1、 基于摩擦轮传动的无级变速器设计 第一章 绪论 1.1 介绍 精密机械是现代科学技术的基础， 是仪器仪表工业的一个重要支柱。 随着生产和科学 技术的不断发展，精密机械的应用范围越来越广泛。国防、工业、农业、科技等国民经济 部门乃至人们的日常生活都离不开它。特别是 20 世纪 80 年代以后，由于微电子技术、信 息科学、能源科学、材料科学、海洋工程、生物工程、宇航工业和智能机器人等新的科学 技术的兴起，对机械的精度、质量和可靠性等提出了愈来愈高的要求，精密机械作为机械 领域的一个分支被突现出来。 机械传动是精密机械中的一个极为重要的部分。传动是指传递运动（增速、减速或改 变运动的回转方向）和动力
2、（力或力矩） 。机械传动是指采用机械的方式来实现运动和动 力的传递。依靠摩擦力传动的摩擦轮传动是回转-回转运动，也是力（功率）传动，主要 用来传递动力，改变力或力矩的大小。对它的要求主要是应保证足够的强度。 摩擦轮传动是两个相互压紧的滚轮， 通过接触面间的摩擦力传递运动和动力的。 由于 其结构简单、制造容易、运转平稳、噪声低，过载可以打滑（可防止设备中重要零部件的 损坏） ，以及能连续平滑地调节其传动比，因而有着较大的应用范围，成为无级变速传动 的主要元件。但由于在运转中有滑动（弹性滑动、几何滑动与打滑） ，影响从动轮的旋转 精度， 传动效率较低， 结构尺寸较大， 作用在轴和轴承上的载荷大，
3、多用于中小功率传动。 机械无极变速器是适合现今生产工艺流程机械化、 自动化发展以及改善机械工作性能 的一种通用传动装置。它的研制在国外已有百余年的历史，初始阶段受条件限制，进展缓 慢。直到 20 世纪 50 年代以后，一方面随着科学技术的发展，在材质、工艺和润滑方面的 限制因素相继解决，另一方面随着经济发展，需求迅速增加，相应地促进了机械无级变速 器的研制和生产，使各种类型的系列产品快速增长并获得了广泛的应用。 国内机械无级变速器在 20 世纪 60 年代前后起步， 基本上是作为一些专业机械， 如纺 织、机床及化工机械等的配套零部件，由专业机械厂进行仿制和生产，品种规格不多，产 量不大。直到
4、80 年代中期以后，大量引进国外各种先进设备，工业生产现代化以及自动 流水线的迅速发展，对机械无级变速器在品种、规格和数量方面的需求都大幅度增加。在 这种形式下，专业厂开始建立并进行规模化生产一些高等院校也开展了这方面的研究工 作，短短十几年时间，系列产品已包括机械无级变速器现有的摩擦式、链式、带式和脉动 式四大类及其各种主要结构型式，初步满足了生产发展的需要。与此同时，学会、协会及 情报网等组织相继建立， 并先后制定了一系列的国家标准和行业标准， 故机械无级变速器 目前已发展成为机械领域中的一个新兴行业，在生产实践中如同齿轮、联轴器那样，已成 为一种通用零部件，广泛应用于各种机械。 无级变速
5、传动的正式名称应为无段变速传动，英文全称 Continuouslv Variable Transmission，简称 CVT。CVT 是真正无级化了，它的优点是重量轻，体积小，零件少， 与自动变速器(AT)比较具有较高的运行效率，油耗较低。但 CVT 的缺点也是明显的，不能 承受较大的载荷， 只能限用于在 1 升排量左右的低功率和低扭矩汽车， 因此在自动变速器 占有率约 4%以下。近年来经过各大汽车公司的大力研究，情况有所改善。CVT 将是自动变 速箱的发展方向。 无级变速需要解决的两个技术问题就是转速的连续变化与在任意传动位置下的稳定 运转。满足这两个要求可以有多种传动方式： （1）利用柔性
6、介质传动，如利用液体作传动 介质的液力传动。 该种传动方式是一种组合传动方式， 将中间充满液体的液力变矩器或液 力耦合器置于发动机与变速箱之间， 利用液体的柔性可使液力变矩器或液力耦合器的传动 比在一定范围内变化，与有级的变速箱组合可实现相当范围的无级变速。 （2）以电磁流为 介质的传动，该种变速方式以电机调速为主体，有电磁滑差式、直流电动机式和交流电动 机式。 （3）摩擦传动，由于在摩擦传动中，主从动件之间的接触位置可以很容易的改变， 利用这一特点可以连续改变传动比， 所以摩擦式无级变速是目前应用最为广泛的一种变速 方式。 （4）脉动式无级变速，脉动式无级变速是以组合方式来实现无级变速，以连杆机构 为主体，单向超越离合器为转速过滤装置，过滤出某一范围内的转速，这一范围之外的转 速将不被输出，由于这种输出转速具有脉动性，所以称之为脉动式无级变速。 不同的实现方式将使对变速器的研究沿着不同的方向逐步向前发展。 柔性液体或电磁 流为介质的传动方式导致对无级变速的研究朝着控制方向发展。 液力无级变速的实现途径 是液力变矩器或液力耦合器，它们通常与齿轮变速箱组合。齿轮变速箱是有级传动方式，
