机械无级变速器分析

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1、机械无级变速器分析摘要机械无极变速器传动是指在某种控制的作用下使机器的输出轴转速可在两个极值范围内连续变化的传动装置。能够适应工艺要求多变、工艺流程机械化和自动化发展以及改善机械工作性能。它具有主动和从动两根轴，并能通过传递转矩的中间介质把两根轴直接或间接地联系起来，以传递动力。当对主、从动轴的联系关系进行控制时，即可使两轴间的传动比在两极值范围内连续而任意地变化。钢球式无极变速器是以钢球作为中间传动元件，通过改变钢球主动侧和从动侧的工作半径来实现输出轴转速连续变化的机械无级变速器。由钢球、主动锥轮、从动锥轮和内环所组成。动力由输入轴输

2、入，带动主动锥轮同速转动，经钢球利用摩擦力驱动内环和从动锥轮，再经从动锥轮，V形槽自动加压装置驱动输出轴将动力输出，调整钢球抽芯的倾斜角就可达到变速的目的。本文分析在传动过程中变速器的主、从动轮，钢球的工作原理和受力关系；通过受力关系分析。这种无级变速器具有良好的结构和性能优势，具有很强的实用价值，完全可以作为批量生产的无级变速器。其主要特点是：变速范围较宽；恒功率特性好；可以升、降速,正、反转；运转平稳,抗冲击能力较强；使用寿命长；调速简单,工作可靠；容易维修。关键词：机械无级变速器原理钢球调速绪论机械无级变速器的概述和应用机械无级变

3、速器是由变速传动机构、调速机构以及加压装置和输出机构组成的一种传动装置。其功能特征主要是：在输入转速不变的情况下，能实现输出轴的转速在一定范围内连续变化，以满足机器或生产系统在运转过程中各种不同工况的要求。机械无级变速器转速稳定、滑动率小、具有恒功率机械特性、传动效率较高，能更好地适应各种机械的工况要求及产品需要，易于实现整个系统的机械化、自动化，且结构简单，维修方便、价格相对便宜；特别是某些机械无级变速器可以在很大的变速范围内具有恒功率的机械特性，这是电气和液压无级变速所难以达到的。机械无级变速器的适用范围广，在驱动功率不变的情况下，

4、因工作阻力变化而需要调节转速以产生相应的驱动力矩（如化工行业中的搅拌机械，即需要随着搅拌物料的粘度、阻力增大而能相应减慢搅拌速度）；根据工况要求需要调节速度（如起重运输机械要求随物料及运行区段的变化而能相应改变提升或运行速度，食品机械中的烤干机或制药机械要求随着温度变化而调节转移速度）；为获得恒定的工作速度或张力而需要调节速度（如断面切削机床加工时需保持恒定的切削线速度，电工机械中的绕线机需保持恒定的卷绕速度等）；为适应整个系统中各种工况、工位、工序或单元的不同要求而需协调运转速度以及需要配合自动控制（如各种各样半自动或自动的生产、操作

5、或装配流水线）；为探求最佳效果而需变换速度（如离心机需调速以获得最佳分离效果）；为节约能源而需进行调速（如风机、水泵等）；此外，还有按各种规律的或不规律的变化而进行速度调节以及实现自动或程序控制等。综上所述。可以看出采用无级变速器，尤其是配合减速传动时进一步扩大其变速范围与输出转矩，能更好的适应各种工况要求，使之效能最佳，在提高产品的产量和质量，适应产品变换需要，节约能源等方面皆具有显著的效果。故无级变速器目前已成为一种基本的通用传动形式，在各工业部门已获得广泛应用。机械无级变速器最初是在19世纪70年代出现的，由于当时受材质与工艺方面

6、的条件限制，发展缓慢。直到20世纪70年代以后，一方面随着先进的冶炼和热处理技术，精密加工和数控机床以及牵引传动理论与油品的出现和发展，解决了研制和生产无极变速器的限制因素；另一方面，随着生产工艺流程实现机械化、自动化以及要求改进机械工作性能，需要大量采用无级变速器。因此在这种形势下，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。机械无级变速器分为摩擦式、链式、带式和脉动式四大类。（1）摩擦式无级变速器利用主、从动元件（或通过中间元件）在接触处产生的摩擦力和润滑油膜牵引力进行传动，故通称为牵引（

7、式）传动，并可通过改变其接触处的工作半径实现无级变速。摩擦式无级变速器由三部分组成：传递运动和动力的摩擦变速传动机构；保证产生摩擦力所需的加压装置；实现变速的调速机构。（2）链式无级变速器利用链轮和钢质挠性链条作为传动元件来传递运动和动力的机械变速装置。链式无级变速器由链轮和链条构成的传动机构、调速机构和链条张紧加压机构三部分组成，利用链条左右两侧面与作为链轮的两锥盘接触所产生的摩擦力进行传动，并通过改变两对锥盘的轴向距离以调整它们与链的接触位置和工作半径，从而实现无级变速。（3）带式无级变速器与链式变速器相似，其变速传动机构是由作为主

8、、从动带轮的锥盘及张紧在其上的传动带组成。利用传动带左右两侧面与锥盘接触所产生的摩擦力进行传动，并通过改变两锥盘的轴向距离以调整它们与传动带的接触位置和工作半径，从而实现无级变速。带式无级变速器结构简单，又