轿车无级变速器动力学分析及结构设计.docx

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1、I北京理工大，学珠海学院学院:专 业:姓 名:指导老师:ZHUHAICAMPUS.BEIJINGINSTITUTEOFTECHNOLOGY毕业设计轿车无级变速器动力学分析及结构设计工业自动化学院车辆工程姚育强学号：160403100651包凡彪职称：教授中国珠海二o二o年五月北京理工大学珠海学院2020届本科生毕业设计毕业设计诚信承诺书本人郑重承诺：我所呈交的毕业论文轿车无级变速器动力学分析及结构设计是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果,文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，设计使用的数据真实可靠。承诺人签名：日期：年月日北京理工大学珠海学院2020届本科生毕业设计轿

2、车无级变速器动力学分析及结构设计摘要随着科学技术的不断发展，汽车的变速器制造技术也在飞速发展。驾驶员对变速器的要求也越来越高，为了满足这些要求无级变速器被发明出来。即使汽车在极其复杂的路况下行驶，无级变速器都能确保发动机在最佳运行工况范围内工作。装备有无级变速器的汽车有许多优点，与市面上常见的齿轮变速器相比，其经济性更好，传递效率也更高，对于驾驶员而言操作更加简便，驾驶过程更舒适，其尾气排放量液相对较少。目前，市场上其他类型的变速器已经逐渐被无级变速器取代，其中数量最多、技术最成熟的还要数金属带式无级变速器。本设计对比了各种类型的变速器，将选用金属带式无级变速器的各项理由详细阐述。根据近年来国

3、内外对金属带式无级变速器的研究，对其工作原理进行了深入的描述，更好的理解了这种变速形式。论文内容结合了金属带式无级变速器在近代的研究成果，针对本田思域的无级变速器进行了结构的重新设计，在不改变其变速比的情况下，将其增速与减速阶段改为对称分布，提高其变速范围；重新设计了其组成部件包括主、从动轴；主、从动锥盘和中间减速机构的参数并对部分重要零件进行了强度校核，确保其可行性，希望通过本次设计能将本田思域的变速性能进一步提高；在设计结构的同时还对其带传动机构即带与带轮之间的动力学问题进行了一定的分析，使我们更加深入的了解金属带式无级变速器。关键词：金属带式无级变速器，结构设计，动力学，强度校核II北京

4、理工大学珠海学院2020届本科生毕业设计DynamicAnalysisandStructuralDesignofCarContinuouslyVariableTransmissionAbstractWiththecontinuousdevelopmentofscienceandtechnology,automobiletransmissionmanufacturingtechnologyisalsodevelopingrapidly.Inordertomeetpeoplesrequirementsforcardrivingandsafety,acontinuouslyvariabletrans

5、missioncameintobeing.Evenifthecarisdrivingunderextremelycomplicatedroadconditions,thecontinuouslyvariabletransmissioncanensurethattheengineworkswithintheoptimaloperatingconditions.Carsequippedwithcontinuouslyvariabletransmissionshavemanyadvantages.Comparedwithcommongeartransmissionsonthemarket,theya

6、remoreeconomicalandhavehighertransmissionefficiency.Forthedriver,theoperationiseasier,thedrivingprocessismorecomfortable,andtheexhaustemissionsTheamountoffluidisrelativelysmall.Atpresent,othertypesoftransmissionsonthemarkethavebeengraduallyreplacedbycontinuouslyvariabletransmissions,amongwhichthelar

7、gestnumberandthemostmaturetechnologyaremetalbelttypecontinuouslyvariabletransmissions.Thisdesigncomparesvarioustypesoftransmissions,andelaborateonthereasonsforchoosingmetalbelttypecontinuouslyvariabletransmissions.Inrecentyears,theprincipleofitsoperationhasbeenexplainedindetailinthestudyofmetalbelts

8、withconstantvariableconductivityathomeandabroad,andthistypeofspeedchangeisbetterunderstood.Thecontentofthearticleincludesthelatestdataonacontinuouslyvariabletransmissionwithametalbelt,includingmainandmotorshafts,mainanddrivingbeveldisks,intermediategearboxesandthestrengthofsomekeycomponents.Nucleard

9、ynamicsanditstransmissionmechanismsareanalyzed.Inordertofindthebesttransmissionmethod,wewillhaveadeepunderstandingoftheCVTmetalconveyorbelt.Keywords:metalbeltcontinuouslyvariabletransmission,structuraldesign,dynamics,strengthcheckin北京理工大学珠海学院2020届本科生毕业设计目录1绪论11.1 汽车变速器的作用11.2 变速器的种类与特点21.2.1 手动变速器（M

10、T）21.2.2 自动变速器（AT）21.2.3 无级变速器（CVT）21.3 无级变速器的类型及特点31.3.1 宽V形胶带式无级变速器31.3.2 摆销链式无级变速器31.3.3 环盘滚轮式无级变速器41.3.4 金属带式无级变速器51.4 采用金属带式无级变速器的优缺点62金属带式无级变速器基本组成及原理72.1 金属带式无级变速器的基本组成72.1.1 液力变矩器92.1.2 行星齿轮系92.1.3 金属带传动机构102.1.4 减速机构和差速器112.2 金属带式无级变速器的基本原理122.2.1 金属带传动的基本原理122.2.2 离合器与行星齿轮换档机构的工作原理143金属带式无

11、级变速器的几何关系和基本参数143.1 金属带式无级变速器基本传动参数的确定173.1.1 本田思域基本配置参数173.1.2 带轮传动参数设计173.2 金属带式无级变速器运动参数设计214减速器齿轮的设计与校核224.1齿轮相关数据的设计与计算22IV北京理工大学珠海学院2020届本科生毕业设计1绪论随着世界燃油资源日益缺乏，油价上升，群众越来越钟情于低油耗、性能高的汽车，而为了省油，除了对发动机进行改进，就只能在变速箱方面下下功夫。因此诸如本田、奥迪、奔驰等世界知名的汽车厂商都纷纷投入了大批的人力物力进行研究。目前，绝大多数车辆中所装备的变速箱，应该都是齿轮变速箱，齿轮变速箱的传动比是由

12、一对大小不同的齿轮啮合产生的，由于齿轮传动的限制可知，车速在一定范围内变化时传动比并不会随之改变，其传动比的变化形式是呈跳跃式的，两级传动比之间并不能平顺过渡,而这种传动比变化方式在换挡时由于传动比产生的瞬时变化一定会有明显的冲击产生,变速箱既然采用齿轮这种刚性传动，那么在换挡的过程中有顿挫感就不可避免，并且变档时:需要踩下离合器，切断动力传输，拨动档杆才能切换档位，操作相对复杂。过去看起来很便捷的手动变速器和自动变速器随着汽车的逐渐普及和各种复杂路况的增多，已经慢慢变得开始变得乏善可陈。尤其是当进入繁华的闹市中时，装备了手动变速器车辆不得不时常切换档位，然而频繁的换挡操作不仅费事吃力而且容易

13、分散驾驶员的注意力，危害到驾驶员的人身安全；而常见的自动变速器虽然能够避免了驾驶过程中的频繁换挡提高了安全性，但是其油耗与手动变速器相比多了10%,而无级变速器可以完美的解决油耗与驾驶安全性的兼容问题。无级变速器的各项性能参数与其他类型的变速器相比都有显著的优势；除此之外无级变速器结构简单，零部件数目比自动变速器都要少。随着科技的不断进步，无级变速器将有可能形成完善的流水线生产链条，其成本将逐渐降低，甚至最后可能低于ATo因此，各国不断加强对无级变速器的研究，对于汽车的乘坐舒适性、驾驶安全性的提高和减轻汽车尾气造成的空气污染都有巨大的战略意义。1.1 汽车变速器的作用汽车变速器是将发动机的输入

14、的转速和转矩经过一级级的减速增距最终转变成输出轴的转速和转矩的变速装置。根据汽车在不同路况下提出的工况要求，通过改变传动比将发动机的转速和转矩调整到适合该工况下的输出轴转速和转矩，使得车辆拥有适合该工况下的最快速度和最大牵引力，同时确保发动机的工作工况一直处于最佳工况范围内。汽车变速器除了能除了能使车辆加速前进之外还要保证能够实现反向行驶以及能够北京理工大学珠海学院2020届本科生毕业设计切断动力传输，因此变速器除了具有前进档外，还应该具有空档和倒档。1.2 变速器的种类与特点当前乘用车上装备的变速箱主要可以分为三种，一是手动变速器（MT）；二是自动变速器（AT）；三是最受驾驶员喜爱的无级变速

15、器（CVT）。1.2.1 手动变速器（MT）需要驾驶员手动切换档位才可以使得变速器内的齿轮的啮合位置发生变化，进而改变齿轮传动比改变速度的变速器称为手动变速器。由于其主要是依靠齿轮传动所以也称为机械式变速器。它主要有结构简单、油耗低、传动效率高、易于制造且价格低廉、能进行大转矩传递、加速时间短、开发时间短等优点。目前市场上常见的手动变速器主要是5速或6速手动变速器，主要运用在SUV、中型车及紧凑型轿车等车型，为了在降低油耗的同时提升驾驶的乐趣，传递转矩逐级增大，手动变速器中档位数为6的变速箱是主流的变速箱，目前采埃孚公司和宝马公司正在加紧研发7速的手动变速器。1.2.2 自动变速器（AT）自动变速器主要由三个部件组成，分别是：使汽车实现反向行驶的行星齿轮系，对发动机输出动力进行减速增矩的液力变矩器，还有能够随车速自动改变传功比液压操纵机构。发动机输出的动力主要由AT中的液力变矩器和齿轮系组合传递，从而实现变速变矩的目的。在AT的三个组成部分中，液力变矩器是其最重要的组成部件，它仅由三个零件组成，分别是泵轮、涡轮和导