自行车无级变速器设计（说明书+CAD图纸）
摘 要：本文在分析各种无级变速器和无级变速自行车的基础上，把钢球外锥式无级变速器进行部分改装，从而形成了自行车的无级变速装置。该装置通过八个钢球利用摩擦力将动力进行输入输出，用一对斜齿轮进行分度调速，从而使自行车在0.75～1.22之间进行无级调速。研究表明：无级变速器被用于自行车方面可以大大改善自行车的使用性能，方便广大消费者使用。
关键字: 无级变速自行车；无级变速器
第一章 绪论
§1.1 机械无级变速器的发展概况
无级变速器分为机械无级变速器，液压传动无级变速器，电力传动无级变速器三种，但本设计任务要求把无级变速器安装在自行车上，所以一般只能用机械无级变速器，所以以下重点介绍机械无级变速器。
机械无级变速器最初是在19世纪90年代出现的，至20世纪30年代以后才开始发展，但当时由于受材质与工艺方面的条件限制，进展缓慢。直到20世纪50年代，尤其是70年代以后，一方面随着先进的冶炼和热处理技术，精密加工和数控机床以及牵引传动理论与油品的出现和发展，解决了研制和生产无级变速器的限制因素；另一方面，随着生产工艺流程实现机械化、自动化以及机械要改进工作性能，都需要大量采用无级变速器。因此在这种形式下，机械无级变速器获得迅速和广泛的发展。主要研制和生产的国家有美国、日本、德国、意大利和俄国等。产品有摩擦式、链式、带式和脉动式四大类约三十多种结构形式。
国内无级变速器是在20世纪60年代前后起步的，当时主要是作为专业机械配套零部件，由于专业机械厂进行仿制和生产，例如用于纺织机械的齿链式，化工机械的多盘式以及切削机床的Kopp型无级变速器等，但品种规格不多，产量不大，年产量仅数千台。直到80年代中期以后，随着国外先进设备的大量引进，工业生产现代化及自动流水线的迅速发展，对各种类型机械无级变速器的需求大幅度增加，专业厂才开始建立并进行规模化生产，一些高等院校也开展了该领域的研究工作。经过十几年的发展，国外现有的几种主要类型结构的无级变速器，在国内皆有相应的专业生产厂及系列产品，年产量约10万台左右，初步满足了生产发展的需要。与此同时，无级变速器专业协会、行业协会及情报网等组织相继建立。定期出版网讯及召开学术信息会议进行交流。自90年代以来，我国先后制定的机械行业标准共14个：
1. JB/T 5984-92 《宽V带无级变速装置基本参数》
2. JB/T 6950-93 《行星锥盘无级变速器》
3. JB/T 6951-93 《三相并联连杆脉动无级变速器》
4. JB/T 6952-93 《齿链式无级变速器》
5. JB/T 7010-93 《环锥行星无级变速器》
6. JB/T 7254-94 《无级变速摆线针轮减速机》
7. JB/T 7346-94 《机械无级变速器试验方法》
8. JB/T 7515-94 《四相并列连杆脉动无级变速器》
9. JB/T 7668-95 《多盘式无级变速器》
10. JB/T 7683-95 《机械无级变速器 分类及型号编制方法》
11. JB/T 7686-95 《锥盘环盘式无级变速器》
12. JB/T 50150-1999 《行星锥盘无级变速器 质量分等》
13. JB/T 53083-1999 《三相并联连杆脉动无级变速器 质量分等》
14. JB/T 50020-×××× 《无级变速摆线针轮减速机产品质量分等》（报批稿）
现在，机械无级变速器从研制、生产、组织管理到情报网信息各方面已组成一较完
整的体系，发展成为机械领域中一个新型行业。
§1.2 机械无级变速器的特征和应用
机械无级变速器是一种传动装置，其功能特征主要是：在输入转速不变的情况下，能实现输出轴的转速在一定范围内连续变化，以满足机器或生产系统在运转过程中各种不同工况的要求；其结构特征主要是：需由变速传动机构、调速机构及加压装置或输出机构三部分组成。
机械无级变速器的适用范围广，有在驱动功率不变的情况下，因工作阻力变化而需要调节转速以产生相应的驱动力矩者（如化工行业中的搅拌机械，即需要随着搅拌物料的粘度、阻力增大而能相应减慢搅拌速度）；有根据工况要求需要调节速度者（如起重运输机械要求随物料及运行区段的变化而能相应改变提升或运行速度，食品机械中的烤干机或制药机械要求随着温度变化而调节转移速度）；有为获得恒定的工作速度或张力而需要调节速度者（如断面切削机床加工时需保持恒定的切削线速度，电工机械中的绕线机需保持恒定的卷绕速度，纺织机械中的浆纱机及轻工机械中的薄膜机皆需调节转速以保证恒定的张力等）；有为适应整个系统中各种工况、工位、工序或单元的不同要求而需协调运转速度以及需要配合自动控制者（如各种各样半自动或自动的生产、操作或装配流水线）；有为探求最佳效果而需变换速度者（如试验机械或李心机需调速以获得最佳分离效果）；有为节约能源而需进行调速者（如风机、水泵等）；此外，还有按各种规律的或不规律的变化而进行速度调节以及实现自动或程序控制等。
综上所述。可以看出采用无级变速器，尤其是配合减速传动时进一步扩大其变速范围与输出转矩，能更好的适应各种工况要求，使之效能最佳，在提高产品的产量和质量，适应产品变换需要，节约能源，实现整个系统的机械化、自动化等各方面皆具有显著的效果。故无级变速器目前已成为一种基本的通用传动形式，应用于纺织、轻工、食品、包装、化工、机床、电工、起重运输矿山冶金、工程、农业、国防及试验等各类机械。
目录
摘要………………………………………………………………1
Abstract…………………………………………………………1
第一章 绪论
§1.1 机械无级变速器的发展概况…………………………2
§1.2 机械无级变速器的特征和应用………………………3
§1.3 无级变速自行车研究现状……………………………4
§1.4 毕业论文设计内容和要求……………………………6
第二章 自行车无级变速器总体方案的选择
§2.1 钢球长锥式(RC型)无级变速器………………………7
§2.2 钢球外锥式无级变速器………………………………7
§2.3 两方案的比较与选择…………………………………9
第三章 自行车钢球外锥式无级变速器部分零件的设计与计算
§3.1 钢球与主﹑从动锥齿轮的设计与计算………………10
§3.2 加压盘的设计与计算…………………………………11
§3.3 调速齿轮上变速曲线槽的设计与计算………………12
§3.4 输入轴的设计与计算…………………………………13
§3.5 输出轴的设计与计算…………………………………16
§3.6 输入﹑输出轴上轴承的选择与计算…………………19
§3.7 输入﹑输出轴上端盖的设计与计算…………………20
§3.8 调速机构的设计与计算………………………………21
§3.9 自行车无级变速器的安装……………………………23
参考文献……………………………………………………………24
心得与体会…………………………………………………………25
附录1 翻译译文及原文………………………………………………26
2 设计图纸
参考文献
[1]濮良贵,纪名刚.机械设计[M].第八版.西安:高等教育出版社, 2005.
[2]孙恒,陈作模.机械原理[M].第六版.西安:高等教育出版社, 2000.
[3]徐灝.机械设计手册[M].第三卷.北京:机械工业出版社, 1991.
[4]吴宗泽,罗圣国.机械设计课程设计手册[M].第三版.北京:高等教育出版社, 2006.
[5]周良德,朱泗芳.现代工程图学[M].湘潭:湖南科学技术出版社, 2000.
[6]周有强.机械无级变速器[M].成都:机械工业出版社, 2001.
[7]李新,洪泉,王艳梅.国内外通用标准件手册[M].南京:江苏科技出版,凤凰出版传媒集团, 2006.
[8]葛志淇.机械零件设计手册[M].天津:冶金工业出版社,1980.
