文档介绍：第 26 卷第 1 期金属带式无级变速器的力学分析 4 1
文章编号: 1004- 2539( 2002) 01- 0041- 04
金属带式无级变速器的力学分析
( 上海交通大学汽车研究所, 上海 200030) 郭毅超何维廉
摘要论述了金属带式无级变速器的力学分析模型, 建立了金属环、金属块的力学分析模型。运用
相关工具就金属环张力和金属块挤推力进行计算分析, 得出了重要的结果, 可直接用于金属带 CVT 的
设计分析。
关键词金属带式无级变速器金属带力学分析
无级自动变速传动作为汽车理想的传动系统, 自动力传递。在工作中, 当主、从动锥轮的活动锥轮沿轴
汽车诞生以来一直是人们追求的目标。无级变速传动向移动时, 可改变金属带在主、从动锥轮上的工作半
( Continuously Variable Transmission, 简称为 CVT) 具有普径, 从而改变无级变速器的传动比。活动锥轮的移动
通有级变速传动无法相比的优点, 它可以控制汽车发量是根据汽车变速的要求, 通过调节作用在主、从动锥
动机始终运行在最佳目标运行区, 显著提高汽车的经轮油缸内的液压压力来实现的。由于液压力的调节是
济性, 改善汽车的动力性。既减少了汽车的行驶冲击, 连续变化的, 所以可实现汽车的无级变速传动。
也减轻驾驶员的劳动强度。
2 金属带
本文在详细分析金属带式无级变速器传动原理的
基础上, 建立力学分析模型, 并深入地分析、计算了不 Van Doorne. s 传动装置公司开发的金属 V- 带由
同转矩比、速比条件下金属带式无级变速传动金属带许多很薄的钢环组成, 金属推块满装在钢环上。图 2
的张力、挤推力等, 为进行金属带的强度校核奠定了基所示为金属 V- 带结构示意图。图 3 所示为金属推块
础, 可用于金属带 CVT 的设计分析。尺寸图。每片钢环的厚度为 0. 2mm, 2 组钢环插入推
块两侧的狭槽内。
1 金属带式无级变速传动原理
图 1 表示了金属带式无级变速器的带传动装置的
结构简图。发动机输出的动力传到金属带式无级变速
传动装置的主动锥轮, 通过 V 型金属带将动力传输到
从动锥轮, 之后经减速器与差速器传递到车轮。带传
图 2 金属带结构示意图
图 3 金属推块尺寸图
1. 从动轴活动锥轮 2. 主动轴固定锥轮 3. 主动轴活动锥轮
4. 从动轴固定锥轮 5. 金属带 3 力分析模型
图 1 金属带式无级变速器带传动装置结构简图
动装置是其核心部分, 它主要由主动锥轮、从动锥为了便于分析, 本文作了如下假设
轮以及 V 型金属带组成。其主、从动轮均为组合结( 1) 由于金属块的厚度( 为 2. 2 mm) 与带轮包角上
构, 由活动锥轮和固定锥轮组成。主动锥轮的活动锥金属带的总长相比很小, 可认为金属块间相互作用的
轮和固定锥轮形成的 V 型槽与 V 型金属带啮合, 实现挤压力 Q 是连续的。
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( 2) 忽略金属块弯曲变形的影响。角处的张力, 阻碍了金属块向前运行, 金属环的摩擦力
(3) 金属带中的叠层金属环近似看成一条钢带, 方向与主动轮旋转方向相反; 在从动带轮( 小半径带轮
它所受的周向张力为