论文部分内容阅读
近年来,随着地球环境问题日益恶化,能源储备日渐消耗,“低碳、环保”,“可持续发展”逐渐成为了当代世界发展的两大主旋律。为缓解汽车尾气排放对环境的压力,响应全球对节能减排的号召,发展高燃油效率、低排放的汽车无级变速传动系统已成为当今汽车行业的重点研究内容之一。本课题组在以前的学者研究内容的基础上,提出一种新型牵引式类球面无级变速器(Ball type traction continuously-variable-transmission,简称BVT)。本文主要对BVT工作原理进行分析,重点研究其传动接触运动,并提出几种适用于后期BVT研发设计的计算方法,本文的研究内容可作为该变速器后续研发的理论基础。本文完成的主要研究工作如下:(1)阐述了当前国内外关于牵引式无级变速器的研究现状及发展趋势。(2)详细介绍了BVT的变速机构、自动加压机构、调速机构等主要部件及其工作原理,给出了名义传动比的定义,并确定了BVT调速扭矩的计算方法。(3)推导了自动加压机构所产生的接触压力的计算方法,定义了BVT的传动系数,指出BVT具有稳定传动的优势。根据赫兹理论推导出接触点的应力分布无量纲计算公式,并运用MATLAB设计了一种求解BVT接触应力分布的数值解法,利用该数值计算方法结合有限元数值模拟讨论了部分结构参数对BVT接触应力的影响。(4)本文运用传统摩擦理论对BVT的相对滑动、接触点自旋运动等进行了研究,推导出负载情况下BVT接触点的自旋角速度、滑动率、功率损失及摩擦效率等体现变速器传动性能物理量的数学表达式。以海马M3 CVT车型路测数据为基础,建立了BVT整车模拟工况的模型,并以此为基础讨论了部分参数对滑动率及摩擦效率的影响。结果表明:BVT具有低滑动率,高传动效率的特点。(5)根据本文部分参数对滑动率及接触应力影响的讨论结果,以接触应力及滑动率为优化目标对变速器的主动轮球面半径及过渡轮圆弧半径进行优化。对比分析三种不同的轴承安装方案,确定最终仅在主被动轮端面安装轴承的方案,并针对该方案优化了输入轴尺寸。