金属带式CVT带轮组的研究与分析

【摘要】：金属带式无级变速器（CVT: Continuously Variable Transmission）以其良好的经济性、动力性成为当代最为先进的汽车自动变速器之一，是汽车理想的传动方式，并成为车用无级变速器未来的发展方向。主、从动带轮和金属带组件是金属带式无级变速器的核心部件，其工作特性对整个变速器的性能影响巨大，因此，分析研究金属带和带轮具有较强的理论现实意义。 本文以某国产CVT为研究对象，主要进行了以下研究工作： 1、首先阅读国内外相关文献，总结了金属带式无级变速传动的研究现状，指出了金属带式CVT的发展前景及趋势； 2、基于金属带式CVT的结构原理和变速机理，对CVT传动机构进行了运动学分析，并结合本文研究对象的具体参数，建立了其几何传动关系模型，讨论了影响CVT变速范围的因素； 3、通过对金属带及带轮组的受力分析，推导出了金属片挤推力及金属环张力的计算公式，结合前人对夹紧力控制的试验研究，得到了带轮轴向推力及夹紧力模型，作为带轮模型及金属片模型不同工况下加载的依据； 4、利用有限元分析软件ANSYS建立了带轮组的有限元分析模型，在此基础上，研究了速比和夹紧力对带轮变形的影响，得到了不同速比下以及不同夹紧力下带轮变形模型；对固定带轮和可动带轮的变形进行了比较；分析了带轮轴的应力分布，找到了带轮轴的薄弱环节；将有限元结果与实验数据进行了对比，一定程度上验证了该有限元模型及结果的有效性； 5、基于金属带的疲劳实验结果，对金属带的组件金属片及金属环分别进行了强度分析，并提出了结构改进措施，仿真结果与实验结果相符合。