1、 湘潭大學興湘學院畢業論文題 目： 自行車用無級變速器結構設計 專 業： 機械設計制造及自動化 學 號： 2010963142 姓 名： 朱楊華 指導教師： 聶松輝 完成日期： 36目錄1 緒 論31.1 機械無級變速器的概述及應用31.2無級變速器的分類31.3機械無級變速器的發展41.4 無級變速自行車研究現狀61.5 畢業論文設計內容和要求72鋼球行星式無級變速器的總體方案選擇92.1采用螺旋傳動實現球架的左右移動92.2依靠左右推動實現球架的移動102.3兩方案的選擇與比較103鋼球行星式無級變速器部分零件的設計計算113.1 鋼球的設計計算113.2鋼球支軸轉角的設計計算123.3軸

2、槽的長度及卡盤的傾斜角的設計計算133.4 軸的設計計算143.4.1 軸的選材及最小直徑的計算143.4.2 軸的結構設計153.4.3 軸的校核163.5 滾動軸承的選擇183.6 自行車無級變速器的安裝194 鋼球行星式無級變速器的變速原理論證204.1 關于本文的無級變速器204.2 無級變速的運動結構分析204.2.1無級變速的運動204.2.2 變速原理分析225 結論23參考文獻24致謝25外文翻譯26自行車用無級變速器結構設計專業:機械設計制造及其自動化學生:朱楊華 指導老師：聶松輝 摘 要無級變速器傳動是指在某種控制的作用下，使機器的輸出軸轉速可在兩個極值范圍內連續變化的傳動

3、方式。而無級變速器是這樣的一種裝置，它具有主動和從動兩根軸，并能通過傳遞轉矩的中間介質（固體、流體、電磁流）把兩根軸直接或間接地聯系起來，以傳遞動力。當對主、從動軸的聯系關系進行控制時，即可使兩軸間的傳動比發生變化（在兩極值范圍內連續而任意地變化）。本文在分析各種無級變速器和無級變速自行車的基礎上，把鋼球外錐式無級變速器進行部分改裝，從而形成了自行車的無級變速裝置。該裝置通過八個鋼球利用摩擦力將動力進行輸入輸出，用一對斜齒輪進行分度調速，從而使自行車在0.751.22之間進行無級調速。研究表明：無級變速器被用于自行車方面可以大大改善自行車的使用性能，方便廣大消費者使用。關鍵字: 無級變速自行車

4、 無級變速器 調速the design of the cvt on bicyclemajor:mechanical design manufacturing and automation student: zhu yang hua supervisor:nei song hui abstract have no the class gearbox spread to mean under the function that is a certain to control, make the exportation stalk of machine turn soon can at two po

5、le is worth the continuous variety in the scope of spread a way.but have no class gearbox is such a kind of device, it has active with from move two stalks, and can pass to deliver the middle of turning the ju to lie quality(the solid, fluid and electromagnetism flows) to contact two stalks directly

6、 or indirectly to deliver power.when to lord, from move an axial contact relation to carry on a control, can immediately make spreading of 2 compare occurrence variety.(be worth to change in a row but at will inside the scope in two poles).based on the analysis of various cvt and cvt bikes,in this d

7、issertation ,we change some parts of the kopp-b cvt forming a new kind of cvt used to the bicycle .they are used to input or output the power through the friction and a pair of helical gears is also used to adjust the speed, so the speed can change between 0.75 and 1.22.this research shows that when

8、 the cvt are used in the bicycle ,they can significant improve the performance of bike so that all customers can use it convenient.keyword: cvt bike cvt speed control.1 緒 論1.1 機械無級變速器的概述及應用機械無級變速器是一種傳動裝置，是在輸入轉速一定的情況下實現輸出轉速在一定范圍內連續變化的一種運動和動力傳遞裝置，由變速傳動機構、調速機構及加壓裝置或輸出機構組成。機械無級變速器轉速穩定、滑動率小、具有恒功率機械特性、傳動效

9、率較高，能更好地適應各種機械的工況要求及產品需要，易于實現整個系統的機械化、自動化，且結構簡單，維修方便、價格相對便宜。機械無級變速器的適用范圍廣，有在驅動功率不變的情況下，因工作阻力變化而需要調節轉速以產生相應的驅動力矩者（如化工行業中的攪拌機械，即需要隨著攪拌物料的粘度、阻力增大而能相應減慢攪拌速度）；有根據工況要求需要調節速度者（如起重運輸機械要求隨物料及運行區段的變化而能相應改變提升或運行速度，食品機械中的烤干機或制藥機械要求隨著溫度變化而調節轉移速度）；有為獲得恒定的工作速度或張力而需要調節速度者（如斷面切削機床加工時需保持恒定的切削線速度，電工機械中的繞線機需保持恒定的卷繞速度，紡

10、織機械中的漿紗機及輕工機械中的薄膜機皆需調節轉速以保證恒定的張力等）；有為適應整個系統中各種工況、工位、工序或單元的不同要求而需協調運轉速度以及需要配合自動控制者（如各種各樣半自動或自動的生產、操作或裝配流水線）；有為探求最佳效果而需變換速度者（如試驗機械或離心機需調速以獲得最佳分離效果）；有為節約能源而需進行調速者（如風機、水泵等）；此外，還有按各種規律的或不規律的變化而進行速度調節以及實現自動或程序控制等。綜上所述。可以看出采用無級變速器，尤其是配合減速傳動時進一步擴大其變速范圍與輸出轉矩，能更好的適應各種工況要求，使之效能最佳，在提高產品的產量和質量，適應產品變換需要，節約能源，實現整個

11、系統的機械化、自動化等各方面皆具有顯著的效果。故無級變速器目前已成為一種基本的通用傳動形式，應用于紡織、輕工、食品、包裝、化工、機床、電工、起重運輸礦山冶金、工程、農業、國防及試驗等各類機械。1.2 無級變速器的分類機械無級變速器分為剛性式、行星式、鏈式、帶式和脈動式四大類。（1） 摩擦式無級變速器 由剛性傳動元件組成，不調速時各傳動件的回轉軸線位置固定不變。它具有結構簡單、形式多樣的特點。它分為有中間滾輪與無中間滾輪兩大類，前者有較大的調速比（rb1620），后者的rb6。為提高功率體積比常采用多中間體的分匯流傳傳動方式。對于既升速又降速的變速裝置一般需用兩套加壓裝置。傳動件接觸區可設計成初

12、始點或線接觸的結構，前者承載能力稍差，但相對滑動較小，并能補償受力變形及加工裝配等誤差；后者承載能力較高，但對制造和裝配要求較高。（2） 行星式無級變速器 具有作行星運動的中間滾動體，依靠滾動副間的牽引（摩擦）力，通過改變太陽輪或行星輪的工作半徑來實現變速的無級變速器。其傳動原理與一般錐齒輪行星輪系很相似，但沒有輪齒因而工作半徑在運動過程中可以調整。 由于上述傳動原理 的特點，使行星無級變速器的結構、性能與剛性式無級變速器不同。行星無級變速器的共同特點：1、變速范圍較寬廣；2、輸出轉速恒低于輸入轉速；3、輸出特性好；4、采用多行星輪分匯流傳動；5、結構緊湊，加壓和調速操縱機構比較簡單。（3）

13、鏈式無級變速器 通過兩相對錐輪之間形成楔形夾槽，夾持著特殊結構的變速傳動鏈，依靠壓緊力使鏈和鏈輪形成力（或準形）封閉運動副，依靠摩擦力來傳遞動力，它屬于鋼質撓性變速傳動，其功率和磨損率分別是帶傳動的11倍和1/3。所以結構緊湊、壽命長。（4） 帶式無級變速器 其結構簡單、制造容易、工作平穩、能吸收振動、易損件少、帶的更換方便；因而是機械無級變速器中廣泛應用的一種；其缺點是外形尺寸較大而變速范圍較小。它由主、從動錐（帶）輪、緊套在兩輪上的帶、調速操縱機構和加壓裝置等組成。當主動輪轉動時，借帶與錐輪間的摩擦力驅動從動輪并傳遞動力；通過調速操縱機構改變帶在錐輪上的位置，使主、從動輪的工作半徑改變，以

14、達到無級變速的目的。（5） 脈動式無級變速器 由連桿機構與單向超越禮盒器組成的變速器。它通過調速機構來改變連桿機構中某一構件的長度，以形成構件間新的尺寸比例關系，使搖桿獲得不同的擺角，通過超越離合器使輸出軸的轉速發生變化，從而達到無級變速的目的。1.3 機械無級變速器的發展無級變速器分為機械無級變速器，液壓傳動無級變速器，電力傳動無級變速器三種，但本設計任務要求把無級變速器安裝在自行車上，所以一般只能用機械無級變速器，所以以下重點介紹機械無級變速器。機械無級變速器是適合現今生產工藝流程機械化自動化發展以及改善機械工作性能的一種通用傳動裝置。它的研制在國外已有百余年的歷史，初始階段受條件限制，進

15、展緩慢。直到20世紀50年代以后，一方面隨著科學技術的發展，在材質、工藝個潤滑方面的限制因素相繼解決，另一方面隨著經歷發展，需求迅速增加，相應地促進了機械無級變速器的研制和生產，使各種類型的系列產品快速增長并獲得了廣泛的應用。國內機械無級變速器在二十世紀六十年底前后起步，基本上時作為一些專業機械。如紡織、機床及化工機械等的配套零部件，由專業機械廠進行仿制和生產，品種規格不多，產量不大。直到八十年代中期以后，大量引進國外各種先進設備，工業生產現代化以及自動流水線的迅速發展，對機械無級變速器在品種、規格和數量方面的需求都大幅度增加。在這種形勢下，專業廠開始建立并進行規模化生產，一些高等院校也開展了

16、這方面的研究工作，短短幾十年時間，系列產品已包括機械無級變速器現有的摩擦式、鏈式、帶式、和脈動式四大類及其各種主要結構型式，初步滿足了生產發展的需求。與此同時，無級變速器專業協會、行業協會及情報網等組織相繼建立。定期出版網訊及召開學術信息會議進行交流。自90年代以來，我國先后制定的機械行業標準共14個：(1)jb/t 5984-92 寬v帶無級變速裝置基本參數(2)jb/t 6950-93 行星錐盤無級變速器(3)jb/t 6951-93 三相并聯連桿脈動無級變速器(4)jb/t 6952-93 齒鏈式無級變速器(5)jb/t 7010-93 環錐行星無級變速器(6)jb/t 7254-94

17、無級變速擺線針輪減速機(7)jb/t 7346-94 機械無級變速器試驗方法(8)jb/t 7515-94 四相并列連桿脈動無級變速器(9)jb/t 7668-95 多盤式無級變速器(10)jb/t 7683-95 機械無級變速器 分類及型號編制方法(11)jb/t 7686-95 錐盤環盤式無級變速器(12)jb/t 50150-1999 行星錐盤無級變速器 質量分等(13)jb/t 53083-1999 三相并聯連桿脈動無級變速器 質量分等(14)jb/t 50020- 無級變速擺線針輪減速機產品質量分等（報批稿）現在，機械無級變速器從研制、生產、組織管理到情報網信息各方面已組成一較完整的

18、體系，發展成為機械領域中一個新型行業。 1.4 無級變速自行車研究現狀自行車發展到現在已經有傳統的自行車演變成無級變速自行車，現代的無級變速自行車可謂是形式多樣，五花八門，以下是當今社會上存在的部分無級變速自行車。 (1)人力腳踏式無級變速自行車 一種人力腳踏式無級變速自行車，在自行車車架兩側面的中軸上，安裝有錐面相對的變速輪盤組成的主動輪，主動輪兩側安裝有腳蹬兩變速輪盤輪沿掛有三角皮帶，兩盤面間安裝有壓縮彈簧；在車架的前斜梁上，安裝有由變速桿操縱可前后移動的挺桿，挺桿的近變速輪盤端安裝有可使兩變速輪盤靠近或分離的插件；在自行車后軸上的后輪輪輻兩側面支承有附輪，附輪的外沿輪面設有三角皮帶槽，附

19、輪的內側設有帶動后輪單向轉動的棘齒；車架后斜梁上在三角皮帶上方安裝有可推壓三角皮帶張緊的張緊輪。自行車的行走和變速不用成組鏈輪和鏈條傳動，成本低、重量輕，可實現無級變速，速度轉換快，速比大。(2)無鏈無級變速自行車 一種無鏈條傳動，可隨意變換車速的自行車。該自行車包括車輪、把手、三角架和踏拐等，橫梁左端設有后齒輪、大齒輪和正反齒輪，橫梁右端設有中軸齒輪，齒輪與拐軸齒輪嚙合，偏心連桿的上端和杠桿的右端同軸裝在定位槽板的滑槽中，杠桿的左端與齒條連接，齒條與正反齒輪嚙合，橫梁上方設有拉簧、活動支架和鋼絲拉索。該自行車結構簡單，調速方便靈活，經久耐用，適合各種型號。(3)前置往復式無級變速自行車 針對

20、自行車的驅動、乘座和避震進行改進。包括：乘騎者坐靠休閑式椅，兩腳蹬踏前置的兩個懸搖桿曲柄，可進行弧形的曲線往復運動，用腳掌面的蹬踏角度或用手直接調動搖桿上力臂的長短實現無級變速，高效能的帶動撓性件驅動后輪；還包括裝卸方便且不互換的休閑式座椅和防落物防盜的可帶走座椅；簡化的全避震使乘坐舒適并使貨架攜帶的物品減小了顛簸(4)低座無級變速自行車 是由低矮形車架把一個作驅動的前輪和一個作導向的后輪連接在一塊的自行車，帶靠背的座椅安裝在車架中部，騎行者可斜躺著坐在座椅上，兩腿放在前輪二側。杠桿式曲柄無級傳動裝置固定在前輪的前上方，通過左右曲柄桿上的滑塊鉸接鏈條交替傳動前輪。操縱把手裝于前輪的正上方，由鋼

21、絲繩牽引后輪轉向。這樣就不會干擾車子的方向操縱。由于降低了座位高度，減少了空氣阻力。采用杠桿式曲柄無級傳動裝置，適應人體功能的要求。(5)便攜式高安全型無級變速自行車 一種新式樣的自行車。其特征是由行走機構，車椅式直立車龍頭轉向機構，杠桿式無級變速驅動機構。適用于交通擁擠，樓層高，住房緊，停放車輛不便的都市區。本裝置是由足踏杠桿式無級變速機構，車架可橫向折疊，驅動大車輪在前面，導向小車輪在后邊的行走機構與帶靠背車坐椅式的直立車龍頭轉向機構組成的自行車裝置。該裝置形體式樣，較為奇特但騎行舒適，更安全，并能折疊便攜帶。(6)純滾動式四個檔位無級變速自行車 一種純滾動式四個檔位無級變速自行車，其中在

22、中軸上的中心齒輪嚙合連接有一級行星輪和二級行星輪，中心齒輪的兩側分別套裝有推動盤，一側固定在腳蹬輪軸上，另一側固定在鏈輪上；二級行星輪和中心齒輪為棘輪總成與鏈輪嚙合連接，在中軸和后軸的車架體上固定有座盤，座盤上固定有升降檔位彈簧；在座盤上固定連接有自鎖離合器總成，自鎖離合器總成滾動套裝在停轉盤上，停轉盤固定在中軸和后軸上；在中軸和后軸的自鎖離合器總成上裝有移動升降檔位拉桿。隨時變增減速檔位，對自行車零部件無影響，制造簡單，性能可靠，操作簡單，使用方便。(7)帶傳動無級變速自行車 一種無級變速自行車，改進了現有自行車的動力傳動機構。該自行車的動力傳動機構包括以下部件：小動輪、小定輪、小動輪撥叉，

23、小動輪、大動輪、大定輪、大動輪撥叉，大動輪、型傳動帶、型帶張緊裝置、調速器、閘線、飛輪，飛輪由飛輪軸套、飛輪底座、滾柱、滾珠構成。其特征在于自行車的動力傳動機構包括以下部件：小動輪、小定輪、小動輪撥叉，小動輪、小定輪呈錐形，兩輪大小形狀一致，錐面相對，組成帶有形溝槽的小傳動輪，與自行車后軸上的飛輪軸套固定連接，小動輪在撥叉控制下沿軸滑動；大動輪、大定輪、大動輪撥叉，大動輪、大定輪也呈錐形，兩輪大小形狀一致，錐面相對，組成帶有形溝槽的大傳動輪，固定在自行車中軸上，大動輪在撥叉控制下沿軸滑動；型傳動帶、型帶張緊裝置、調速器、閘線、飛輪，型傳動帶鑲在大小輪的溝槽中；型帶張緊裝置裝在后軸上，其支承輪支

24、撐傳動帶；調速器裝在車把附近，與閘線連接，閘線帶動調節大小動輪位置的撥叉；飛輪由飛輪軸套、飛輪底座、滾柱、滾珠構成，裝在后軸上，靠緊小傳動輪，飛輪軸套與小傳動輪固定連接，飛輪底座與后軸固定連接，飛輪軸套內還設有流線型的槽，滾柱放置在槽內。 這種無級變速自行車通過帶傳動來實現自行車的無級變速，傳動平穩、噪音低、調速操作方便、變速范圍大；同時該無級變速自行車的結構簡單、易于加工，可以實現大規模成批生產。(8)蓄能型-全自動無級變速自行車 一種蓄能型一全自動無級變速自行車，屬于交通工具技術領域。本新型的目的通過如下技術方案實現：主要由設置每側腳蹬上的長型齒盤交替工作，通過同側的鏈條傳動同側的飛輪，飛

25、輪連同帶動設置在輪骨內的發條內端發條外端同輪骨固定。其中：同每側的飛輪安裝在同一軸套上還設置有防逆轉裝置，防逆轉裝置的內部結構如同飛輪，外殼同車架子固定。騎行時由于每側長型齒盤的作用，通過鏈條對同側的發條交替蓄能，從而實現全自動無級變速。1.5 畢業論文設計內容和要求設計內容：根據自行車的特點選擇合適的傳動比；比較和選擇合適的方案；完成自行車無級變速器變速器的結構設計與計算；對關鍵部件進行強度和壽命校核。設計要求：輸入功率p=0.15kw、最低轉速n=20rpm、調速范圍r=8；變速器尺寸要盡可能小，輕便；結構設計時應使制造成本盡可能低；安裝拆卸要方便；外觀要勻稱，美觀；關鍵部件滿足強度和壽命

26、要求；畫零件圖和裝配圖。2 鋼球行星式無級變速器的總體方案選擇2.1 采用螺旋傳動實現球架的左右移動圖2.1 方案圖一如圖2.1所示，軸的一端為空心，中部開有一個槽，如圖2.1所示將調速塊插入軸的槽中，該零件是內帶螺紋孔的，將一螺釘插入軸孔中如圖2.1所示，該螺釘剛好與軸空端部接觸，使之不能移動，在零件上裝一個軸承，兩邊用如圖所示的卡盤卡住，卡盤由球架的固定架固定，則擰動螺釘，軸承與卡盤會跟著零件而左右移動，套在軸承及卡盤上的球架的中心軸會因球架的上下浮動而有角度的傾斜，從而達到變速的目的。2.2 依靠左右推動實現球架的移動圖2.2 方案圖二如圖2.2所示，其余裝配部分一樣，但插入軸槽中的零件

27、不再是內帶螺紋孔，而是是實心的，在零件的左端部帶有一彈簧，如圖所示，彈簧的直徑與孔徑一樣大小，當整個裝置位于最右端是，彈簧與軸孔的端部有一定的預緊里力，從軸孔的右端插入一直徑與孔徑般大小的鐵棒，則左右推動鐵棒便可以實現整個裝置的左右移動，從而達到變速的目的。2.3 兩方案的選擇與比較兩方案都能達到預期的變速目的，其中，螺旋傳動能很好的保證變速過程中的精度、效率、磨損壽命和強度等的要求，便于制造，易于自鎖；方案二也可以達到變速效果，而且彈簧制造簡便，使用廣泛，但如果采用方案二，不易于自鎖，則在軸的右端還要加一自鎖裝置，從而使整個裝置復雜化，站在人力的角度思考，方案二相比于方案一要費力，所以綜合考

28、慮，我選用方案1采用螺旋傳動來實現鋼球架的左右移動從而實現自行車的無級變速。3 鋼球行星式無級變速器部分零件的設計計算3.1 鋼球的設計計算由力學知識可知: 輪胎所產生的轉矩與鋼球摩擦所產生的轉矩平衡設鋼球的個數為八個（m人+ m車）gu1r1=8qu2c其中：m人=65 kg , m車=20 kg , u1=0.1 , u2=0.1 , g=9.8 ，r1=280mm ，c=2.16，q為鋼球所受正壓力代入數據可得：qdq=17997看參考文獻1可知：hmax=1353=1353由于傳動件的dj=22002500mpa，帶入上式得：dq=22.5125.58mm取dq=25mm該裝置是自動加

29、壓裝置，依靠固定連接在鋼球支軸兩端的固定架中的小球上下滑動從而使支軸有一轉角變化，取小球直徑d=8mm。3.2 鋼球支軸轉角的設計計算本文鋼球支軸極限轉角圖如圖3.1所示：圖3.1 鋼球支軸極限轉角圖如圖3.1所示：ao=bo 0ac=bod則rtoacrtbod根據圖3.2所知：sin1= cos1=cos2則tan1=45-arctan=45-arctani參考參考文獻2中鋼球行星式無級變速器的規定，取imin=0.3，又已知rb=8，故imax=1.6。因此該無級變速器的調速范圍在0.32.4之間。鋼球的極限轉角為：增速方向=arctanimax-45=arctan2.4-45=22.3

30、8減速方向=45-arctanimin=45-arctan0.3=28.3鋼球的中心圓直徑為：d=（c1+cos45）dq=(2.16+)2571.7mm鋼球側隙為：(c1+cos45)sin-1dq=(2.16+)sin-1252.43mm3.3 軸槽的長度及卡盤的傾斜角的設計計算本文調速機構如圖3.2所示：圖3.2 調速機構根據以上計算得：增速方向=arctanimax-45=arctan2.4-45=22.38減速方向=45-arctanimin=45-arctan0.3=28.3由圖3.2可知：1=增=22.38 2=減=28.3由上面的計算可知：鋼球的半徑r=12.5mml1-2=1

31、2.5 x cos22.38=11.52mml3-4=12.5 x cos28.3=11.01mm由上面計算可得：鋼球向左偏移了0.98 mm，向右偏移了1.49 mml1-2=11.52+1.49=13.0114mml3-4=11.01+0.98=11.9912mm增速方向鋼球下降的距離為：h1=12.5 x sin22.38=4.765mmh2=12.5 x sin28.3=5.936mm3.4 軸的設計計算3.4.1 軸的選材及最小直徑的計算由于自行車在工作過程中受的載荷不大，工作環境比較平穩，根據參考文獻9可選45號鋼，并進行調質處理，hb217255。軸的最小直徑為：dmina0在參

32、考文獻3表15-3中可知：取 a0=115對于空心軸而言dmina0由參考文獻3可知：=0.5代入數據可得：=1.022由于設計要求 p輸入=0.15kw nmin=20rpm rb=8由參考文獻4得rb=8 nmax=160rpm從而可知轉速n的范圍在20160rpm之間 取n=150rpm查參考文獻5得 取效率為=0.82p輸出=0.150.82=0.123kw實心軸部最小直徑為：dmina0=11.50mm空心軸部最小直徑為：dmina011mm所以取軸的最小直徑dmin=12mm3.4.2 軸的結構設計（1）擬定軸上零件的裝配方案本文的裝配方案如圖3.3所示： 圖3.3 裝配方案圖（2

33、）根據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1）由于前面計算可知 dmin=12mm，段有螺紋，取公稱直徑為14 mm的螺紋，所以d=14mm。如圖3.3所示，段螺紋與自行車后輪相連，螺紋長度取15mm，螺紋右端到的長度也取15mm。則l=15+10=25mm。2）初步選擇滾動軸承。由于主要受徑向載荷，也同時承受小的軸向載荷，故選用深溝球軸承。參照要求根據d=14mm，由軸承產品目錄中初步選取1基本游隙組、標準精度級的深溝球軸承6103，故d=17mm。為了方便輸出輸入端軸承裝配部分加工，則l=17mm。取到鏈輪端面相距為3mm，軸承b=10mm，與輸入輪盤的間距為3mm，輸入輪盤的左端部取14

34、mm，為了保證緊釘螺釘與鏈輪相連，軸承的右端用擋圈定位，取擋圈的厚度為2mm，所以l=3+10+3+14+2=32mm。3）軸上零件的軸向定位。為了軸承的軸向定位要求，-段軸端右端需制出一軸肩，故取d=20mm，d=20mm。段與鋼球固定架相連（焊接），長度取15mm，由于變速曲線部分小球半徑r=4mm，所以l=15+4=19mm，為了使軸相對稱，則l=19mm。由于前面對軸槽的計算可知l=15+15+25+8+8=71mm。4）對于空心軸部分的最小半徑dmin=12mm，因此段的螺紋公稱直徑也為14mm，d=14mm，l=25mm。軸的中心孔孔徑為d孔=4mm。由于緊釘螺釘與變速器外殼相連，

35、輸出輪盤內端面與軸承距離取為7mm，則l=3+10+7+14+2=36mm。5）確定軸上圓角和倒角尺寸參考參考文獻6表15-2，取軸端倒角為1453.4.3 軸的校核本文軸的受力分析模型如圖3.4所示：圖3.4 軸的受力分析模型鏈輪壓軸力方向線與軸承1的距離為4+3=7mm兩軸承的距離為2+2+71=75mm1）計算壓軸力fp如圖3.4所示 fe=1000 v=n為鏈輪的轉速，z為鏈輪的齒數，p為鏈條節距。選定鏈條型號和節距查參考文獻3表9-7和圖9-13取鏈輪齒數為25，ka=1.0，kz=0.99，p=0.15kw所以pca=kakzp=1.00.990.15=0.1485kw查參考文獻3

36、圖9-11和表9-1可以取pca和n的值，通過圖9-11可選10a-1，查表9-1可得鏈條節距p=15.875mm。故 v=0.99219m/s所以fe=151.18n查參考文獻39-18式可得 鏈條水平布置時的壓軸力系數kfp=1.15所以 fp=151.181.15=173.86n根據力矩平衡原理可知： fpl1=f2l2由于l1=7mm l2=75mm則f2=16.23nf1=173.86+32.37=190.1n2)計算最大彎矩mmax=m=173.867=1217.02 n.mm由于此軸是固定不動的所以其扭矩近似為零t=9550000=9550 nmmca=由參考文獻7可知：w0.1

37、d3（1-4）=335.787取=0.6則ca17.36 mp-1=60 mpa故軸的強度滿足要求3.5 滾動軸承的選擇考慮軸受力較小且主要是徑向力，故選用深溝球軸承軸承根據軸頸值查參考文獻8預選6103（gb/t276-1993）壽命計劃：由參考文獻8式13-8可知：p=xfr+yfa由于兩軸承承受純徑向載荷fr=190.1n ，fa0n查參考文獻8中的表13-5可知：x=1，y=0則p=fr=206.2n對于深溝球軸承來說=3，ft=1由參考文獻10查得c=440kg代入數據可得：lh=952575 h預期壽命為：20年，每天工作10hl=2030010=60000 o在從壓縮機輪子的后面

38、面孔用機器制造的盤樣品進行。在渦輪增壓器組件測試中，檢測的細胞受康明斯渦輪增壓技術的限制，結果列于圖8。圖8顯示了鑄造c355，2618和ssm 319s相比的耐久性。ssm 319s和偽造2618壓縮機輪之間，雖然他們都優越鑄造c355的耐久性。ssm 319s和偽造的2618的這重大改善主要來自材料的改善和鑄件瑕疵的排除，例如氧化物。除對材料的完整性，鍛造和ssm的改進清潔。鍛造2618和ssm 319s比鑄造的c355和354.0的晶粒結構細化和顯微組織是對壓縮機輪子的耐久性改善的另一貢獻(圖9)。圖5顯示了ssm 319s鑄造優越的抗拉性能c355, 354.0 and 319 whi

39、le comparable with forged 2618c355，354和319，與鍛造2618圖6通過鑄造ssm 319s顯示出c355與鍛造2618優越的耐疲勞性圖7 ssm 319s顯示出在鑄造c355阻力優越的單軸疲勞resistance over cast c355圖8 ssm 319s壓縮機輪表現出在鑄造c355壓縮機輪與forged 2618鍛造2618優越的耐久性圖9晶粒結構的鑄造c355（a），2618（b）和鍛造ssm 319s (c), indicating comparable grain size between forgedssm 319s（c），表明類似的晶粒尺寸之間鍛造and ssm alloys, while both significant finer than cast alloy和ssm合金，而顯著小于鑄造合金。5 執行總結1）渦輪增壓是實現大幅減排和燃油經濟一個最成功的技術。渦輪增壓發動機在過去10年已經取得大約7%的體積增加，并且未來10年預測增長8%。2）ssm已被成功地應用于生產極其復雜的幾何渦輪增壓器的壓縮機車輪。3）ssm壓縮機輪取得了拉伸，疲勞性能和部件的耐久性。所以，它接近2618鍛造，優于鑄造c355。6 未來的挑戰雖然制造業