自行車無級變速器設計管理

自行車無級變速器設計管理摘要：本文在分析各種無級變速器和無級變速自行車的基礎上，把鋼球外錐式無級變速器進行部分改裝，從而形成了自行車的無級變速裝置。該裝置通過八個鋼球利用摩擦力將動力進行輸入輸出，用一對斜齒輪進行分度調(diào)速，從而使自行車在0.751.22之間進行無級調(diào)速。研究表明：無級變速器被用于自行車方面可以大大改善自行車的使用性能，方便廣大消費者使用。關(guān)鍵字:無級變速自行車；無級變速器ThedesignoftheCVTonPE10bicycleKeyword:CVTbike;CVT畢業(yè)論文設計內(nèi)容和要求設計內(nèi)容：根據(jù)男式自行車的特點選擇合適的傳動比；比較和選擇合適的方案；完成自行車無級變速器變速器的結(jié)構(gòu)設計與計算；對關(guān)鍵部件進行強度和壽命校核。設計要求：傳動比范圍0.751.22；變速器尺寸要盡可能小，輕便；結(jié)構(gòu)設計時應使制造成本盡可能低；安裝拆卸要方便；外觀要勻稱，美觀；調(diào)速要靈活，調(diào)速過程中不能出現(xiàn)卡死現(xiàn)象，能實現(xiàn)動態(tài)無級調(diào)速；關(guān)鍵部件滿足強度和壽命要求；畫零件圖和裝配圖。第二章自行車無級變速器總體方案的選擇自行車無級變速方式多種多樣，在此，我只選擇了兩種方案供參考，作比較，選出理想方案。該兩種方案分別是鋼球長錐式(RC型)無級變速器和鋼球外錐式無級變速器，分別描述如下。2.1鋼球長錐式(RC型)無級變速器鋼球長錐式(RC型)無級變速器如上圖所示，為一種早期生產(chǎn)的環(huán)錐式無級變速器，是利用鋼環(huán)的彈性楔緊作用自動加壓而無需加壓裝置。由于采用兩軸線平行的長錐替代了兩對分離輪，并且通過移動鋼環(huán)來進行變速，所以結(jié)構(gòu)特別簡單。但由于長錐的錐度較小，故變速范圍受限制。RC型變速器屬升、降速型，其機械特性如下圖所示。技術(shù)參數(shù)為：傳動比i21=n2/n1=20.5,變速比Rb=4,輸入功率P1=（0.12.2）kw，輸入轉(zhuǎn)速n1=1500r/min,傳動效率85%。一般用于機床和紡織機械等.下圖是RC型變速器的機械特性：RC型變速器的機械特性2.2鋼球外錐式無級變速器1,11-輸入，輸出軸2，10-加壓裝置3，9-主，從動錐輪4-傳動鋼球5-調(diào)速蝸輪6-調(diào)速蝸桿7-外環(huán)8-傳動鋼球軸12，13-端蓋圖2-3鋼球外錐式無級變速器如圖所示，動力由軸1輸入，通過自動加壓裝置2，帶動主動輪3同速轉(zhuǎn)動，經(jīng)過一組（38）鋼球4利用摩擦力驅(qū)動輸出軸11，最后將運動輸出。傳動鋼球的支承軸8的兩端，嵌裝在殼體兩端蓋12和13的徑向弧行倒槽內(nèi)，并穿過調(diào)速渦輪5的曲線槽；調(diào)速時，通過蝸桿6和蝸輪5轉(zhuǎn)動，由于曲線槽的作用使鋼球軸線的傾斜角發(fā)生變化，導致鋼球與兩錐輪的工作半徑改變，輸出軸轉(zhuǎn)速得到調(diào)節(jié)。其動力范圍為：Rn=9，Imax=1/Imin，P11kw，4%，0.800.92。此種變速器應用廣泛。從動調(diào)速齒輪5的端面分布一組曲線槽，曲線槽數(shù)目與鋼球數(shù)相同。曲線槽可用阿基米德螺旋線，也可用圓弧。當轉(zhuǎn)動主動齒輪6使從動齒輪5轉(zhuǎn)動時，從動齒輪的曲線槽迫使傳動鋼球軸8繞鋼球4的軸心線擺動，傳動輪3以及從動輪9與鋼球4的接觸半徑發(fā)生變化，實現(xiàn)無級調(diào)速。具體分析如下：鋼球外錐式無級變速器變速示意圖主要由兩個錐輪1、2和一組鋼球3（通常為6個）組成。主、從動錐輪1和2分別裝在軸、上，鋼球3被壓緊在兩錐輪的工作錐面上，并可在軸4上自由轉(zhuǎn)動。工作時，主動錐輪1依靠摩擦力帶動鋼球3繞軸4旋轉(zhuǎn)，鋼球同樣依靠摩擦力帶動從動錐輪2轉(zhuǎn)動。軸、傳動比，由于，所以。調(diào)整支承軸4的傾斜角與傾斜方向，即可改變鋼球3的傳動半徑r1和r2，從而實現(xiàn)無級變速。2.3兩方案的比較與選擇鋼球長錐式(RC型)無級變速器結(jié)構(gòu)很簡單，且使用參數(shù)更符合我們此次設計的要求，但由于在調(diào)速過程中，怎樣使鋼環(huán)移動有很大的難度，需要精密的裝置，如果此裝置用于自行車，成本會大大的提高，顯得不合理。而鋼球外錐式無級變速器的結(jié)構(gòu)也比較簡單，原理清晰，各項參數(shù)也比較符合設計要求，故選擇此變速器。只是字選用此變速器的同時須對該裝置進行部分更改。須更改的部分是蝸輪蝸桿調(diào)速裝置部分。因為我們是選用了8個鋼球，曲線槽設計見第三章，一個曲線槽跨度是900，也就是說自行車從最大傳動比調(diào)到最小傳動比，需要使其轉(zhuǎn)過900，而普通蝸輪蝸桿傳動比是1/8，那么其結(jié)構(gòu)和尺寸將完全不符合我們設計的要求。為此，我們想到了將它們改為兩斜齒輪傳動，以用來調(diào)速。選用斜齒輪是因為斜齒輪傳動比較平穩(wěn)。在設計過程中，將主動斜齒輪的直徑設計成從動斜齒輪的3/4，這樣只要主動輪轉(zhuǎn)動1200，那么從動輪就會轉(zhuǎn)動900，符合設計要求。目錄摘要1Abstract1第一章緒論1.1機械無級變速器的發(fā)展概況21.2機械無級變速器的特征和應用31.3無級變速自行車研究現(xiàn)狀41.4畢業(yè)論文設計內(nèi)容和要求6第二章自行車無級變速器總體方案的選擇2.1鋼球長錐式(RC型)無級變速器72.2鋼球外錐式無級變速器72.3兩方案的比較與選擇9第三章自行車鋼球外錐式無級變速器部分零件的設計與計算3.1鋼球與主從動錐齒輪的設計與計算103.2加壓盤的設計與計算113.3調(diào)速齒輪上變速曲線槽的設計與計算123.4輸入軸的設計與計算133.5輸出軸的設計與計算163.6輸入輸出軸上軸承的選擇與計算193.7輸入輸出軸上端蓋的設計與計算203.8調(diào)速機構(gòu)的設計與計算213.9自行車無級變速器的安裝23參考文獻24心得與體會25附錄1翻譯譯文及原文262設計圖紙