)與V形金屬傳動(dòng)帶嚙合。發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸輸出的動(dòng)力首先傳遞到CVT的主動(dòng)輪，然后通過(guò)V形傳動(dòng)帶傳遞到從動(dòng)輪，最后經(jīng)減速器、差速器傳遞給車(chē)輪來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)。工作時(shí)通過(guò)主動(dòng)輪與從動(dòng)輪的可動(dòng)盤(pán)做軸向移動(dòng)來(lái)改變主動(dòng)輪、從動(dòng)輪錐面與V形傳動(dòng)帶嚙合的工作半徑來(lái)改變傳動(dòng)比。可動(dòng)盤(pán)的軸向移動(dòng)量是由駕駛員根據(jù)需要通過(guò)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)主動(dòng)輪、從動(dòng)輪液壓泵油缸壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。由于主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的工作半徑可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)了無(wú)級(jí)變速。如圖2.1所示 圖2.1 無(wú)級(jí)變速器的工作原理 在金屬帶式無(wú)級(jí)變速器的液壓系統(tǒng)中，從動(dòng)油缸的作用是控制金屬帶的張緊力，以保證來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力高效、可靠地傳遞。主動(dòng)油缸控制主動(dòng)錐輪的位置沿軸向移動(dòng)，在主動(dòng)輪組金屬帶沿V形槽移動(dòng)，由于金屬帶的長(zhǎng)度不變，在從動(dòng)輪組上金屬帶沿V形槽向相反方向變化。金屬帶在主動(dòng)輪組和從動(dòng)輪組上的回轉(zhuǎn)半徑發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)速比的連續(xù)變化。 汽車(chē)開(kāi)始起步時(shí)，主動(dòng)輪的工作半徑較小，變速器可以獲得較大的傳動(dòng)比，從而保證驅(qū)動(dòng)橋能夠有足夠的轉(zhuǎn)矩來(lái)保證汽車(chē)有較高的加速度。隨著車(chē)速的增加，主動(dòng)輪的工作半徑逐漸減小，從動(dòng)輪的工作半徑相應(yīng)增大，CVT的傳動(dòng)比下降，使得汽車(chē)能夠以更高的速度行駛。 1）前進(jìn)時(shí)，前進(jìn)擋離合器接合，倒擋離合器松開(kāi)。動(dòng)力從輸入軸傳到行星架，再傳到與其相連的右支架，經(jīng)前進(jìn)擋離合器傳至太陽(yáng)輪，通過(guò)太陽(yáng)輪帶動(dòng)主動(dòng)帶輪，再由金屬帶將動(dòng)力傳遞到從動(dòng)工作帶輪，帶輪的可動(dòng)部分和固定部分形成V形槽與金屬帶嚙合。在工作中，當(dāng)主、從動(dòng)工作帶輪的可動(dòng)部分在油缸內(nèi)液壓力作用下做軸向移動(dòng)時(shí)，連續(xù)改變了金屬傳動(dòng)帶的工作半徑 ，從而改動(dòng)傳動(dòng)比。 2）倒擋時(shí)，前進(jìn)擋離合器松開(kāi)，倒擋離合器接合。行星輪機(jī)構(gòu)的內(nèi)齒圈被固定，內(nèi)行星齒輪與太陽(yáng)輪嚙合，外行星齒輪與內(nèi)齒圈嚙合，經(jīng)這一雙行星輪機(jī)構(gòu)，傳遞到太陽(yáng)輪的力矩方向發(fā)生改變，后面的力矩傳遞路線與前進(jìn)時(shí)相同。 2.3 無(wú)級(jí)變速器的關(guān)鍵部件 1) 金屬帶 金屬帶式無(wú)級(jí)變速器的核心元 件是金屬帶組件，有幾百件V形金 屬推片和兩組金屬環(huán)組成高柔性的 金屬帶。每個(gè)金屬V形塊的厚度為 1.4——2.2mm，在兩側(cè)工作輪擠壓 力作用下推擠前進(jìn)來(lái)傳遞動(dòng)力。兩 側(cè)的金屬環(huán)由多層薄鋼帶、厚度為 0.18mm的帶環(huán)疊合而成，在傳動(dòng)中 正確引導(dǎo)金屬元件的運(yùn)動(dòng)。較薄的 厚度對(duì)減少運(yùn)動(dòng)噪聲十分重要。較 多的元件與帶輪接觸，降低接觸面 圖 2.2 金屬帶的組成 壓力，還可允許其表面偶爾出現(xiàn)一 兩個(gè)損壞，亦有利耐久性提高。這種帶的特點(diǎn)是使帶輪可以最小的卷繞半徑工作，速比范圍大，轉(zhuǎn)矩傳遞容量高。 2） 工作輪 主、從動(dòng)工作輪構(gòu)成變速機(jī)構(gòu)，主動(dòng)工作輪由固定部分（固定錐盤(pán)）和可動(dòng)部分（可動(dòng)錐盤(pán)）組成，從動(dòng)工作輪也是由固定部分和可動(dòng)部分組成。主、從動(dòng)工作輪的可動(dòng)部分可做軸向移動(dòng)；工作輪的固定部分和可動(dòng)部分間形成V形槽，金屬帶在槽內(nèi)和它嚙合；工作面大多為直線錐面體，也有球面體、復(fù)合母線錐體。在控制系統(tǒng)的作用下，可動(dòng)錐盤(pán)依靠鋼帶—滑道結(jié)構(gòu)做軸向運(yùn)動(dòng)，可連續(xù)地改變傳動(dòng)帶的工作半徑，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)。 無(wú)級(jí)變速器動(dòng)力傳遞是由發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪經(jīng)離合器傳到主動(dòng)工作輪、金屬帶和從動(dòng)工作輪后再經(jīng)差速器，最后傳遞給驅(qū)動(dòng)輪。 圖 2.3 工作輪的工作原理 3） 液壓泵 液壓泵為系統(tǒng)控制的液壓源，其類(lèi)型有齒輪泵和葉片泵兩種。CVT的控制系統(tǒng)一般是采用機(jī)械液壓控制和電子液壓控制兩種。 （1）機(jī)械液壓控制系統(tǒng)。機(jī)械液壓控制系統(tǒng)主要有油泵、主閥體、控制閥、離合器和制動(dòng)器等組成。有的轎車(chē)無(wú)級(jí)變速器還裝有液壓變矩器，如日產(chǎn)天籟轎車(chē)。當(dāng)駕駛員踩下節(jié)氣門(mén)踏板，通過(guò)柔性鋼索帶動(dòng)換擋凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，控制速比控制閥。由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的液壓泵將壓力油輸送給主壓力控制閥?？刂崎y根據(jù)工作輪位置傳感器的液壓信號(hào)，控制速比控制閥中的壓力，從而控制主、從動(dòng)工作輪可動(dòng)部分的液壓缸中油液的壓力，以調(diào)節(jié)金屬帶與工作輪的工作半徑，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)自動(dòng)變速。 （2）電液控制系統(tǒng)。目前CVT電液控制系統(tǒng)主要有單壓力回路和雙壓力回路。傳動(dòng)比由發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門(mén)信號(hào)和主、從帶輪轉(zhuǎn)速所決定。電子控制單元根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、車(chē)速、節(jié)氣門(mén)開(kāi)度和換擋控制信號(hào)等控制主、從動(dòng)帶輪上伺服液壓缸的壓力，是主、從工作輪的可動(dòng)部分軸向移動(dòng)，改變金屬帶與工作輪間的工作半徑，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。 4. 無(wú)級(jí)變速器的傳動(dòng)路線 一般無(wú)級(jí)變速器有P位、N位、D位、S位、L位、R位。駕駛員離開(kāi)車(chē)時(shí)，必須掛P位才能取出鑰匙。P位帶有機(jī)械駐車(chē)制動(dòng)器，可保證在坡度比較大的坡上不溜車(chē)。離開(kāi)P位須先打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，踩下制動(dòng)踏板，才能順利離開(kāi)P位（P位有變速桿鎖止電磁閥控制）。P位時(shí)離合器和制動(dòng)器沒(méi)有工作油壓，沒(méi)有動(dòng)力傳遞到主動(dòng)輪。P位和N位為起動(dòng)擋，發(fā)動(dòng)機(jī)只能在這兩個(gè)擋位起動(dòng)。 R位為倒擋，同時(shí)打開(kāi)倒車(chē)燈。起步離合器結(jié)合，前進(jìn)擋離合器分離，倒擋制動(dòng)器結(jié)合，行星架由倒擋制動(dòng)器固定。行星齒輪自轉(zhuǎn)，齒圈反向輸出。 N位為駕駛員不離開(kāi)車(chē)的短暫停車(chē)擋。從飛輪傳來(lái)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)變速器輸入軸，但離合器和變速器沒(méi)有工作油壓，沒(méi)有動(dòng)力傳遞到主動(dòng)輪。 D位起步時(shí)，離合器和前進(jìn)擋離合器結(jié)合，倒擋離合器分離，前進(jìn)擋離合器驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪軸，主動(dòng)輪軸通過(guò)傳動(dòng)帶驅(qū)動(dòng)從動(dòng)輪軸，從動(dòng)輪軸通過(guò)起步離合器驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪，動(dòng)力傳遞到差速器，動(dòng)力由此輸出。 S位用于快速加速，變速器選擇較寬范圍的傳動(dòng)比，以取得更好的加速效果。 L位有較好的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)功能，特別適合下陡坡；變速器處于最大的傳動(dòng)比，特別適合爬陡坡。 2.4 無(wú)級(jí)變速器的控制原理 1. 力學(xué)模型 由圖2.4，可獲得發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩 直接傳至輸入軸p時(shí)與輸出軸s上的轉(zhuǎn)矩平衡方程為 （2-1） 因 ，在輪與帶之間無(wú)滑動(dòng)的條件下： 圖2.4 CVT力學(xué)模型 （2-2） （2-3） 式中，轉(zhuǎn)換到CVT輸出軸S上的等效的汽車(chē)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量； 與CVT匹配的發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)矩； CVT系統(tǒng)損失的轉(zhuǎn)矩，； 轉(zhuǎn)化至CVT輸出軸S上的汽車(chē)行駛阻力矩。 從式（2-3）可知： （2-4） 式（2-4）說(shuō)明，在變速過(guò)程中不能變化太大，如果 （2-5） 則，即駕駛員雖然主觀上希望加速（即），猛踩節(jié)氣門(mén)踏 圖2.5 CVT的速比控制規(guī)律 板，從而反映在化太大，反而使汽車(chē)減速，這就是 CVT控制中特別要注意之 處。以圖2.5所示速比變化規(guī)律為例，從行駛狀態(tài)的發(fā) 動(dòng)機(jī)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度與車(chē)速v的控制規(guī)律，可方便得知CVT相應(yīng)的速比i與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。 當(dāng)汽車(chē)當(dāng)前車(chē)速為及發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度很小時(shí)，要加速超車(chē)，猛踩節(jié)氣門(mén) 踏板至節(jié)氣門(mén)全開(kāi)，速比迅速增大，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)拿蜕粒藭r(shí)太大，而使發(fā)動(dòng)機(jī)減速。因此，對(duì)于轉(zhuǎn)矩小的汽車(chē)，踏節(jié)氣門(mén)時(shí)要緩一些。 2.控制原理 CVT的控制是靠?jī)蓚€(gè)帶輪的軸向加緊力實(shí)現(xiàn)的，一個(gè)帶輪的加緊力保證了傳遞力矩容量。而另一個(gè)帶輪的位置則決定了所需的傳遞速比i（圖2.6），即由式?jīng)Q定的被動(dòng)輪加緊力，而由主動(dòng)輪的加緊力決定的位置，實(shí)現(xiàn)所期望的速比。它的控制方法有壓力控制、流量控制、位置控制和協(xié)調(diào)控制等。由于主、被動(dòng)帶輪之間是通過(guò)金屬帶的約束作用，使無(wú)級(jí)變速器系統(tǒng)才得以保持平衡，所以在變速過(guò)程中被動(dòng)帶輪的壓力控制，和對(duì)主動(dòng)帶輪的速比控制具有耦合效應(yīng)。為此，電子控制單元根據(jù)要保證的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，對(duì)被動(dòng)輪確定所需施加的軸向加緊力，從而確定所需的加緊力比，才得以實(shí)現(xiàn)、i狀態(tài)下所要求的主動(dòng)輪的平衡點(diǎn)壓力，據(jù)此與目前的實(shí)際控制壓力比較。如果=0，則系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，達(dá)到了所要求的、i狀態(tài)穩(wěn)定行駛（圖2.7），即=0，對(duì)速比變化進(jìn)行控制，直至=0；達(dá)到系統(tǒng)平衡。 這樣，將主被動(dòng)輪相互耦合的控制問(wèn)題轉(zhuǎn)化為兩個(gè)單一目標(biāo)的壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)（即軸的加緊控制）和位置伺服系統(tǒng)（即速比控制），簡(jiǎn)化了控制問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)CVT關(guān)鍵技術(shù)——系統(tǒng)平衡。 圖2.6 CVT控制系統(tǒng)簡(jiǎn)圖 圖2.7 速比變化速率的確定 2.5 小結(jié) 本章主要介紹了金屬帶式CVT的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和控制原理。 第3章傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) 3.1 確定傳動(dòng)方案 金屬帶式無(wú)級(jí)變速器的傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)：發(fā)動(dòng)機(jī)將動(dòng)力傳遞到輸入軸后，通過(guò)雙行星輪系機(jī)構(gòu)的可換向裝置，將動(dòng)力傳遞到主動(dòng)帶輪軸上，再通過(guò)金屬帶將動(dòng)力傳遞到從動(dòng)輪軸，從動(dòng)輪軸與減速器連接，減速器將動(dòng)力傳遞到差速器上，最后輸出到車(chē)輪軸上。 3.2 傳動(dòng)裝置的計(jì)算 本次設(shè)計(jì)的各項(xiàng)參數(shù)如下： 面對(duì)對(duì)象 2.0L轎車(chē) 轎車(chē)驅(qū)動(dòng)形式 前置前驅(qū) 發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速 6000（r/min） 最大功率 90km/6000（r/min） 最高車(chē)速 200km/h 最大扭矩 170N·m/4200（r/min） 傳動(dòng)比范圍 0.45--2.2 無(wú)級(jí)變速器輔助齒輪減速部分傳動(dòng)比。 當(dāng)扭矩最大時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為4200r/min,此時(shí)功率， 則輸入軸功率 輸出軸功率 ：金屬帶的傳動(dòng)效率； ：齒輪傳遞的效率； ：滾動(dòng)軸承的效率。 輸入軸轉(zhuǎn)速 輸出軸轉(zhuǎn)速 輸入軸轉(zhuǎn)矩 輸出軸轉(zhuǎn)矩 3.3 小結(jié) 本章主要介紹了傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)、以及傳動(dòng)裝置的有關(guān)計(jì)算。 第4章 速比變換器的設(shè)計(jì) 4.1 速比變換器的概述及工作原理 無(wú)級(jí)變速器的關(guān)鍵部分是速比變換器（變速器），速比變換器主要由三部分組成：主動(dòng)工作輪、傳動(dòng)金屬帶和從動(dòng)工作輪，變速器的工作模式基于雙活塞原理，該變速器的特點(diǎn)是利用少量的壓力油就可以很快地進(jìn)行換擋，這可以保證在相對(duì)低壓時(shí)，主動(dòng)輪與金屬帶之間有足夠的接觸壓力。在主動(dòng)輪和從動(dòng)輪上各有一個(gè)可以保證主動(dòng)輪和從動(dòng)輪之間正常接觸壓力的壓力缸和用于調(diào)整變速比的分離缸。為了有效地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，主動(dòng)輪和從動(dòng)輪之間需要很高的接觸壓力，接觸壓力通過(guò)調(diào)節(jié)壓力缸內(nèi)的油壓產(chǎn)生。壓力缸表面積很大，能夠在低壓時(shí)提供多需的接觸力。液壓系統(tǒng)泄壓時(shí)，主動(dòng)輪膜片彈簧和從動(dòng)輪的螺旋彈簧產(chǎn)生一額定的傳動(dòng)帶接觸壓力。 滑軌架1裝在主動(dòng)輪1的輸出齒輪中(輔助減速輸出齒輪)，滑軌架2通過(guò)內(nèi)花鍵與主動(dòng)輪1連接，并可以軸向移動(dòng)且由轉(zhuǎn)矩傳感器活塞支撐。轉(zhuǎn)矩傳感器活塞調(diào)整接觸壓力，并形成2個(gè)壓力腔：轉(zhuǎn)矩傳感器腔1和腔2。轉(zhuǎn)矩傳感器產(chǎn)生的軸向力作為控制力，與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩成正比，壓力缸中建立起來(lái)的壓力與控制力成正比。轉(zhuǎn)矩傳感器支架彼此間可徑向旋轉(zhuǎn)，將轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)化為軸向力(因滾子和滑軌的幾何關(guān)系)，此軸向力施加于滑軌支架2，并移動(dòng)轉(zhuǎn)矩傳感器控制凸緣關(guān)閉或打開(kāi)轉(zhuǎn)矩傳感器腔輸出端。 輸入轉(zhuǎn)矩低時(shí)： 轉(zhuǎn)矩傳感器腔1直接與壓力缸相通。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的軸向力與壓力缸內(nèi)的壓力達(dá)到平衡。在汽車(chē)穩(wěn)定運(yùn)行的情況下，出油孔只部分關(guān)閉，打開(kāi)排油孔(轉(zhuǎn)矩傳感器)后壓力下降，出油孔進(jìn)油壓力降低，直至恢復(fù)壓力平衡。 輸入轉(zhuǎn)矩高時(shí)： 轉(zhuǎn)矩達(dá)到峰值時(shí)，控制凸緣完全關(guān)閉出油孔。若轉(zhuǎn)矩傳感器進(jìn)一步移動(dòng)，將會(huì)起到油泵作用，此時(shí)被排出的油使壓力缸內(nèi)的壓力迅速上升，這樣就會(huì)毫無(wú)延遲地調(diào)整接觸壓力。錐面鏈輪產(chǎn)生的接觸壓力不僅取決于輸入扭矩，還取決于傳動(dòng)鏈跨度半徑，此二者確定了速比變換器的實(shí)際傳動(dòng)比。 低速行駛時(shí)： 與傳動(dòng)比有關(guān)的接觸壓力在轉(zhuǎn)矩傳感器腔2內(nèi)被調(diào)整。提高或降低轉(zhuǎn)矩傳感器腔2內(nèi)的壓力，壓力缸內(nèi)的壓力也發(fā)生變化。轉(zhuǎn)矩傳感器腔2內(nèi)的壓力受工作輪裝置1軸上的兩個(gè)橫向孔控制。該孔通過(guò)變速器工作輪的軸向移動(dòng)關(guān)閉或打開(kāi)。當(dāng)變速器位于起動(dòng)轉(zhuǎn)矩?fù)酰ǖ退贀酰r(shí)，橫向孔打開(kāi)。 高速行駛時(shí)： 當(dāng)變速器換到高速擋時(shí)，橫向孔立即關(guān)閉，左側(cè)橫向孔打開(kāi)，油通過(guò)相關(guān)的可變工作輪孔，該孔與壓力缸相通，此時(shí)油壓從壓力缸傳入轉(zhuǎn)矩傳感器腔2，該壓力克服轉(zhuǎn)矩傳感器的軸向力并將轉(zhuǎn)矩傳感器活塞向左移動(dòng)，控制凸緣進(jìn)一步打開(kāi)油孔減小壓力缸內(nèi)的油壓。雙級(jí)壓力適配的主要優(yōu)點(diǎn)為中間擋位范圍可利用低接觸壓力提高效率。 動(dòng)態(tài)壓力控制 位于工作輪2上的飛濺潤(rùn)滑油蓋是變速器的又一個(gè)獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，它可以阻止壓力缸建立起動(dòng)態(tài)壓力。在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速很高時(shí)，壓力缸內(nèi)變速器油承受很高的旋轉(zhuǎn)離心力，使其壓力上升，此過(guò)程稱為動(dòng)態(tài)壓力建立。動(dòng)態(tài)壓力建立不是所希望的，因其不恰當(dāng)?shù)靥岣吡私佑|壓力，并對(duì)傳動(dòng)控制產(chǎn)生有害影響。封閉在飛濺潤(rùn)滑油罩蓋內(nèi)的油承受與壓力缸內(nèi)油相同的的動(dòng)態(tài)壓力，這樣，壓力缸內(nèi)的動(dòng)態(tài)壓力得到補(bǔ)償。飛濺潤(rùn)滑油腔通過(guò)潤(rùn)滑油噴射孔直接從液壓?jiǎn)卧帿@得潤(rùn)滑油，通過(guò)此孔，潤(rùn)滑油連續(xù)噴入飛濺潤(rùn)滑油腔入口。飛濺潤(rùn)滑油腔容積減少，使?jié)櫥蛷墓┯腿肟谂懦觥? 4.2 速比變化器的設(shè)計(jì) 4.2.1 帶傳動(dòng)的分析 變速方式 CVT系統(tǒng)的主動(dòng)輪組和從動(dòng)輪組都可以由可動(dòng)盤(pán)和固定盤(pán)組成，與油缸靠近的一側(cè)帶輪可以在軸上滑動(dòng)，另一側(cè)固定?？蓜?dòng)盤(pán)與固定盤(pán)都是錐面結(jié)構(gòu)，它們的錐面形成V形槽來(lái)與V形金屬傳動(dòng)帶嚙合。發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸輸出的動(dòng)力首先傳遞到CVT的主動(dòng)輪，然后通過(guò)V形傳動(dòng)帶傳遞到從動(dòng)輪，最后經(jīng)減速器、差速器傳遞給車(chē)輪來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)。工作時(shí)通過(guò)主動(dòng)輪與從動(dòng)輪的可動(dòng)盤(pán)做軸向移動(dòng)來(lái)改變主動(dòng)輪、從動(dòng)輪錐面與V形傳動(dòng)帶嚙合的工作半徑來(lái)改變傳動(dòng)比?？蓜?dòng)盤(pán)的軸向移動(dòng)量是由駕駛員根據(jù)需要通過(guò)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)主動(dòng)輪、從動(dòng)輪液壓泵油缸壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。由于主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的工作半徑可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)了無(wú)級(jí)變速。 在金屬帶式無(wú)級(jí)變速器的液壓系統(tǒng)中，從動(dòng)油缸的作用是控制金屬帶的張緊力，以保證來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力高效、可靠地傳遞。主動(dòng)油缸控制主動(dòng)錐輪的位置沿軸向移動(dòng)，在主動(dòng)輪組金屬帶沿V形槽移動(dòng)，由于金屬帶的長(zhǎng)度不變，在從動(dòng)輪組上金屬帶沿V形槽向相反方向變化。金屬帶在主動(dòng)輪組和從動(dòng)輪組上的回轉(zhuǎn)半徑發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)速比的連續(xù)變化。 基本運(yùn)動(dòng)關(guān)系 1）帶輪的移動(dòng)距離 帶輪的移動(dòng)距離受到兩邊帶輪相碰的位置和帶達(dá)到帶輪內(nèi)邊緣的位置所限制。 因此，在雙向移動(dòng)的情況下： 式中 ——帶輪兩邊的夾角； ——帶底面的寬度， ——帶中性層的寬度； ——中性層至底面的距離， (為帶中性層面至頂面的距離)，在帶輪移動(dòng)的情況下，軸向移動(dòng)距離為上式中X的二倍。 2）CVT傳動(dòng)比及調(diào)速的范圍 為了具有較高的傳動(dòng)效率，且設(shè)計(jì)和制造的方便，兩個(gè)帶輪的尺寸設(shè)計(jì)為同樣大小。要擴(kuò)大變速的范圍，須增加帶的寬度，減小帶輪的槽角或減小帶輪的直徑d。 帶輪的楔角太小容易使帶楔在槽中，此外，楔角越小，帶上受到的橫向力就越大，也容易使帶撓曲，所以楔角不能太小。經(jīng)驗(yàn)值為22-24度。我們選用28度的楔角。 減小帶輪的直徑d會(huì)使帶的疲勞強(qiáng)度降低，所以一般也不宜采用比規(guī)定直徑小的帶輪直徑。根據(jù)已有的資料顯示：帶輪的工作直徑可以達(dá)到75mm，而傳動(dòng)比的范圍可以達(dá)到0.45-2.22，在本設(shè)計(jì)中，我們將帶輪的最小工作直徑定為80mm，以使其工作可靠，壽命更高。 材料的選擇：鋼帶，摩擦副表面采用硼化鎢和硼化鉬基合金材料（金屬陶瓷） 這種合金主要用于在高溫下工作的易磨損鋼表面，以含鉬的坡莫合金 （2，81，17）和鎳鉻合金作粘結(jié)金屬，主是熱壓發(fā)制造的。性質(zhì)如下： 百分含量% HRA 抗壓強(qiáng)度 抗彎強(qiáng)度 彈性模量E 金屬陶瓷組成 硼化物 粘結(jié)相 —坡莫合金 96.0 4.0 92 1560 620 41.35 86.0 14.0 85 1400 500 52.0 摩擦副的摩擦系數(shù)為0.3. 根據(jù)金屬帶的結(jié)構(gòu)參數(shù)，確定CVT錐輪的結(jié)構(gòu)。 取最小工作直徑 CVT錐輪的結(jié)構(gòu)圖如下圖4.2 圖 4.2 錐輪的結(jié)構(gòu)圖 4.2.2 齒輪傳動(dòng)的選用及其設(shè)計(jì)計(jì)算 4.2.2.1.齒輪傳動(dòng)的選用 （1）齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn) ① 瞬時(shí)傳動(dòng)比的恒定。 ② 傳動(dòng)比范圍大，可用于加速或減速。 ③ 速度和傳遞功率的范圍大。 ④ 傳動(dòng)效率高。 ⑤ 結(jié)構(gòu)緊湊，適用于近距離傳動(dòng)。 ⑥ 制造成本較高。 ⑦ 精度不高的齒輪，傳動(dòng)時(shí)噪聲、振動(dòng)和沖擊大，污染環(huán)境。