离散式变径带轮无级变速器研究

发布时间：2020-08-03 16:45

【摘要】：无级变速器(continuously variable transmission,简称CVT)的使用可以使机器在输入转速不变的情况下,实现输出转速在一定范围内的连续变化,以此来满足生产系统或设备在运行过程对各种不同工作状况的要求。在机械式无级变速器传动中,绝大多数无级变速器采用摩擦传动,根据接触形式不同,目前机械式无级变速器的摩擦传动形式主要有点接触式和线接触式二种。点、线接触式无级变速器由于传动元件间接触面积小,单位面积内所能承受的正压力有限,因而导致目前机械式无级变速器主要存在单位体积传动扭矩较小和效率偏低等问题,这也是限制机械式无级变速器进一步发展的主要瓶颈。纵观绝大多数的机械式无级变速器,不同的结构类型决定了其传动形式的不同,将直接影响其传动扭矩和传动效率,因此,对新型结构无级变速器的研究和开发仍具有重要的意义。本文提出一种新型的离散式变径带轮无级变速器,新型结构形式采用的是以离散式带轮与多楔带组合的带传动方式进行传动,传动带轮可离散变径,实现传动带与带轮的面接触式摩擦无级变速。本文给出了该新型无级变速器的结构方案,并详细地介绍了其工作原理,根据传动要求确定离散式变径带轮CVT的基本尺寸参数关系,建立三维模型,通过装配分析与干涉检测保证模型的正确性与设计方案的合理性,并研制样机。本文结合了带传动基本原理,推导离散式带轮传动临界摩擦力的理论计算公式,并且通过MATLAB软件进行了图示化表达,证明了该新型无级变速器理论上具有大扭矩传动的能力;以虚拟样机技术的相关理论为基础,研究该新型离散式变径带轮CVT的动力学特性,利用ADAMS软件建立离散式带传动虚拟样机模型,介绍在ADAMS中实现柔性带传动仿真的建模方法,仿真分析离散式变径带轮CVT在不同输出转速下的速度波动情况,结果显示离散式变径带轮无级变速器在高转速下可实现平稳传动,达到车用变速器的速度波动条件;基于PID控制原理,以触摸屏一体式PLC作为上位机,给出控制系统总体设计规划,完成该新型变径带轮CVT的转速控制系统的设计工作,实验测试表明该控制系统可实现快速、准确地高精度转速控制。课题进行了理论仿真与实验分析相结合的方法,证明了利用离散的带轮与多楔带的面接触式传动方法,可以实现高转速、大扭矩、高效率的传动工作;同时开发的基于PID控制原理的调速系统,实现了离散式变径带轮无级变速器在转速控制上具有响应速度快、控制精度高等特点,为一种新型高效率、大扭矩的车用无级变速器研究与开发奠定了基础。
【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH132.46
【图文】：

．如图１．１所示，脉动式无级变速器由脉动发生装置１、调速机构２和超越离合器３等逡逑组成。其传动过程是：动力输入至输入轴，输入轴的匀速转动经过脉动发生装置１邋（脉动逡逑发生装置一般类似于曲轴连杆机构，将转动变成往复摆动）转换为超越离合器外圈的往复逡逑摆动，通过超越离合器３的单向传动性，将往复摆动转变为输出轴的单向转动。调速机构逡逑一

行星锥盘式无级变速器，国外称之为ＤＩＳＣＯ无级变速器［８１［９１，是点接触式无级变速逡逑器的一种，由Ｌｅｎｚｅ／Ｓｉｍｐｌａｎａ公司于１９５７年^u始推出，主要有德国、日本等国生产。其逡逑结构简图如图１．２所示。逡逑７邋８邋邋．＇Ｊ逦调速机构逡逑．ａｐｔ）逡逑－Ｉｆ－逦—ｆ－幽逡逑＼邋＼邋＼逡逑３逦２邋Ｉ逡逑１．输出轴２．太阳轮ＩＩ邋３．输入轴４．碟形弹簧５．太阳轮Ｉ逡逑６．行星锥盘７．恒轮Ｉ邋８．恒轮ＩＩ邋９．调速机构逡逑图１．邋２行星谁盘式无级变速器结构简图逡逑动力由输入轴３带动太阳轮（２、５）转动，然后经太阳轮传递给行星锥盘６。其中太逡逑

与太阳轮的摩擦力下进行转动；由于恒轮Ｉ与恒轮ＩＩ的轴向间隙固定不变，行星锥盘在自逡逑转的同时也绕行星架Ｈ公转，行星架Ｈ与输出轴１相连，动力经输出轴１输出。逡逑图１．２所示的调速机构是由丝杆螺母机构、正切机构和端面凸轮机构组成，在恒轮８逡逑与外固定圈之间放置钢珠。当转动调速丝杆时，改变恒轮ＩＩ周向位置，使恒轮８绕轴线有逡逑微小转动，并带动钢珠一起转动。调速时，恒轮ＩＩ的转动在端面凸轮和钢珠的作用下变成逡逑轴向移动，进而改变恒轮Ｉ与恒轮ＩＩ间的轴向间隙。当间隙增大时，行星锥盘６在离心逡逑力及碟形弹簧４的作用下沿着行星架向外移动，实现降速传动；相反，当间隙减小时，逡逑约束行星锥盘６沿着行星架向内滑动，实现增速运动。逡逑行星锥盘式无级变速器具有通用性强、结构简单、工作可靠等优点，但是由于其点接逡逑触式的摩擦传动的特点，输出扭矩较小，一般输出功率为（０．１８－７．５）ｋＷ，目前主要用于纺织、逡逑造纸、卷烟、食品、包装等行业。逡逑２）钢球式无级变速器逡逑钢球式无级变速器［ＩＣ）］的种类较多

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 程民利;;基于PLC的传感测速应用设计[J];新技术新工艺;2015年05期

2 郑宗熙;蓝兆辉;于潇雁;刘开昌;;脉动式无级变速器的现状和发展动向综述[J];机械设计与研究;2015年02期

3 齐小剑;巩朝冬;崔齐佳;;基于UG的平面连杆运动分析[J];机械工程师;2015年02期

4 苏立波;王维建;;欧拉公式的证明及应用[J];兴义民族师范学院学报;2014年05期

5 张沂阳;李少波;程越;程乃士;;车用摆销链式CVT驱动系统设计及实验[J];中国机械工程;2014年18期

6 黄伟;;滑片变形活齿啮合型机械无级变速器(活齿CVT)技术解析[J];汽车维护与修理;2014年08期

7 陈岩;陈开胜;;皮带传动系统动态特性研究[J];机械传动;2014年07期

8 贺金虎;廉自生;;基于ADAMS的带式输送机输送带动特性仿真分析[J];制造业自动化;2014年07期

9 王耀辉;强天伟;;PID控制原理简析[J];洁净与空调技术;2013年03期

10 王文玺;吴凤林;张东浩;;金属带式无级变速汽车原理与传动效率的研究[J];机械传动;2013年08期

相关硕士学位论文 前2条

1 顾硕鑫;链式CVT传动系统动力学建模与仿真分析[D];吉林大学;2015年

2 任大鹏;摩托车V型皮带无级变速器设计研究[D];重庆大学;2005年

本文编号：2779910