自行车无级变速器设计

目录
1绪论 1
1.1 机械无级变速器的特征和应用 1
1.2 机械无级变速器的分类 1
1.3 机械无级变速器的发展概况 2
1.4 无级变速自行车研究现状 3
1.5 自行车无级变速器运用实例 5
1.6 研究的目的和意义 7
1.7 毕业论文设计内容和要求 8
2 自行车无级变速器总体方案的选择 8
2.1 钢环分离锥式(RC型)无级变速器 8
2.2 钢球外锥式无级变速器 9
2.3 两方案的比较与选择 10
3 钢球外锥式无级变速器部分零件的设计与计算 11
3.1 钢球与主﹑从动锥齿轮的设计与计算 11
3.2 加压盘的设计与计算 12
3.3 调速齿轮上变速曲线槽的设计与计算 13
3.4 输入轴的设计与计算 15
3.5 输出轴的设计与计算 17
3.6 输入﹑输出轴上轴承的选择与计算 20
3.7 输入﹑输出轴上端盖的设计与计算 22
3.8 调速机构的设计与计算 22
3.9 自行车无级变速器的安装 24
4 自行车变速器的调整与使用方法 25
4.1 自行车变速器的调整 25
4.2. 自行车变速器的使用方法 25
5 结论 26
参考文献 28
致谢 29
1.6 研究的目的和意义
当今，社会发展已由工业社会向后工业社会、信息社会过渡，越来越重视“以人为本”、为人服务，因此，各机械零件的设计更应该强调从人身出发，在以人为主体的前提下结合人们衣食住行以及一切生活、生产活动中的综合习惯来研究设计。自行车无级变速器正是本着人体工程学，以人为本的前提下研究设计出来的，因此，研究并设计自行车无级变速器系统具有人类需求、顺应时代发展等特点。
时代的主题便是企业发展生存的主题，换而言之，自行车企业要屹立于竞争如此之大的社会中，必须顺应时代的发展，以人为本，从而设计出更为人们所青睐的变速系统。毋庸置疑，自行车企业应加快发展自行车内变速系统，提高其市场竞争力。

1.7 毕业论文设计内容和要求
设计内容：根据男式自行车的特点选择合适的传动比；比较和选择合适的方案；完成自行车无级变速器变速器的结构设计与计算；对关键部件进行强度和寿命校核。
设计要求：传动比范围0.75～1.22；变速器尺寸要尽可能小，轻便；结构设计时应使制造成本尽可能低；安装拆卸要方便；外观要匀称，美观；调速要灵活，调速过程中不能出现卡死现象，能实现动态无级调速；关键部件满足强度和寿命要求；画零件图和装配图。

2 自行车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供参考，作比较，选出理想方案。该两种方案分别是钢环分离锥式(RC型)无级变速器和钢球外锥式无级变速器，分别描述如下。

2.1 钢环分离锥式(RC型)无级变速器

图2-1 钢环分离锥式(RC型)无级变速器
如上图所示，为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加压而无需加压装置。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。但由于分离锥的锥度较小，故变速范围受限制。
RC型变速器属升、降速型，其机械特性如下图所示。技术参数为：传动比 i21 = n2/n1 =2～0.5,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η＜85% 。一般用于机床和纺织机械等.
下图是RC型变速器的机械特性：

图2-2 RC型变速器的机械特性

2.2 钢球外锥式无级变速器

1,11-输入，输出轴 2，10-加压装置 3，9-主，从动锥轮 4-传动钢球
5-调速蜗轮 6-调速蜗杆 7-外环 8-传动钢球轴 12，13-端盖
图2-3 钢球外锥式无级变速器
如图所示，动力由轴1输入，通过自动加压装置2，带动主动轮3同速转动，经过一组（3～8）钢球4利用摩擦力驱动输出轴11，最后将运动输出。传动钢球的支承轴8的两端，嵌装在壳体两端盖12和13的径向弧行倒槽内，并穿过调速涡轮5的曲线槽；调速时，通过蜗杆6和蜗轮5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：Rn=9，Imax=1/Imin，P≤11 kw ，ε≤4% ，η＝0.80～0.92 。此种变速器应用广泛。
从动调速齿轮5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6使从动齿轮5转动时，从动齿轮的曲线槽迫使传动钢球轴8绕钢球4的轴心线摆动，传动轮3以及从动轮9与钢球4的接触半径发生变化，实现无级调速。