一种新型类球面无级变速器的接触传动分析及结构优化设计

发布时间：2017-04-29 16:02

  本文关键词：一种新型类球面无级变速器的接触传动分析及结构优化设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,随着地球环境问题日益恶化,能源储备日渐消耗,“低碳、环保”,“可持续发展”逐渐成为了当代世界发展的两大主旋律。为缓解汽车尾气排放对环境的压力,响应全球对节能减排的号召,发展高燃油效率、低排放的汽车无级变速传动系统已成为当今汽车行业的重点研究内容之一。本课题组在以前的学者研究内容的基础上,提出一种新型牵引式类球面无级变速器(Ball type traction continuously-variable-transmission,简称BVT)。本文主要对BVT工作原理进行分析,重点研究其传动接触运动,并提出几种适用于后期BVT研发设计的计算方法,本文的研究内容可作为该变速器后续研发的理论基础。本文完成的主要研究工作如下:(1)阐述了当前国内外关于牵引式无级变速器的研究现状及发展趋势。(2)详细介绍了BVT的变速机构、自动加压机构、调速机构等主要部件及其工作原理,给出了名义传动比的定义,并确定了BVT调速扭矩的计算方法。(3)推导了自动加压机构所产生的接触压力的计算方法,定义了BVT的传动系数,指出BVT具有稳定传动的优势。根据赫兹理论推导出接触点的应力分布无量纲计算公式,并运用MATLAB设计了一种求解BVT接触应力分布的数值解法,利用该数值计算方法结合有限元数值模拟讨论了部分结构参数对BVT接触应力的影响。(4)本文运用传统摩擦理论对BVT的相对滑动、接触点自旋运动等进行了研究,推导出负载情况下BVT接触点的自旋角速度、滑动率、功率损失及摩擦效率等体现变速器传动性能物理量的数学表达式。以海马M3 CVT车型路测数据为基础,建立了BVT整车模拟工况的模型,并以此为基础讨论了部分参数对滑动率及摩擦效率的影响。结果表明:BVT具有低滑动率,高传动效率的特点。(5)根据本文部分参数对滑动率及接触应力影响的讨论结果,以接触应力及滑动率为优化目标对变速器的主动轮球面半径及过渡轮圆弧半径进行优化。对比分析三种不同的轴承安装方案,确定最终仅在主被动轮端面安装轴承的方案,并针对该方案优化了输入轴尺寸。
【关键词】：无级变速器 摩擦传动 滑动率 接触应力 结构优化设计
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH132.46
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 选题背景10-12
• 1.2 国外研究现状12-15
• 1.3 国内研究现状15-17
• 1.4 本文主要研究内容17-20
• 第二章 类球面无级变速器工作原理20-28
• 2.1 变速机构20-22
• 2.2 自动加压装置22-25
• 2.2.1 V型槽自动加压机构22-24
• 2.2.2 双头螺杆自动加压机构24-25
• 2.3 调速机构25-27
• 2.3.1 调速原理25
• 2.3.2 调速扭矩计算25-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第三章 类球面无级变速器接触分析28-43
• 3.1 接触压力28-30
• 3.2 接触应力分布情况30-38
• 3.2.1 赫兹接触理论30-34
• 3.2.2 类球面无级变速器接触应力分析34-36
• 3.2.3 接触应力相关参数36-38
• 3.3 接触应力有限元分析38-41
• 3.3.1 SolidWorks建立接触体配合模型39-40
• 3.3.2 ANSYS中进行接触分析前处理40
• 3.3.3 有限元接触分析结果40-41
• 3.4 本章小结41-43
• 第四章 类球面无级变速器传动特性分析43-63
• 4.1 BVT的相对滑动分析43-47
• 4.1.1 空载情况下转速45-46
• 4.1.2 负载情况下转速46-47
• 4.2 接触点自旋运动分析47-48
• 4.3 纯滚动点的偏移量计算48-53
• 4.4 滑动率及摩擦效率53-60
• 4.4.1 滑动率53-58
• 4.4.2 功率损失及摩擦效率58-60
• 4.5 本章小结60-63
• 第五章 BVT结构优化设计63-84
• 5.1 优化设计概念63
• 5.2 优化设计方法63-65
• 5.3 类球面无级变速器优化设计65-73
• 5.3.1 优化对象65
• 5.3.2 数学模型65-73
• 5.4 类球面无级变速器轴承分布优化73-83
• 5.4.1 轴承受力分析73-78
• 5.4.2 轴承功率损失分析78-81
• 5.4.3 输入轴强度校核81-83
• 5.5 本章小结83-84
• 第六章 总结与展望84-86
• 本文完成的主要工作以及结论84-85
• 本文不足之处及研究展望85-86
• 参考文献86-90
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果90-91
• 致谢91-92
• 附件92

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 李忠;;牵引式无级变速器功率损耗研究[J];机械科学与技术;2011年08期

2 李雪原;沈楚敬;苑士华;崔锦;;双圆锥式无级变速器传动性能的试验研究[J];机械工程学报;2013年02期

3 钱礼闰;孙小明;;有限元求解精度研究[J];机械工程与自动化;2009年02期

4 吴光强;孙贤安;;汽车自动变速器发展综述[J];同济大学学报(自然科学版);2010年10期

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1 张海欧;牵引式无级变速传动机理研究[D];重庆大学;2007年

  本文关键词：一种新型类球面无级变速器的接触传动分析及结构优化设计，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：335159