一、主要内容及基本要求 1、以钢球、加压盘为传动件，设计一种机械摩擦式无级变速器； 2、输入功率P=5kw，输入转速
n=1500rpm，调速范围R=10； 3、以UG或SolidEdge三维CAD软件为平台，建立整机的数字化模型； 4、完成A0#装配图纸1张，零件图总量不少于A0#图纸1张； 5、设计说明书一份； 6、英文文献一份。 目录 摘要 Abstract 第一章引言………………………………………………………………（1） 1.1机械无级变速的发展概况…………………………………………………（1） 1.2机械无级变速器的特征及应用……………………………………………（1） 1.3国内机械无级变速器的研究现状…………………………………………（2） 1.4钢球外锥式无级变速器简介………………………………………………（3） 1.5设计内容及要求…………………………………………………（4） 第二章主要零件的计算与设计…………………………………………（5） 2.1钢球与主、从动锥轮的计算与设计………………………………………（5） 2.2加压盘的计算与设计………………………………………………………（8） 2.3调速齿轮上变速曲线槽的计算与设计……………………………………（9） 2.4输入、输出轴的计算与设计………………………………………………（10） 2.5输入、输出轴上轴承的计算与设计………………………………………（11） 2.6输入、输出轴上端盖的计算与设计………………………………………（11） 2.7调速机构的计算与设计……………………………………………………（11） 2.8无级变速器的装配…………………………………………………………（13） 第三章主要零件的校核…………………………………………………（14） 3.1输入、输出轴的校核………………………………………………………（14） 3.2轴承的校核…………………………………………………………………（16） 总结…………………………………………………………………………（18） 参考文献……………………………………………………………………（19） 机械无级变速器的适用范围广，有在驱动功率保持不变时，由于工作阻力的变化，需要调整驱动转矩的速度以产生适当的驱动力矩者（例如，化工行业中的搅拌机械，即需要随着搅拌物料的粘度、阻力增大而能相应减慢搅拌速度）；还有需要根据情况进行调整所需的速度者（如起重运输机械要求随物料及运行区段的变化而能相应改变或提升运行速度，食品机械中的烤干机或制药机械要求随着温度变化而调节转移速度）；有为了获得恒定的运行速度或张力需要调节速度者（如需要切割导线截面切割加工时保持恒定的速度，电气机械络筒机需要保持一个恒定的卷绕速度，纺织机械，轻工机械浆纱机膜机都必须调整速度，以保证恒张力等）；有在整个系统中为适应各种条件，需要协调各种工况、工位、工序或单元的不同要求，并具有自动速度控制者（如生产各种半自动或自动操作或流水线操作）；有为了改变所要求的速度去探索最佳效果者（如试验机械或者离心机需要调速，以获得最佳的分离）；有为了节能减排而需进行调速者（如风机，水泵等）；此外，根据各种规律的或不规律的变化，进行自动调整速度或实现自动或程序控制等。 总之，采用无级变速器，特别是配合减速传动时，进一步扩大其转速范围和输出转矩，能够更好地适应于提高产品的产量和质量，以满足变换的最佳性能所需的各种条件，可以看出对产品的需求，节约能源，机械化和自动化的整个系统的所有方面都具有显著作用。因此，CVT已经成为传输的基本常见的形式，在纺织，轻工，食品，包装，化工，机床，电机，材料处理采矿和冶金，工程，农业，国防和测试等各类机械使用。 1.3国内机械无级变速器的研究现状 国内机械无级变速器基本上是围绕20世纪60年代开始到80年代中期，随着大量引进国外先进设备，工业生产和现代自动化流水线的快速发展，为各类机械无级变速器的专业厂家需求显著增加启动建设和规模化生产，一些大学已经开展了研究工作在外地。经过十多年的发展，现在，从机械式无级变速器的研发，生产，以情报信息的各个方面在国内同行业组成了一个较完整的体系，一个新兴的行业，在机械领域的发展。 目前，国内生产的机械式无级变速器的大多是模仿国外产品，主要产品类型： (1)摩擦式无级变速器: 1、行星锥盘式(DISCO型)； 2、行星环锥式(RX型)； 3、锥盘环盘式(干式、湿式)； 4、多盘式(Bier型)等。 (2)齿链式无级变速器: 1、滑片链式； 2、滚柱链式； 3、链式卷绕式。 (3)带式无级变速器: 1、普通V带； 2、宽V带； (4)脉动式无级变速器: 1、三相并列连杆式； 2、四相并开连杆式。 其中行星锥无级变速器高度灵活的光盘，结构和工艺相对简单，可靠，综合性能好，尤其是需要适应各种生产线，使用最广泛，产量最大，其年度账目机械50％超过无级变速器的总输出。输入功率为广大的CVT产品（0.18-7.5）千瓦，少数种类可以达到（2230）千瓦左右。经过前一阶段通过实践，掌握本领域近几年，国内发展机械无级变速器的生产有一个新的发展趋势，主要是 （1）基础上的“恒功率行星摩擦式无级变速机”和“非物理心轴行星齿轮无级变速器”的创新和发展的原盘无级变速行星锥原有产品的创新和改进，后者的传动比由5个增至6至20个或更多，输出扭矩也增加了一倍多，等优良性能，还有一系列的产品。 （2）与CVT无级变速器汽车的研究和开发是一种高科技产品，目前已开通了金属带式无级变速器，经过测试，现在准备进行工业化生产;其中依靠关键部件“金属条”还将自己生产的进口。此外，新的汽车也被用在CVT和复合带进行讨论。 （3）开发新类型的创新的（汽车和通用）无级变速器近年来取得了创新性的无级变速器，其中无级变速器的特性主要是①无摩擦式传动，大多要链接脉动无级变速器的驱动器或采取的主链驱动; ②实现高功率，恒功率或速度要求; ③力求结构简单，紧凑，并获得优异的性能。这个计划，已经多年研究试验，在不久的将来，可能会见效。 上述情况可以解释，从过去国内的发展无级变速器模拟阶段和生产进入创新阶段，由低功耗的发展，大功率，高科技发展的总体技术方向，所以在未来可能会有一些新的一代机械无级变速器的优异性能。 随着电力电子技术的发展，自80年代以来，许多出现由交流电机调速方式进行。它作为一种先进的变速器，驱动器控制器及其获得机械无级变速器的迅速发展和应用衍生品产生了一定的影响。它的主要优点是速度快，性能好，规模大，效率高，良好的自我控制，很宽的功率范围。近年来，一种新型开关磁阻电机（SwitchedRelucta
nceDrive - SRD）的出现，以进一步提高性能;然而，缺点在于，它们都小于电机的额定速度，只在低转速的效率比低并且足够稳定，从过载性能较差等的恒定转矩特性。 上述功率调速相比，机械无级变速器的特性主要是：机械性能与恒功率，转速稳定，可靠，传动效率高，结构简单，维修方便，而且种类很多，范围广泛的应用。因此，在未来的发展，仍具有广阔的前景。 1.4钢球外锥无级变速器简介 钢球外锥式机械无级变速器的结构如图1-1所示。动力由轴1输入，通过自动加压装置2，带动主动轮3同速转动，经一组(3～8个)钢球4利用摩擦力驱动外环7和从动锥轮9；再经锥轮轮9、自动加压装置10驱动输出轴11，最后将动力输出。传动钢球的支承轴8的两端嵌装在壳体两端盖12和l3的径间弧形导槽内，并穿过调速蜗轮5的曲线槽；调速时，通过蜗杆6使蜗轮5转动。由于曲线槽(相当于一个控制凸轮)的作用，使钢球轴心线的倾斜角发生变化，导致钢球与两锥轮的工作半径改变，输出轴的转速便得到调节。其动力范围为：
nR=9，Imax=1/Imi
n，P≤11KW，ε≤4，η＝0.80～0.92 ，应用甚广。 从动调速齿轮5的端面分布一组曲线槽，曲线槽数目与钢球数相同。曲线槽可用阿基米德螺旋线，也可用圆唬当转动主动齿轮6使从动齿轮5转动时，从动齿轮的曲线槽迫使传动钢球轴8绕钢球4的轴心线摆动，传动轮3以及从动轮9与钢球4的接触半径发生变化，实现无级调速。