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低速比工况下金属带式CVT力学特性及摩擦功率损耗研究

龙海卿  
【摘要】:金属带式无级变速器(CVT)是汽车变速器中最为理想的一类变速器之一,以其出众的燃油经济性、变速平顺性、乘坐舒适性以及在混合动力汽车中能与电力作任意比例混合等诸多优点,而受到众多研究者和制造商的青睐。大转矩低速比是金属带式CVT的主要工况,尤其在城市交通状况下,变速器几乎只工作在低速比工况,且低速比工况下的力学特性更复杂,金属带的摩擦功率损失也更高,因此对该工况下金属带式CVT的研究工作具有实际意义。本文在国家自然科学基金资助项目“滑移控制模式下金属带式无级变速器油膜牵引及磨损特性分析研究”的资助下,围绕低速比工况比下金属带式CVT的力学特性及金属带的摩擦功率损失,主要做了以下工作:1、建立了低速比工况下金属带式CVT传动部分的力学模型,该力学模型主要揭示金属带紧边与松边之间的受力关系,并通过求解出主动轮工作半径与速比之间的关系,得出了紧边金属片推力及带环有效张力与速比之间的显式函数关系式。在所得力学模型的基础上,分析了速比、离心力、摩擦系数及输入扭矩等因素对金属带受力的影响。2、在所建力学模型的基础上,求解并对带轮的轴向夹紧力进行了分析,得出了速比及输入扭矩对带轮夹紧力的影响;同时推导了在保证不打滑的前提下CVT所能传递的最大有效圆周力,并分析了其影响因素;将所建力学模型与前人的工作成果相结合,详细的分析了金属带的摩擦功率损失模型,对影响金属带摩擦功率损失的因素进行了全面分析。3、利用SolidWorks软件建立了金属带式CVT的三维模型,并通过一定简化之后导入ABAQUS中进行了金属片接触应力的有限元分析;将有限元的分析结果与长时间工作后的金属片的表面形貌特征作比对,分析了金属片的接触应力状态,并论证了分析结果的可靠性。


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