小功率机械无级变速器的结构设计(附件)【字数：14931】
无级变速器主要包括三种变速器机械无级变速器，液压传动无级变速器和电力传动无级变速器。此次的设计主要对其中的机械无级变速器进行结构计算。小功率机械无级变速器可以在输入转速不变的状况下，使输出轴转速在一定的范围内进行连续的变换，用来满足机械丶生产在运转中的不同工况要求，是一种较为常见的传动装置。主要由变速传动机构、调速机构及加压装置或输出机构组成其结构特征。此次的设计具体上是采用钢球椎轮作为中间的传动原件，通过蜗轮蜗杆装置调速进而通过改变钢球的工作半径以此来使得输出轴上转速连续变化的钢球锥轮式小功率机械无级变速器。经由查阅资料了解钢球锥轮式无级变速器基础计算的设计公式，将相关数据代入公式后先一步设计计算所需的各个传动元件，然后再通过传动元件对其他结构进行设计计算，并初步确定各部分零件尺寸，最后对变速器的箱体进行设计。关键词无级变速器；钢球锥轮式；传动原件
目 录
第一章 绪论 1
1.1 机械无级变速器的发展史 1
1.2无级变速器的特征及其应用 2
1.3 国内的无级变速器发展现状 3
1.4毕业设计内容 4
第二章 无级变速器总体方案 5
2.1对无级变速器的分析 5
2.2 变速器结构对比 6
2.3 总体方案的确定 7
第三章 小功率机械无级变速器主要零件的设计与计算 9
3.1传动钢球尺寸的设定和锥轮的相关计算 9
3.2 输入轴的尺寸计算和轴上零件的初步选取 11
3.3 加压装置的尺寸计算 13
3.4 计算涡轮上的曲线槽 14
3.5 调速装置的选取 16
3.6 选取轴和蜗杆上的轴承 18
3.7 设计端盖 19
第四章 进行校核 22
4.1 输入、输出轴的校核 22
4.2 分析传动钢球和锥轮上所受到的应力并校核 25
4.3 对轴承的校核 28
4.4 选取轴上的平键和花键并对其进行校核 30
第五章 机械无级变速器的外箱进行设计 33
5.1 对底座进行尺寸结构的设计 33
5.2 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
箱体边的结构设计 33
5.3 箱盖的结构设计 34
结论 35
致 谢 36
参考文献 37
第一章 绪论
1.1 机械无级变速器的发展史
机械无级变速器首先出现在19世纪末，大约在四十年以后才逐渐成长起来，可是因为当时材质工艺方面水平落后的原因，使得机械无级变速器发展进展的比较迟缓。随着时间的推移一直到20世纪50年代，在1970年之后，冶炼和热处理技术日渐趋于完善，出现了数控机床，以及机械的精加工要求和新型传动理论的出现和发展，限制研究和生产机械无级变速器的要素得到了有效地解决。另一方面，工艺生产为了更加的机械化，自动化和改进机械的工作特性使得无级变速器受到了的大批需要。上述情况造成了机械无级变速器迅速而广泛的发展。美国、德国、苏联、日本和意大利等发达国家都是无级变速器的主要研制和规模化生产的国家。无级变速器有着许多品种，广义上可分为摩擦式、脉动式、链式和带式四种主要形式[1]，这四种主要的类型有着大约三十多种不同规格的装配方法。
大约二十世纪的八九十年代，伴随着汽车领域的快速发展，无级变速器等相关设备首次是被日本的斯巴鲁汽车公司应用在了汽车，并随即得到了市场上广大汽车用户的喜爱。在那之后，欧洲福特和法雷奥公司也接连在小排量的汽车使用无级变速器并且取得了很大的成功。这三家公司的突破使得了无级变速器在汽车领域的应用得到了巩固和深入的发展[6]。二十一世纪的今天，人们对环保和能源问题的认知逐步提升，意识到了节约能源的重要性，能源问题也逐渐提高到了国际问题研究，因此节约和解决能源问题刻不容缓，而无级变速器的应用正好洽和这一主题，而现如今无级变速器设计的目标就是提高传输的能源效率，做到更好的节约能源。世界范围内的各个国家的汽车工业制造商相互竞争致力于研究开发新一代的无级变速器，提高其产品性能，达到扩大市场的目的。现在基本上主要的汽车制造商都配备安装了无级变速器的汽车，这类新型的汽车普遍受到了时间范围内用户的好评，它的存在能够更好地让汽车展现出它的性能。以上的情况表明装配了无级变速器的汽车已经是当今社会汽车行业发展的目标，开发新的品种的无级变速器就显得尤为重要。我国是众所周知的人口大国，改革开放以来，随着人们生活质量的不断提高，刺激消费，人们对物质的需求加大使得中国汽车市场不断扩大。可是我国国内相关的无级变速器的开发与研究相对于发达国家却比较缓慢，装配于汽车上的自动变速箱大都是从国外进口而来，这种情况导致了国内汽车的制造成本加大。 因此，我们需要加强对无级变速器研制的重视，这不仅有利于国内汽车工业领域的发展，而且对其他的需要装配无级变速器的行业也有着巨大的帮助。
文章中所研究的机械无级变速器它工作过程在产生什么样的情况主要是基于它所在的工作环境及使用要求。在工业生产过程中，搅拌机就是利用使其工作状态发生改变的阻力来使得它所受力矩发生变化以此实现转动的；有的无级变速器则需要改变它的传输速度来实现传动的目的，其中包括机械运输机构；还有的无级变速器的使用目的就是得到不变的力矩，切削机床就需要时刻保持它的切削速度和进给速度不发生变化。根据上文中可以看出，变速器在不同的使用情况下是不尽相同的[5]。如今机械行业的发展日新月异，随之人们需要更多不同的速度和力矩的变化，因此就需要更多不同种类的机械无级变速器来帮助人们实现功能，无级变速器的市场也就随之扩大。
1.2无级变速器的特征及其应用
无级变速器又称作连续可变变速器，应用于各种加工生产线的传输装置中和制药等其他的工业领域,甚至在机床的一些进给箱中以及汽车领域和起重机机械领域也得到了更为广泛的应用。无级变速器的滑动率比较小，转速相对稳定，工作可靠，机械特性的功率恒定，而且具有较高的传动效率。无级变速器和自动变速器之间有着很大的区别，其中最大区别就是它没有借助复杂、繁多的齿轮进行组合，只需要用两个进行变速驱动的滑轮即可。设计理念是通过改变驱动轮和从动轮带的接触半径来进行的变速。因为无级变速器它能够实现传动比的连续变化，从而在多种不同的变化中选择最佳的方案使得传动系和发动机工况可以达到最佳匹配，使汽车耗油量降低更加经济，动力更强，驾驶员和乘客乘车的感觉更加舒适[10]。机械无级变速器的工作原理是利用传动装置和工作直径间的不断变化改变主动轮和从动轮的配合，从而达到传动动力的作用，在传动比不断变化的情况下，从而得到所需速度或其他的功能。机械无级变速器它是一种人们所常见的用来传动的装置，它的主要构件包括可以实现变速的传动机构、能够进行调速的调速机构还有输出机构，是现如今在机械领域能够实现无级变速的重要工具。
1.3 国内的无级变速器发展现状
中国国内的无级变速器和发达国家相比起步较晚，大约在1960年代左右，当时的机械无级变速器在国内主要是用作配套专业机械的零部件。由于科技发展的落后，当时国内生产的无级变速器种类稀少，生产的数量也十分有限，一年中能够生产数千台的无级变速器已经很不错了。一直到二十世纪80年代中期以后，中国国内开始大量引进外国发达的机械设备，工业生产日趋现代化以及自动流水线的快速发展，导致了人们对各式各样无级变速器的需要增多，国内的工厂才开始了对机械无级变速器的规模化加工生产，相关无级变速器的研究工作也在各大高校间逐步展开。经过了数年的发展之后，发达国家所垄断的主要的几种类型的无级变速器，也在国内拥有了与其对应的专业生产的厂房和相关系列的产品。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 机械无级变速器的发展史 1
1.2无级变速器的特征及其应用 2
1.3 国内的无级变速器发展现状 3
1.4毕业设计内容 4
第二章 无级变速器总体方案 5
2.1对无级变速器的分析 5
2.2 变速器结构对比 6
2.3 总体方案的确定 7
第三章 小功率机械无级变速器主要零件的设计与计算 9
3.1传动钢球尺寸的设定和锥轮的相关计算 9
3.2 输入轴的尺寸计算和轴上零件的初步选取 11
3.3 加压装置的尺寸计算 13
3.4 计算涡轮上的曲线槽 14
3.5 调速装置的选取 16
3.6 选取轴和蜗杆上的轴承 18
3.7 设计端盖 19
第四章 进行校核 22
4.1 输入、输出轴的校核 22
4.2 分析传动钢球和锥轮上所受到的应力并校核 25
4.3 对轴承的校核 28
4.4 选取轴上的平键和花键并对其进行校核 30
第五章 机械无级变速器的外箱进行设计 33
5.1 对底座进行尺寸结构的设计 33
5.2 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
箱体边的结构设计 33
5.3 箱盖的结构设计 34
结论 35
致 谢 36
参考文献 37
第一章 绪论
1.1 机械无级变速器的发展史
机械无级变速器首先出现在19世纪末，大约在四十年以后才逐渐成长起来，可是因为当时材质工艺方面水平落后的原因，使得机械无级变速器发展进展的比较迟缓。随着时间的推移一直到20世纪50年代，在1970年之后，冶炼和热处理技术日渐趋于完善，出现了数控机床，以及机械的精加工要求和新型传动理论的出现和发展，限制研究和生产机械无级变速器的要素得到了有效地解决。另一方面，工艺生产为了更加的机械化，自动化和改进机械的工作特性使得无级变速器受到了的大批需要。上述情况造成了机械无级变速器迅速而广泛的发展。美国、德国、苏联、日本和意大利等发达国家都是无级变速器的主要研制和规模化生产的国家。无级变速器有着许多品种，广义上可分为摩擦式、脉动式、链式和带式四种主要形式[1]，这四种主要的类型有着大约三十多种不同规格的装配方法。
大约二十世纪的八九十年代，伴随着汽车领域的快速发展，无级变速器等相关设备首次是被日本的斯巴鲁汽车公司应用在了汽车，并随即得到了市场上广大汽车用户的喜爱。在那之后，欧洲福特和法雷奥公司也接连在小排量的汽车使用无级变速器并且取得了很大的成功。这三家公司的突破使得了无级变速器在汽车领域的应用得到了巩固和深入的发展[6]。二十一世纪的今天，人们对环保和能源问题的认知逐步提升，意识到了节约能源的重要性，能源问题也逐渐提高到了国际问题研究，因此节约和解决能源问题刻不容缓，而无级变速器的应用正好洽和这一主题，而现如今无级变速器设计的目标就是提高传输的能源效率，做到更好的节约能源。世界范围内的各个国家的汽车工业制造商相互竞争致力于研究开发新一代的无级变速器，提高其产品性能，达到扩大市场的目的。现在基本上主要的汽车制造商都配备安装了无级变速器的汽车，这类新型的汽车普遍受到了时间范围内用户的好评，它的存在能够更好地让汽车展现出它的性能。以上的情况表明装配了无级变速器的汽车已经是当今社会汽车行业发展的目标，开发新的品种的无级变速器就显得尤为重要。我国是众所周知的人口大国，改革开放以来，随着人们生活质量的不断提高，刺激消费，人们对物质的需求加大使得中国汽车市场不断扩大。可是我国国内相关的无级变速器的开发与研究相对于发达国家却比较缓慢，装配于汽车上的自动变速箱大都是从国外进口而来，这种情况导致了国内汽车的制造成本加大。 因此，我们需要加强对无级变速器研制的重视，这不仅有利于国内汽车工业领域的发展，而且对其他的需要装配无级变速器的行业也有着巨大的帮助。
文章中所研究的机械无级变速器它工作过程在产生什么样的情况主要是基于它所在的工作环境及使用要求。在工业生产过程中，搅拌机就是利用使其工作状态发生改变的阻力来使得它所受力矩发生变化以此实现转动的；有的无级变速器则需要改变它的传输速度来实现传动的目的，其中包括机械运输机构；还有的无级变速器的使用目的就是得到不变的力矩，切削机床就需要时刻保持它的切削速度和进给速度不发生变化。根据上文中可以看出，变速器在不同的使用情况下是不尽相同的[5]。如今机械行业的发展日新月异，随之人们需要更多不同的速度和力矩的变化，因此就需要更多不同种类的机械无级变速器来帮助人们实现功能，无级变速器的市场也就随之扩大。
1.2无级变速器的特征及其应用
无级变速器又称作连续可变变速器，应用于各种加工生产线的传输装置中和制药等其他的工业领域,甚至在机床的一些进给箱中以及汽车领域和起重机机械领域也得到了更为广泛的应用。无级变速器的滑动率比较小，转速相对稳定，工作可靠，机械特性的功率恒定，而且具有较高的传动效率。无级变速器和自动变速器之间有着很大的区别，其中最大区别就是它没有借助复杂、繁多的齿轮进行组合，只需要用两个进行变速驱动的滑轮即可。设计理念是通过改变驱动轮和从动轮带的接触半径来进行的变速。因为无级变速器它能够实现传动比的连续变化，从而在多种不同的变化中选择最佳的方案使得传动系和发动机工况可以达到最佳匹配，使汽车耗油量降低更加经济，动力更强，驾驶员和乘客乘车的感觉更加舒适[10]。机械无级变速器的工作原理是利用传动装置和工作直径间的不断变化改变主动轮和从动轮的配合，从而达到传动动力的作用，在传动比不断变化的情况下，从而得到所需速度或其他的功能。机械无级变速器它是一种人们所常见的用来传动的装置，它的主要构件包括可以实现变速的传动机构、能够进行调速的调速机构还有输出机构，是现如今在机械领域能够实现无级变速的重要工具。
1.3 国内的无级变速器发展现状
中国国内的无级变速器和发达国家相比起步较晚，大约在1960年代左右，当时的机械无级变速器在国内主要是用作配套专业机械的零部件。由于科技发展的落后，当时国内生产的无级变速器种类稀少，生产的数量也十分有限，一年中能够生产数千台的无级变速器已经很不错了。一直到二十世纪80年代中期以后，中国国内开始大量引进外国发达的机械设备，工业生产日趋现代化以及自动流水线的快速发展，导致了人们对各式各样无级变速器的需要增多，国内的工厂才开始了对机械无级变速器的规模化加工生产，相关无级变速器的研究工作也在各大高校间逐步展开。经过了数年的发展之后，发达国家所垄断的主要的几种类型的无级变速器，也在国内拥有了与其对应的专业生产的厂房和相关系列的产品。
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