菱锥式无级变速器结构设计说明

菱锥式无级变速器结构设计菱锥式无级变速器结构设计 第第1 1章章 绪论绪论 1.11.1 摩擦无级变速器的特征与应用摩擦无级变速器的特征与应用 摩擦式无级变速器是一种在实际生产中应用非常广泛的无级变速传动 装置，它的功能特征可概括为以下几点： 1、在假定输入轴的转速和扭矩 一定的情况下，可以使输出轴的转速和扭矩在一定范围内实现连续的变 化。从而满足无级变速的要求及其在实际的生产系统运转过程中，各种不 同实际工况的要求；无级变速器的结构特征主要是：需要由输入机构、输 出机构、调速机构和加压装置（无级变速器的核心机构）四部分组成。 摩擦式无级变速器的速度调节范围十分广范。被广泛的应用于输入的 功率一定的情况下，因运行过程中所受阻尼的变化而需要通过调节转速从 而可以输出所需大小的扭矩。例如：如汽车行业中的变速箱，即要求在汽 车功率不变的情况下，汽车的速度随着汽车运动过程中阻尼的大小而相应 的改变车速的大小；有的是为了获得不变的工作速度或者是不变的张力因 而需要进行调节速度的情况；有的是为了适应整个生产系统中各种工况， 各个工位、工序或单元的加工工艺和技术要求不同不同而需调节运行速度 或者是需要与自动化相配合使用的情况；有的则需要随着工况的变化而相 应的进行速度调节的情况；有的则是以节约能源为目的而需要进行速度调 节的情况；有的是为了使工作效果最优而进行速度调节的情况。除上述情 况外，还可以按各种实际情况中各种规律的变化或着是不规律的变化要求 进行速度调节，从而更好的实现半自动、自动控制或各种程序控制等。 综上所述，我们不难发现采用摩擦式无级变速器，可以更好地适应各 种不同工况的要求，使之效能最佳（尤其是在既有扩大变速范围又有输出 转矩随速度变化减速传动情况下）。在适应产品的速度变换需要，达到节 能减排的目的，并且实现整个生产流程的机械化与自动化，提高产品的生 产效率和成品率等各个方面都具有明显的功效。因此，摩擦式无级变速器 现阶段已经成为一种标准系列化的传动装置，已经被广泛的被应用于矿山 机械、工程机械、农业机械、纺织机械、轻工机械、化工机械、机床与电 工、起重机械、运输机械、国防机械、食品机械、包装机械及试验机械等 各类机械。目前，摩擦式无级变速器已开发出不同类型的变速器并且许多 类型已经标准化系列化生产。 1.21.2 摩擦式无级变速器的类型摩擦式无级变速器的类型 摩擦式无级变速器按摩擦件的种类不同分为：行星环锥式无级变速器 （RX 型） 、钢球锥式无级变速器（Kopp-B 型、XB 型） 、转环直动式无级变 速器、行星锥盘式无级变速器（DISCO 型） 、锥盘环盘式无级变速器、多盘 式无级变速器（Beier 型） 、菱锥式无级变速器（Kopp-K 型） 、其他类型的 无级变速器（KS 型、RC 型、Heynau 微型、Heynau H 型、AR 型、OM 型、 BUS 型等） 。 1.2.11.2.1 行星环锥式无级变速器（行星环锥式无级变速器（RXRX 型）型） 行星环锥式无级变速器（ RX 型）是在行星外锥式无级变速器（RX 型）和行星内锥式无级变速器（ BUS）基础之上改进的产品。该类型的无 级变速器的特点是在于行星锥轮采用了三点接触式的支撑结构，这时的保 持架处于自由浮动的状态。这样可以使各个接触点的受力进行自动的调整 平衡。这不仅使得无级变速器的结构很大程度上得到了简化。而且消除了 多余的约束，避免这些约束引起偏载和零件损伤。从而改善了无级变速器 的性能。RX 型无级变速器的特点是输出转速的范围扩大，恒功率特性得到 改进，传递功率提高，过载能力增强。在低转速运行时输出的转矩可以达 到高速时运行的 3 到 5 倍。 行星环锥式无级变速器（RX 型）是一种减速型的通用变速器，在实际 生产加工中，行星环锥式无级变速器（RX 型）适用于化工、包装、食品、 轻工以及建筑等机械行业的流水线上。 该类型的无级变速器在国内的主要产品系列有： URX 系列行星环锥式 无级变速器、XZW 系列行星锥轮式无级变速器、HZ 系列行星环锥差动式无 级变速器。 1.2.21.2.2 钢球锥式无级变速器（钢球锥式无级变速器（Kopp-BKopp-B 型、型、XBXB 型）型） Kopp-B 型无级变速器是四十年代后期瑞士开发的产品，在国内只作为 机床、化工等专用设备的配件，生产量较小。而在国外应用比较广泛。 XB 型无级变速器是 Kopp-B 型无级变速器的改进产品，它的工作原理与 Kopp- B 相同。XB 型无级变速器不仅提高了变速器的承载能力，而且大大改善了 变速器的性能。 这种类型的无级变速器既可以进行升速也可以进行减速。其特点是结 构紧凑、对称；采用了两套自动加压装置，可以在外部载荷变化的情况下 可靠地传递动力；这种类型的无级变速器的恒功率特性较好，传动平稳性 和承载能力高。输出转速最高时和输出转速最低时的输出扭矩比值大约是 1:4。因此，此类型的无级变速器被广泛的应用于石油与化工、机床工 具、轻工食品及矿山冶金等工业部门。在用于泵类、风机机械时可以产生 明显的节能效果。 1.2.31.2.3 转环直动式无级变速器转环直动式无级变速器 转环直动式无级变速器实在七十年代德国开发的一种将转动转化为直 线运动的变速器，在德国称为 RG 型转环制动变速器。转环直动式无级变 速器还有一种简化结构形式，被称为 RS 型直动螺母。转环直动式无级变 速器又被称为光轴转环直线转移式无级变速器或光杆排线器。 RG 型变速器的主要特点是：输入的转动转变成输出的直线移动，并且 能够实现自动直线往复运动。直线运动的形成大小与速度快慢都可以调 节。形成长度最大可以达到 5m；移动速度可从 0m/s 到 4.2m/s，并且正反 向的速度可以不同。当有外部载荷时，周详的最大推力可以达到 3600N 且 可以立式适用也可以卧式适用。 转环直动式无级变速器首先最适合应用于收排线机构。其次，在塑 料、纺织、电线电缆行业等其他方面应用也较为广泛。 该产品在国内现有的产品为 HPQ 系列光杆排线器。在国外的主要产品 是由 Uhing（德国裕兴）公司生产的 RS 型直线螺母和 RG 型转环直动变速 器。 1.2.41.2.4 行星锥盘式无级变速器（行星锥盘式无级变速器（DISCODISCO 型）型） 行星锥盘式无级变速器（DISCO 型）是现阶段国内外应用于生产最多 的一种通用变速器。该类无级变速器变速器共有两种类型，一种是通用的 基本型。另一种是差动式行星锥盘无级变速器，即在基本型的输出端上加 一组差动轮系。这种变速器的变速范围可以从零开始，但是由于结构复杂 因此应用较少。 行星锥盘式无级变速器（DISCO 型）属于减速性变速器，其机械特性 介于恒扭矩与恒功率之间，高速时输出的转矩与低速时输出的转矩之比大 学时 1:2~2.5。由于行星锥盘式无级变速器（ DISCO 型）结构比较简单和 具有良好的工艺性，并且工作性能稳定可靠，通用性强。因此行星锥盘式 无级变速器（DISCO 型）是国内外产量最大的一种无级变速器。被广泛的 应用于烟草、陶瓷、食品、包装等轻工业和化工行业机械的的自动生产 线。 目前在国内行星锥盘式无级变速器已经有了自己的行业