金属带式无级变速器金属块接触特性研究

摘要

金属带式无级变速器(CVT)在全球汽车市场上的比重越来越大，具有操作方便，油耗较低等优点。金属带作为其传动的核心部件，工作性能直接影响整个变速器的传动性能。本文基于弹性力学理论，研究金属块在不同工作状态与周围各组件的接触情况。主要研究内容如下：
　　在研究金属带式无级变速器的基本结构和传动原理的基础上，对金属带式无级变速器进行了运动学分析，建立了金属带几何关系模型，确定了金属带式无级变速器的传动比变化范围；对金属块及组件间的作用力关系进行分析，建立了金属块的力学模型；对金属块在不同工况下的接触状态进行分析，对金属块在运动中所产生的接触问题进行了深入的探讨，将金属块的接触情况划分为以下四类，即金属块间直线段、金属块间圆弧段、金属块与钢带环和金属块与带轮的接触；基于弹性力学和接触力学理论建立了金属块在各工况下接触特性的解析解模型，利用有限元对金属块进行数值解的求解，并将计算结果与解析解进行对比，分析表明两种方法所获得的结果具有较好的一致性；运用ANSYS的优化设计功能，对金属块结构危险部位或安全部分进行了优化，得到新的金属块结构。
　　以上研究分析了金属带式无级变速器的工作原理，及其核心部件金属带的工作状况，分别建立金属块接触模型，分析了金属块的接触特性并优化金属块结构。本研究对金属带式无级变速器的研究和发展具有一定的积极作用。

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1 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 变速器发展概述

1.3 金属带式无级变速器国内外研究现状

1.4 本文研究内容

2 金属带式无级变速器结构和传动原理

2.1 金属带式无级变速器基本结构

2.2 金属带式无级变速器工作原理

2.3 金属带式无级变速器运动学分析

2.4 金属带式无级变速器金属带组件力学分析

2.5 本章小结

3 金属带式无级变速器金属块接触特性

3.1 赫兹理论

3.2 金属块与金属块接触特性

3.3 金属块与钢带环接触特性

3.4 金属块与带轮接触特性

3.5 金属块与各组件接触特性

3.6 本章小结

4 金属带式无级变速器金属块优化设计

4.1 优化设计概述

4.2 优化设计的过程与步骤

4.3 金属带式无级变速器金属块优化设计

4.4 本章小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文