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金属带式CVT带轮组的研究与分析

李新燕  
【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。


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