控制式差动无级变速器的结构研究及虚拟装配

摘要

为了解决依靠摩擦力传递动力的机械无级变速器调速范围小和承载能力低的问题，出现了一种新型组合装置，即用普通的机械无级变速装置去封闭差动齿轮系的两个输入端，形成了所谓的“控制式差动无级变速器”。它结合了机械无级变速装置的变速特点和齿轮周转轮系的差动合成作用，使装置的调速范围扩大乃至过零调速，或者实现精密调速的效果，精密调速还能够提高无级变速传动装置的承载能力。
　　由于这种新型组合装置的结构比较复杂，本文通过对此装置的运动学进行计算分析，推导出判定装置类型的根据以及传动比、调速范围等计算关系式;这种控制式差动无级变速装置属于封闭组合装置，其内部可能会有循环功率的产生，针对此问题具体分析了装置内功率流流向类型，进行了封闭循环功率的存在判定，以及装置功率的计算;采用传动比法分析计算装置的传动效率，得出传动效率与传动参数之间的计算关系式。
　　以实例为支撑，对上述理论研究得出的结论进行了验证。在明确给定的设计要求后，结合所得到的关系式，提出两种设计方案，在选择对比后确定最佳结构方案，即采用二级差动轮系的P型链式控制式差动无级变速装置。
　　装配是产品制造生产过程中最终的一个步骤，也是比较关键的一个步骤，在本课题的研究中对选定的结构方案进行虚拟装配。利用Pro/Engineer三维造型软件作为虚拟装配技术的平台，实现对所设计的装置中各零件的三维模型的建立;完成整个装置的虚拟装配以及检查装配过程中的干涉情况，对符合设计要求的控制式差动无级变速器的设计参数进行装配校验，以检验设计可行性及提高工人生产工作效率。
　　本文对控制式差动无级变速装置的结构做了深入的研究，对其生产装配过程的研究具有一定的实用意义。

目录

摘要

1 绪论

1．1 无级变速器传动概述

1．1．1 无级变速传动的意义

1．1．2 机械无级变速传动装置的特点和分类

1．2 控制式差动无级变速器的发展状况

1．2．1 机械无级变速器的发展状况

1．2．2 控制式差动无级变速器的调速类型及功率流的研究

1．2．3 控制式差动无级变速器传动效率的研究

1．2．4 国内控制式差动无级变速器试验应用的研究

1．2．5 国外控制式差动无级变速器研究概况

1．3 课题的提出及内容

1．3．1 课题研究的提出

1．3．2 课题研究的主要内容

1．4 本章小结

2 控制式差动无级变速器的传动原理及运动学分析

2．1 机械式无级变速器的传动原理及类型

2．2 控制式差动无级变速器的简介及原理

2．2．1 控制式差动无级变速器的简介

2．2．2 控制式差动无级变速器的工作原理

2．3 控制式差动无级变速器的运动学及动力学简要分析

2．3．1 组合装置调速范围的分析

2．3．2 组合装置调速类型的判断

2．3．3 装置内部功率流分析

2．3．4 装置传动效率分析

2．3．5 装置的滑差率分析

2．4 本章小结

3 控制式差动无级变速器结构的设计

3．1 设计要求的提出

3．2 控制式差动无级变速器的结构设计

3．2．1 齿链式无级变速器的设计

3．2．2 装置整体结构的设计方案

3．3 装置传动比及调速范围的设计计算

3．4 装置的功率分析与计算

3．5 装置的效率分析与计算

3．6 装置齿轮结构的计算及校核

3．6．1 定轴圆柱齿轮参数计算及校核

3．6．2 高速行星齿轮参数计算及校核

3．6．3 低速行星齿轮参数计算及校核

3．7 对齿轮组限制条件的检验

3．8 装置的结构装配图

3．9 小结

4 Pro／E中控制式差动无级变速器的虚拟装配

4．1 虚拟装配技术简介

4．2 Pro／E软件简介

4．3 控制式差动无级变速器零件的建模

4．4 基于Pro／E的参数化建模

4．5 基于Pro／E的装配

4．6 小结

5 总结与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学位论文

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