考虑油膜状态的无级变速器滑摩传动可靠性提升技术研究

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1、学校代码10530学号201510161641分类号U463.2密级公开硕士学位论文考虑油膜状态的无级变速器滑摩传动可靠性提升技术研究学位申请人范坚指导教师刘金刚教授学院名称机械工程学院学科专业机械工程研究方向机电液传动与控制二零一八年六月三日StudyonreliabilityimprovementtechnologyofCVTslidingfrictiontransmissionconsideringoilfilmstateCandidateFanJianSupervisorLiuJin-gangCollegeS

2、choolofMechanicalEngineeringProgramMechanicEngineeringSpecializationElectromechanicalEngineeringDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateMay,2018湘潭大学硕士学位论文摘要新一代的金属带式无级变速器（CVT）采用基于滑移率的夹紧力控制策略，可以显著地提高CVT的传动效率，但金属片与带轮之间的相对滑动影响了CVT工作时的油膜牵引条件，且滑摩传动工况

3、下的油膜状态牵涉到的参数较多，造成金属带滑移状态下传动的可靠性难以实时估量。鉴于此，本文考虑金属带滑移下的油膜状态，通过弹流润滑计算得到了油膜特性参数，基于非概率集合理论建立了滑摩传动可靠性模型，采用蒙特卡洛法求解得到了CVT滑摩传动的可靠度，最后，通过CVT夹紧力补偿控制来提升滑摩传动的可靠度。论文的主要工作如下：（1）基于金属带式CVT的滑摩传动工作原理以及滑移机理，讨论了滑移对传动效率、传动可靠性的影响，基于滑移率的夹紧力控制策略能有效提高传动效率，但传动可靠性难以保证；通过分析了金属带与带轮接触区域载荷与相对

4、滑动速度等油膜工作条件，发现润滑油膜处于弹流润滑状态。（2）依据金属片与带轮之间摩擦副润滑油膜的实际工况和弹流润滑理论建立了油膜状态的数学模型，通过数学推导建立了转矩、转速、速比、滑移率与油膜压力、油膜厚度的关系，确定了油膜压力、油膜厚度的求解方法，最后求解并分析了各工况参数下的油膜压力与油膜厚度。（3）分析了油膜状态对CVT滑摩传动的影响，以油膜剪切应力是否达到其极限值作为CVT滑摩传动的失效判据，基于非概率集合理论建立了CVT滑摩传动超椭球模型，确定了模型中不确定性变量的区间，最后采用了MonteCarlo方法计

5、算得到了CVT各工况参数与滑摩传动可靠度的关系，并重点分析了相对速度与载荷对可靠度的影响。（4）依据可靠度的最大影响因素，结合了滑移控制策略，提出了基于可靠度的夹紧力补偿控制策略。设计了台架试验对夹紧力补偿控制策略进行了试验验证，结果表明，基于可靠度的夹紧力补偿控制策略，相比于原有夹紧力控制策略，有效的提高了CVT滑摩传动的可靠性。关键词：CVT；滑摩传动；油膜状态；可靠性I湘潭大学硕士学位论文AbstractThenewgenerationofmetalbelttypecontinuouslyvariabletra

6、nsmission(CVT)adoptsaclampingforcecontrolstrategybasedontheslipratio,whichcansignificantlyimprovethetransmissionefficiencyoftheCVT,buttherelativeslidingbetweenthemetalsheetandthepulleyaffectstheoilfilmtractionconditionoftheCVTworking,andtheoilfilmstateinvolvedi

7、ntheslidingfrictiondrivingconditioninvolvesmoreparameters,whichmakesitdifficulttomeasurethereliabilityofthetransmissioninthestateofmetalbeltslip.Inviewofthis,thispaperconsidersthestateoftheoilfilmunderslippageofthemetalbelt,andcalculatestheoilfilmcharacteristic

8、parametersthroughtheelastohydrodynamiclubrication.Basedonthenon-probabilisticsettheory,thereliabilitymodeloftheslidingfrictiondriveisestablished,andMonteCarlomethodisusedtoo