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    摆动推杆凸轮与摆块机构构成脉动式无级变速器的原理及特性.pdf

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    摆动推杆凸轮与摆块机构构成脉动式无级变速器的原理及特性.pdf

    第 16卷 第 2期 辽 宁 工 学 院 学 报 V o l. 16 N o. 21 9 9 6 年 6 月 JOU RNAL O F L IAON IN G IN ST ITU T E O F T ECHNOLO GY June 1 9 9 6①摆 动 推 杆 凸 轮 与 摆 块 机 构 构 成 脉 动 式无 级 变 速 器 的 原 理 及 特 性张 玉 成制 图 教 研 室 摘 要 利 用 滚 子 摆 动 推 杆 凸 轮 机 构 与 摆 块 机 构 , 综 合 成 摆 角 可 调 的 脉 动 式机 械 无 级 变 速 器 , 并 针 对 其 工 作 原 理 及 特 性 作 了 论 述 。关 键 词 摆 动 推 杆 ; 凸 轮 机 构 ; 摆 块 机 构 ; 无 级 变 速 器分 类 号 TH 132. 461 摆 动 推 杆 凸 轮 与 摆 块 机 构 脉 动 式 无 级 变 速 器 的 组 成 原 理如 图 1 所 示 , 构 件 1, 2, 3, 8 组 成 滚 子 摆 动 推 杆 凸 轮 机 构 ; 构 件 3, 4, 5, 10 组 成 摆 块 机 构 ,与 凸 轮 机 构 串 接 于 E 副 ; 构 件 5, 6 组 成 单 向 超 越 离 合 器 ; 构 件 6, 7, 10 组 成 齿 轮 机 构 , 两 者图 1 无 级 变 速 机 构 组 成 原 理用 单 向 超 越 离 合 器 串 接 , 构 成 无 级 变 速 器 的 主 体 结 构 ; 构 件 8, 9, 10 组 成 的 蜗 轮 、 蜗 杆 机 构 是① 本 稿 1994 年 4 月 10 日 收 到 。张 玉 成 男 , 1960 年 生 , 讲 师 。 锦 州 市 士 英 街 169 号 , 辽 宁 工 学 院 机 械 工 程 系 制 图 教 研 室 , 邮 编 121001.无 级 调 速 机 构 。当 凸 轮 1 以 等 角 速 度 X1 运 转 , 推 动 滚 子 摆 动 推 杆 3 往 复 摆 动 , 则 推 杆 3 通 过 E 副 带 动连 杆 4 来 驱 使 摆 块 5 定 轴 往 复 摆 动 , 再 由 装 在 摆 块 5 上 的 单 向 超 越 离 合 器 的 外 齿 圈 6 与 齿轮 7 啮 合 传 动 , 由 齿 轮 7 脉 动 输 出 。 其 脉 动 特 性 , 即 机 器 动 转 不 均 匀 系 数 的 大 小 , 除 由 该 型 变速 器 主 体 机 构 特 性 决 定 外 , 还 与 主 体 机 构 的 相 数 有 关 。 若 在 凸 轮 回 转 中 心 O 1 为 圆 心 的 圆 周图 2 三 相 滚 子 摆 动 推 杆 、 摆 块 机 构上 均 布 三 相 相 同 的 滚 子 摆 动 推 杆 见 图 2和 三 相 相 同 的 摆 块 机 构 , 再 分 别 通 过 单 向 超 越 离合 器 上 的 外 齿 圈 与 同 一 个 输 出 齿 轮 7 啮 合 , 依 次 接 续 推 动 齿 轮 7 单 向 转 动 输 出 , 其 输 出 转 角7 与 凸 轮 转 角 7~ 1 图 线 如 图 1 右 上 角 所 示 , 表 明 其 输 出 轴 速 度 波 动 减 小 , 因 而 具 有 实 用性 。在 图 1 中 , 构 件 3, 4, 5, 10 组 成 的 摆 块 机 构 传 动 角 为 90 , 因 而 具 有 良 好 的 传 力 特 性 。 摆块 5 的 摆 角 5 大 小 与 机 构 中 各 构 件 运 动 学 尺 寸 及 运 动 副 的 总 体 配 置 有 关 。 若 使 摆 块 5 的 摆角 5 发 生 连 续 变 化 , 其 运 动 副 的 配 置 , 只 与 D , E 副 和 D , F 副 之 间 的 相 对 位 置 连 续 变 化 有关 , 而 E 副 是 动 副 , E、 D 副 之 间 的 相 对 位 置 很 难 在 机 构 运 动 中 连 续 调 整 。 因 此 , 只 有 在 F、 D副 两 个 固 定 副 之 间 进 行 连 续 相 对 位 置 调 整 , 并 将 D 副 安 装 到 蜗 轮 8 上 , 绕 凸 轮 回 转 轴 心 O 1连 续 转 动 即 变 化 8 , 则 摆 块 5 的 摆 角 5 发 生 连 续 变 化 。2 结 构 特 性图 2 中 所 示 的 凸 轮 机 构 中 , 三 相 均 布 滚 子 摆 动 推 杆 3, 3′ , 3″ 的 摆 动 中 心 D、 D ′、 D ″ 是 由 机构 的 总 体 结 构 配 置 决 定 的 。 其 杆 长 是 根 据 传 动 特 性 和 结 构 设 计 的 。 凸 轮 1 的 基 圆 半 径 在 满足 经 验 公 式 的 基 础 上 , 摆 杆 的 初 始 角 0 15 , 此 时 凸 轮 压 力 角 A 60 , 传 动 性 能 较 差 。 但 是 ,因 为 机 构 设 计 采 用 三 相 均 布 滚 子 摆 动 推 杆 依 次 接 续 推 动 同 一 个 单 向 转 动 输 出 机 构 , 其 摆 角相 互 覆 盖 , 使 凸 轮 压 力 角 较 大 之 处 不 作 动 力 传 递 。 凸 轮 传 动 的 最 大 压 力 角 只 有 Am ax 24 实际 设 计 A≤ 15 。 再 有 , 摆 杆 3 的 最 大 摆 角 3m ax 59 , 传 动 有 效 摆 角 只 有 41 , 表 明 有 18 覆 盖角 。 其 结 果 使 凸 轮 所 对 应 的 始 末 段 轮 廓 线 不 作 动 力 传 动 。 因 此 , 凸 轮 1 采 用 偏 心 轮 廓 线 无 冲43 辽 宁 工 学 院 学 报 第 16 卷 第 2 期 击 , 加 之 偏 心 凸 轮 直 径 尺 寸 小 、 重 量 轻 , 惯 性 力 易 平 衡 。 因 此 , 传 动 平 稳 。 并 且 凸 轮 1 采 用 偏心 轮 廓 线 易 于 加 工 。 更 主 要 的 是 有 效 的 解 决 了 滚 子 摆 动 推 杆 凸 轮 机 构 不 适 合 高 速 传 动 的 问题 。 因 为 偏 心 轮 1 的 轮 廓 线 上 可 以 安 装 滚 动 轴 承 11, 其 外 圈 加 套 12 作 为 凸 轮 轮 廓 线 与 滚 子2、 2′、 2″ 接 触 。 在 正 压 力 作 用 下 , 相 当 于 外 圈 不 动 , 而 与 内 圈 相 对 转 动 。 这 就 大 大 减 少 了 凸 轮轮 廓 线 与 滚 子 2 接 触 点 间 的 相 对 运 动 速 度 , 而 使 滚 子 摆 动 推 杆 凸 轮 机 构 能 应 用 于 高 速 输 入端 。 又 因 为 摆 动 推 杆 3 上 的 滚 子 2、 轴 9 可 采 用 两 端 支 承 图 2 右 图 , 因 此 能 传 递 较 大 的 载荷 。 另 外 , 与 偏 心 凸 轮 轮 廓 线 相 接 触 的 三 个 滚 子 2、 2′、 2″ 上 的 滚 子 中 心 C、 C′、 C″ 相 对 凸 轮 轮廓 线 的 轨 迹 是 一 个 同 心 圆 , 这 样 凸 轮 轮 廓 线 与 三 个 滚 子 接 触 的 锁 合 方 式 可 采 用 在 滚 子 中 心C、 C′、 C″ 处 安 装 小 滚 动 轴 承 7、 7′、 7″ , 并 用 环 形 槽 构 件 8 来 锁 合 。 环 形 槽 构 件 8 因 不 传 力 , 只用 于 凸 轮 轮 廓 线 与 滚 子 锁 合 , 结 构 尺 寸 小 、 重 量 轻 ; 三 个 滚 子 支 承 作 行 星 运 动 , 惯 性 力 不 大 ,且 可 兼 作 甩 油 环 。 图 中 的 虚 线 相 连 接 组 成 的 机 构 是 三 相 行 程 速 比 系 数 大 于 1 的 曲 柄 摇 杆 机构 。 由 于 曲 柄 摇 杆 机 构 的 设 计 和 特 性 分 析 方 法 已 经 很 成 熟 , 此 机 构 完 全 可 采 用 曲 柄 摇 杆 机 构的 设 计 理 论 和 特 性 分 析 , 也 可 用 文 献 [ 1 ]中 的 设 计 理 论 设 计 成 无 级 变 速 器 。3 结 束 语按 上 述 方 法 设 计 摆 动 推 杆 凸 轮 与 摆 块 机 构 脉 动 式 无 级 变 速 器 , 结 构 简 单 紧 凑 、 重 量 轻 、传 力 性 能 好 , 可 作 为 设 计 较 大 功 率 脉 动 式 机 械 无 级 变 速 器 的 理 想 主 体 结 构 。参 考 文 献1 崔 志 恩 等 . JBW 型 摆 块 脉 动 式 机 械 无 级 变 速 器 的 研 究 . 天 津 大 学 学 报 , 1990 增 刊 2 阮 忠 磨 主 编 . 机 械 无 级 变 速 器 . 北 京 机 械 工 业 出 版 社 . 1983The Pr inc iple and Fea ture of Pulsing Step-less Speed Var ia tor Governed by Sw ing L inkCam and Rock ing BlockZ hang Y uchengKey words sw ing link; cam m echan ism ; rock ing b lock m echan ism ; step less speed varia2to rABSTRACTA pp lying the m echan ism know n as the ro ller- sw ing link cam and the rock ing b lock m ech2an ism , a pu lsing step less speed variato r is compo sed, w ith its sw ing angu lar being ad2ju stab le. A gain, the w o rk ing p rincip le and featu re of the variato r are directively dealt w ithin the paper as w ell.R eceived on A p r. 10, 1995531996 年 总 第 54 期 张 玉 成 摆 动 推 杆 凸 轮 与 摆 块 机 构 脉 动 式 无 级 变 速 器 的 原 理 及 特 性

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