滚轮平盘牵引式无级变速器自适应变速机构动力学分析

摘要

无级变速器(CVT)是一种理想的机械传动方案,随着现代工业和车辆技术的发展,希望CVT的变速机构对于负载改变能够实现自动/自适应变速,针对典型的同轴移动类牵引式CVT—滚轮平盘牵引式CVT,提出了一种基于螺纹–弹簧力封闭的自适应变速机构,并对其进行动力学研究。首先,给出具有螺纹–弹簧式自适应变速机构的滚轮平盘牵引式CVT结构模型;然后,分别对该CVT进行了运动学分析并给出运动学参数计算模型,根据赫兹接触理论建立其牵引点接触模型,采用分离体分析法建立了其动力学模型;最后,重点分析了变速过程中滚轮与平盘之间侧滑力的变化规律,分析出滚轮自适应负载变化的变速运动规律,研究了弹簧刚度系数对变速过程的影响,并对自适应变速过程的滚轮偏移规律进行了仿真实验验证。结果表明:自适应变速过程中,当侧滑率系数大于0.55时,侧滑力大小基本恒定;自适应变速过程为一振动过程,且变速机构中弹簧的刚度系数和负载力矩会直接影响变速响应时间和变速稳定时滚轮侧滑量大小;在同样大小的负载作用下,不同的初始负载条件会影响到变速振动的振幅,但对于变速稳定时滚轮的偏移量无较大影响;自适应变速过程的滚轮偏移规律的仿真结果与计算结果趋势吻合,但变速稳定时间有明显区别,仿真结果更接近实际情况。