机械无级变速器的研究历史和现状.pdf

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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．