活齿CVT无级传动机构设计及强度研究

发布时间：2017-05-11 23:14

  本文关键词：活齿CVT无级传动机构设计及强度研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在AT(液力式自动变速器)、AMT(电控机械式自动变速器)、DCT(双离合器自动变速器)和CVT(无级变速器)四种汽车自动变速器中,只有CVT才是真正意义上的无级变速器。CVT可使发动机始终在经济转速区内运行,提高汽车的燃油经济性,最大限度地减少尾气排放,是理想的汽车自动变速器。但传统CVT的动力传递采用摩擦传动,传递载荷的能力及传动效率均较低。活齿CVT将传统CVT的摩擦传动改为链齿与活齿的啮合传动,从而大大提高了变速器传递载荷的能力和传递效率,是具有广阔产业化前景的新产品。目前,活齿CVT尚处于原理样机验证阶段,仍存在一些亟待解决的问题。在国内厂家开发活齿CVT原理样机的基础上,论文进行活齿CVT无级传动机构设计及强度研究,对活齿CVT尽快实现产业化进而改变我国高端汽车自动变速器长期依赖进口的局面具有较重要的理论意义和实用价值。论文完成的主要研究工作及创新点如下:(1)在系统分析活齿CVT变速原理及特点的基础上,针对活齿CVT的无级传动机构不易反向运转的特点,提出了一种变速器后退档无需无级传动机构反向运转的新型传动方案。(2)详细设计了活齿CVT无级传动机构的关键零部件金属锥盘、活齿单元和齿形金属链。运用三维软件SolidWorks建立了活齿CVT无级传动机构关键零部件及装配体的三维模型。采用运动学方法分析了活齿滑片和齿形金属链的啮合匹配性,设计了活齿CVT无级传动机构。(3)采用运动学方法对活齿单元与齿形金属链的啮合运动过程进行分析。提出了固定锥盘与移动锥盘间布置四个活齿单元的传动方案,并分析确定了参与啮合的滑片组所承受的最大载荷值。根据活齿单元的受载情况,计算了参与啮合的滑片和齿形金属链承受的最大应力值。(4)以ANSYS Workbench静态分析模块为平台,对关键零部件金属锥盘和活齿单元的静强度特性进行了研究,分别找出了两个零部件的应力、应变和变形的分布情况,求出二者的最大综合应力值、最大应变值和最大变形值。
【关键词】：无级变速器 活齿单元 金属链 金属锥盘 有限元
【学位授予单位】：机械科学研究总院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH132.41
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-14
• 第一章 绪论14-26
• 1.1 研究背景和意义14-18
• 1.1.1 中国汽车市场现状14
• 1.1.2 汽车自动变速器的分类14-15
• 1.1.3 汽车CVT的优势15-16
• 1.1.4 汽车CVT存在的问题16
• 1.1.5 活齿CVT优势16-18
• 1.1.6 研究意义18
• 1.2 活齿CVT工作原理18-22
• 1.2.1 无级传动机构调速及啮合传动机理18-19
• 1.2.2 活齿CVT换挡及调速的实现19-21
• 1.2.3 活齿CVT控制系统控制过程21-22
• 1.3 汽车CVT发展概况22-24
• 1.3.1 国外汽车CVT发展历程22-23
• 1.3.2 我国汽车CVT研究现状23-24
• 1.4 汽车活齿CVT研究现状24-25
• 1.5 本文主要研究内容25-26
• 第二章 活齿CVT无级传动机构关键零部件设计26-38
• 2.1 无级传动机构整体设计方案制定26-32
• 2.1.1 传动比范围初步设定26-27
• 2.1.2 中心距确定27-29
• 2.1.3 活齿单元数目及锥盘的布置方式29-30
• 2.1.4 无级传动机构装配草图确定30-32
• 2.2 无级传动机构关键零部件设计32-36
• 2.2.1 金属锥盘设计32
• 2.2.2 活齿单元设计32-34
• 2.2.3 齿形金属链设计34-36
• 2.3 无级传动机构装配体模型的建立36-37
• 2.4 本章小结37-38
• 第三章 活齿CVT滑片及齿形金属链强度分析38-52
• 3.1 齿形金属链与啮合滑片受力38-44
• 3.1.1 无级传动机构受载最大位置38
• 3.1.2 机构受载最大位置齿形金属链拉力38-41
• 3.1.3 受载滑片最大受力41-42
• 3.1.4 滑片最大离心力42-44
• 3.2 活齿滑片相关应力计算44-48
• 3.2.1 滑片剪应力计算44-45
• 3.2.2 活齿滑片压应力和拉应力计算45
• 3.2.3 滑片与金属链链齿间接触应力公式45-48
• 3.3 齿形金属链相关应力计算48-50
• 3.3.1 链板齿根弯曲应力48-49
• 3.3.2 齿形金属链链条拉应力计算49-50
• 3.4 活齿滑片及齿形金属链应力计算结果分析50
• 3.5 本章小结50-52
• 第四章 基于ANSYS Workbench的锥盘与活齿单元有限元分析52-68
• 4.1 有限元分析方法简介52-53
• 4.2 ANSYS Workbench简介53-54
• 4.3 金属锥盘有限元分析54-61
• 4.3.1 金属锥盘有限元模型的建立54-55
• 4.3.2 划分网格55-57
• 4.3.3 接触关系的设定和边界条件的施加57-58
• 4.3.4 载荷的施加及结果分析58-61
• 4.4 活齿单元有限元分析61-67
• 4.4.1 建立几何模型62-63
• 4.4.2 划分网格63
• 4.4.3 添加载荷及边界条件的施加63-64
• 4.4.4 结果分析64-67
• 4.5 本章小结67-68
• 第五章 结论与展望68-70
• 5.1 主要结论68
• 5.2 工作展望68-70
• 参考文献70-75
• 致谢75-76
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况76

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 栾振辉;活齿泵的结构形式[J];煤矿机械;2000年06期

2 崔建伟,李变荣,徐斌;螺旋钢球活齿传动的原理及特点[J];煤炭科学技术;2003年06期

3 王小龙,樊庆文;摆动活齿传动中激波器胶合原因研究[J];机械传动;2003年04期

4 李瑰贤,孙瑜,李笑,刘福利;圆柱正弦活齿传动受力分析研究[J];哈尔滨工业大学学报;2003年11期

5 崔建伟,徐斌,李变荣;螺旋钢球活齿传动中活齿的合理分布[J];机械设计与研究;2004年03期

6 袁伟;安子军;;活齿传动啮合效率的新算法与应用分析[J];机械研究与应用;2007年05期

7 黄劲枝;程时甘;陈贤湘;;任意齿差数纯滚动活齿传动[J];机械设计与研究;2008年04期

8 ;活齿减速机[J];新技术新工艺;1988年04期

9 ;活齿减速机[J];机械科学与技术;1989年05期

10 刘兰荣;;活齿传动啮合几何的研究[J];大连铁道学院学报;1989年01期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 王伟功;活齿CVT无级传动机构设计及强度研究[D];机械科学研究总院;2015年

2 吴向阳;双相渐开线活齿传动的研究[D];甘肃工业大学;2001年

  本文关键词：活齿CVT无级传动机构设计及强度研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：358289