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新型剖分变径式CVT的设计实现
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2017-11-21
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随着工业的发展和生产工艺流程机械化、自动化程度的提高，机械无级变速传动装置作为一类重要的机械传动部件，在国内外应用日益广泛，特别在生产流水线、变速机械中，甚至在轿车的变速传动系统中也采用了机械无级变速器。而带式无级变速器由于其结构简单、制造容易、工作平稳、能吸收振动、易损件少、带的更换方便等优点，已成为机械无级变速器中广泛应用的一种。
1传统带式无级变速器结构及其工作原理
无级变速器的变速原理很简单，但也很巧妙。如图1所示，传统带式CVT主要包括主动轮组、从动轮组、传动带和液压泵（调速控制装置）等基本部件。变速器的主、被动工作轮的固定和可动两部分形成V形槽，与传动带啮合。当主、被动工作轮可动部分作轴向移动时，改变了传动带的回转半径，从而改变传动比。可动轮的轴向移动是根据使用要求，通过控制系统可进行连续调节，以实现无级变速传动。变速部分由主动带轮、V型传动带和被动带轮所组成。每个带轮都由带有斜面的半个带轮而组成一体，其中一个半轮是固定的，另一个半轮是可以通过液压伺服油缸来控制其移动。半轮间的轴向相对位移可以通过控制机构来改变；两个带轮轴间的距离是固定的，传动带的周长是固定不变的，通过控制两活动盘的轴向位移，使主动轮和被动轮半径的相应连续变化，从而实现了无级变速。
传统带式无级变速器被广泛应用，在工业上具有大规模的经济效益。但是传动带在变速过程中由于挤压产生很大的摩擦力，造成带较快磨损，使其寿命降低。另外，带轮变径使传动带径向位置变化的同时，还使其有轴向变化，这进一步恶化了传动的稳定性，缩短了传动带寿命。
2剖分变径式无级变速器原理与结构图
在带式无级变速器中，若要实现变速即输出转速变化，必须改变其传动比，而传动比的改变需要通过改变带轮工作直径来实现。改变V型传动带工作直径变化的方式，除了改变两个锥型带轮之间的轴向位置外，还可以利用分体式带轮的分体间径向移动来实现。基于这种考虑，本文提出新型剖分变径式无级变速器的设计研究。
如图2所示，剖分变径式CVT的主、从动轮组均由分体带轮1、轴向可移动锥体2、固定的径向导向盘4组成。分体带轮底部嵌入带有T型槽的锥体中，并通过销与径向导向盘连接。当要增大传动比时，调速机构带动主动轮组的锥体轴向移动，锥体通过T型槽推动主动带轮分体沿导向盘径向收缩。同时，从动轮组的锥体反向移动，推动从动带轮分体沿导向盘径向膨胀，从而改变主、从动带轮分体与传动带啮合的工作直径比，如此实现在一定范围内连续无级调速的目的。
1传统带式无级变速器结构及其工作原理
无级变速器的变速原理很简单，但也很巧妙。如图1所示，传统带式CVT主要包括主动轮组、从动轮组、传动带和液压泵（调速控制装置）等基本部件。变速器的主、被动工作轮的固定和可动两部分形成V形槽，与传动带啮合。当主、被动工作轮可动部分作轴向移动时，改变了传动带的回转半径，从而改变传动比。可动轮的轴向移动是根据使用要求，通过控制系统可进行连续调节，以实现无级变速传动。变速部分由主动带轮、V型传动带和被动带轮所组成。每个带轮都由带有斜面的半个带轮而组成一体，其中一个半轮是固定的，另一个半轮是可以通过液压伺服油缸来控制其移动。半轮间的轴向相对位移可以通过控制机构来改变；两个带轮轴间的距离是固定的，传动带的周长是固定不变的，通过控制两活动盘的轴向位移，使主动轮和被动轮半径的相应连续变化，从而实现了无级变速。
传统带式无级变速器被广泛应用，在工业上具有大规模的经济效益。但是传动带在变速过程中由于挤压产生很大的摩擦力，造成带较快磨损，使其寿命降低。另外，带轮变径使传动带径向位置变化的同时，还使其有轴向变化，这进一步恶化了传动的稳定性，缩短了传动带寿命。
2剖分变径式无级变速器原理与结构图
在带式无级变速器中，若要实现变速即输出转速变化，必须改变其传动比，而传动比的改变需要通过改变带轮工作直径来实现。改变V型传动带工作直径变化的方式，除了改变两个锥型带轮之间的轴向位置外，还可以利用分体式带轮的分体间径向移动来实现。基于这种考虑，本文提出新型剖分变径式无级变速器的设计研究。
如图2所示，剖分变径式CVT的主、从动轮组均由分体带轮1、轴向可移动锥体2、固定的径向导向盘4组成。分体带轮底部嵌入带有T型槽的锥体中，并通过销与径向导向盘连接。当要增大传动比时，调速机构带动主动轮组的锥体轴向移动，锥体通过T型槽推动主动带轮分体沿导向盘径向收缩。同时，从动轮组的锥体反向移动，推动从动带轮分体沿导向盘径向膨胀，从而改变主、从动带轮分体与传动带啮合的工作直径比，如此实现在一定范围内连续无级调速的目的。
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