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时间:2020-07-31
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1、机械无级变速器的研究历史和现状THEDEVELOPMENT}ⅡSTORYANDCI爪RENTSTA珏OFCONTINUOUSVA】UABLET]RANSh皿SSION孙吉平权英华张济政黄华星黄靖远清华大学,中国,北京,100084SunJiping,QuanYinghua,ZhangJizheng.Huanghumdng,HuangJingyuanTsinghuaUniversiMBeijing.尸.RChina,100084AbstractContinuousⅥtdableTransmission,01"CUbconcemcd∞a蛔technolosyinthercalIIlo
2、fU。ansmission,which1Ⅳovldcsbcttcrpcrformatlccthmlgearswith础nnite.1yadiⅢ;IabIedriveratiosThcapplicationsofCVTswemlimitedduetotheh"torquecapabiliticsandr啦bilitvuntilrecentyearsThedevelopmentinCVTshashuprovcdthepcrfommccinmlywayssuch8torquecapabi】litlesandrcliabili饥andmadeCVYsbeabletoreplacetheU
3、adidonaldlscretegearsinmoreandlnofcⅢ∞i.eautomodveLndus'町,.Thispaperis∞overviewtothedevelopmenthistoryandcmTentstateofCVTs,byanalysissevesaltypicaJmodelsKeyWordsCⅥ:ContinuousVailabIcTransmission,Histofy1.简介早在1490年,LeonardodaVinci勾画了机械无级变速嚣(CVT,ContinuousVariableTransmission)的草图,并简要描述了它的潜在优势。但是
4、,机械无级变速器的真正发展是从上世纪后半叶开始的,主要是在汽车工业的驱动下,并成为无级变速器的主流。同时在其它领域,机械无级变速器也得到了快速的发展.无级变速传动是传动领域所追求的理想目标,实用化的无级变速传动也是传动领域的研究热点.机械无级变速是无级变速传动领域最重要的分支,其从原理上具备得天独厚的优势。与普通的机械传动—样,机械无级变速具有恒功率、高效率、可靠性高等优点,因此也是投入研究最多的传动技术。{鼍_:;‘’、‘fv1、,,¨,,e,1t;一般来说,使用无级变速器的主要原因是:特殊应用要求、操作简单性、高性能和高效率。机械无级变速器分类主要是从机构的角度出发的,目前能
5、够实现无级变速的机构比较多,概括来讲可以分为几大类:刚性定轴式、行星式、变节距式、牵引式和脉动式,每个分类下面都有较多的实现方案,各种机构之间原理可能有部分交叉。2.机械无级变速器的研究与发展2.1.刚性定轴式刚性定轴无级变速传动属于摩擦传动,由刚性传动元件组成。它具有结构简单、形式多样的特点。它分为有中间滚轮和没有中间滚轮两大类。前者包括滚轮平盘式、锥盘环盘式、多盘式:后者包括滚锥平盘式、钢球平盘式、杯轮环盘式、弧锥环盘式。图1是杯轮环盘式结构示意图,通过改变中间滚轮的角度改变输入输出的传动比。二十世纪30年代初,GM曾开发了一个此种类型的变速器,但是晟终由于成本原因未能使用。
6、目前对该结构有进一步的发展,将刚性元件用新的材料和结构替换,在部分汽车上开始使用.典型代表是日本的“NissanExtroidCVT”,如图2所示.图1杯轮环盘式图2NissanExtroidCVTNissanExtroidCVT的中间滚轮由电控液压驱动,传动实际上采用的是牵引传动的原理,中间滚轮与输入输出盘不直接接触,通过特殊的粘性油传递扭矩,从而降低有害摩擦和磨损。该CVT的输入输出轴在同一轴线上,因此结构紧凑,且中间滚轮能够传递非常大的扭矩,但是相对来讲成本较高。2.2.行星式’行星无级变速器是具有作行星作用的中间滚动体、依靠滚动副间的牵引(磨擦)力来传递力,通过改变太阳轮
7、或行星轮的工作半径来实现变速的无级变速器。其工作原理与一般的行星轮系很相似,但没有轮齿,因而可以使其工作半径在运行过程中进行调整。行星无级变速器特点如下:≯变速范围较广,可实现过零调速和反向调速:》输出转速恒低于输入转速,属于降速型变速器;≯输出特性好;>由于采用多行星轮分流传动,因而承载能力高、寿命长。行星无级变速器具体结构形式很多。有行星锥盘式、转臂输出式、行星锥鼓式、钢球行星式和谐波行星式。输八置.图3钢球行星式图3所示的钢球行星式无级变速装置在步态机器人上得到了应川。2.
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