毕业论文定稿-无级变速自行车设计

原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763毕 业 设 计 （ 论 文 ）题目 无级变速自行车设计专 业： 学 生 姓 名： 班 级： 学 号： 指 导 教 师： 完 成 时 间： XX 学院本科毕业设计（论文）I摘要本课题的主要研究内容是无级变速自行车设计。传统自行车在使用过程中比较费力，并且还达不到自己想要的车速。本文鉴于上述原因，并且在分析无级变速器和自行车的基础上，将钢球外锥式无级变速器进行改装，从而形成自行车无级变速装置。该装置通过八个钢球利用摩擦力将动力进行输入和输出，用一对斜齿轮进行分度调速，从而使自行车进行无级调速，达到预想的效果。关键词：无级变速、自行车、无级变速器ABSTRACTThe main contents of this paper is continuously variable bicycle design. In the course of a conventional bicycle more demanding, and has not yet reached their desired speed. In view of the above article, and the CVT based on the analysis of the bicycle and the outer cone CVT ball be modified to form a bicycle CVT. The device will be using friction ball through eight power input and output, with a pair of helical gear indexing speed, so that the variable speed bicycle, to achieve the desired effect.Keywords: CVT, bicycles, transmissionXX 学院本科毕业设计（论文）II目 录摘要 .IABSTRACT.I第 1 章 绪论 .31.1 自行车的发展概况 .31.2 机械无级变速器的发展概况 .41.3 无级变速自行车研究现状 .51.4 无级变速自行车的研究意义及实用价值 .7第 2 章 无级变速器总体方案的选择 .82.1 钢球外锥式无级变速器 .82.2 钢环长锥式无级变速器 92.3 方案的分析与确定 9第 3 章 无级变速器部分零件的设计与计算 .103.1 钢球与主从动锥齿轮的设计与计算 .103.2 增压盘的设计与计算 113.3 输入轴的设计与计算 123.4 输出轴的设计与计算 153.5 输入输出轴上轴承的选择与计算 173.6 输入输出轴上端盖的设计与计算 193.7 调速齿轮上变速曲线槽的设计与计算 193.8 调速机构的设计与计算 213.9 无级变速器的安装 22第 4 章 结论 .23参考文献 .24XX 学院本科毕业设计（论文）3第 1 章 绪论1.1 自行车的发展概况自行车的诞生与发展已有几百年了，在自行车的发展历程中自行车的结构有过几次重大的变化，这些变化使自行车的设计发展中出现过“山穷水复疑无路，柳暗花明又一村” 。每一次重大的变化都是自行车的设计思想上的一个大的突破，每一次大的变化都使自行车的发展进入了一个新时代。1791 年，法国人西弗拉克发明了最原始的自行车。它只有两个轮子而没有传动装置，人骑在上面，需用两脚蹬地驱车向前滚动。1801 年，俄国人阿尔塔马诺夫设计出世界上第一辆用踏板踩动的自行车。1817年德国人德雷斯在自行车上装了方向舵，使其能改变行使方向。1839 年，苏格兰人麦克米伦制造出木制车轮，装实心橡胶轮胎、前轮小、后轮大、坐垫较低、装有脚踏板和曲柄连杆装置，骑者可以双脚离开地面的自行车。同年，麦克米伦又将木制自行车改为铁制自行车。1867 年，英国人麦迪逊设计出第一辆装有钢丝辐条的自行车。1869 年德国斯图加特出现了由后轮导向和驱动的自行车，同时车上采用了滚动轴承、飞轮、脚刹、弹簧等部件。1886 年英国人詹姆斯把自行车前后轮改为大小相同，并增加了链条，使其车型与现代自行车基本相同。1887 年，德国曼内斯公司将无缝钢管首先用于自行车生产。1888 年英国人邓洛普用橡胶制造出内胎，用皮革制造出外胎， ，以次作为自行车的充气轮胎。从此，基本奠定了现代自行车的雏形。时至今日，自行车已成为全世界人们使用最多，最简单，最实用的交通工具。也许人们应该永远记住这些自行车的发明者们，他们的名字，丝毫不亚于汽车的发明者卡尔、本茨。随着自行车的诞生也兴起了自行车运动。1868 年在法国举行了世界上首次自行车比赛，赛程为 2 公里。1893 年第一届世界业余自行车锦标赛创办，1895 年第一界世界职业自行车锦标赛创办，1896 年自行车比赛被列为奥运会冲要比赛项目。至尽各类自行车比赛多达几百个，其中尤以行程 3900 公里的环法自行车大赛最为著名。自行车诞生于欧洲，但 20 世纪却在亚洲的中国获得了前所未有的普及和发展。XX 学院本科毕业设计（论文）4现在中国的自行车产量、消费量、出口量均居世界第一。中国老百姓拥有 5 亿多辆自行车，年出口达到 2000 万辆。从某种意义上说，中国是一个自行车王国。每天清晨和落日时分，滚滚车流在中国的城市中移动，这是最为壮观的一道风景，这是一条现在中国流动的长城。50 年代，自行车还是较为稀少的宠物。60、70 年代，自行车已经在人们的生活中占有重要位置，缝纫机、手表、自行车被列为三大件，成为一个家庭是否富裕的象征。人们谈论“飞鸽、永久” ，不啻于今天人们谈论“捷达、富康” ，谁家的自行车丢失了，公安局，派出所会立刻侦破。在以轿车为高官专属的年代，自行车是百姓的自豪。80，90 年代，自行车的生产发生了巨大的变化，千篇一律的老样式被五光十色的新式自行车代替。 “飞鸽、永久”也不在独享殊荣。山地车、变速车、高档赛车、电动自行车等遍地开花。过去自行车单一的实用功能衍变出娱乐功能，人们不再仅仅是骑车而是玩车。人们对自行车的认识度也远比 50 年代多。1.2 机械无级变速器的发展概况无级变速器分为机械无级变速器，液压传动无级变速器，电力传动无级变速器三种，但本设计任务要求把无级变速器安装在自行车上，所以一般只能用机械无级变速器，所以以下重点介绍机械无级变速器。机械无级变速器最初是在19世纪90年代出现的，至20世纪30年代以后才开始发展，但当时由于受材质与工艺方面的条件限制，进展缓慢。直到20世纪50年代，尤其是70年代以后，一方面随着先进的冶炼和热处理技术，精密加工和数控机床以及牵引传动理论与油品的出现和发展，解决了研制和生产无级变速器的限制因素；另一方面，随着生产工艺流程实现机械化、自动化以及机械要改进工作性能，都需要大量采用无级变速器。因此在这种形式下，机械无级变速器获得迅速和广泛的发展。主要研制和生产的国家有美国、日本、德国、意大利和俄国等。产品有摩擦式、链式、带式和脉动式四大类约三十多种结构形式。国内无级变速器是在20世纪60年代前后起步的，当时主要是作为专业机械配套零部件，由于专业机械厂进行仿制和生产，例如用于纺织机械的齿链式，化工机械的多盘式以及切削机床的Kopp型无级变速器等，但品种规格不多，产量不大，年产量仅数千台。直到80年代中期以后，随着国外先进设备的大量引进，工业生产现代化及自动流水线的迅速发展，对各种类型机械无级变速器的需求大幅度增加，专业厂才开始建立并进行规模化生产，一些高等院校也开展了该领域的研究工作。经过十几年的发展，国外现有的几种主要类型结构的无级变速器，在国内皆有相应的专XX 学院本科毕业设计（论文）5业生产厂及系列产品，年产量约10万台左右，初步满足了生产发展的需要。与此同时，无级变速器专业协会、行业协会及情报网等组织相继建立。定期出版网讯及召开学术信息会议进行交流。1.3 无级变速自行车研究现状自行车发展到现在已经有传统的自行车演变成无级变速自行车，现代的无级变速自行车可谓是形式多样，五花八门，以下是当今社会上存在的部分无级变速自行车。1、低座无级变速自行车由低矮形车架把一个作驱动的前轮和一个作导向的后轮连接在一块的自行车，带靠背的座椅安装在车架中部，骑行者可斜躺着坐在座椅上，两腿放在前轮二侧。杠杆式曲柄无级传动装置固定在前轮的前上方，通过左右曲柄杆上的滑块铰接链条交替传动前轮。操纵把手装于前轮的正上方，由钢丝绳牵引后轮转向。这样就不会干扰车子的方向操纵。2、人力脚踏式无级变速自行车一种人力脚踏式无级变速自行车，在自行车车架两侧面的中轴上，安装有锥面相对的变速轮盘组成的主动轮，主动轮两侧安装有脚蹬两变速轮盘轮沿挂有三角皮带，两盘面间安装有压缩弹簧；在车架的前斜梁上，安装有由变速杆操纵可前后移动的挺杆，挺杆的近变速轮盘端安装有可使两变速轮盘靠近或分离的插件；在自行车后轴上的后轮轮辐两侧面支承有附轮；车架后斜梁上在三角皮带上方安装有可推压三角皮带张紧的张紧轮。自行车的行走和变速不用成组链轮和链条传动，成本低、重量轻，可实现无级变速，速度转换快，速比大。3、带传动无级变速自行车一种无级变速自行车，改进了现有自行车的动力传动机构。该自行车的动力传动机构包括以下部件：小动轮、小定轮等构成。其特征在于自行车的动力传动机构包括以下部件：小动轮、小定轮等，与自行车后轴上的飞轮轴套固定连接，小动轮在拨叉控制下沿轴滑动；大动轮、大定轮、大动轮拨叉，大动轮、大定轮也呈锥形，两轮大小形状一致，锥面相对，组成带有形沟槽的大传动轮，固定在自行车中轴上，大动轮在拨叉控制下沿轴滑动；型传动带镶在大小轮的沟槽中；型带张紧装置装在后轴上，其支承轮支撑传动带；调速器装在车把附近，与闸线连接，闸线带动调节大小动轮位置的拨叉。 这种无级变速自行车通过带传动来实现自行车的无级变速，传动平稳、噪音低、调速操作方便、变速范围大；同时该无级变速自行XX 学院本科毕业设计（论文）6车的结构简单、易于加工，可以实现大规模成批生产。4、前置往复式无级变速自行车针对自行车的驱动、乘座和避震进行改进。包括：乘骑者坐靠休闲式椅，两脚蹬踏前置的两个悬摇杆曲柄，可进行弧形的曲线往复运动，用脚掌面的蹬踏角度或用手直接调动摇杆上力臂的长短实现无级变速，高效能的带动挠性件驱动后轮；还包括装卸方便且不互换的休闲式座椅和防落物防盗的可带走座椅；简化的全避震使乘坐舒适并使货架携带的物品减小了颠簸5、纯滚动式四个档位无级变速自行车 一种纯滚动式四个档位无级变速自行车，其中在中轴上的中心齿轮啮合连接有一级行星轮和二级行星轮，中心齿轮的两侧分别套装有推动盘，一侧固定在脚蹬轮轴上，另一侧固定在链轮上；二级行星轮和中心齿轮为棘轮总成与链轮啮合连接，在中轴和后轴的车架体上固定有座盘，座盘上固定有升降档位弹簧。随时变增减速档位，对自行车零部件无影响，制造简单，性能可靠，操作简单，使用方便。6、无链无级变速自行车一种无链条传动，可随意变换车速的自行车。该自行车包括车轮、把手、三角架和踏拐等，横梁左端设有后齿轮、大齿轮和正反齿轮，横梁右端设有中轴齿轮，齿轮与拐轴齿轮啮合，偏心连杆的上端和杠杆的右端同轴装在定位槽板的滑槽中，杠杆的左端与齿条连接，齿条与正反齿轮啮合，横梁上方设有拉簧、活动支架和钢丝拉索。该自行车结构简单，调速方便灵活，经久耐用，适合各种型号。7、蓄能型-全自动无级变速自行车一种蓄能型一全自动无级变速自行车，属于交通工具技术领域。本实用新型的目的通过如下技术方案实现：主要由设置每侧脚蹬上的长型齿盘交替工作，通过同侧的链条传动同侧的飞轮，飞轮连同带动设置在轮骨内的发条内端发条外端同轮骨固定。骑行时由于每侧长型齿盘的作用，通过链条对同侧的发条交替蓄能，从而实现全自动无级变速。本实用新型是现代变速自行车的换代产品。8、便携式高安全型无级变速自行车一种新式样的自行车。其特征是由行走机构，车椅式直立车龙头转向机构，杠杆式无级变速驱动机构。本装置是由足踏杠杆式无级变速机构，车架可横向折叠，驱动大车轮在前面，导向小车轮在后边的行走机构与带靠背车坐椅式的直立车龙头转向机构组成的自行车装置。该装置形体式样，较为奇特但骑行舒适，更安全，并能折叠便携带。XX 学院本科毕业设计（论文）71.4 无级变速自行车的研究意义及实用价值改进现有齿轮式有级变速自行车不足。1、换挡问题。一般变速自行车为前后轮双齿轮组，以满足更多种变速比。这种方式需要车主熟悉掌握变速的档位数以搭配获得最佳效果。无级变速自行车能够实现传动比的连续改变，免去记忆复杂的前后轮档位搭配，增加了易用性。2、重心问题。普通变速自行车的变速齿轮集中在一侧，造成重心偏移。易倒。无级变速采用后轮2个并排，中间放置变速器，重心居中，便于转弯操控。3、链条问题。传统变速自行车存在链条在齿轮组空隙中调整时易掉链的问题。无级变速自行车采取金属带式无级变速方式，锥形金属带夹在两个锥形轮之间，不易掉链。而且金属带以及锥形轮盘较普通齿轮链条性能更加优异。减小了保养难度。4、维修问题。普通变速自行车因构建过多，增加了维修难度，而无级变速自行车零件简单，维修难度低，5、舒适度问题。现有变速自行车最多拥有前7后9共63种档位，但其跳跃性档位设置有可能仍然使某些人找不到适于自己的传动比。无级变速自行车可以满足各种人的不同需要。6、转弯问题。采取前轮小后轮大的设计方式，增加了转弯的灵活性。由于主要构件集中于后轮，重心靠后，可以减小前轮小容易前翻的问题。7、上坡问题。普通变速自行车由于前后轮同时放置变速器，重心较无级变速自行车靠前。上坡难度比后置无级变速自行车大。8、使用价值。可以有效降低成本，装配难度，维修难度，生产难度都有所降低，适于普通家居生活。9、操作难度降低，适用于中国最早一代使用自行车却正在慢慢老去的群体。只需转动旋钮即可实现变速。10、外观新颖时尚。XX 学院本科毕业设计（论文）8第 2 章 无级变速器总体方案的选择自行车无级变速方式多种多样，在此，我只选择了两种方案参考并作比较，选出相对理想方案。该两种方案分别是钢球外锥式无级变速器和钢球长锥式无级变速器，分别描述如下。2.1 钢球外锥式无级变速器图 2-1 钢球外锥式无级变速器如图所示，动力由轴输入，通过自动增压装置，带动主动轮同速转动，经过一组钢球利用摩擦力驱动输出轴，最后将运动输出。传动钢球的支承轴的两端，嵌装在壳体两端盖和的径向弧行倒槽内，并穿过调速涡轮的曲线槽；调速时，通过蜗杆和蜗轮转动，由于曲线槽的作用使钢球轴线的倾斜角发生变化，导致钢球与两锥轮的工作半径改变，输出轴转速得到调节。其动力范围为：R n=9，I max=1/Imin，P11 kw ，4% ，0、800、92 。此种变速器应用广泛。从动调速齿轮的端面分布一组曲线槽，曲线槽数目与钢球数相同。曲线槽可用阿基米德螺旋线，也可用圆弧。当转动主动齿轮使从动齿轮转动时，从动齿轮的曲线槽迫使传动钢球轴绕钢球的轴心线摆动，传动轮以及从动轮与钢球的接触半径发生变化，实现无级调速。具体分析为：主要由两个锥轮和一组钢球组成。主、从动XX 学院本科毕业设计（论文）9锥轮和分别装在轴上，钢球被压紧在两锥轮的工作锥面上，并可在轴上自由转动。工作时，主动锥轮依靠摩擦力带动钢球绕轴旋转，钢球同样依靠摩擦力带动从动锥轮转动。轴传动比 ，由于 ，所以 。调整支承轴的倾斜角与倾斜方向，即可改变钢球的传动半径 r1和 r2，从而实现无级变速。2.2 钢环长锥式无级变速器钢环长锥式无级变速器一种早期生产的环锥式无级变速器，是利用钢环的弹性楔紧作用自动增压而无需增压装置。由于采用两轴线平行的长锥替代了两对分离轮，并且通过移动钢环来进行变速，所以结构特别简单。但由于长锥的锥度较小，故变速范围受限制。这种变速器属升、降速型，其机械特性技术参数为：传动比 i21 = n2/n1 =20、5,变速比 Rb = 4,输入功率 P1=（0、1 2、2） kw ，输入转速 n1=1500 r/min ,传动效率 85% 。一般用于机床和纺织机械等、2.3 方案的分析与确定钢球长锥式无级变速器结构很简单，且使用参数更符合我们此次设计的要求，但由于在调速过程中，怎样使钢环移动有很大的难度，需要精密的装置，如果此装置用于自行车，成本会大大的提高，显得不合理。而钢球外锥式无级变速器的结构也比较简单，原理清晰，各项参数也比较符合设计要求，故选择此变速器。只是字选用此变速器的同时须对该装置进行部分更改。须更改的部分是蜗轮蜗杆调速装置部分。因为我们是选用了 8 个钢球，曲线槽设计，一个曲线槽跨度是 900，也就是说自行车从最大传动比调到最小传动比，需要使其转过 900，而普通蜗轮蜗杆传动比是 1/8，那么其结构和尺寸将完全不符合我们设计的要求。为此，我们想到了将它们改为两斜齿轮传动，以用来调速。选用斜齿轮是因为斜齿轮传动比较平稳。在设计过程中，将主动斜齿轮的直径设计成从动斜齿轮的 3/4，这样只要主动轮转动 1200，那么从动轮就会转动 900，符合设计要求。XX 学院本科毕业设计（论文）10第 3 章 无级变速器部分零件的设计与计算钢球外锥式无级变速器零件的设计与计算包括主从动锥齿轮，增压盘，调速齿轮上变速曲线槽，输入轴，输出轴，输入输出轴上轴承，输入输出轴上端盖，调速机构等部分的设计与计算，以下各章节分别介绍以上内容。3.1 钢球与主从动锥齿轮的设计与计算输入功率 变车人 vgmP1=0、4039 kw86.017.492065.其中： , kg, kg, , km/h m/s,01人 车 .9g15v17.486.变轮胎直径： mm561d由力学知识可得：轮胎所产生的转矩与钢球摩擦所产生的转矩应平衡 NdcQRgmq121832车人其中： mm , ， , Q 为钢球所受正压力801R.26.1代入数据可得： 79qdHmax=1353 =1353 =56284/dq3KQ347qd由于传动件的 j=22002500 Mpa 带入上式得： mm ,取 dq=25 mm,钢球数51.2qd8. 8z输出转速 n2= =142、3 r/min6.03输入转速 n 1=142、3/(0 、751、22)=189、7116、6 r/min传动比 5.,.minaxII变速范围 637.02nR钢球支轴的极限转角 XX 学院本科毕业设计（论文）11增速方向 /00max1 34952.1rctan45rctnI减速方向 /i2 87圆锥工作直径 mm6.2121qdcD钢球中心圆直径 mm.71os3钢球侧隙 = 25=2、43 inc1zq18sin45co0mm外环内经 mm7.9625.73qrdD外环轴向截面圆弧半径R=(0、 70、8)d q=(0、70、8)25=17、520 mm ,取 R=18 mm锥轮工作圆之间的轴向距离mm68.14sin25siqdB3.2 增压盘的设计与计算增压盘的作用直径= (0、50、6) D1 = (0、50、6) 54 = 2732、4 mmpd取 mm3滑动摩擦角 0/ 3.8.arctnarctf增压盘 V 形槽倾角 =arctan =14、85 0sin1pdfD传动钢球的确接触应力为=1353 =1353 =2251、35 Mpa j3KQ3254179每个钢球作用在 V 形槽侧面的正压力 Qy= 1805.4sin308.3991.=651、6 N用钢球增压装置时 jmax=1370 =1370 32qYzrK3246.5.=4865、6 Mpa jXX 学院本科毕业设计（论文）12其中： j为 40005000 Mpa钢球半径 mm 4qrmm27.8cos/2B碟形弹簧预紧力为 200 N ,结构设计如下图所示：图 3-1 增压装置3.3 输入轴的设计与计算1、输入轴上传递的功率为 kw4093.输 入P转速 n 1=189、7116、6 r/min ,取 n1=135 r/min转矩 T1=9550000 =9550000 =28572 Nmm1n入 35.2、如图所示，作用于锥轮的正压力 Q 图 3-2 正压力计算示意图由前计算可知： , 其中 mm179qdQ25qd所以 N 6.40825179总单个锥轮的轴向力 Fa=径向力 N9.43sin7.130tFXX 学院本科毕业设计（论文）133、初步确定轴的最小直径选取轴的材料是 40Cr ,调质处理 、取 A0=100 ,于是得：dmin = =100 =14、4 mm ,取 d min=14、5 mm0A31nP入 3809.4、轴的结构设计图 3-3 输入轴如图所示，-段装飞轮， -段装端盖， -段装轴承 ，规格是 1d =17 mm , -段为轴肩，d=19、4 mm,-段装轴承 ，规格 d =12 mm ,-1 2 2 ,-段装压紧装置以及装锥轮，具体尺寸如零件图所示 求轴上的载荷-段不承受径向载荷两轴承的距离为 mm1.29.89飞轮压轴力方向线与轴承 的距离为 mm 1 5.4图 3-4 压轴力受力模型a、计算压轴力 FpFe=1000 v=ePpKvp106pzn选定链条型号和节距 查机械设计表，单排链kw234.09.580.1ZACr/min 由 PCA和 n的值查机械设计图 9-11，得可选 10A-1，链条90/n节距 mm87.5p故 v= =0、 904857 m/s1065.3XX 学院本科毕业设计（论文）14所以 F e= =446、4 N 90875.31所以 n（链条水平布置时的压轴力系数36.1.6pKFP=1、15）b、 1rF2r.9.42rp所以 N.38r所以 n56.712.386.5121 rprF计算最大弯矩N、mm9.436.5AnaxM5、校核扭矩 T=9550000 =9550 =28572 NmmP15.0CA= =w22876.32217.0856=34、7 Mpa -1=60 Mpa键槽处轴的校核W(c)= = =224、7dtb235.1423.（AC） = = 57、22 Mpa CA=60 Mpa7.419606、键强度的校核平键的尺寸为 ，键槽轴深 105lhb 0.2,0.3thktp= = =147、8 Mpa p=120150 MpakldT3102.429满足条件花键校核 p=2T103/(zhldm)其中： 为载荷分配不均系数，取 0、8花键齿数 8z齿的工作长度 mml花键齿侧的工作高度 mm5.1hXX 学院本科毕业设计（论文）15花键的平均直径 mm5.132mdp= = =41、34 Mpa p=4070 MpamzhldT3102.85.1.492花键的连接情况是：使用或制造情况不良，齿面未经热处理，故满足要求3.4 输出轴的设计与计算1、输出轴上的传递功率为 kw347.01.8920651. 输 出P转速 r/min3.142n于是转矩 T 2= =9550000 =23311、9 Nmm2n950出 3.14272、作用于锥轮的正压力 Q 由前计算可知：, 其中 mm179qd25qd所以 Q= N 7.6325单个锥轮的轴向力 Fa=径向力 95.43sin7.6130tF3、初步确定轴的最小直径选取轴的材料是 40Cr ,调质处理 、取 A0=100 ,于是得：dmin = =100 =13、5 mm 取 d=14、5 mm0A32nP出 3.1427604、轴的结构设计图 3-5 输出轴-段与输入轴的-段完全相同，只有-段不一样，输出轴-段装的是后轮轴。这样设计便于统一加工、5、求轴上的载荷两轴承的距离为 mm1.29.89压轴力 F 合压 与轴承 的距离为 mm 1 .435XX 学院本科毕业设计（论文）16合图 3-6 压轴力受力模型如上图所示F 合压 = = =558、1 N2fN22.038.9065N.38.9065所以 N1.589441.29合 压Fr 8.2rFN30.22合 压Fr6、计算最大弯矩N2941.81.92max rM7、校核扭矩所受扭矩： Nmm4.15803.5.0/ Trf轮A 处校核 CA= =52、3 Mpa CA Mpa32217.04.86394C 出校核W(c)= = =224、7dtb235.1423.（AC） = =41、5 Mpa CA=60 Mpa7.41860故校核安全8、键强度的校核平键的尺寸为 ，键槽轴深405lhb 0.2,0.3thktp= = =26、 8 Mpa p=120150 MpakldT2.145满足条件XX 学院本科毕业设计（论文）17花键校核 p=2T103/(zhldm)其中： 为载荷分配不均系数，取 0、8花键齿数 mm8z齿的工作长度 l花键齿侧的工作高度 mm5.1h花键的平均直径 mm.32mdp= = =29、99 Mpa p=4070 MpamzhldT31025.1842花键的连接情况是：使用或制造情况不良，齿面未经热处理，故满足要求3.5 输入输出轴上轴承的选择与计算1、 输入轴上轴承的寿命计算 Fd1rFd2rae图 3-7 输入轴轴承受力计算示意图N3145sin7.613845sin00QFaeaed122 轴承被拉松N162.386.08.12 rdaFFN3r1 轴承被压紧N3151622aedaFN5.71r所以 轴承 2 的当量载荷为 2.381602.3810.11 arpyFxfPN轴承 1 的当量载荷为N3057.18.056.714.01arpyFxfPXX 学院本科毕业设计（论文）18所以 Lh1= = =1088 h3601PCn3605.1Lh2= = h3628.536.2、 输出轴上轴承的寿命计算 Fdrd1Frae图 3-8 输出轴轴承受力计算示意图N3145sin7.613845sin00QFaeaed122 轴承被拉松N5.98.26.08.22 rdaFFNr1 轴承被压紧N 7.25313.592aedaFN.3801r所以轴承 1 的当量载荷为N7.2961.7538.09134.01 arpyFxfP轴承 2 的当量载荷为N.82.11arpf所以 Lh1= = =1127、3 h360PCn6940Lh2= = h3682.5.14410.XX 学院本科毕业设计（论文）193.6 输入输出轴上端盖的设计与计算密封件的设计如下：见下图 3-9轴径 mm ， mm ， mm ， mm15d14D2916B端盖的设计及计算如下：见下图 3-1011 14602图 3-9 密封圈 图 3-10 端盖 螺钉直径 mm 3dmm410mm5.23.5.23Dmm00dmm ,取 4 mm613ee1mmmD4=D1015 mm2503mm.9.4305dD6= 2 4= =32 mmmm , mm , mm1b16281D主从动轴一样、XX 学院本科毕业设计（论文）203.7 调速齿轮上变速曲线槽的设计与计算槽的张角 =80012 0 ,取 =900。(1)变速曲线槽的槽形曲线为圆弧，中心线上三个特殊点 A，B，C 的坐标系（以 O 为极点）分别为：时, 2.1maxI0Amm6.3482sin5.17.sin50 /0max3 lDRA其中： （0、51、0）= （0、51、0）qdl. =15、5 mmI=1 时 ， B= = =49、46 0max1I092.1mm8537.50.3DR时 ， , minI 09Cmm38475sin.1.si. /0min3 lC图 3-11 调速论(3)用通过三点作圆弧的方法确定槽圆弧确定曲线半径 R 和中心 O” (4)要求传动比 Ix与齿轮转角 呈线性变化时，槽形曲线方程为：R（） =0、 5D3+lsin=0、5D 3+lsinarctan cot1minaxmaxIIXX 学院本科毕业设计（论文）21=0、571、7+15、5sinarctan 045cot7.021.=35、85+15、 5sin(arctan )47.0819.3.8 调速机构的设计与计算调速机构采用两斜齿轮分度调速。1、调速齿轮的设计与计算模数 mm 2nm螺旋角 01法面压力角 0n端面压力角 t所以 3721.0cos/20tacos/atnnt 04.2t基圆柱螺旋角 b所以 9.4.cs1tacstat 00 07.1b法面齿距 mm286.3nnmP端面齿距 mm.cos/0t法面基圆齿距 mm9.5s0nnb法面齿顶高系数 1ah法面顶隙系数 25.0nc分度圆直径 mm37.1082cos/53cos/ ntzmd基圆直径 mm5.4.07.18stb齿顶高 mm 2anah齿根高 mm.25.fcm齿顶圆直径 mm37137108aadXX 学院本科毕业设计（论文）22齿根圆直径 mm37.1025.37.1082ffhd法面齿厚 mm4/nnmS端面齿厚 mm .cos/0tt当量齿数 571253cos/ zZv2、主动斜齿轮的设计与计算模数 mm2nm分度圆直径 mm79.812cos/40cos/ 0ntzd基圆直径 mm679.81stb齿顶圆直径 mm52aah齿根圆直径 mm79.2ffd当量齿数 41cos/40cs/033zZv两齿轮的宽度均为 5 mm 但主动斜齿轮只需转过 1200，只需做成不完全齿轮。3.9 无级变速器的安装无级变速器的输出轴上安装着自行车的后轮，输入轴上安装自行车的后飞轮，整个变速器位于后轮右侧。变速器的主动调速齿轮上安装摇杆，该摇杆可以伸缩，这样在不调速时保证摇杆空间尺寸较小。摇杆可转动 1200，这样可带动从动调速论转动 900,从而使自行车速度在最大速度和最小速度之间变动。1、4、7-端盖 2-轴承 3-套筒 5-轴套 6-轴管图 3-12 变速器安装示意图XX 学院本科毕业设计（论文）23自行车后轮与输出轴的安装方式如上图所示，1、4、7 端盖是用来密封，保护轴承 5 的，普通自行车的后轴管和花盘是分开的，我这里把它们作成一个整体，即轴管 6，与后轴用键连，轴套 5 的作用是轴向定位轴管，轴承 2 与轴采用过盈配合。XX 学院本科毕业设计（论文）24第 4 章 结论到此为止，在老师的指导、学生的帮助及自己努力下顺利完成了本次毕业设计的设计。设计注重的就是“态度”问题，没有一个好的、严谨的态度，就算设计一年也不可能把课题完成。在设计期间，我体会到：只要你肯去下工夫，什么事都难不倒你。本次设计我觉得我最大的一个收获是：不管遇到什么困难，只要你肯问、肯交流、肯去查资料，就一定能够把问题给解决。也就因为这样，我学会了如何去查工具书，查专业资料，因为查工具书也是一种技能。另外我从设计过程中锻炼了自己的一项技能，那就是 Auto CAD 绘图能力。因为毕业设计需要画很多装配图、零件图，这大大提高了自己的绘图速度，再加上绘图过程中的修修改改，让我知道了好多 CAD 的绘图标准。在设计过程中，我学到了同学之间的互相沟通、协调，体现了团队主义精神。通过这次毕业设计我终于发现了我有很多欠缺的地方。在即将完成工作的同时，我才觉得我还有很多东西没有学到，在设计的过程中，由于专业知识的欠缺，使得自己在设计的时候很吃力，有好多是以前学过的，但是由于时间的淡化，渐渐忘记了，还有也是以前学过的，但因为当时的自己处于困惑的状态，没有好好的学，现在想起来确实有点可惜了。最后感谢我的老师、同伴及所有帮助我的人。祝你们身体健康、心想事成、万事如意！同时也祝愿我的母校越来越好。XX 学院本科毕业设计（论文）25参考文献1濮良贵,纪名刚、机械设计M、第八版、西安:高等教育出版社, 2005、2孙恒,陈作模、机械原理M、第六版、西安:高等教育出版社, 2000、 3徐灝、机械设计手册M、第三卷、北京:机械工业出版社, 1991、4吴宗泽,罗圣国、机械设计课程设计手册M、第三版、北京:高等教育出版社, 2006、5周良德,朱泗芳、现代工程图学M、湘潭:湖南科学技术出版社, 2000、6周有强、机械无级变速器M、成都:机械工业出版社, 2001、7李新,洪泉,王艳梅、国内外通用标准件手册M、南京:江苏科技出版,凤凰出版传媒集团, 2006、8葛志淇、机械零件设计手册M、天津:冶金工业出版社,1980、 9 廖念钊、 互换性与技术测量M、 北京: 北京中国计量出版社, 2007、10陈立德、 机械设计基础M、 北京: 高等教育出版社，2002、