摘 要

金属带式无级变速器是一种传动比能连续变化的自动变速器，它采用金属带和两组带轮来传递动力，带轮的工作半径可以连续变化，从而可以实现传动比的无级变化。汽车无级变速器能使发动机一直工作在理想工况下，从而可以使汽车获得良好的动力性、经济性和行驶平顺性。它是最具有发展前景的自动变速器之一。

论文先介绍了研究背景、无级变速器的国内外发展现状以及设计的意义，然后分析比较了常用自动变速器的结构、性能及优缺点，接着分析了金属带式无级变速器的结构和工作原理，最后设计了轻型越野汽车的无级变速器。设计包括液力变矩器、行星齿轮机构、无级变速机构、中间减速机构、主减速器和差速器等部件的设计。

关键词：自动变速器；无级变速器；工作原理；设计

Abstract

Metal belt continuously variable transmission is an automatic transmission which can change the transmission ratio continuously. It is driven by the metal belt and two groups of belt wheel. The working radius of belt wheel can be changed continuously, so the transmission ratio can be changed continuously. Continuously variable transmission can always make the engine work under the ideal conditions, so it can make the vehicle obtain good acceleration performance, economic performance and ride performance. It is thought to be one of the most develop automatic transmission.

At the beginning, this paper introduced the research backgrounds and the development of continuously variable transmission at home and abroad as well as the significance of the design. Then, the paper analyzed and compared the structure, performance, strengths and weaknesses of several common automatic transmissions. Next, the structure and the working principle of the metal belt continuously variable transmission are analyzed. At last, the continuously variable transmission of light cross country vehicle is designed. The parts of the design include a fluid torque converter, a planetary gearing, a variator, an intermediate reduction drive, a final reduction drive and a differential.

Key Words：Automatic transmission; continuously variable transmission; the working principle; design

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1研究背景 1

1.2无级变速器国内外发展与应用现状 1

1.3 设计的主要内容及意义 2

第2章 常见自动变速器的结构、性能及优缺点 3

2.1几种常见自动变速器介绍 3

2.2各种自动变速器的性能比较 5

第3章 金属带式CVT的结构及工作原理 6

3.1 CVT机械部件的结构和工作原理 6

3.2 各挡工作原理 8

第4章 液力变矩器的设计 9

4.1 液力变矩器的结构 9

4.2 循环圆设计 9

4.3锁止离合器设计 10

第5章 CVT的总体设计 13

5.1 CVT传动参数设计 13

5.2 校核计算 14

第6章 行星齿轮机构的设计 16

6.1行星传动齿轮的设计 16

6.2校核计算 17

第7章 中间减速装置、主减速器和差速器的设计 21

7.1中间减速装置的设计 21

7.2主减速器的设计 22

7.3差速器的设计 24

第8章 轴的设计 26

8.1轴的结构设计 26

8.2轴的校核计算 26

8.3键的校核计算 29

8.4轴承的校核计算 30

第9章 总结 32

参考文献 33

致 谢 34

1. 绪论

1.1研究背景

无级变速器（Continuously Variable Transmission，简称CVT）与其他变速器相比，其最大的特点是传动比是连续可变的，它被认为是一种理想的变速器。在中国，自动变速器中占有量最多的是液力式自动变速器（Automatic Transmission，简称AT），CVT与AT相比在经济性、动力性以及成本方面都有很大的优势。我们可以预测CVT在未来将会取代AT，它是一种具有广阔前景的变速器。国内主要的CVT都是由国外CVT厂商生产的，国内自主生产CVT只运用在自主品牌汽车上，因此研究CVT对中国汽车行业的发展具有现实意义。

1.2无级变速器国内外发展与应用现状

1.1.1国外的发展状况

CVT技术的发展，已经有了一百多年的历史。最早出现在1886年德国戴姆勒奔驰公司将V型橡胶带式CVT安装在汽油机汽车上。1958年，荷兰的DAF公司成功研制出双V型橡胶带式CVT，并装备于DAF公司制造的轿车上。橡胶带式CVT能传递的最大转矩有限，一般运用在转矩135Nm以下的汽车上，而且带传动的效率不高，因此，CVT在当时并不被看好。20世纪60年代，金属带式自动变速器问世，这种CVT比第一代CVT能传递更大转矩，性能也更加优良，这才使CVT受到人们的重视。

大量生产金属带过程很复杂，CVT商品化生产直到1987年才实现。1987年，Subaru将CVT装配在排量为1-1.2L的轿车上，成功占领了日本市场。之后，Ford和Fiat把CVT装配于排量为1.1-1.6L的轿车上，获得成功。到1996年底，装备金属带式CVT的轿车突破100万辆，但主要运用在中小排量轿车上^[[1]]。