新型行星环锥齿轮式功率分流无级变速器的研究

发布时间：2019-07-25 15:46

【摘要】：随着科学技术的发展和响应国家节能减排保护环境的政策,机械无级变速器在工业生产和交通运输等领域的应用越来越常见,然而其较低的传动功率和效率以及起动时输出扭矩不大的缺点,从而限制了其在大型机械上的应用,因此,本文提出并研制了一种能实现大功率且高效传动的新型行星环锥齿轮式功率分流无级变速器。本文首先对原RX型行星环锥无级变速器的结构和传动原理做了更加深入细致的分析,说明了其主要传动部件几何尺寸参数的设计方法,对传动轮进行了正压力和圆周力的受力分析,详细地推导了计算传动轮各接触点的正压力和接触点椭圆的长、短半轴的理论公式,提出了计算各接触点的滑动偏移量的数值解的准确的计算方法,得到了行星环锥无级变速器总摩擦效率详尽地计算方法。然后,根据相关的理论原理的分析,确定了新型行星环锥齿轮式功率分流无级变速器的结构设计方案,并对其提出了正压力自适应的加压方式的设计思想,理论上,与原RX型行星环锥无级变速器相比能够减少整个变速系统的能量的消耗,间接地提高了整体传动的效率。其次,对该变速器的功率流和受力情况进行了分析计算,参照了行星环锥无级变速器,其主要传动部件几何尺寸参数的设计方法,初次采用了平均值的设计思路,给出了设计该新型变速器传动件的几何尺寸参数的方法,并推导了其传动效率的计算公式。再次,由实际例子的计算,获得了原行星环锥无级变速器的效率图、该新型变速器的功率流分配图以及总的传动效率图,由理论计算获得的效率图可知:该新型变速器总传动效率,与行星环锥齿轮的无级变速器的相比,其传动效率提高了了10%以上,与原行星环锥无级变速器的相比,更是增加了15%以上。而且,在不改变行星环锥齿轮式无级变速器额定功率的前提下,功率分流的行星环锥齿轮式无级变速器总的传动功率达到了原来的2.7倍以上,实现了大功率的传动。最后,对该新型变速器进行了完整的三维实体零部件模型的建模、所有的三维实体零部件模型的装配以及仿真前的装配体模型的干涉验证,分别对改进过的行星环锥齿轮的无级变速器、该新型变速器,在Adams仿真软件中,作运动学仿真分析,由仿真结果得到的传动比和传动效率与理论分析的结果具有很高的一致性,由仿真结果可知:该行星环锥齿轮无级变速器,其传动比于0.06~0.53之间变化,整体上达到了该类变速器实际应用的变速范围的需求,而该新型变速器的传动比在0.26~0.38范围内,后者的传动效率比前者,在总体上提高了10%以上。从而验证了理论分析的正确性,为以后的物理样机的试制提供了准确的理论基础,并对同类型的变速器的研究分析具有一定的理论指导价值。
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TH132.46

【参考文献】