基于虚拟样机技术的无级变速器设计与研究.pdf

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1、机械设计与制造第3期12MachineryDesign&Manufacture2012年3月文章编号：1001—3997(2012)03—0012-03基于虚拟样机技术的无级变速器设计与研究术莫帅李振亮李亚姜相争(天津科技大学机械工程学院，天津300222)DesignandresearchofCVTbasedonvirtualprototypetechnologyMOShuai，LIZhen-liang，LIYa，JIANGXiang—zheng(CollegeofMechanicalEngineering，TianjinUniversityofS

2、cience&Techn0logy，Tianjin300222，China)【摘要】无级变速器(cVT)能够在一定范围内连续实现速度改变，适用范围宽，应用前景广。、利用虚拟样机技术实现无级变速器的设计与研发，具有研发周期短，成本低，并且能够实现产品全生命周期管理。通过在多体系统优化仿真软件RecurDyn中建立CVT虚拟样机模型进行运动学和动力学分析和仿真，全面了解CVT各方面性能，并将仿真结果与理论计算结果对比，从而证明虚拟样机技术的可行性和先进性，并具有很大的推广价值。关键词：无级变速器(CVT)；虚拟样机；RecurDyn；运动仿真【Abstr

3、act】Continuouslyvariabletransmissions(CVT)，achievingcontinuousspeedchangeswithinacertainrange，haveanextensiveuseandpromisingprospectofapplication．Basedonvirtualprototypingtech—nology，thisdesignandresearchofCVTcanrealizeproductlifecyclemanagementwithshortdevelopment可内篓量翟蓑要：：矩：固体

4、登流，竺篾苎望：裹者间接的联系起来、磁输粤孽警理样，以传递动力。当对输入输出轴的联系关系进荟一造，然后现自动控制慧芝3宽V带无级变速器工作原理，同时也可以减轻操作员工的劳动强度，因此在现代一一～一’一⋯．2虚拟样技术鬈(1b-k来稿日期：2011-05—13★基金项目：国家科技部科技人员服务企业行动项目(2009GJB00009)第3期莫帅等：基于虚拟样机技术的无级变速器设计与研究13这时变速器的传动比为为最大，带速为最小，从动轮转速最低；反建立的三维模型都是刚体，而要模拟带传动，特别是无级变速传动，之，当主动轮在两圆盘之间的距离为最小时(图1中假想

5、线位就要把宽v带变成柔性体。无级变速器中，除宽V带要必须视为柔置)，变速带便在主动轮的最外缘工运转，工作直径最大，而在从性体，其他部件都可以视为刚体。带传动无级变速器仿真属于刚柔动轮上的皮带在两盘之间槽的底部运转，工作半径为最小。这时混合体数字仿真，模拟难度最大。要准确得到无级变速器的相关性变速器的传动比为最小(为增速)，带速最高，从动轮转速为最高。能参数，就必须准确建立带的柔『生体模型。而目前建立柔陛体一般有四种方法。第一种方法是把三维模型导人到有限元软件如ANSYS中把刚体离散成柔l生体，然后得到此模型的模态中性文件MNF，再将MNF导入到ADA

6、MS软件中进行运动仿真。第二种方法是利用ADAMS软件中自带的刚体转化为柔性体功能即AutoFlex功能，将宽V带转化柔性体。第三种方法是用许多刚体微元连接成v带，而每个刚体微元之间用相应的约束连接，所有约束和作用力均可采用手动建立完成，但过程过于繁琐，一般可采用宏命令完成。第四方法是采用最新多体系统优化仿真软件RecurDyn，此软件已开发出专门的带传动工具箱，能够模拟柔性带传动。采用第四种方法进行，在主动轮和从动轮上都建立转动副，然后在主动轮上添加转动驱动，且在两个转动副上均添加摩擦，设置AbosoluteVelocityThreshold=0．

7、0174．StaticFrictionCoeficient．5．DynamicFriction(a)原理图(b)三维模型图Coefficient=O．3，InnerRadiusFactor=-20，OuterRadiusFactor=40并定图1宽V带无级变速器工作原理图及三维模型图1．主动轮定锥盘2．主动轮动锥盘3．从动轮动锥盘义速度随时间的表达式为STEP(TIME，0，0，1，200)，即在1s内速度4从动轮定锥盘5．宽v带由0变为200rad／s。最后在模型上添加速度、打滑和张紧力传感器。4CVT虚拟样机模型的建立虚拟样机模型建立好后，就可以

8、仿真无级变速器在最大传动比，最小传动比和传动比为1三种工况下的运动特陛。5仿真结果5．1当传动比=佣)c=1