自行车无级变速器设计管理论文

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摘要：本文在分析各种无级变速器和无级变速自行车的基础上，把钢球外锥式无级变速器进行部分改装，从而形成了自行车的无级变速装置。该装置通过八个钢球利用摩擦力将动力进行输入输出，用一对斜齿轮进行分度调速，从而使自行车在0.75～1.22之间进行无级调速。研究表明：无级变速器被用于自行车方面可以大大改善自行车的使用性能，方便广大消费者使用。

关键字:无级变速自行车；无级变速器

ThedesignoftheCVTonPE10bicycle

ABSTRACT:BasedontheanalysisofvariousCVTandCVTbikes,inthisdissertation,wechangesomepartsoftheKopp-BCVTforminganewkindofCVTusedtothebicycle.Theyareusedtoinputoroutputthepowerthroughthefrictionandapairofhelicalgearsisalsousedtoadjustthespeed,sothespeedcanchangebetween0.75and1.22.ThisresearchshowsthatwhentheCVTareusedinthebicycle,theycansignificantimprovetheperformanceofbikesothatallcustomerscanuseitconvenient.

Keyword:CVTbike;CVT

毕业论文设计内容和要求

设计内容：根据男式自行车的特点选择合适的传动比；比较和选择合适的方案；完成自行车无级变速器变速器的结构设计与计算；对关键部件进行强度和寿命校核。

设计要求：传动比范围0.75～1.22；变速器尺寸要尽可能小，轻便；结构设计时应使制造成本尽可能低；安装拆卸要方便；外观要匀称，美观；调速要灵活，调速过程中不能出现卡死现象，能实现动态无级调速；关键部件满足强度和寿命要求；画零件图和装配图。

第二章自行车无级变速器总体方案的选择

自行车无级变速方式多种多样，在此，我只选择了两种方案供参考，作比较，选出理想方案。该两种方案分别是钢球长锥式(RC型)无级变速器和钢球外锥式无级变速器，分别描述如下。

§2.1钢球长锥式(RC型)无级变速器

钢球长锥式(RC型)无级变速器

如上图所示，为一种早期生产的环锥式无级变速器，是利用钢环的弹性楔紧作用自动加压而无需加压装置。由于采用两轴线平行的长锥替代了两对分离轮，并且通过移动钢环来进行变速，所以结构特别简单。但由于长锥的锥度较小，故变速范围受限制。

RC型变速器属升、降速型，其机械特性如下图所示。技术参数为：传动比i21=n2/n1=2～0.5,变速比Rb=4,输入功率P1=（0.1～2.2）kw，输入转速n1=1500r/min,传动效率η＜85%。一般用于机床和纺织机械等.

下图是RC型变速器的机械特性：

RC型变速器的机械特性

§2.2钢球外锥式无级变速器

1,11-输入，输出轴2，10-加压装置3，9-主，从动锥轮4-传动钢球

5-调速蜗轮6-调速蜗杆7-外环8-传动钢球轴12，13-端盖

图2-3钢球外锥式无级变速器

如图所示，动力由轴1输入，通过自动加压装置2，带动主动轮3同速转动，经过一组（3～8）钢球4利用摩擦力驱动输出轴11，最后将运动输出。传动钢球的支承轴8的两端，嵌装在壳体两端盖12和13的径向弧行倒槽内，并穿过调速涡轮5的曲线槽；调速时，通过蜗杆6和蜗轮5转动，由于曲线槽的作用使钢球轴线的倾斜角发生变化，导致钢球与两锥轮的工作半径改变，输出轴转速得到调节。其动力范围为：Rn=9，Imax=1/Imin，P≤11kw，ε≤4%，η＝0.80～0.92。此种变速器应用广泛。

从动调速齿轮5的端面分布一组曲线槽，曲线槽数目与钢球数相同。曲线槽可用阿基米德螺旋线，也可用圆弧。当转动主动齿轮6使从动齿轮5转动时，从动齿轮的曲线槽迫使传动钢球轴8绕钢球4的轴心线摆动，传动轮3以及从动轮9与钢球4的接触半径发生变化，实现无级调速。具体分析如下：

钢球外锥式无级变速器变速示意图

主要由两个锥轮1、2和一组钢球3（通常为6个）组成。主、从动锥轮1和2分别装在轴Ⅰ、Ⅱ上，钢球3被压紧在两锥轮的工作锥面上，并可在轴4上自由转动。工作时，主动锥轮1依靠摩擦力带动钢球3绕轴4旋转，钢球同样依靠摩擦力带动从动锥轮2转动。轴Ⅰ、Ⅱ传动比，由于，所以。调整支承轴4的倾斜角与倾斜方向，即可改变钢球3的传动半径r1和r2，从而实现无级变速。

§2.3两方案的比较与选择

钢球长锥式(RC型)无级变速器结构很简单，且使用参数更符合我们此次设计的要求，但由于在调速过程中，怎样使钢环移动有很大的难度，需要精密的装置，如果此装置用于自行车，成本会大大的提高，显得不合理。

而钢球外锥式无级变速器的结构也比较简单，原理清晰，各项参数也比较符合设计要求，故选择此变速器。只是字选用此变速器的同时须对该装置进行部分更改。

须更改的部分是蜗轮蜗杆调速装置部分。因为我们是选用了8个钢球，曲线槽设计见第三章，一个曲线槽跨度是900，也就是说自行车从最大传动比调到最小传动比，需要使其转过900，而普通蜗轮蜗杆传动比是1/8，那么其结构和尺寸将完全不符合我们设计的要求。为此，我们想到了将它们改为两斜齿轮传动，以用来调速。选用斜齿轮是因为斜齿轮传动比较平稳。在设计过程中，将主动斜齿轮的直径设计成从动斜齿轮的3/4，这样只要主动轮转动1200，那么从动轮就会转动900，符合设计要求。

目录

摘要………………………………………………………………1

Abstract…………………………………………………………1

第一章绪论

§1.1机械无级变速器的发展概况…………………………2

§1.2机械无级变速器的特征和应用………………………3

§1.3无级变速自行车研究现状……………………………4

§1.4毕业论文设计内容和要求……………………………6

第二章自行车无级变速器总体方案的选择

§2.1钢球长锥式(RC型)无级变速器………………………7

§2.2钢球外锥式无级变速器………………………………7

§2.3两方案的比较与选择…………………………………9

第三章自行车钢球外锥式无级变速器部分零件的设计与计算

§3.1钢球与主﹑从动锥齿轮的设计与计算………………10

§3.2加压盘的设计与计算…………………………………11

§3.3调速齿轮上变速曲线槽的设计与计算………………12

§3.4输入轴的设计与计算…………………………………13

§3.5输出轴的设计与计算…………………………………16

§3.6输入﹑输出轴上轴承的选择与计算…………………19

§3.7输入﹑输出轴上端盖的设计与计算…………………20

§3.8调速机构的设计与计算………………………………21

§3.9自行车无级变速器的安装……………………………23

参考文献……………………………………………………………24

心得与体会…………………………………………………………25

附录1翻译译文及原文………………………………………………26

2设计图纸