轻型越野车CVT无级变速器设计(说明书+CAD图纸+CATIA建模)

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轻型越野车CVT无级变速器设计(说明书+CAD图纸+CATIA建模)

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摘    要

汽车无级变速器简称CVT(Continuously Variable Transmission),CVT是当代最先进的汽车变速器之一。由于它可以使发动机在能耗最低最节能的环境下工作,与自动变速器(AT)相比节能环保效果好得多,成为取代AT的非常理想的传动形式。传动系是车辆中比较重要、复杂的系统之一。以前,人们把发动机和变速器分开来研究,变速器是以适应发动机和整车参数要求来设计的。CVT的出现使人们必须把发动机和CVT作为一个完整的动力总成来看待,用控制器把二者有机地联系起来(按发动机最佳的工作区域,调节CVT的变速比,甚至可以进一步调节供油量),实现最优工作状态。本设计是基于现代人们对汽车性能的更高要求,鉴于国内外专家对无级变速器的研究与分析,结合CVT无级变速器的现状和发展趋势、基本结构、传动原理、性能特点,主要以其在轿车中的应用,设计CVT无级变速器的传动机构,根据对设计参数的分析,对整个无级变速器的各级传动部分的传动方式进行详细的设计,包括主、从动带轮;主、从动锥盘;中间减速机构,使其与传统的变速器相比,耐用性能、加速性能、燃油性能以及排放性能都得到改善。

关键词:CVT无级变速器;传动机构;主、从动锥盘;中间减速机构

ABSTRACT

   The automobile continuously variable transmission is called CVT for short. CVT is one of the most advanced automobile transmissions. Due to its ability to operate the engine in the lowest and most energy-efficient environment, it has a much better energy-saving and environmental protection effect compared to automatic transmissions (ATs), making it a very ideal transmission form to replace ATs. The transmission system is one of the more important and complex systems in vehicles. Previously, people studied the engine and transmission separately, and the transmission was designed to meet the requirements of the engine and vehicle parameters. The emergence of CVT makes it necessary for people to view the engine and CVT as a complete powertrain, and use controllers to organically connect the two (adjust the transmission ratio of CVT according to the optimal working area of the engine, and even further adjust the fuel supply) to achieve the optimal working state. This design is based on the higher requirements of modern people for vehicle performance. In view of the research and analysis of domestic and foreign experts on continuously variable transmission, combined with the current situation and development trend, basic structure, transmission principle, performance characteristics of CVT continuously variable transmission, mainly with its application in cars, the transmission mechanism of CVT continuously variable transmission is designed. According to the analysis of design parameters, The transmission mode of all levels of transmission of the whole continuously variable transmission is designed in detail, including the driving and driven pulleys; Main and driven cone plates; The intermediate reduction mechanism improves its durability, acceleration, fuel performance, and emission performance compared to traditional transmissions.

Key words: CVT continuously variable transmission; Transmission mechanism; Main and driven cone plates; Intermediate reduction mechanism

目录

第1章 绪论 5

1.1机械无级变速传动概述 5

1.1.1无级变速简介 5

1.1.2各类无级变速器比较 2

第2章 CVT的基本结构和工作原理 3

2.1CVT的基本结构 3

2.2 无极变速器基本组成 5

2.3  无极变速器的几何关系和基本参数 6

2.4 无极变速器传动参数设计 9

2.4.1 输入轴参数设计 9

2.4.2 橡胶轮参数设计 10

2.5 CVT无级变速器的工作原理 12

2.4.1 CVT无级变速器的工作原理 12

2.4.2 离合器换向机构的工作原理 12

2.6 本章小结 13

第3章 基本数据选择 14

3.1 主要技术指标 14

3.1.1 基本参数 14

3.2 齿轮相关数据的计算 17

3.2.1 齿轮参数 17

3.2.2 各齿轮齿数及参数分配 18

4.4 各齿轮受力计算 29

4.5 本章小结 30

第4章 轴及轴上支撑件的校核 31

4.1 轴的工艺要求 31

4.2 轴的强度计算 31

4.2.1 初选轴的直径 31

4.2.2 轴的强度验算 32

4.3轴承的选择及花键的可靠性分析 41

4.4本章小结 44

第5章CATIA三维建模 45

4.1 主要建模思路及步骤 45

(1) 联轴节的建模 45

(2) 电机支架建模 46

(3) 定盘建模 46

(4) 定盘建模 46

(5) 端盖建模 47

(6) 螺杆的建模 47

(7) 螺母的建模 47

(8) 轴的建模 48

(9) 调速齿轮的建模 48

5.2 装配建模 49

结    论 50

参考文献 52

致  谢 54

第1章绪论

 

汽车装上无级变速器最大的好处就是能够实现发动机扭矩与转速沿着最经济油耗的曲线线变化,而且在在变速过程中和手动挡变速器相比没有冲击现象,变速过程中力矩传动具有连续性,从而改善了汽车的动力性能,汽车行驶过程中变速时车内人员不会感到有顿挫感,非常适合一些女性或者老人等一些不喜欢或不适应有顿挫感的人乘坐。现代无级变速器都是采用摩擦式,目前对这种无级变速器的研究处于发展中,,因此此项目有很好的研究价值。现代新材料的产生对无级变速器提高传动力矩和传动公率有着直接的推动作用,选择其新材料和新的润滑剂,合理的分配减速器结构,以进一步提高摩擦拖动率,改善其传动性能,对于促进无级变速器在机械行业的发展尤其是在汽车行业中的广泛应用具有非常重要的推广意义

1.1机械无级变速传动概述

1.1.1无级变速简介

无级变速是指系统的输出转速可在两个极限转速范围内连续变化的传动。而无级变速器是使机器的输出转速连续可调,能实现无级变速传动,它和定传动比的传动以及有级变速器传动相比,具有能够根据工作的需要的条件下在某个变速范围内连续变换速度,以适应输出转矩转速适合外界负荷变化的需要等,对应力应变过程中有良好的适应性,同时省去了多个齿轮副简化了传动方案减少的变速器的质量提高了传动效率,能够做到节约能源间接地降低了对环境的污染。无级变速器主要适应的场合:

 (1) 探求最佳工作速度。

(2) 适应工艺参数多变或输出转速连续变化的要求,运转中需经常连续地改变速度,但是不应在某一固定速度下长期运转。

(3) 几台机器或一台机器的几个部分协调运转。

(4)  缓速启动以合理利用动力,减少了震动提高了发动机齿轮的寿命。

(5)  适合于功率转矩不大的场合

1.1.2各类无级变速器比较

目前,无级变速器主要分为三大类:一是以液压控制装置调速的液压式无级变速器;二是以电磁控制调速装置的电磁式无级变速器;三是以机械调速装置调速的机械式无级变速器。其中,液压调速装置虽然调速范围大,传动效率较高,但其制造精度要求高,价格较贵,滑动率较大,运转时容易发生泄漏,需要液压泵不间断的加压,电控调速的虽然具有结构简单,成本低,操作维护方便的特点,但其效率低,发热严重,不适合长期负荷运转故而上述两种变速器虽传动装置的传动效率高但是其变速装置需要需要持续的能量故总体效率比较低。与上述两种相比,机械无级变速器具有以下几大优点调速范围大,调速方式多,能实现恒扭矩工作,传动效率高,适应性强,且结构简单,价格低廉,传动比稳定,工作可靠且维修方便。

无级变速器就是一种摩擦式变速器,其传动原理与带传动相似,变速原理是改变带轮的传动半径,其摩擦面积大、承载能力强、变速范围大、效率高、体积小、噪声低、节能环保等特点,尤其是它克服了以往各类无级变速器传递功率较小的缺点,可用于需要中大功率范围内的机械传动中,特别是近几年来它在轿车变速器和某些机械的使用中的成功使用所显示出的各种优越性能普遍为人们看好,因而受到了国内外业界的极大重视.

参考文献

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