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1引言
机械无级变速器最初是在19世纪90年代出现的,至20世纪30年代以后才开始发展,但当时由于受材质与工艺方面的条件限制,进展缓慢。直到20世纪50年代,尤其是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级变速器的限制因素;另一方面,随着生产工艺流程实现机械化、自动化以及机械要改进工作性能,都需要大量采用无级变速器。因此在这种形式下,机械无级变速器获得迅速和广泛的发展。主要研制和生产的国家有美国、日本、德国、意大利和俄国等。产品有摩擦式、链式、带式和脉动式四大类约三十多种结构形式。
国内无级变速器是在20世纪60年代前后起步的,当时主要是作为专业机械配套零部件,由于专业机械厂进行仿制和生产,例如用于纺织机械的齿链式,化工机械的多盘式以及切削机床的Kopp型无级变速器等,但品种规格不多,产量不大,年产量仅数千台。直到80年代中期以后,随着国外先进设备的大量引进,工业生产现代化及自动流水线的迅速发展,对各种类型机械无级变速器的需求大幅度增加,专业厂才开始建立并进行规模化生产,一些高等院校也开展了该领域的研究工作。经过十几年的发展,国外现有的几种主要类型结构的无级变速器,在国内皆有相应的专业生产厂及系列产品,年产量约10万台左右,初步满足了生产发展的需要。与此同时,无级变速器专业协会、行业协会及情报网等组织相继建立。定期出版网讯及召开学术信息会议进行交流。自90年代以来,我国先后制定的机械行业标准共14个: 5984-92 《宽V带无级变速装置基本参数》、 6950-93 《行星锥盘无级变速器》、 6951-93 《三相并联连杆脉动无级变速》、 6952-93 《齿链式无级变速器》、 7010-93 《环锥行星无级变速器》、 7254-94 《无级变速摆线针轮减速机》、 7346-94 《机械无级变速器试验方法》、 7515-94 《四相并列连杆脉动无级变速器》、 7668-95 《多盘式无级变速器》、 7683-95 《机械无级变速器分类及型号编制方法》、 7686-95 《锥盘环盘式无级变速器》、 50150-1999 《行星锥盘无级变速器质量分等》、 53083-1999 《三相并联连杆脉动无级变速器质量分等》、 50020-×××× 《无级变速摆线针轮减速机产品质量分等》(报批稿)。
现在,机械无级变速器从研制、生产、组织管理到情报网信息各方面已组成一较完
整的体系,发展成为机械领域中一个新型行业。
机械无级变速传动几乎都是依靠摩擦力或油膜拉曳力来传递动力的(PIV型及FMB
型滑片链式变速器有部分“啮合”因素,脉动式无级变速器酌的单向超越离合器也是依
靠摩擦来传动的),由于大多是在充分润滑的条件下,用高硬度、高光洁度的擦传动副
来传动,~,施加在摩擦副间的法向压紧力Q高达其所传递
的有效圆周力的20~75倍,因而限制了其传动功率,传递的功率最高为110KW(R6=6的
摆销锭式变速器)、150KW(多盘式);而且出于对材质、工艺;润滑油的品质均提出了较
高的要求,所以直到本世纪五十年代才得到迅速发展,日前世界上一些国家已对多种性
能良好的机械无级变速器进行了系列化的生产,作为通用部件供应,我国也对部分品种
进行了系列生产,这对发展国民经济是颇为有益的。机械无级变速器且有结构简单、价
廉、传动效率高(有的高达95%)、通用件强、传动比稳定性好(%)、
工作可靠、维修方便等优点,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。不少机械无级变速器还有
振动小(全振幅小于3~15微米)和噪音低的特点。但其缺点是存在滑动、承受过载和冲
击的能力差。对于脉动无级变速器由于有往复运动构件和超越离合器,以及输出速度的
脉动性,限制了它只适用于小功率,低速和运动平稳要求不高的场合。带,链式无级变
速器,便于实现转速随负载而变化的自动无级调速,有利于节约能量,很有发展前途。
由于机械无级变速器的传递功率较小,,为扩大其功率范围,常将其与大功率定传动比
系统以差动行星齿轮机构相联;这样使大部分功率由定传动比系统传递,而少量功率流
过机械无级变速器,经差动合成后,既进行了变速又传递了大的功率,这时无级变速器
是作为控制传动用的