機(jī)械無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu)

1、12機(jī)械無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu)12.1概述無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)是一種輸出轉(zhuǎn)速在一定范圍內(nèi)可以調(diào)節(jié)的獨(dú)立工作單元，無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)分為電力無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)、液力無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)和機(jī)械無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)。電力無(wú)級(jí)變速的原理是改變電機(jī)的磁通、電壓、電流或頻率；液力無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)的原理是改變液體的體積或液流的路徑；機(jī)械無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)的原理是改變某一構(gòu)件的位置或尺寸。從傳動(dòng)原理上劃分，機(jī)械無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)分為牽引力（摩擦力）式與機(jī)構(gòu)傳動(dòng)式。從結(jié)構(gòu)上劃分，機(jī)械無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)分為定軸無(wú)中間滾動(dòng)體式，中間滾動(dòng)體定軸式和行星運(yùn)動(dòng)中間滾動(dòng)體式。本書(shū)僅介紹機(jī)械無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)的類(lèi)型、工作原理、傳動(dòng)特性與應(yīng)用。在某些生產(chǎn)工藝中，采用機(jī)械無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)有利于簡(jiǎn)化傳動(dòng)的結(jié)

2、構(gòu)，提高生產(chǎn)率與產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約能源，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。12.2定軸無(wú)中間滾動(dòng)體式機(jī)械無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)12.2.1正交軸無(wú)級(jí)傳動(dòng)圖12.1移動(dòng)滾輪平盤(pán)式無(wú)級(jí)變速器R3d21S3123定軸無(wú)中間滾動(dòng)體式機(jī)械無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)是結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單的一種牽引力式無(wú)級(jí)變器。圖12.1為一種正交軸結(jié)構(gòu)的移動(dòng)滾輪平盤(pán)式無(wú)級(jí)變速器，通過(guò)滑鍵或花鍵將滾輪2裝于輸入軸1上，輸入軸1向下壓滾輪2，滾輪2與輸出軸3上的圓盤(pán)之間產(chǎn)生摩擦力，滾輪2在水平方向由調(diào)速機(jī)構(gòu)改變位置（如螺旋機(jī)構(gòu)）。設(shè)輸入軸1的轉(zhuǎn)速為1，輸出軸3的轉(zhuǎn)速為3，滾輪2的位置為R3，滾輪2的直徑為d2，滾輪2與圓盤(pán)3之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，輸出軸3的轉(zhuǎn)速3與傳動(dòng)比i13分別

3、為當(dāng)R3在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，輸出軸的轉(zhuǎn)速得到調(diào)節(jié)，3與R3成反比關(guān)系。當(dāng)軸1主動(dòng)時(shí)，設(shè)滾輪2與圓盤(pán)3之間的正壓力為N23，兩者之間的摩擦系數(shù)為f，摩擦力F23N23f，則圓盤(pán)3獲得的功率P3N23fR33N23fR3(0.5d21)/ R30.5N23fd21，不論R3如何變化，即滾輪2在任何位置，其輸出的功率P3不變，稱(chēng)為恒功率型無(wú)級(jí)傳動(dòng)。當(dāng)軸1主動(dòng)時(shí)，圓盤(pán)3獲得的轉(zhuǎn)矩T3N23fR3，T3與R3成正比。當(dāng)圓盤(pán)3主動(dòng)時(shí)，軸1獲得的功率P1N23f(0.5d21)N23f(0.5d2)R3/(0.5d2)3N23fR33，P1與R3、3成正比。當(dāng)圓盤(pán)3主動(dòng)時(shí)，軸1獲得的轉(zhuǎn)矩T10.5d2N23

4、f，不論R3如何變化，即滾輪2在任何位置，軸1所得到的轉(zhuǎn)矩T1不變，稱(chēng)為恒轉(zhuǎn)矩型無(wú)級(jí)傳動(dòng)。該種無(wú)級(jí)變速器傳遞的功率可達(dá)4 KW，機(jī)械效率在0.80.85之間，傳動(dòng)比在0.22.0之間。12.2.2相交軸錐盤(pán)環(huán)錐式無(wú)級(jí)傳動(dòng)圖12.2為一種相交軸錐盤(pán)環(huán)錐式無(wú)級(jí)變速器。錐盤(pán)2的半錐角為，通過(guò)滑鍵或花鍵將錐盤(pán)2裝于輸入軸1上，輸入軸1向下壓錐盤(pán)2，錐盤(pán)2與輸出軸3上的內(nèi)圓環(huán)端面之間產(chǎn)生摩擦力，促使輸出軸3轉(zhuǎn)動(dòng)。錐盤(pán)2在其軸線(xiàn)方向由調(diào)速機(jī)構(gòu)改變位置（如螺旋機(jī)構(gòu)），設(shè)位置的改變量為S，同時(shí)，輸入軸1在垂直于自身軸線(xiàn)的方向上也產(chǎn)生附加的徑向位移a，。當(dāng)輸入軸1的轉(zhuǎn)速為1，錐盤(pán)2的初始接觸半徑為R2，對(duì)應(yīng)于位

5、置改變量S后的接觸半徑，錐盤(pán)2與輸出軸3上的內(nèi)圓環(huán)端面之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，輸出軸3的轉(zhuǎn)速3與傳動(dòng)比i13分別為3P3T3T3P30圖12.2錐盤(pán)環(huán)錐式無(wú)級(jí)變速器 圖12.3錐盤(pán)環(huán)錐式無(wú)級(jí)變速器的機(jī)械特征12R2AS1R333OT3 P3aR2t當(dāng)S在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，輸出軸的轉(zhuǎn)速得到調(diào)節(jié)。該種無(wú)級(jí)變速器傳遞的功率可達(dá)11 KW，機(jī)械效率在0.50.92之間，傳動(dòng)比在0.251.15之間。設(shè)P3、T3分別表示輸出軸3的功率與轉(zhuǎn)矩，則錐盤(pán)環(huán)錐式無(wú)級(jí)變速器的機(jī)械特征如圖12.3所示。圖12.4光軸斜盤(pán)式無(wú)級(jí)變速器V2n1d1123345ABCDO1O2V3圖12.4為一種光軸斜盤(pán)式無(wú)級(jí)變速器。它將輸入

6、轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為輸出的往復(fù)移動(dòng)。光軸1只單向轉(zhuǎn)動(dòng)不沿軸向移動(dòng)，三個(gè)軸承的內(nèi)圓環(huán)以?xún)A角為壓緊在光軸上，三個(gè)軸承的外圓環(huán)通過(guò)構(gòu)件2連接在一起，當(dāng)光軸1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，三個(gè)軸承帶動(dòng)構(gòu)件2以及框架3沿一個(gè)方向移動(dòng)，當(dāng)移動(dòng)一段距離時(shí)，三個(gè)軸承的傾角被改變?yōu)榉捶较虻模〒Q向裝置未示出），于是框架3沿相反方向移動(dòng)，如此反復(fù)，輸出構(gòu)件便作往復(fù)移動(dòng)。當(dāng)三個(gè)軸承的傾角為時(shí)，輸出構(gòu)件的移動(dòng)速度V2為式中d1為光軸1的直徑，單位為mm，n1為光軸1的轉(zhuǎn)速，單位為r/min。當(dāng)被調(diào)節(jié)時(shí)，輸出構(gòu)件的移動(dòng)速度得到調(diào)節(jié)。該種無(wú)級(jí)變速器主要用于電纜機(jī)械中。12.3定軸有中間滾動(dòng)體式無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)滾錐平盤(pán)式無(wú)級(jí)傳動(dòng)圖12.5為一種型式的滾錐平盤(pán)式

7、無(wú)級(jí)變速器。輸入軸1的轉(zhuǎn)速為1，滾錐2被壓緊在輸入與輸出軸端部的平盤(pán)之間，滾錐2作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，滾錐2的位置由調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。設(shè)滾輪2與輸入端盤(pán)的接觸點(diǎn)到輸入軸的距離為R1，滾輪2與輸入端盤(pán)的接觸半徑ra；滾輪2與輸出端盤(pán)的接觸點(diǎn)到輸出軸的距離為R3，滾輪2與輸出端盤(pán)的接觸半徑rb，滾輪2與兩個(gè)端盤(pán)之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，則輸出軸3的轉(zhuǎn)速3與傳動(dòng)比i13分別為圖12.5滾錐平盤(pán)式無(wú)級(jí)變速器 圖12.6滾錐平盤(pán)式無(wú)級(jí)變速器的機(jī)械特征3P3T3T3P301R3rbra132T3 P3V2R13當(dāng)滾輪2在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，輸出軸的轉(zhuǎn)速得到調(diào)節(jié)。該種無(wú)級(jí)變速器傳遞的功率可達(dá)3 KW，機(jī)械效率在0.770.92范圍，

8、傳動(dòng)比在0.171.46之間。設(shè)P3、T3分別表示輸出軸3的功率與轉(zhuǎn)矩，則滾錐平盤(pán)式無(wú)級(jí)變速器的機(jī)械特征如圖12.6所示。鋼球平盤(pán)式無(wú)級(jí)傳動(dòng)圖12.7為一種型式的鋼球平盤(pán)式無(wú)級(jí)變速器。輸入軸1的轉(zhuǎn)速為1，鋼球2被壓緊在輸入與輸出軸端部的平盤(pán)之間，鋼球2相對(duì)于自身的機(jī)架4作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，鋼球2由位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)改變水平位置。設(shè)鋼球2與輸入盤(pán)的接觸點(diǎn)到輸入軸的距離為R1，鋼球2與輸出盤(pán)的接觸點(diǎn)到輸出軸的距離為R3，輸入與輸出軸之間的中心距為a，aR1R3，a為定值，鋼球2與圓盤(pán)之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，則輸出軸3的轉(zhuǎn)速3與傳動(dòng)比i13分別為圖12.7鋼球平盤(pán)式無(wú)級(jí)變速器 圖12.8鋼球平盤(pán)式無(wú)級(jí)變速器的機(jī)械特征3P

9、3T3T3P30R11R331324aT3 P32當(dāng)鋼球2在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，輸出軸的轉(zhuǎn)速得到調(diào)節(jié)。該種無(wú)級(jí)變速器傳遞的功率可達(dá)3 KW，機(jī)械效率小于0.8，傳動(dòng)比在0.051.5之間。設(shè)P3、T3分別表示輸出軸3的功率與轉(zhuǎn)矩，則鋼球平盤(pán)式無(wú)級(jí)變速器的機(jī)械特征如圖12.8所示。12.3.3鋼環(huán)分離錐盤(pán)式無(wú)級(jí)傳動(dòng)圖12.9鋼環(huán)分離錐盤(pán)式無(wú)級(jí)變速器3P3T3ToPo0圖12.10鋼環(huán)分離錐盤(pán)式無(wú)級(jí)變速器的機(jī)械特征(a) (c)(d)(b)1R101R10b/tanb232T3 P33R30bR30+b/tan1R103鋼環(huán)213R30T3 P31R10b/tan3鋼環(huán)213R30+b/tanT3

10、P3圖12.9(a)、(b)為一種型式的鋼環(huán)分離錐盤(pán)式無(wú)級(jí)變速器在不同傳動(dòng)比時(shí)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。輸入軸1的轉(zhuǎn)速為1，鋼環(huán)2被漲緊在輸入與輸出軸上的V型槽之間，V型槽的夾角為2，鋼環(huán)可以是整體式的，也可以是一節(jié)一節(jié)裝配式的。設(shè)鋼環(huán)2與輸入錐盤(pán)的初始接觸點(diǎn)到輸入軸的距離為R10，鋼環(huán)2與輸出錐盤(pán)的初始接觸點(diǎn)到輸出軸的距離為R30，如圖12.9(a)所示。當(dāng)輸入錐盤(pán)向外張開(kāi)一段距離b時(shí)，如圖12.9(c)所示，R10減小到R10b/tan；與此過(guò)程相對(duì)應(yīng)，輸出錐盤(pán)向內(nèi)縮小b的距離，R30增大到R30b/tan，如圖12.9(d)所示。設(shè)鋼環(huán)2與兩個(gè)錐盤(pán)之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，則輸出軸3的轉(zhuǎn)速3與傳動(dòng)比i13分別為

11、當(dāng)b在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，輸出軸的轉(zhuǎn)速得到調(diào)節(jié)。該種無(wú)級(jí)變速器傳遞的功率可達(dá)10 KW，機(jī)械效率在0.750.9之間，傳動(dòng)比在0.313.2之間。設(shè)P3、T3分別表示輸出軸3的功率與轉(zhuǎn)矩，則鋼環(huán)分離錐盤(pán)式無(wú)級(jí)變速器的機(jī)械特征如圖12.10所示。該種型式的無(wú)級(jí)變速器在汽車(chē)變速箱中得到廣泛應(yīng)用19。12.3.4弧錐環(huán)盤(pán)式無(wú)級(jí)傳動(dòng)圖12.11為一種型式的弧錐環(huán)盤(pán)式無(wú)級(jí)變速器。輸入軸1的轉(zhuǎn)速為1，環(huán)盤(pán)2被壓緊在輸入與輸出軸的弧錐上，環(huán)盤(pán)2的圓弧半徑為R，兩段圓弧的中點(diǎn)A、B關(guān)于圓心O的張角為2，環(huán)盤(pán)2關(guān)于轉(zhuǎn)動(dòng)中心O的偏轉(zhuǎn)角為，兩弧錐1、3與環(huán)盤(pán)2的接觸點(diǎn)A、B所對(duì)應(yīng)的節(jié)徑分別為d1t、d2t，設(shè)環(huán)盤(pán)2與

12、兩弧錐1、3之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，由圖12.11得R、d1t、d2t以及兩環(huán)盤(pán)的中心距a之間的幾何關(guān)系為于是，輸出轉(zhuǎn)速3與傳動(dòng)比i13分別為 圖12.11弧錐環(huán)盤(pán)式無(wú)級(jí)變速器 圖12.12弧錐環(huán)盤(pán)式無(wú)級(jí)變速器的機(jī)械特征3P3T3T3P30d1t13122'3R0OOaT3P3d3tAB2當(dāng)在0，0之間變化時(shí)，輸出軸的轉(zhuǎn)速得到調(diào)節(jié)。該種無(wú)級(jí)變速器傳遞的功率可達(dá)10 KW，機(jī)械效率在0.900.95之間，傳動(dòng)比在0.222.2之間。設(shè)P3、T3分別表示輸出軸3的功率與轉(zhuǎn)矩，則弧錐環(huán)盤(pán)式無(wú)級(jí)變速器的機(jī)械特征如圖12.12所示。12.3.5菱錐式無(wú)級(jí)傳動(dòng) 圖12.13菱錐式無(wú)級(jí)變速器 圖12.14菱

13、錐式無(wú)級(jí)變速器的機(jī)械特征3P3T3T3P302r23r21bLH(b)(a)d1d3d213r23r21r23r2113O2O2O22T3 P32圖12.13(a)為一種型式的菱錐式無(wú)級(jí)變速器。輸入軸1的轉(zhuǎn)速為1，菱錐2被壓緊在輸入與輸出軸端部的環(huán)狀空間之間，菱錐2的軸線(xiàn)與輸入軸1的軸線(xiàn)之間的夾角為，菱錐2繞自身的軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，菱錐2的水平位置由位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)。設(shè)菱錐2與輸入軸環(huán)的接觸點(diǎn)到輸入軸線(xiàn)的距離為0.5d1，菱錐2的接觸半徑為r21；菱錐2與輸出環(huán)的接觸點(diǎn)到輸出軸線(xiàn)的距離為0.5d3，菱錐2的接觸半徑為r23。由圖12.13(b)的尺寸關(guān)系得r21、r23的函數(shù)式分別為r21(LbH

14、)tan，r23btan，L、H為結(jié)構(gòu)常數(shù)，b為自變量。設(shè)菱錐2作無(wú)相對(duì)滑動(dòng)的相對(duì)滾動(dòng)，菱錐2與輸入軸環(huán)之間的速度關(guān)系為0.5d1 12 r21，菱錐2與輸出環(huán)之間的速度關(guān)系為0.5d3 32 r23，則輸出軸3的轉(zhuǎn)速3與傳動(dòng)比i13分別為當(dāng)菱錐2在水平方向移動(dòng)（在垂直方向也產(chǎn)生附加的移動(dòng)）時(shí)，輸出軸的轉(zhuǎn)速得到調(diào)節(jié)。該種無(wú)級(jí)變速器傳遞的功率可達(dá)37 KW，機(jī)械效率為0.80.93，傳動(dòng)比在0.87之間。設(shè)P3、T3分別表示輸出軸3的功率與轉(zhuǎn)矩，則菱錐式無(wú)級(jí)變速器的機(jī)械特征如圖12.14所示。鋼球外錐輪式無(wú)級(jí)傳動(dòng)圖12.15為一種型式的鋼球外錐輪式無(wú)級(jí)變速器。輸入軸1的轉(zhuǎn)速為1，直徑為d2的鋼球

15、2被壓緊在輸入與輸出軸的錐面上，接觸點(diǎn)分別為A1、A3，兩個(gè)錐面的頂角都為2，鋼球2的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(xiàn)與輸入、輸出軸線(xiàn)成角，的大小由位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)，為調(diào)速的自變量。設(shè)輸入錐與鋼球2的接觸點(diǎn)A1到輸入軸線(xiàn)的距離為0.5d1，鋼球2的接觸半徑為r21，r21垂直于自身的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(xiàn)；輸出錐與鋼球2的接觸點(diǎn)A3到輸出軸線(xiàn)的距離為0.5d3，d3d1，鋼球2的接觸半徑為r23，r23垂直于自身的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(xiàn)。由圖12.15得r210.5d2cos()，r230.5d2cos()，設(shè)鋼球2作無(wú)相對(duì)滑動(dòng)的純滾動(dòng)，輸入錐與鋼球2之間的速度關(guān)系為0.5d1 12 r210.52d2cos()，輸出錐與鋼球2之間的速度關(guān)系為

16、0.5d3 32 r230.52d2cos()，則輸出軸3的轉(zhuǎn)速3與傳動(dòng)比i13分別為圖12.15鋼球外錐輪式無(wú)級(jí)變速器 圖12.16鋼球外錐輪式無(wú)級(jí)變速器的機(jī)械特征3P3T3P30T3113aO2O'2d2d2d1r21r2322T3 P3r23A1d3A332r21當(dāng)鋼球2改變軸線(xiàn)的角度時(shí)，輸出軸的轉(zhuǎn)速得到調(diào)節(jié)。該種無(wú)級(jí)變速器傳遞的功率可達(dá)11 KW，機(jī)械效率為0.80.9，傳動(dòng)比在0.33之間。設(shè)P3、T3分別表示輸出軸3的功率與轉(zhuǎn)矩，則鋼球外錐輪式無(wú)級(jí)變速器的機(jī)械特征如圖12.16所示。12.4行星式無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)行星式牽引無(wú)級(jí)變速器利用光滑行星輪與內(nèi)、外中心輪之間的牽引力來(lái)實(shí)現(xiàn)

17、運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力的傳遞，通過(guò)改變行星輪或內(nèi)、外中心輪的工作半徑來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)。轉(zhuǎn)臂輸出式無(wú)級(jí)傳動(dòng)轉(zhuǎn)臂輸出式無(wú)級(jí)變速器如圖12.17(a)所示。輸入軸1的角速度為1，光滑行星錐輪2以?xún)A斜角安裝在行星架（轉(zhuǎn)臂）H上，行星錐輪2的外側(cè)與內(nèi)錐輪3相互壓緊，內(nèi)錐輪3的軸向位置可調(diào)但不轉(zhuǎn)動(dòng)，行星錐輪2的內(nèi)側(cè)與轉(zhuǎn)動(dòng)的外錐輪1相互壓緊。設(shè)行星錐輪2相對(duì)于轉(zhuǎn)臂H的角速度為2H，相對(duì)于內(nèi)錐輪3的角速度2，相對(duì)于外錐輪1的角速度21；轉(zhuǎn)臂H的角速度為H，外錐輪1相對(duì)于轉(zhuǎn)臂H的角速度為1H。由于角速度矢量1、2、H，21；2H與1H存在1H1H，2H2H，2H2H211H的關(guān)系，所以，它們構(gòu)成的速度圖形如圖12.17(

18、b)所示。當(dāng)外錐輪1為主動(dòng)件、轉(zhuǎn)臂H為從動(dòng)件時(shí)，由圖12.17(b)得以下速度關(guān)系。對(duì)OAB應(yīng)用正弦定理得對(duì)OBC應(yīng)用正弦定理得圖12.17轉(zhuǎn)臂輸出式無(wú)級(jí)變速器與運(yùn)動(dòng)分析簡(jiǎn)圖(a) (b)123HrwR31H1R1H2212H111HOABC2DEBE123HrwrnR3H1OTH PHHPHTHTHPH0圖12.18轉(zhuǎn)臂輸出式無(wú)級(jí)變速器的機(jī)械特征結(jié)合圖12.17(b)化簡(jiǎn)式(1220)得結(jié)合圖12.17(b)化簡(jiǎn)式(1221)得由式(1222)、式(1223)得輸入軸1、輸出轉(zhuǎn)臂H之間的傳動(dòng)比i1H為當(dāng)改變內(nèi)錐輪3的軸向位置時(shí)，轉(zhuǎn)臂的轉(zhuǎn)速得到調(diào)節(jié)。該種無(wú)級(jí)變速器傳遞的功率可達(dá)15KW，機(jī)械效

19、率為0.60.8，傳動(dòng)比在416之間。設(shè)PH、TH分別表示轉(zhuǎn)臂H的功率與轉(zhuǎn)矩，則轉(zhuǎn)臂輸出式無(wú)級(jí)變速器的機(jī)械特征如圖12.18所示。12.4.2轉(zhuǎn)臂輸出式封閉行星錐輪無(wú)級(jí)傳動(dòng)轉(zhuǎn)臂輸出式封閉行星錐輪無(wú)級(jí)變速器如圖12.19(a)所示。輸入軸1的角速度為1，光滑錐輪2以?xún)A斜角安裝在機(jī)架5上，內(nèi)側(cè)與主動(dòng)中心輪1壓緊，外側(cè)與轉(zhuǎn)動(dòng)中心輪3壓緊；光滑行星錐輪4以?xún)A斜角安裝在行星架（轉(zhuǎn)臂）H上，內(nèi)側(cè)與主動(dòng)中心輪1' 壓緊，外側(cè)與轉(zhuǎn)動(dòng)中心輪3壓緊，中心輪3的軸向位置可以調(diào)節(jié)，以達(dá)到調(diào)速的目的。設(shè)定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的光滑錐輪2的角速度為2、中心輪3的角速度為3，由圖12.19(a)得它們之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系分別為圖12.

20、19轉(zhuǎn)臂輸出式封閉行星錐輪無(wú)級(jí)變速器與運(yùn)動(dòng)分析簡(jiǎn)圖(a) (b)1'43Hr43r41R31H1R1H343414H1311HOABC2DE24HHO1O11'2'35r43r41r23r21R34'R13S3TH PH當(dāng)外錐輪1為主動(dòng)件、轉(zhuǎn)臂H為從動(dòng)件時(shí)，設(shè)行星錐輪4相對(duì)于轉(zhuǎn)臂H的角速度為4H，相對(duì)于內(nèi)錐輪3的角速度43，相對(duì)于外錐輪1的角速度41；設(shè)轉(zhuǎn)臂H的角速度為H，轉(zhuǎn)臂H相對(duì)于內(nèi)錐輪3的角速度為H3；輸入軸1相對(duì)于內(nèi)錐輪3的角速度為13，相對(duì)于轉(zhuǎn)臂H的角速度為1H。由于角速度矢量1、3、4、H、13、1H、4H與H3存在4H411H，434HH3，434

21、113的關(guān)系，所以，它們構(gòu)成的速度圖形如圖12.19(b)所示。對(duì)OAB應(yīng)用正弦定理得對(duì)OBC應(yīng)用正弦定理得對(duì)OAC應(yīng)用正弦定理得結(jié)合圖12.19(a)與式(1226)、式(1227)式(1229)得傳動(dòng)比i1H為當(dāng)改變內(nèi)環(huán)3的軸向位置時(shí)，轉(zhuǎn)臂的轉(zhuǎn)速得到調(diào)節(jié)。該種無(wú)級(jí)變速器傳遞的功率可達(dá)4KW，機(jī)械效率約為0.6。內(nèi)錐輪輸出式行星無(wú)級(jí)傳動(dòng)圖12.20內(nèi)錐輪輸出式無(wú)級(jí)變速器與運(yùn)動(dòng)分析簡(jiǎn)圖(b)23r2311r124H424212H2H1R1ABC1HH4DOFG(a)23Hr23R1H1O14r12R4R3S32EFG4TH PHGEF內(nèi)錐輪輸出式無(wú)級(jí)變速器如圖12.20(a)所示。輸入軸1（外

22、錐輪1）的轉(zhuǎn)速為1，行星錐輪2以?xún)A角安裝在行星架（轉(zhuǎn)臂）H上，行星錐輪2的上側(cè)與軸向位置可調(diào)但不轉(zhuǎn)動(dòng)的內(nèi)錐輪3相互壓緊、行星錐輪2的左側(cè)與輸出內(nèi)錐輪4相互壓緊，行星錐輪2的下側(cè)與轉(zhuǎn)動(dòng)的外錐輪1相互壓緊。當(dāng)外錐輪1為主動(dòng)件、內(nèi)錐輪4為從動(dòng)件時(shí)，設(shè)行星錐輪2相對(duì)于不轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)錐輪3的角速度為2，行星錐輪2相對(duì)于轉(zhuǎn)臂H的角速度為2H，相對(duì)于內(nèi)錐輪4的角速度24，相對(duì)于外錐輪1的角速度21；設(shè)轉(zhuǎn)臂H的角速度為H；外錐輪1相對(duì)于轉(zhuǎn)臂H的角速度為1H；輸出內(nèi)錐輪4的角速度為4。由于角速度矢量1、2、4、H、21、1H、24與2H存在22442HH211與2H211H的關(guān)系，所以，它們構(gòu)成的速度圖形如圖12.2

23、0(b)所示。對(duì)OCD應(yīng)用正弦定理對(duì)OBC應(yīng)用正弦定理得結(jié)合圖12.20(a)與式(1231)、式(1232)，得轉(zhuǎn)臂H的角速度H與輸入角速度1的函數(shù)關(guān)系為由式(1232)得行星錐輪2的角速度2與輸入角速度1的函數(shù)關(guān)系為對(duì)OAC應(yīng)用正弦定理得結(jié)合圖12.20(a)與式(1235)得內(nèi)錐輪4與轉(zhuǎn)臂H、行星錐輪2之間的角速度關(guān)系為將式(1233)、式(1234)代入式(1236)，得內(nèi)錐輪4的角速度4與輸入角速度1的函數(shù)關(guān)系為由式(1237)得傳動(dòng)比i14為由圖12.20(a)得知傳動(dòng)比i14為負(fù)值，輸出軸的轉(zhuǎn)向與輸入軸的轉(zhuǎn)向相反。12.4.4環(huán)錐行星式無(wú)級(jí)傳動(dòng)環(huán)錐輸出式無(wú)級(jí)變速器如圖12.21(

24、a)所示。輸入軸1的轉(zhuǎn)速為1，行星錐輪2以?xún)A角安裝在行星架（轉(zhuǎn)臂）H上，行星錐輪2的上側(cè)與軸向位置可調(diào)但不轉(zhuǎn)動(dòng)的內(nèi)錐輪3相互壓緊、行星錐輪2的左側(cè)與輸出內(nèi)錐輪4相互壓緊，行星錐輪2的下側(cè)與轉(zhuǎn)動(dòng)的外錐輪1相互壓緊。當(dāng)外錐輪1為主動(dòng)件、內(nèi)錐輪4為從動(dòng)件時(shí)，設(shè)行星錐輪2相對(duì)于不轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)錐輪3的角速度為2，行星錐輪2相對(duì)于轉(zhuǎn)臂H的角速度為2H，相對(duì)于內(nèi)錐輪4的角速度24，相對(duì)于外錐輪1的角速度21；設(shè)轉(zhuǎn)臂H的角速度為H；外錐輪1相對(duì)于轉(zhuǎn)臂H的角速度為1H。由于角速度矢量1、2、4、21、1H、24與2H存在22442HH211與2H211H的關(guān)系，所以，它們構(gòu)成的速度圖12.21環(huán)錐行星式無(wú)級(jí)變速器與運(yùn)

25、動(dòng)分析簡(jiǎn)圖(a) (b)H1H1234HO2H224211414HABCDEFGr24r23r124321Hr23r24r12R1R3R4O14EFGH圖形如圖12.21(b)所示。對(duì)OCD應(yīng)用正弦定理對(duì)OBC應(yīng)用正弦定理得結(jié)合圖12.21(a)與式(1239)、式(1240)，得轉(zhuǎn)臂H的角速度H與輸入角速度1的函數(shù)關(guān)系為由式(1241)得行星錐輪2的角速度2與輸入角速度1的函數(shù)關(guān)系為對(duì)OAC應(yīng)用正弦定理得結(jié)合圖12.21(a)與式(1243)得內(nèi)錐輪4與轉(zhuǎn)臂H、行星錐輪2之間的角速度關(guān)系為將式(1241)、式(1242)代入式(1244)，得內(nèi)錐輪4的角速度4與輸入角速度1的函數(shù)關(guān)系為由式(1245)得傳動(dòng)比i14為12.4.5鋼球行星式無(wú)級(jí)傳動(dòng)圖12.22鋼球行星式無(wú)級(jí)變速器的工作原理與速度分析簡(jiǎn)圖(a) (b)a'1234r'12r12r23r24242312'