滑片活齿无级变速器样机设计及传动性能分析

发布时间：2017-05-04 17:18

  本文关键词：滑片活齿无级变速器样机设计及传动性能分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：金属带式无级变速器是目前国内外广泛应用的变速装置,能提供连续变速比,具有良好的燃油经济性、操控性和驾驶平顺性,因而受到汽车行业的青睐。但金属带式无级变速器通过摩擦力传递扭矩,存在传递扭矩小、磨损影响传动比精度及液压控制系统复杂等缺点,因此仅适用于小排量轿车上。针对金属带式无级变速器存在的上述问题,本文以能够传递大扭矩,并且结构简单、传动机理独特的一种新型机械式无级变速器——滑片变形活齿啮合机械式无级变速器(简称滑片活齿无级变速器)为对象,建立了该新型的无级变速器的虚拟样机模型,分析了其传动系统的运动关系及传动性能。本文主要研究内容及结论如下:(1)结合金属带式无级变速器结构特征分析方法,分析了滑片活齿无级变速器传动的基本几何关系,得到了金属链的链长、包角、轴向偏移量、速比及速比变化公式,并分析了滑片活齿无级变速器的工作原理及运动关系;通过对活齿理论的研究,结合核心部件——滑片的受力分析,阐述了滑片活齿无级变速器的啮合原理,确定了滑片活齿无级变速器的基本结构。(2)通过对活齿无级变速器的工作原理及结构特点的研究,确定了滑片活齿无级变速器的零部件参数,利用Solid Works建立了该无级变速器传动系统中零部件的三维实体模型,并对滑片活齿传动系统组件进行虚拟装配及干涉检查。(3)运用ANSYS Workbench有限元仿真软件对滑片活齿无级变速器中的滑片进行静态分析,结果满足材料的刚度和强度要求;对滑片活齿传动组件按离心力作用滑动成齿和啮合传动时自锁的稳定传动要求,建立优化设计数学模型,对滑片进行优化设计,优化后的滑片厚度由2.5mm减小到1.6mm,优化效果显著,结构更加合理。(4)运用ADAMS动力学仿真软件对滑片活齿无级变速器传动系统进行了运动学和动力学分析。分别对滑片活齿无级变速器在传动比变化及传动比恒定两种情况下进行仿真分析,得到输入输出转速曲线、传动比变化曲线以及输入轴的转矩图,通过对仿真结果和理论值的对比分析,验证了滑片活齿无级变速器传动过程的可行性和正确性。本文研究的滑片活齿无级变速器由金属带式无级变速器演变而来,具有带式传动和齿轮传动的优点,能传递较大扭矩,有效克服了金属带式无级变速器传递扭矩小的不足,具有很好的应用前景。
【关键词】：滑片活齿无级变速器 活齿传动 ANSYS Workbench 传动性能分析 ADAMS
【学位授予单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH132.46
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-21
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 机械无级变速器的应用及分类11-13
• 1.3 机械无级变速器的概况13-16
• 1.3.1 无级变速器的发展历史及国外研究现状13-15
• 1.3.2 无级变速器的国内研究现状15-16
• 1.4 活齿传动的研究现状16-17
• 1.5 虚拟样机技术17-19
• 1.5.1 虚拟样机技术的研究范围17-18
• 1.5.2 虚拟样机技术的相关技术18-19
• 1.6 本文研究内容19-21
• 第二章 滑片活齿无级变速器的传动原理及运动关系分析21-33
• 2.1 滑片活齿无级变速器与传统无级变速器的区别21-22
• 2.2 滑片活齿无级变速器的传动原理及啮合原理22-25
• 2.2.1 滑片活齿无级变速器的传动原理22-24
• 2.2.2 滑片活齿无级变速器的活齿啮合原理24
• 2.2.3 滑片活齿无级变速器的特点24-25
• 2.3 滑片活齿无级变速器的基本运动关系25-29
• 2.3.1 滑片活齿无级变速器的传动原理25-27
• 2.3.2 滑片活齿无级变速器传动比与传动比范围27-29
• 2.4 滑片活齿无级变速器传动的轴向偏移29-32
• 2.5 本章小结32-33
• 第三章 主要零部件的三维建模及装配33-42
• 3.1 滑片活齿无级变速器主要零部件的设计参数33-36
• 3.1.1 最小轴径的计算33-35
• 3.1.2 传动轮的最小、最大半径及锥形盘厚度35
• 3.1.3 主、从动轮轴向行程l及传动链长度L35-36
• 3.2 滑片活齿无级变速器主要零部件实体建模36-37
• 3.3 滑片活齿无级变速器的虚拟装配37-39
• 3.4 滑片活齿无级变速器装配体的干涉分析39-41
• 3.4.1 装配干涉的方法39-40
• 3.4.2 滑片活齿无级变速器传动机构干涉检验40-41
• 3.5 本章小结41-42
• 第四章 关键零部件的有限元分析与优化42-49
• 4.1 有限元法42-43
• 4.2 活齿CVT滑片的静力有限元分析43-46
• 4.2.1 有限元模型建立44
• 4.2.2 模型受力的确定44-45
• 4.2.3 滑片的静力分析45-46
• 4.3 滑片的优化分析46-48
• 4.4 本章小结48-49
• 第五章 动力学模型的建立与仿真分析49-61
• 5.1 基于虚拟样机技术的仿真分析49-50
• 5.2 基于ADAMS的动力学分析50-53
• 5.2.1 参考机架51
• 5.2.2 坐标系51
• 5.2.3 刚体运动方程51-52
• 5.2.4 ADAMS的动力学理论52-53
• 5.3 滑片活齿无级变速器的仿真模型的建立53-56
• 5.3.1 Solid Works模型的导入53-54
• 5.3.2 传动链的柔性化处理54
• 5.3.3 添加运动副约束54-55
• 5.3.4 添加接触力55
• 5.3.5 添加驱动55
• 5.3.6 模型检验55-56
• 5.4 滑片活齿无级变速器虚拟样机仿真分析与结果56-60
• 5.4.1 输入转速恒定传动比变化情况下的仿真分析56-59
• 5.4.2 输入转速恒定传动比不变情况下的仿真分析59-60
• 5.5 本章小结60-61
• 第六章 总结与展望61-63
• 6.1 总结61
• 6.2 展望61-63
• 参考文献63-66
• 致谢66-67
• 攻读学位期间的研究成果67-68

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本文编号：345501