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CVT金属带摩擦片的强度www.mg4355cc.com手机版

发布于:2019-01-19 16:25
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      金属带式无级变速器传递功率大、效率高、寿命长、换挡连续平稳,是未来车用无级变速器的发展方向,金属带是金属带式无级变速器的核心部件,我国于2000年研制出了金属带。此前由于金属带的关键技术被欧洲、日本的少数几个大公司垄断,金属带价格昂贵,无法做充分的试验研究。重庆理工大学在2004年成功研制出金属带,目前正在对金属带式无级变速传动的传动特性和失效形式进行深入的试验研究,国产CVT金属带摩擦片材料为T8Mn,带环材料为马氏体时效钢,摩擦片形状参数如图所示,金属带装配状态如图所示。引用文献中建立的数学模型,本文中计算得出了某工况下金属带最危险处的应力状态,利用www.mg4355cc.com手机版软件Hypermesh划分网格,建立了摩擦片有限元模型,并在Abaqus中进行mg4355平台,得到了摩擦片的结构应力分布,这是对摩擦片失效机理研究的初步探索。
      金属带式无级变速传动系统的变速原理如图所示,当主动带轮轴向加紧力增加,锥轮间距减小时,因带轮的V型楔面作用,金属带沿带轮径向向外滑移,作用半径增大,在变速过程中,由于金属带长度一定,从动轮的作用半径因此减小,锥轮间距将增大,从动轮的作用半径将减小,从而使无级变速传动比减小.当主动带轮轴向夹紧力减小时,则有相反的作用过程,导致无级变速传动比增加.金属带无级变速传动正是通过调整作用在主、从动轮的轴向夹紧力,从而改变了主、从动轮的作用半径,无级地改变了传动比。CVT具有2个传递转矩通道,一是靠钢片间的挤压力传递转矩,二是靠钢环的张力差传递转矩。在主动带轮上,只有部分接触弧上有钢片挤压力存在,在主动带轮的其余弧段上钢片间存在间隙,从主动带轮入口到出口,钢片挤压力逐步增大。在从动带轮上,全弧段上都有钢片挤压力,由从动带轮入口到出口,钢片挤压力逐步减小。
      钢环的张力则符合Eider分布,由于钢片的接触棱与钢片肩部之间有距离,因此在小带轮上钢片肩部速度总大于钢环的速度,总是在进入小带轮的直线端产生最大的张力,相应称这段直边为紧边,相对如上所述,功率的传递是由摩擦片间的挤压力和金属环内的拉紧力两者联合作用来完成的。而传动比和输入转矩的大小不同,摩擦片和金属环所传递功率的比率及在功率传递中所起的作用也不同。有研究表明:除传动比1且转矩较小时,摩擦片起阻碍功率传递作用外,在其他条件下摩擦片间的挤压力均发挥积极作用,并随输入转矩的增大,摩擦片所传递功率的比例也增大.与之不同,金属环在功率传递作用方面仅与传动比有关。
      金属带的载荷分布包括带环张力、摩擦片压缩力和带轮夹紧力,对CVT钢带进行受力分析,图分别为摩擦片、金属带环的受力示意图,其中T为带环张力,Q为摩擦片压缩力,dF为带环作用在摩擦片鞍面径向的压力,dN为作用在带轮与摩擦片接触面上的压力,摩擦片与带环摩擦因数,气为摩擦片与带轮之间的摩擦因数,F为摩擦片与带轮之间的切向摩擦力,F为带环与摩擦片之间的切向摩擦力。为了摩擦片失效研究的需要,在www.mg4355cc.com手机版中将加载最大应力值,因此载荷分布计算时需要找出载荷的最大值。有研究表明:摩擦片运转在从动轮时所受压缩力最大,并且实际摩擦片压缩力与扭矩比几乎是线性关系,即扭矩大压缩力也大.而带环的张力仅受速比影响,计算时取大速比,也可保证带环张力最大。日本藤井透等学者对CVT钢带的受力状况的实验和理论研究表明:在大转矩比状况下,金属带的钢片挤压力、钢环张力的分布状况都大体相似。
      因此载荷计算的目标为计算出速比为24755时,从动轮接触弧上所受的最大力,在建立平衡方程过程中作如下假设:(1)钢片肩部各有6-12层很薄、柔韧性较好的钢环,在分析中为了简便起见,将钢环简化成一个整体的钢环;(2)一片片的钢片构成了钢带,严格地说钢片间的挤压力分布是间断、不连续的。但由于钢片在带轮上运动,要逐步经过带轮上的各个位置,同时钢片的几何尺寸也较小,因此,将钢片的挤压力分布认为是可以积分的连续分布;(3)韩国学者Kin教授曾对钢片在带轮上的径向移动进行了测量,测量发现在带轮的整个接触弧上,钢带作用半径变动量在数量级,相对切向滑移来说,几乎可以忽略不计。CUT是摩擦传动,不可避免会发生传动滑移,钢带的切向滑移相对带的径向滑移来说很大,因此在工程应用中,可以认为钢带只存在沿带轮的切向滑动,因此忽略离心力对摩擦片和金属带环的影响,经过以上假设,摩擦片简化的受力模型如图所示。


 
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