钢丝绳式无级变速器(WR-CVT)钢丝绳力学特性分析

摘要

本文依托国家自然科学基金项目“新型车用金属带式无级变速器螺旋缠绕钢丝疲劳与磨损失效机理研究”（批准号：51505373）和陕西省教育厅科研计划项目“螺旋缠绕式无级变速器钢丝弯曲承载特性及表面损伤行为研究”（项目编号：15JK1490），从带传动基本理论入手，运用坐标变换理论、弹性力学以及有限元法，对钢丝绳式无级变速器(Wire Rope CVT，简称WR-CVT)中的关键传动元件——钢丝绳进行承载特性分析，为轿车用WR-CVT的研究与开发提供理论基础。主要内容如下：
　　在对钢丝绳式无级变速器的基本结构和传动机理进行分析的基础上，确定了无级变速器的主要结构参数，建立了钢丝绳的结构模型；在分析WR-CVT所用钢丝绳的成型过程的基础上，建立了平直和弯曲钢丝绳的数学模型和几何模型；基于Costello的钢丝绳弹性理论，建立了平直和弯曲钢丝绳的力学模型；通过分析钢丝绳与金属块的接触关系，推导出了绳与圆弧槽的接触正压力表达式，并对接触段和非接触段的钢丝绳进行了力学分析；运用 ABAQUS软件建立了钢丝绳的有限元分析模型，对平直状态钢丝绳股内钢丝的应力及变形分布进行了仿真，对比分析了钢丝圆周方向、绳截面半径方向、绳轴线方向的应力变化规律，揭示了无级变速器所用钢丝绳的承载特性。

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1绪论

1.1研究背景及意义

1.2自动变速器发展现状

1.3 MB-CVT发展现状

1.4 WR-CVT研究现状

1.5研究内容与技术路线

2 WR-CVT基本结构及运动关系

2.1 WR-CVT工作原理

2.2 WR-CVT结构组成

2.3 WR-CVT基本运动关系分析

2.4钢丝绳结构

2.5本章小结

3 钢丝绳建模理论及几何实现

3.1 钢丝绳数学模型

3.2钢丝绳几何建模

3.3本章小结

4 钢丝绳力学建模及受力分析

4.1 钢丝绳力学模型建立

4.2钢丝绳与金属块接触模型

4.3本章小结

5 钢丝绳应力及变形仿真分析

5.1 钢丝绳接触摩擦模型

5.2 钢丝绳有限元建模

5.3 有限元模型验证

5.4 仿真结果及分析

5.5 本章小结

6结论与展望

6.1结论

6.2展望

致谢

参考文献

附录