金属带作为CVT的核心零部件,承担着传递动力的重任。金属带由摩擦片和钢带组合而成,摩擦片的过度磨损会影响到CVT的传动效率,甚至引起金属带的失效,而疲劳会引起摩擦片的变形与断裂,同样也会导致失效。摩擦片的失效与否决定着整个金属带的使用寿命。本文以提高金属带的使用寿命为目标,分别对摩擦片的磨损以及疲劳寿命进行了相关研究,主要完成了以下工作:1、论述了CVT的基本构造以及工作机理,推导出其传动的几何关系,对钢带及摩擦片的受力展开了分析;在此基础上,结合本文研究对象的基本参数,对后续研究中需要用到的诸如带轮轴向力,钢带的受力等参数进行了计算。2、对摩擦片与带轮的接触应力进行了理论计算,同时对其接触进行模拟仿真,结果显示接触面上的应力从左到右逐渐增大,最大应力值与理论计算的结果相差不大;分析了摩擦片的磨损类型,对摩擦片的表面形貌进行了研究,结果显示侧面磨损程度从左到右依次加深;推导了摩擦片侧面磨损深度的计算公式,并在此基础上,推导出磨损寿命的估算公式,为后续的寿命对比分析奠定基础。3、建立了CVT的几何模型,总结出钢带柔性化处理的常用方法,同时对钢带进行了柔性化处理,结合几何模型,建立CVT的动力学模型,并进行了仿真分析;分析了位于主动带轮入口区域摩擦片的仿真结果,显示其各个接触力的变化趋势与理论分析基本一致,验证了仿真模型的可靠性;提取受力曲线,即摩擦片的载荷时间历程,作为后续疲劳寿命研究中的基础条件。4、论述了疲劳及疲劳寿命预测的基本理论与方法,确定了摩擦片的疲劳寿命分析流程;获取了摩擦片的静应力信息,同时由摩擦片材料的屈服强度等参数,绘制出其材料的S-N曲线;综合摩擦片的静应力分布信息、S-N曲线以及载荷时间历程,对其进行了疲劳寿命预测研究,得到在速比为2.35,转矩为160N·m工况下疲劳寿命为2.15?109次循环,其最小寿命出现在鞍面圆弧处;将循环次数转换为时间寿命,并对磨损寿命进行了估算,与疲劳寿命对比分析,结果为在前述工况下,磨损寿命要低于疲劳寿命。