农村经济与科技２０１７年第２８￣１２期（总第４ｌ嘲） 科教论坛 浅谈无级变速器的设计 熊智远． 郝赫 （秦皇岛技师学院，河北秦皇岛０６６０００） ［摘要］ＣＶＴ是英文Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ的缩写，意为无级变速传动。采用机械无级变速器能简化机械变 速系统，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，能得到最合理、最精确的切削速度，以适 应工艺参数多变或连续变化的工作要求，实现自动化。 ［关键词］ＣＶＴ；无级变速；自动化 ［中图分类号］Ｕ４６３．２ ［文献标识码】Ａ １ 无级变速的概述 １．１ 无级变速器的组成及工作原理 带式无级变速器主要由主动轮、从动轮、安装在两轮上的皮 带和调速机构等部分组成。 可变直径皮带轮是ＣＶＴ的核心。每个皮带轮都由两相对的 ２Ｏ。圆锥组成。皮带位于连个圆锥之间的凹槽中。当皮带轮的两 个圆锥距离远时，皮带位于凹槽中的较低位置，而围绕皮带轮转 机械无级变速传动，通常由传动机构、加压装置和调速机构 三部分组成。 １．２无级变速器的特点及类型 １．２．１特点。（１）优点：机械无级变速传动与其他无级变速传 动的皮带半径将变小。当皮带轮的两个圆锥距离近时，皮带位于 动相比，恒功率特性好，可升速、降速，结构简单，维修方便， 凹槽中的较高位置，而围绕皮带轮转动的皮带半径将变大。成本较低，可制成部件，适应性强，变速范围可达１０ ４０。 可变直径皮带轮必须始终成对出现。其中一个皮带轮，称为 （２）缺点：机械无级变速传动靠摩擦传递动力，传动件压力大， 驱动皮带轮，它连接到发动机的曲轴上。驱动皮带轮，也称为输 易于磨损和发热，寿命较低，承受过载及冲压的能力差，因有滑动， 入皮带轮，因为正是通过该皮带轮将发动机的能量传输给变速器。不宜满足严格的传动比要求。 另一个皮带轮称为从动皮带轮，作为输出皮带轮，可以将能量传 １．２．２类型。机械无级变速器的类型及机械特性可参照《机械 输给驱动轴。２．２带式无级变速器的分类 设计手册 １．３机械无级变速器的选用 带式无级变速器分为平型带和Ｖ型带两种。 机械无级变速器的种类繁多，在选用时，必须综合考虑实际 使用条件与各种变速器的结构和性能特点等。 ｖ型带无级变速器按照变速方式可分为 ２．２．１单变速轮式：在这种变速器中，一个带轮的槽宽能够改 １．３．１类型选择变速器可分为升、降速变速类型（如ｋｏｐｐ—ｋ等）， 变，而另一个带轮的直径固定不变，通过改变两带轮的中心距，升、降速对称变速型（如带式、链式）和降速变速型（大多数行 在弹簧的压紧力和带轮的张紧力的作用下，使变速带轮的可动锥 星无级变速器和脉动无级变速器）三类。按工作机械的变速范围 盘作轴向移动，以实现无级调速。这种变速器结构简单，变速范 ５），用于中心距较小的场合。设计时，应使带的行 选定与之相对应的变速器，优先考虑基本型。如不能满足则考虑 围小（Ｒｎ≤２．５。，以防降低传动能力和带的寿命。 基本型变速器与齿、蜗轮减速器组合而成的滋生型变速器。选型 走中心线偏斜角度８不大于１．Ｚ２．２双变速轮式：在这种变速器中，两个带轮的槽宽都可改 时应注意所选变速器的运动平稳性。 １．３．２性能参数的选择。（１）输入转速：一般机械无级变速器 变，通过调速机构，使变速带轮的两个锥盘作轴向移动，使主、均按输入转速为１５００—１８００ｒ／ｍｉｎ进行设计。当实际输入转速ｎ 从动带轮的接触半径同时改变，以实现无级调速。这种变速器的 不等于产品的额定输入转速ｎ 时，其允许的输入功率和输出转 变速范围大，中心距不变，结构较为复杂。２．２．３中间变速轮式：在变速器的输入和输出轴上，安装两个 矩，应在原有功率、转矩参数的基础上分别乘以计算系数 和ｋ 。 （２）使用的输出转速范围：各种机械无级变速器均有特定的功率 槽宽不变的带轮，而中间轴上是一个槽宽可变的双槽中间变速带 （转矩）特性曲线；同一台无级变速器对应于不同的输出转速范围， 轮，当轴向移动中间变速带轮的可动锥盘时，则一槽变宽，另一 其所能传递的功率（转矩）也不相同，选用时必须注意这一特点。 槽变窄。从而改变两根ｖ型带在中间变速带轮上的径向位置，以 实现无级调速。这种结构变速范围较大，中心距较大。 ２带式无级变速器 ２．３普通Ｖ型带无级变速器 采用标准的ｖ型带，带轮的结构型式很多。可调节带轮由两 带式无级变速器由于结构简单、制造容易、工作平稳、能吸 收振动、易损件少等优点，因而是机械无级变速器中广泛应用的 一种。多用于坐式摩托车、全地形越野车等的动力传动。 种：单面移动和双面移动。根据传递的功率可采用单带、双带和 多带的结构。主要传动特性为：变速范围Ｒｎ＝１．６～２．５，传递功 率Ｐ≤４０ｋｗ，传动效率１１＝Ｏ．８—０．９，具有结构简单，制造容易， ２．１ 带式无级变速器的工作原理 ［收稿日期］２０１７—０５—２６ ． ［作者简介］熊智远（１９８０一），男，河北省唐山市人，讲师，学士，教师。郝赫（１９８５一），男，辽宁省葫芦岛市人，讲师，工学学士，教师。 ．２５１— 科教论坛 应用较广等特点。 Ｒ ＝ ｎ２ｍａｘ ｍｉｎ 农村经济与科技２０１７年第２８卷第ｌ２期（总第４１６期） ｈｌｍａｘＯ２ｍａｘ ： ：竺兰 ：丝：４７４ ．３宽Ｖ型带无级变速器 宽Ｖ型带无级变速器的两个带轮一般都可以调整，个别情况 下，只有一个可调节带轮。通常用一根宽Ｖ型带，而且上、下两 ２ｍｉｎ ｌｍｉｎ ７０Ｘ ７０ ４．７选取中心距ａ 通过查手册，并根据实际尺寸和结构，选取中心距为：ａ＝３２３ｍｍ ４．８选取宽Ｖ带长度 ：面做有齿形。由于结构简单，维修方便，传动平稳，无噪声，故 是机械无级变速器中应用最广泛的一种。 ２口＋ｏ．５ｎ（Ｄ ＋Ｄｒａｉｎ）ｑ－． －【宽ｖ型带无级变速器的设计】 ４各参数的确定 ４．１输入功率Ｐ（已知）Ｐ＝０．３７ｋＷ ４．２输入转速ｎ１（已知） １＝１４００ｒ／ｍｉｎ ４．３选取传动带 ２ｘ３２３＋０．５×３．１４Ｘｆ１５２．４２＋７０）－－Ｉ．—（１５２．４２７０）２：—、 ＝４ Ｘ ３２３ １０００．４４ 根据手册查得宽Ｖ带长度为１０００ｍｍ ４．９确定中心距ａ 根据所选宽Ｖ带长度，重新计算确定中心距ａ＝３２０ｍｍ。 ４．１ ０带在带轮上的最小包角 口 ｉ ：１８０。一—Ｄｍ＝－Ｄ￣ｎ—根据各种传动带的特点和应用，选取传动带类型为宽ｖ型带， 型号为Ｗ１６。 ４．３．１结构：宽Ｖ带承载层为绳芯，相对高度近似为Ｏ－３的梯 形截面环形带。 ４．３．２特点：宽Ｖ带曲挠性好，耐热性和耐侧压性能好，多用 于无级变速传动。 ４．４确定主、从动带轮的尺寸 ×５７．３。 １８０。一—１５２．４２：—－７０×５７．３。 ３２０ ＝１６５．６８。＞１２０。 ・．．符合带传动要求。 ４．４．１根据选用的宽Ｖ带楔角为４０。，确定带轮的槽角 ￣ｏ＝４０。。 ５绘制草图。零件图 根据设计的尺寸绘制零件图。通过教师指导，指出学生绘图 的过程的错误之处，直到各零件图达到要求。从而培养学生钻研、 探索、自学的能力。 ４．４．２主、从动带轮的最小工作直径。 根据实际结构，确定带轮的最小直径Ｄ ＝６３ｍｍ。 ・．．取主、从动带轮最小工作直径为： Ｄｌ ｉ ＝７０ｍｍ Ｄ２ ｉ ＝７０ｍｍ ６制定零件的机械加工工艺规程 根据绘制的零件图，对零件的加工工艺进行分析，并制定各 零件的机械加工工艺规程。通过加工工艺规程的制定，使学生学 工工艺过程、加工方法和加工设备。 ４．４．３主、从动带轮的最大工作直径。 移动量为４１．２１ｍｍ。 ・．．根据带轮和Ｖ带的结构和各参数，计算得宽ｖ带在带轮上的 会编写零件加工工艺卡片和工序卡片等，掌握各种典型零件的加 取主、从动带轮的最大工作直径为： ７零件的生产Ｊｊｏ＂ｒ＂ 根据制定的机械加工工艺规程由学生自己动手完成各零件的 加工，进一步掌握车床、铣床、磨床等设备的正确操作和保养， Ｄ１ ＝１５２．４２ｒａｍ Ｄ２ ＝１２．４２ｒａｍ 取带轮外径Ｄ外＝１６０ｍｍ ４．５传动比 ‘ …进一步掌握各零件加工方法。培养学生的动手能力和分析问题、 解决问题的能力。 ： ＿眦： 唑：—１５２４２．—：，ｚ１ｍｉｎ ｉｎ Ｄ２曲 ７０ ２．１４ ’ 【参考文献】 【１］成大先．《机械设计手册》第四版【Ｍ】．化学工业出版社， ２００２． ｎ２ ｍ Ｉ：一：旦盟： ｍｉｌｌ ｍ ｎｌ ３２ １５２ ４２ ＶＩ－ ．： ０ ４５， ・．【２】李培根．《机械基础（高级）》【Ｍ】．机械工业出版社，２００６． ［３北京第一通用机械厂．《机械工人切削手册》［３］Ｍ】．机械．ｙ－．．Ｉｋ出 版社．１９９５． ．传动比为１－０．４５—２．１４。 ４．６变速范围 －２５２－
