以国内某型雪橇车无级变速器为例,建立了雪橇车 V 型胶带式无级变速器( Continuously Variable Transmission,CVT) 主、从动轮的轴向力加压模型; 选取主、从动弹簧的刚度及其初始压缩量 4 个参数作为无级变速器的主要设计参数,分析其调速特性与参数匹配; 通过专用试验台的测试实验,验证了理论分析的正确性,同时测试结果也表明该 CVT 能够满足某型雪橇车的匹配要求。
某 V 型胶带式无级变速器,是由宽 V 胶带、可调锥轮式带轮与调速机构组成。宽 V 型胶带嵌于由两对锥轮组成的轮槽中,借助宽 V 带与带轮间的摩擦力来传递运动和转矩; 调速形式为双向调节式,根据功率输入或负载的变化由调速机构与弹簧压紧力共同作用,改变主、从动轮上胶带的工作直径,从而实现平滑地改变从动锥轮的输出转速以达到调速的目的。
轴向力的大小决定了CVT 的传动比、结合转速和调速区间,为了得到符合设计要求的结合转速和调速范围,需要进行分析和匹配。由于调速蹄块质量和形状的调整较为繁琐,不易实现,因此提出的理论优化方案只涉及到主、从动弹簧的刚度及其初始压缩量 4 个参数的调整,而保持调速蹄块的形状和质量不变。
主、从动轮弹簧刚度和初始压缩量这 4 个参数对于 CVT 的调速特性影响较大,其中结合转速仅和主动轮弹簧刚度及其初始压缩量有关,而整个调速范围除了和主动轮弹簧刚度及其初始压缩量有关以外还和被动弹簧的刚度及其初始压缩量有关。
( 1) 对 CVT 的主要变速结构进行了力学分析,分别得到主、从动轮的轴向力加压模型;
( 2) 确定 CVT 的主要设计参数,并重点分析主动弹簧的刚度及其初始压缩量和被动弹簧的刚度及其初始压缩量 4 个参数对调速性能的影响;
( 3) 通过实验,验证了 CVT 单轮加压模型的正确性,测试结果也表明该 CVT 能够满足某型雪橇车的匹配要求。