自行車無極變速器的設(shè)計

自行車無極變速器的設(shè)計,自行車,無極,變速器,設(shè)計 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 題 目 自行車無極變速器的設(shè)計 學(xué) 院 XX學(xué)院 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)生姓名 學(xué) 號 年級 11 指導(dǎo)教師 職稱 講師 2016年3月13日 摘要：隨著國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，機車工業(yè)也在不斷地發(fā)展著，自行車無極變速器也在不斷地發(fā)展，創(chuàng)新著，在一些特定的工作場合，變速器體積小，變速靈活，價格成本低廉很受歡迎，根據(jù)市場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，變速器必須滿足當(dāng)今人們對自行車速度調(diào)節(jié)方面的靈活性操控等需求，能夠在不改變輸出扭矩和轉(zhuǎn)速的情況下，改變自行車的驅(qū)動力和行駛速度。 目前市面上的自行車無極變速器大多都是采用傳統(tǒng)的變速結(jié)構(gòu)，在某些特定的區(qū)域，這種結(jié)構(gòu)形式的變速器非常不受歡迎。由于以往的變速器采用傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，這樣就造成傳動精度不好控制，保養(yǎng)維護(hù)費用較高;同時存在一定的安全隱患。因此，對整車的安全性要求較高，操作時也會給駕駛?cè)藛T帶來強烈的震動,使得操作很不舒服。雖然傳統(tǒng)的變速器傳動效率較高，變速效果較好，但是價格也較昂貴，對于一般的用戶難以接受，所以研究一種新式的自行車無極變速器勢在必行！ 本文介紹了自行車無極變速器的結(jié)構(gòu)組成、工作原理以及主要零部件的設(shè)計中所必須的理論計算和相關(guān)強度校驗，以及對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計，該變速器的優(yōu)點是傳動鏈短、效率高、易加工、使用和維護(hù)都很方便，較適合在惡劣的環(huán)境下工作，最主要的是其傳動效率很高。 關(guān)鍵詞：自行車無極變速器；扭矩；結(jié)構(gòu)；校驗 ??????? I Abstract：With the sustainable development of national economy and industrial locomotive also in constant development, bicycle without transmission and also in the continuous development and innovation, in some specific workplace, transmission has the advantages of small volume, flexible speed, low cost price is very popular, according to market research, the transmission must meet today's people of bicycle speed adjusting flexibility control needs to does not change in the output torque and speed, changing the bicycle driving force and speed. Currently on the market most of the bicycle transmission is the use of the traditional transmission structure, in some particular areas, this kind of structural form of transmission is not very popular. As the previous transmission using the traditional structural form, so that the transmission accuracy is not good control, maintenance costs are high; at the same time there is a certain security risk. Therefore, the safety requirements of the vehicle is higher, the operation will give the driver a strong vibration, making the operation is very uncomfortable. Although the traditional transmission efficiency is higher, the transmission effect is better, but the price is also more expensive, it is difficult for the average user to accept, so it is imperative to study a new type of bicycle!In this paper, based on the analysis of all kinds of continuously variable transmission and continuously variable speed bicycle, the outer cone type stepless speed changer of the steel ball is modified to form the stepless speed change device of bicycle. The device can be used for inputting and outputting power by eight steel balls, and a pair of helical gears are used for indexing and regulating speed, so that the bicycle can be stepless speed regulation between 1.22 and 0.75. Research shows that: continuously variable transmission can be used in the bicycle can greatly improve the performance of the use of bicycles, to facilitate the use of the vast number of consumers. 本文介紹了自行車無極變速器的結(jié)構(gòu)組成、工作原理以及主要零部件的設(shè)計中所必須的理論計算和相關(guān)強度校驗，以及對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計，該變速器的優(yōu)點是傳動鏈短、效率高、易加工、使用和維護(hù)都很方便，較適合在惡劣的環(huán)境下工作，最主要的是其傳動效率很高。 This paper introduces the bicycle without transmission structure composition, working principle and main parts design must have the theoretic calculation and strength check, and to carry out innovative design of the structure, the advantages of the transmission is the transmission chain is short, high efficiency, easy processing, so that is convenient in use and maintenance, and is suitable for work in the harsh environment. The main is the transmission efficiency is high. Key words：planetary gear type power shift gear box;Crankshaft;Processing craft;Fixture II 目 錄 摘要 I Abstract II 1 緒論 1 1.1 課題的來源及研究的目的和意義 1 1.2 本課題研究的主要內(nèi)容 3 2 自行車無級變速器總體方案設(shè)計 5 2.1 鋼球長錐式(RC型)無級變速器 7 2.2 鋼球外錐式無級變速器 9 3 鋼球外錐式無級變速器部分零件的設(shè)計與計算 11 3.1 鋼球與主、從動錐齒輪的設(shè)計與計算 13 3.2 加壓盤的設(shè)計與計算 15 3.3 調(diào)速齒輪上變速曲線槽的設(shè)計與計算 17 3.4 軸的設(shè)計校核與軸承選用 18 3.4.1 軸的設(shè)計及強度效核 19 3.4.2 軸承的選用 20 3.5 調(diào)速機構(gòu)的設(shè)計與計算 21 3.6 鍵的計算 21 4 變速器內(nèi)部主要傳動零件的強度校核 22 4.1 錐輪的強度校核 22 4.2 軸承強度的校核 23 結(jié)論 23 參考文獻(xiàn) 24 致謝 25 III 1 緒論 1.1課題的來源及研究的目的和意義 由于機械工程的知識總量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越個人掌握所有，一些專業(yè)知識是必不可少的。但是過度的專業(yè)知識分割，使視野狹隘，可以多多參加技術(shù)交流，和參加科研項目，縮小范圍，提升新技術(shù)的進(jìn)步和整個塊的技術(shù)，提高外部條件變化的適應(yīng)能力。封閉的專業(yè)知識的太狹隘，考慮的問題太特殊，在工作中協(xié)調(diào)困難，不利于自我提高。因此，自上世紀(jì)第二十年代末，出現(xiàn)了一體化的趨勢。人們越來越重視基礎(chǔ)理論，拓寬領(lǐng)域，對專業(yè)合并的分化。機械工程可以增加產(chǎn)量，提高勞動生產(chǎn)率，提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)，并研制和發(fā)展新的機械產(chǎn)品。在未來，新產(chǎn)品的開發(fā)，降低資源消耗，清潔的可再生能源，成本的控制，減少或消除環(huán)境污染作為一個超級經(jīng)濟(jì)目標(biāo)和任務(wù)。機器能完成人的手和腳，耳朵和眼睛等等器官完全不能直接完成的任務(wù)?，F(xiàn)代機械工程機械和機械設(shè)備創(chuàng)造出更多、更精美的越來越復(fù)雜，很多幻想成為過去的現(xiàn)實。人類現(xiàn)在能成為天空的上游和宇宙，潛入海洋，數(shù)十億光年的密切觀察，細(xì)胞和分子。電子計算機硬件和軟件，人類的新興科學(xué)已經(jīng)開始加強，并部分代替人腦科學(xué)，這是人工智能。這一新的發(fā)展已經(jīng)顯示出巨大的作用，但在未來幾年還將繼續(xù)創(chuàng)造出不可思議的奇跡。人類智慧的增長并沒有減少手的效果，而是要求越來越精致，手工制作，更復(fù)雜的工作，從而促進(jìn)手功能。又一方面實踐促進(jìn)人腦智力。在人類的進(jìn)化過程中，以及在每個人的成長過程中，大腦和手是互相促進(jìn)和平行進(jìn)化。 大腦和手之間的人工智能和機械工程的近似關(guān)系，唯一不同的是，智能硬件還需要使用機械制造。在過去，各種機械離不開人類的操作和控制，反應(yīng)速度和運算精度的進(jìn)化是非常緩慢的大腦和神經(jīng)系統(tǒng)，人工智能將消除這種限制。相互促進(jìn)，計算機科學(xué)和機械工程進(jìn)展之間的平行，將在更高層次的新一輪發(fā)展的開始使機械工程。在第十九世紀(jì)，機械工程的知識總量仍然是有限的，大學(xué)在歐洲，它與一般的土木工程是一門綜合性的學(xué)科，稱為土木工程，下半場的第十九個世紀(jì)成為一門獨立的學(xué)科。在第二十世紀(jì)，隨著機械工程和知識增長的發(fā)展開始分解，機械工程專業(yè)，有分支機構(gòu)。在第二十世紀(jì)中期趨勢分解，在時間之前和之后的第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束時達(dá)到的峰值。由于機械工程的知識總量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)從個人掌握所有，一些專業(yè)是必不可少的。但是過度的專業(yè)知識使分割，視野狹隘，可以查看和統(tǒng)籌大局和全球工程和技術(shù)交流，縮小范圍，新技術(shù)的進(jìn)步和整個塊的技術(shù)，外部條件變化的適應(yīng)能力差。封閉的專業(yè)知識的專家太狹，考慮的問題太特殊，在工作協(xié)調(diào)困難，不利于自我提高。因此，自上世紀(jì)第二十年代末，出現(xiàn)了一體化的趨勢。人們越來越重視基礎(chǔ)理論，拓寬領(lǐng)域，對專業(yè)合并的分化。綜合職業(yè)分化和發(fā)展知識循環(huán)過程的合成，是合理和必要的。從不同的專業(yè)和專業(yè)知識的專家，也有綜合的知識了解不夠，看看其他學(xué)科和項目作為一個整體，從而形成一種相互強烈的集體工作。綜合和專業(yè)水平。有機械工程全面而專業(yè)的沖突；在綜合性工程技術(shù)也有綜合和專業(yè)問題。在人類所有的知識，包括社會科學(xué)，自然科學(xué)和工程技術(shù)，有一個更高的水平，更廣泛的綜合性和專業(yè)性的問題。 在新的市場需求的驅(qū)動下，自行車無極變速器的更新和優(yōu)化升級更加迫切。國內(nèi)無極變速器生產(chǎn)企業(yè)充分挖掘市場潛力，大力發(fā)展小型環(huán)保節(jié)能的無極變速器，在我國飛速發(fā)展的機車工業(yè)中發(fā)揮著積極的作用。一般生產(chǎn)自行車無極變速器的企業(yè)對自行車無極變速器的傳動效率指數(shù)上都有嚴(yán)格的要求。各企業(yè)在生產(chǎn)自行車無極變速器的同時，都充分考慮到無極變速器在運行中可能會出現(xiàn)的種種問題，從而減少無極變速器因為振動或者操作不當(dāng)而引起的噪音大、污染重等現(xiàn)象。 國內(nèi)自行車無極變速器的研發(fā)及制造要與全球號召的低碳經(jīng)濟(jì)、經(jīng)久耐用主題保持一致。加大變速器新型多樣化的研發(fā)及生產(chǎn)是行業(yè)發(fā)展的大趨勢，同時也迎合了國內(nèi)基礎(chǔ)建設(shè)發(fā)展的需求。 自行車無極變速器的發(fā)展與人類社會的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的水平密切相關(guān)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各學(xué)科間相互滲透，各行業(yè)間相互交流，廣泛使用新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝，目前自行車無極變速器正向著微小型、高效、可靠、節(jié)能、降耗的方向發(fā)展。 1.2本課題研究的主要內(nèi)容 國內(nèi)自行車無極變速器的研發(fā)及制造要與全球號召的低碳經(jīng)濟(jì)、經(jīng)久耐用主題保持一致。加大自行車無極變速器新型多樣化的研發(fā)及生產(chǎn)是行業(yè)發(fā)展的大趨勢，同時也迎合了國內(nèi)基礎(chǔ)建設(shè)發(fā)展的需求。 自行車無極變速器的發(fā)展與人類社會的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的水平密切相關(guān)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各學(xué)科間相互滲透，各行業(yè)間相互交流，廣泛使用新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝，目前變速器自動變速器正向著大型、高效、可靠、節(jié)能、降耗和自動化方向發(fā)展。 本次設(shè)計的任務(wù)是自行車無極變速器的設(shè)計，通過讓學(xué)生親自了解變速器內(nèi)部的構(gòu)造和組成部分，通過對變速器內(nèi)部工件的測繪來認(rèn)識工件，通過利用計算機繪圖軟件例如CAD，來對工件進(jìn)行零件圖的繪制和裝配，這樣經(jīng)過一系列的綜合性訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生動手，動腦以及畫圖的能力。 2 自行車無極變速器總體方案設(shè)計 2.1 鋼球長錐式(RC型)無級變速器 圖2-1 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(jìn)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 =2～0.5,變速比Rb = 4,輸入功率P1=（0.1～2.2） kw ，輸入轉(zhuǎn)速 n1=1500 r/min ,傳動效率η＜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： 圖2-2 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（3～8）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(dǎo)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，P≤11 kw ，ε≤4% ，η＝0.80～0.92 。此種變速器應(yīng)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(dāng)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： 圖2-4 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Ⅰ、Ⅱ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Ⅰ、Ⅱ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。 3 鋼球外錐式無級變速器部分零件的設(shè)計與計算 鋼球外錐式無級變速器零件的設(shè)計與計算包括主﹑從動錐齒輪，加壓盤，調(diào)速齒輪上變速曲線槽，輸入軸，輸出軸，輸入﹑輸出軸上軸承，輸入﹑輸出軸上端蓋，調(diào)速機構(gòu)等部分的設(shè)計與計算，以下各章節(jié)分別介紹以上內(nèi)容。 3.1 鋼球與主﹑從動錐齒輪的設(shè)計與計算 輸入功率 =0.4039 kw 其中： , kg, kg, , km/h m/s, 輪胎直徑： mm 由力學(xué)知識可得：輪胎所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與鋼球摩擦所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩應(yīng)平衡 其中： mm ,， , Q為鋼球所受正壓力 代入數(shù)據(jù)可得： σHmax=1353×=1353×=56284/dq 由于傳動件的[σj]=2200～2500 Mpa 帶入上式得： ～ mm ,取 dq=25 mm,鋼球數(shù) 輸出轉(zhuǎn)速 n2==142.3 r/min 輸入轉(zhuǎn)速 n1=142.3/(0.75～1.22)=189.7～116.6 r/min 傳動比 變速范圍 鋼球支軸的極限轉(zhuǎn)角θ 增速方向 減速方向 圓錐工作直徑 mm 鋼球中心圓直徑 mm 鋼球側(cè)隙 []×=[]×25=2.43 mm 外環(huán)內(nèi)經(jīng) mm 外環(huán)軸向截面圓弧半徑 R=(0.7～0.8)×dq=(0.7～0.8)×25=17.5～20 mm ,取 R=18 mm 錐輪工作圓之間的軸向距離 mm 3.2 加壓盤的設(shè)計與計算 加壓盤的作用直徑： = (0.5～0.6) × D1 = (0.5～0.6) × 54 = 27～32.4 mm 取 mm 滑動摩擦角 加壓盤V形槽傾角 λ=arctan =14.850 傳動鋼球的確接觸應(yīng)力為 σ=1353×=1353×=2251.35 Mpa ≦[σj] 每個鋼球作用在V形槽側(cè)面的正壓力 Qy= =651.6 N 用鋼球加壓裝置時 σjmax=1370×=1370× =4865.6 Mpa ≤[σj] 其中：[σj]為4000～5000 Mpa 鋼球半徑 mm mm 碟形彈簧預(yù)緊力為200 N ,結(jié)構(gòu)設(shè)計如下圖所示： 圖3-1 加壓裝置 3.3 調(diào)速齒輪上變速曲線槽的設(shè)計與計算 槽的張角ψ=800～120 ,取ψ=900。 (1)變速曲線槽的槽形曲線為圓弧，中心線上三個特殊點 A，B，C的坐標(biāo)系（以O(shè)為極點）分別為： 時, mm 其中：（0.5～1.0）=（0.5～1.0）=15.5 mm I=1時 ，ψB= ==49.460 mm 時 ，, mm 圖3-2 調(diào)速論 (3)用通過三點作圓弧的方法確定槽圓弧確定曲線半徑R和中心O” (4)要求傳動比Ix與齒輪轉(zhuǎn)角ψ呈線性變化時，槽形曲線方程為： R（ψ）=0.5D3+lsinθ =0.5D3+lsin｛arctan[]｝ =0.5×71.7+15.5sin｛arctan[]｝ =35.85+15.5sin(arctan) 3.4 軸的設(shè)計校核與軸承選用 3.4.1 軸的設(shè)計及強度效核 （1）選擇軸的材料 選取軸的材料為40Cr鋼，調(diào)質(zhì)處理.查文獻(xiàn)6表7-1，材料強度極限， 取 (2)軸徑的初步估算 由文獻(xiàn)6表7-11取C＝107， 可得 (3)求作用在齒輪上的力 軸上齒輪5分度圓直徑為： 圓周力，徑向力和軸向力的大小如下 小輪6分度圓直徑為: (4)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 圖3.1 軸結(jié)構(gòu)設(shè)計 取較寬齒輪距箱體內(nèi)壁距離軸承距箱體內(nèi)壁相鄰齒輪軸向距離10mm,安裝齒輪處軸段長比輪轂寬少2 mm。 1)擬定軸向定位要求確定各軸段直徑和長度 Ⅰ段安裝圓柱滾子軸承。取軸段直徑，，軸承型號6202，尺寸 。 軸的強度效核： 軸的材料為40Cr鋼，調(diào)質(zhì)處理。由文獻(xiàn)[1]表可知，MPa，MPa，MPa。 由文獻(xiàn)[1] 附表可知，用插入法求出 ， 軸應(yīng)按精車加工，由文獻(xiàn)[1] 附圖可知，表面質(zhì)量系數(shù)為： 軸未經(jīng)表面強化處理， 固得綜合系數(shù)為 （3.49） 由文獻(xiàn)[1] §，§可知，碳鋼的特性系數(shù) 取 取 所以軸在截面V左側(cè)的安全系數(shù)為 （3.50） （3.51） （3.52） 綜上：該軸在截面V左側(cè)的強度是足夠的。 ③截面V右側(cè) 抗彎截面系數(shù) mm 抗扭截面系數(shù) mm 截面V左側(cè)的彎矩M為 MPa 截面V上的扭矩T為 MPa 截面上的彎曲應(yīng)力 MPa 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 MPa 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按文獻(xiàn)[1]附表查取。因，， ， 又由文獻(xiàn)[1]附圖可得軸的材料的敏感系數(shù)為 ， 故有效應(yīng)力集中系數(shù)按文獻(xiàn)[1，附]為 （3.53） 由附圖可得軸的截面形狀系數(shù)為 由附圖可得軸的材料的敏感扭轉(zhuǎn)剪切尺寸系數(shù)為 綜合系數(shù)為 所以軸在截面V左側(cè)的安全系數(shù)為 故該軸在截面V左側(cè)的強度是足夠的。 3.4.2 軸承的選用 （1）滾動軸承的選擇 滾動軸承為深溝球軸承5206，KN，KN，，。 （2）壽命驗算 軸承所受支反力合力: N 對于深溝球軸承，派生軸向力互相抵消。 ，N 得， ， N 所以根據(jù)軸承選型手冊可知，選用深溝球軸承6206系列，滿足設(shè)計要求。 3.5 調(diào)速機構(gòu)的設(shè)計與計算 調(diào)速機構(gòu)采用兩斜齒輪分度調(diào)速。 模數(shù) mm 螺旋角 法面壓力角 端面壓力角 所以 基圓柱螺旋角 所以 法面齒距 mm 端面齒距 mm 法面基圓齒距 mm 法面齒頂高系數(shù) 法面頂隙系數(shù) 分度圓直徑 mm 基圓直徑 mm 齒頂高 mm 齒根高 mm 齒頂圓直徑 mm 齒根圓直徑 mm 法面齒厚 mm 端面齒厚 mm 當(dāng)量齒數(shù) 主動錐輪的設(shè)計與計算 模數(shù) mm 分度圓直徑 mm 基圓直徑 mm 齒頂圓直徑 mm 齒根圓直徑 mm 當(dāng)量齒數(shù) 其余參數(shù)均與調(diào)速齒輪1相同. 3.6鍵的計算 鍵聯(lián)結(jié)是通過鍵實現(xiàn)軸和軸上零件的周向固定以傳遞運動和轉(zhuǎn)矩。其中有類型也可以實現(xiàn)軸向固定和傳遞軸向力，有些類型并能實現(xiàn)軸向動聯(lián)結(jié)，于在圓錐篩的軸上主要通過鍵來實現(xiàn)傳遞轉(zhuǎn)矩和軸向固定所以，只需選用常見的普通平鍵，鍵的類型可根據(jù)使用要求、工作條件和聯(lián)結(jié)的結(jié)構(gòu)特點選定，鍵的長度根據(jù)軸轂的長度從標(biāo)準(zhǔn)中選取，鍵的b×h根據(jù)徑來確定。軸和帶輪的聯(lián)結(jié)，d=70mm, 參考資料2P5-194表5-3-18 (GB/T1095-1979)選用B6×20，B8×25和B6×15的普通A型平鍵，鍵長分別為90㎜，70㎜。 4 變速器內(nèi)部主要傳動零件的強度校核 4.1 錐輪的強度校核 （1）接觸應(yīng)力的計算 由文獻(xiàn)[4]表可知，齒面接觸應(yīng)力計算公式，即 （3.28） 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 ① 計算載荷系數(shù) 電動機驅(qū)動，載荷平穩(wěn)，由文獻(xiàn)[4]表可知，取 平均分度圓直徑 mm 平均分度圓圓周速度 m/s 由文獻(xiàn)[4] 圖（a）可知，按，得； 由文獻(xiàn)[4] 圖（b）可知，按，齒輪懸臂布置，； 由文獻(xiàn)[4]表可知，； ② 由文獻(xiàn)[1]表可知，彈性系數(shù)； ③ 節(jié)點區(qū)域系數(shù) 計算得， MPa (1) 接觸疲勞強度的許用應(yīng)力 由文獻(xiàn)[4] 表可知，許用接觸應(yīng)力計算公式，即 （3.29） 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 ①小齒輪的接觸疲勞強度極限MPa ②最小安全系數(shù) ③由文獻(xiàn)[1，10-13]可知，計算應(yīng)力循環(huán)系數(shù) 由文獻(xiàn)[1] 圖10-19可知，查得接觸疲勞壽命系數(shù) ， ④尺寸系數(shù) ⑤工作硬化系數(shù)，按 ⑥潤滑油膜影響系數(shù)， 計算得， MPa （3）由于MPaMPa，故安全。 （Ⅱ）校核齒根彎曲疲勞強度 （1）齒根應(yīng)力的計算 由文獻(xiàn)[4]表可知，彎曲應(yīng)力計算公式，即 （3.30） 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 ① 由文獻(xiàn)[1]表可知， ， ② 由文獻(xiàn)[1]表可知， ， 計算得， MPa （2）彎曲強度的齒根許用應(yīng)力 由文獻(xiàn)[4]表可知，齒根許用應(yīng)力計算公式，即 （3.31） 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 ①彎曲疲勞極限MPa ③ 齒輪的應(yīng)力修正系數(shù) ④ 彎曲強度的最小安全系數(shù) ⑤ 彎曲疲勞壽命系數(shù) ， ④彎曲疲勞的尺寸系數(shù) 計算得， （3）由于MPaMpa，故安全。 4.2 軸承強度的校核 （1）滾動軸承的選擇 滾動軸承為雙列圓錐滾子軸承350324B，由文獻(xiàn)[2]表得KN，KN，，。 （2）壽命驗算 軸承所受支反力合力 N （4.1） 對于雙列圓錐滾子軸承，派生軸向力互相抵消。 ，N 由文獻(xiàn)[2]表得， ， N （4.2） 按軸承B的受力大小驗算 h （4.3） h=年 由于變速器的運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，必須選擇較大壽命的軸承，軸承能達(dá)到所計算的壽命,經(jīng)審核后，此軸承合格。 21 結(jié) 論 本文所設(shè)計的是自行車無極變速器的設(shè)計，原理比較簡單，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,本次畢業(yè)設(shè)計的題目是自行車無極變速器的設(shè)計，直到今天，畢業(yè)設(shè)計總算接近尾聲了，通過這次對于自行車無極變速器的設(shè)計，使我們充分把握的設(shè)計方法和步驟，不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識，而且還獲得新的經(jīng)驗與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙設(shè)計，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時的指導(dǎo)，確保設(shè)計進(jìn)度，本文所設(shè)計的是自行車無極變速器的設(shè)計，通過初期的方案的制定，查資料和開始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學(xué)問不易，需要不斷鉆研，不斷進(jìn)取才可要做的好，總之，本設(shè)計完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的最感謝幫助過我的老師和同學(xué)，是大家的幫助才使我的論文得以通過。 經(jīng)過近半年努力的設(shè)計與計算，論文終于可以完成了，我的心里無比的激動。雖然它不是最完美的，也不是最好的，但是在我心里，它是我最珍惜的，因為它是我用心、用汗水成就的，也是我在大學(xué)四年來對所學(xué)知識的應(yīng)用和體現(xiàn)。 通過本次設(shè)計，我還提高了利用制圖軟件的水平，并吸收了大量的經(jīng)驗，總結(jié)出以下幾點。關(guān)于圖紙的繪制方面，當(dāng)零件的尺寸已經(jīng)給出，不考慮圖紙尺寸不合適的，基于實物，裝配時必須考慮的大小是合適的，因為AutoCAD繪圖效果不好，也會引起的尺寸誤差，和甚至出現(xiàn)欠定義大小，因此，必須通過在這個時候?qū)α慵M(jìn)行測量，進(jìn)行修改，直到符合要求。 參考文獻(xiàn) [1]?徐灝等.機械設(shè)計手冊(第2、3冊)[M](第二版）.北京：機械工業(yè)出版社，2003?? 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Beardsly, Mechanical Engineering, ASME, Regents Publishing Company,Inc,1998. 致 謝 直到今天，論文總算完成了，我的心里感到特別高興和激動。在具體的研究設(shè)計過程中，我的老師和同學(xué)學(xué)習(xí)與生活中提供了無私與周到的幫助，充分用他們的工作熱情感染著我，鼓勵著我，讓我少走了很多彎路，再次一并致謝！因為有了老師的諄諄教導(dǎo)，才讓我學(xué)到了很多知識和做人的道理，由衷地感謝我親愛的老師，您不僅在學(xué)術(shù)上對我精心指導(dǎo)，在生活上面也給予我無微不至的關(guān)懷支持和理解，在我的生命中給予的靈感，所以我才能順利地完成大學(xué)階段的學(xué)業(yè)，也學(xué)到了很多有用的知識，同時我的生活中的也有了一個明確的目標(biāo)。知道想要什么，不再是過去的那個愛玩的我了。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，創(chuàng)新的學(xué)術(shù)風(fēng)格，認(rèn)真負(fù)責(zé)，無私奉獻(xiàn)，寬容豁達(dá)的教學(xué)態(tài)度都是我們應(yīng)該學(xué)習(xí)和提倡的。通過近半年的設(shè)計計算，查找各類自行車無極變速器的相關(guān)資料,論文終于完成了，我感到非常興奮和高興。雖然它是不完美的，是不是最好的，但在我心中，它是我最珍惜的，因為我是怎么想的，這是我付出的汗水獲得的成果，是我在大學(xué)四年的知識和反映。四年的學(xué)習(xí)和生活，不僅豐富了我的知識，而且鍛煉了我的個人能力，更重要的是來自老師和同學(xué)的潛移默化讓我學(xué)到很多有用的知識。另外也感謝我的父母，在做設(shè)計感覺受挫，枯燥與迷茫時，是他們在悉心的為我釋放壓力，鼓勵我不要氣餒，勇敢面對。每周一次和父母的通話，與朋友和同學(xué)的長談后都使我精神放松，斗志倍增，以飽滿的熱情重新投入到工作中去，感謝他們，正是他們的不懈支持和充分理解才能使我順利完成畢業(yè)設(shè)計。 謝謝老師以及所有關(guān)心我和幫助我的人，謝謝大家。在以后的工作中，我們將繼續(xù)努力，爭取把自己的本職工作做好,直到符合要求。 另外也感謝我的父母，朋友和同學(xué)們的幫助。在做設(shè)計感覺受挫，枯燥與迷茫時，是他們在悉心的為我釋放壓力，鼓勵我不要氣餒，勇敢面對。每周一次和父母的通話，與朋友和同學(xué)的長談后都使我精神放松，斗志倍增，以飽滿的熱情重新投入到工作中去，感謝他們，正是他們的不懈支持和充分理解才能使我順利完成畢業(yè)設(shè)計。