自行车自动变速器设计

赵春锋a

, 周人杰b

, 郭玮b

(上海工程技术大学a. 工程实训中心; b. 城市轨道交通学院, 上海201620)

摘要: 针对普通自行车手动变速器使用繁琐、保养困难的缺陷,设计了基于单片机的自行车自动

变速装置, 自动检测自行车时速,并依据使用者的舒适度对自行车设置自动变速. 该装置根据单

片机采集的自行车发电前花鼓产生的交流电频率来判断车速, 与自行车当前的换挡设置进行比

较,进而控制安装在车架上的直线步进电机, 推动自行车后轮内置式变速器的变速杆达到变速目

的.自行车自动变速装置实现了轻松骑行,无需手动换挡,可以适应不同用户的变速设置要求. 关键词: 自行车; 自动变速器; 单片机

中图分类号: U 484 文献标志码: A

Design of Automatic Transmission for Bicycle

ZHAO Chun feng a

, ZHOU Ren jieb

, GU O Wei

( a. Engineering T rain ing Center; b. College of U rban Railway Transp ortat ion, S hanghai

U nivers ity of Engin eering Science, Sh angh ai 201620, Ch ina)

Abstract: Aiming at shortcomings o f the cumbersome operat ion and dif ficult maintenance for the hand

operat ing t ransmissio n o f common bicy cles, an automat ic t ransmission based on single chip micro computer ( SCM) w as desig ned, w hich can detect the bicy cle speed and shift speeds automat ically

acco rding to the comfo rt lev el o f users. The device can determine the bicycle speed in accordance w ith the

SCM collect ing alternat ing current fr equency produced by the f ront hub g ener ator, compare w ith current

shift set ting of the bicy cle and contr ol the linear stepping motor to push the g earlever of the rear

derailleur of the bicycle for chang ing the bicycle speed. T he automatic bicycle t ransmission can achiev e

requirements o f easy r iding , no manual shif t and shif t set t ing of different users.

Key words : bicycle; automat ic t ransmission; SCM( Sing le Chip Micr ocomputer) 自行车是一种环保健康的出行代步工具,传统

的自行车采用了固定齿比的传动系统, 在上坡和起

步时相对费力. 自行车手动变速器的出现, 虽然解

决了这个问题, 但是, 由于需要频繁地使用转动拨

杆,使得普通变速车的故障率变高, 很大程度上阻

碍了人们使用变速功能的热情. 基于此, 本文设计

了一款结构简单, 能降低机构故障率, 并且能根据

自行车时速自动进行变速的变速器[ 1- 5]

1 变速器自动控制系统

1. 1 变速器自动控制原理

整套自行车自动变速器的系统布置如图1( a)

所示[ 6]

.前轮的发电花鼓会随着前轮转速的变化而第1 期赵春锋,等: 自行车自动变速器设计

改变其发出电流,并对电源充电.单片机通过信号转

换接收电流周期改变的信号, 根据信号的强弱判定

是否需要进行变速.如果信号周期数值达到了单片

机中预定的值,单片机会发出命令,使安装在自行车

尾部的直线步进电机作出动作,推动自行车后变速

器的变速杆,从而达到自行车变速的目的

图1( b)为自行车后变速机构装配布置图. 直线

步进电机安放于自行车后叉上,当单片机发送出变

速的指令后,直线步进电机即开始运作,通过挡板推

动自行车变速后花鼓的变速杆,使自行车变速.

图1自行车自动变速器布置图

Fig. 1 Layout of automatic transmission of bicycle

1. 2 自动控制系统组成

自行车自动变速控制系统如图2 所示.自行车

自动变速器内的单片机检测控制系统采用51 单片

机作为控制核心. 光耦作为整形电路的核心, 51

单片机控制直线步进电机作出相应动作来操纵变

速器的变速,让用户能轻松骑行. 其工作原理是前

轮的发电花鼓产生的正弦波交流电通过整形电路

转化为方波信号,方波信号的周期随着发电前花鼓

的转速变化呈线性变化, 单片机计算方波信号的周

期.当周期达到单片机程序预设的值后, 单片机发

出直线步进电机的命令, 经过步进电机驱动器的处

理,传输给直线步进电机,使步进电机产生动作,最

终达到自动变速的目的.

图2单片机控制系统组成图

Fig. 2 Composition diagram of SCM control system 1. 2. 1 发电花鼓作为信号检测源

在自行车自动变速器中, 采用了自行车发电前

花鼓作为自行车车速检测源, 解决目前市场上普遍采用的踏频信号车速检测器灵敏度低的问题,能够反映在最低速度情况下的速度变化情况.

图3 为踏频信号车速检测器与发电前花鼓车

速检测器在不同车速下产生电压的对比.

图3踏频信号车速检测器与发电前花鼓

车速检测器检测灵敏度比较

Fig . 3 Sensitivity comparison of trample frequency signal detector with front hub

generator detector

踏频信号车速检测器是在自行车曲柄上安装

一个信号发射器,在自行车中轴处装载一个信号接收器,曲柄转动一圈接受一次脉冲信号. 这样的器材灵敏度低, 当车速低于8 km/ h 时,由于脉冲信

号太弱, 传感器难以正确反映速度变化.

发电机脉冲信号检测,即在自行车前轴上安装一

个小型发电机,利用的是切割磁感线产生电流的原理,通过检测产生的交流电流频率来监测自行车车速,实时反馈车速,使车速检测更精准,而且发电前花鼓经过结构优化,大大减少了发电时所产生的阻力, 其对骑行的影响可忽略不计.因此, 采用发电前花鼓作为自行车车速检测源的自动变速系统能更精确地测速,使得变速动作更为细腻,骑行感觉更为舒适.

1. 2. 2 自行车速度的采集

自行车发电前花鼓在自行车骑行过程中产生

的交流电的频率随着车速的变化呈线性变化,如图

4( a)所示. 左图为发电前花鼓低速转动时, 在数字

155 上海工程技术大学学报第25 卷示波器上采集的波形;右图为发电前花鼓高速转动

时,在数字示波器上采集的波形. 自行车自动变速

器的信号采集是对交流电的频率进行采样,与预先

设定的标准变速频率进行比对,从而决定是否要进

行变速动作.由于交流电的波形是正弦波, 测定频

率较为困难,所以, 在本套系统中先将交流电的正

弦波波形转化为方波波形,从而方便单片机进行交

流电频率的测量.

本文使用了TLP521 光耦将正弦波转化为方

波,其优点是抗干扰能力强,输出和输入之间隔离、

耐干扰.由于发电前花鼓在中高速运转的过程中极

端峰值电压可能会达到100 V 以上,采用诸如斯密

特触发器等元件进行转换,遇到峰值电压时会对方

波的生成造成干扰, 并且存在交流电与直流电之间

的共地问题,这些可能对转换元件本身带来不可逆

的损害.而光耦合器则解决了这样的问题, 其输入

端和输出端电气隔离,发电花鼓高速运作中产生的

峰值电压对生成的方波信号没有丝毫影响.

图4( b) 左图为低速状态下, 在数字示波器上

采集的方波波形;右图为高速状态下在数字示波器

上采集的方波波形. 图5 为利用光耦合器进行频率

采集的原理图.

图4发电花鼓在不同车速下的波形图

Fig. 4 Waveforms of generator hub in diff erent speeds

图5 频率采集电路图

Fig. 5 Circuit diagramof frequency acquisition

2 控制系统软件

周期测量使用的是51 单片机中自带的计数器

进行计算测量,测定脉冲的周期,计算出脉冲频率,

晶振频率为12 MHz.通过键盘对单片机进行信号设

置后,开始信号采集.当接收到一个低电平时, 51 单

片机内计数器开始计数,直到接收到一个高电平,停

止计数.通过计算得出频率值,将频率与预设信号值

作比较,如果符合调速条件,则发出脉冲信号使步进

电机进行调速动作, 并将挡位通过发光二极管

( LED)显示[7- 9]

图6 为整套变速控制系统的流程图.

图6变速控制系统流程图

Fig. 6 Flow diagram of transmission control system 本套自行车自动变速器在设计初,即为替代用

户思考自行车变速时机的系统,但是每个人对于速

度和体力消耗的理解各不相同. 因此,在本文这套

系统上增设了用户的微调开关和数码管显示,方便

用户对于各挡位的速度预设值进行调整.如果用户

觉得骑行中挡位的变化过快,自己来不及适应, 可

以升高各挡位之间速度的预设值,延缓系统变速的

时间;相反,如果用户觉得骑行过程中挡位的变化

过慢,消耗了自己的体力而速度没有明显变化, 则

可以降低各挡位之间的速度预设值,加快系统变速

的时间. 通过这套速度微调装置的设定, 用户可以

拥有符合自己使用习惯的自动变速系统,在骑行过

程中能更加省力.

3 结语

自行车变速器采用发电前花鼓作为速度采集

设备,解决了市场上一般的速度检测器材灵敏度低

的问题. 同时,采用单片机控制自行车变速动作, 无

需用户干预, 用户不必学习自行车变速的相关知识

156 第1 期赵春锋,等: 自行车自动变速器设计

就能享受变速自行车轻松快速的骑行特点,特别适

合老年人和女性等一些不习惯复杂的自行车变速

动作的骑行者. 整套装置结构简单,无需维护,方便

维修,能通过简单设置以适应不同用户的变速设置

要求.整套系统在达到批量生产之后, 能将成本控

制在人民币600 元左右, 相对于日本售价12 000

日元的自行车自动变速系统来说, 更能让消费者接

受.如果在有内三速变速器的自行车基础上进行升

级改装, 还可将成本控制在200 元以内, 性价比

更高.

参考文献:

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计实例精讲[ M] . 北京:电子工业出版社, 2008.

[ 9] 杨国田, 白焰,董玲. 51 单片机实用C 语言程序设计

与典型实例[ M] . 北京:中国电力出版社, 2009.

科技论文写作中常见的差错( 3)

关于浓度、含量和化学元素符号作量符号的正确使用

1 浓度、含量应视不同情况分别称为:

质量浓度( ) ,即某物质的质量除以混合物的体积, 单位为kg / m3

;

质量分数( w ) , 即某物质的质量与混合物的质量之比, 单位为1;

体积分数( ) ,即某物质的体积与混合物的体积之比,单位为1;

浓度( c) ,只有物质的量浓度可简称为浓度,即某物质的物质的量除以混合物的体积, 单位为mol/ L.

2 化学元素符号作量符号使用

例如 H2 O2= 2 1这是不规范的表示方式.

正确的表示方式为:

指质量比,应为m( H2 ) m( O2 ) = 2 1;

指体积比,应为V( H2 ) V ( O2 ) = 2 1.

摘自图书编校质量认定细则

157

汽车无级变速器设计毕业论文

汽车无级变速器设计毕业论文目录摘要 1.绪论 1.1汽车变速器的类型? (1) 1.2汽车变速器的类型和特点 (1) 1.3采用无极变速器——CVT的汽车可以节油的原理 (2) 1.4实现汽车无级变速器——CVT大变速比、大转矩的关键——无偏斜金属带式无极变速传动 (3) 2.CVT的总体设计 2.1原车的相关参数 (5) 2.2带传动的分析 (5) 2.3压紧装置的设计 (8) 2.4齿轮设计计算 (15) 2.5轴的设计计算 (22) 2.6轴承的设计计算 (30) 2.7锥轮处的键的设计计算 (31) 3.变速器的调控分析 3.1 CVT的一般调控理论分析 (32)

3.2 CVT最佳调控逻辑 (34) 4.总结 (38) 5.致谢 (39) 6.参考文献 (40) 1. 绪论 1.1 汽车变速器的类型目前汽车变速器按变速特点来分，可分为两大类：一是有级变速器；二是无级变速器。按执行变速的方式来分，可以分为自动和手动两类。 1. 2 汽车变速器的类型和特点 1.2.1 液力变矩器液力变矩器是较早用于汽车传动的无级变速器，成功地用于高档汽车的传动中。由于传动效率低，且变速比大于2时效率急剧下降，经常仅在有级（2～3档）变速器的两档中间实现无极变速，因此未能推广开来。目前经常作为起步离合器在汽车中使用。 1.2.2 宽V形胶带式无级变速器宽V形胶带式无极变速器是荷兰DAF公司在1965年以前的产品，主要用在微型轿车上，一共生产了约80万辆。由于胶带的寿命和传动效率低，进而研究和开发了汽车金属带式无级变速器。 1.2.3 金属带式无级变速器

金属带式无级变速器是荷兰VDT公司的工程师Van Dooren 发明的，用金属带代替胶带，大幅度提高了传动效率、可靠性、功率和寿命，经过30～40年的研究，开发已经成熟，并在汽车传动领域占有重要的地位。目前金属带式无级变速器的全球总产量已经达到250万辆/年，在今后三年将达到400万辆，发展速度很快。金属带式无级变速器的核心元件是金属带组件。金属带组件由两组9～12层的钢环组和350～400片左右的摩擦片组成，其中钢环组的材料，尤其 >2000MP），各层环之间“无间隙”是制造工艺是最难的，要实现强度高（ b 配合。以前只有荷兰VDT公司掌握这种工艺，现在我国越士达无级变速器也已近掌握了这种技术，并在工学院建成了一条示性生产线。金属带式无级变速器的传动原理，主、从两对锥盘夹持金属带，靠摩擦力传递动力和转矩。主、从动边的动锥盘的轴向移动，使金属带径向工作半径发生无级变化，从而实现传动的无级变化，即无级变速。 1.2.4 摆销链式无极变速器摆销链式无级变速器是由德国LUK公司将摆销链用于Audi汽车传动的成功例。与金属带式CVT不同的是，它将无级变速部分放在低速级，即最后一级。其原因是链传动的多边形效应在高速级是会产生更大的噪音和动态应力。所以其最新的结构中，假装了导链板以减少震动和噪声。但是由于在低速级传动中，要求传递的转矩大，轴向的压力较大，液压系统的油

电动自行车调速系统设计123

《自动控制系统》课程设计任务书课题：电动自行车调速控制电路的设计：蔡嘉伦学号：2012118002

目录概述 (2) 方案及原理 (2) 总体规划.……………………………………….…....................... ..3 电路设计…………………………………………......................... ..3 参考文献 (9)

概述单片机控制的永磁无刷直流电动机调速系统适用于电动自行车等小功率的工作情况。并能将多余的电能回溃。该系统具有调速性能好、功率因数高、节能、体积小、重量轻等优点。本文从系统要求分析入手，将整个系统分成四个部分，分析和讨论了各个部分的电路原理、控制策略、实现方法。详细讨论了系统的各种工况及信号的传递情况，并得到了系统各个部分在不同工况的工作状态。系统各部分的控制电路基于Intel公司的控制芯片8051单片机。根据永磁无刷直流电动机的特性实施脉宽PWM控制，并通过转速传感器测量转速通过八段数码管动态显示转速，通过软硬件的配合，实现了整个系统的设计要求。方案及原理电动车对电动机的基本要求电动车的运行，与一般的工业应用不同，非常复杂。因此，对驱动系统的要求是很高的。电动车用电动机应具有瞬时功率大，过载能力强、过载系数应为(3～4)，加速性能好，使用寿命长的特点。

电动车用电动机应具有宽广的调速围，包括恒转矩区和恒功率区。在恒转矩区，要求低速运行时具有大转矩，以满足起动和爬坡的要求；在恒功率区，要求低转矩时具有高的速度，以满足车在平坦的路面能够高速行驶的要求。电动车用电动机应能够在车减速时实现再生制动，将能量回收并反馈回蓄电池，使得电汽车具有最佳能量的利用率，这在燃机的摩托车上是不能实现的。电动车用电动机应在整个运行围，具有高的效率，以提高1次充电的续驶里程。另外还要求电动车用电动机可靠性好，能够在较恶劣的环境下长期工作，结构简单适应大批量生产，运行时噪声低，使用维修方便，价格便宜等。鉴于电动车对电动机的基本要求采用永磁无刷直流电动机。永磁无刷直流电动机的基本性能。永磁无刷直流电动机是一种高性能的电动机。它的最大特点就是具有直流电动机的外特性而没有刷组成的机械接触结构。加之，它采用永磁体转子，没有励磁损耗：发热的电枢绕组又装在外面的定子上，散热容易，因此，永磁无刷直流电动机没有换向火花，没有无线电干扰，寿命长，运行可靠，维修简便。此外，它的转速不受机械换向的限制，如果采用空气轴承或磁悬浮轴承，可以在每分钟高达几十万转运行。永磁无刷直流电动机机系统相比具有更高的能量密度和更高的效率，在电动车中有着很好的应用前景。永磁无刷直流电动机的控制系统。典型的永磁无刷直流电动机是一种准解耦矢量控制系统，由于永磁体只能产生固定幅值磁场，因而永磁无刷直流电动机系统非常适合于运行在恒转矩区域，一般采用电流滞环控制或电流反馈型SPWM法来完成。为进一步扩充转速，永磁无刷直流电动机也可以采用弱磁控制。弱磁控制的实质是使相电流相位角超前，提供直轴去磁磁势来削弱定子绕组中的磁链。永磁无刷直流电动机的不足。永磁无刷直流电动机受到永磁材料工艺的影响和限制，使得永磁无刷直流电动机的功率围较小，最大功率仅几十千瓦。永磁材料在受到振动、高温和过载电流作用时，其导磁性能可能会下降或发生退磁现象，将降低永磁电动机的性能，严重时还会损坏电动机，在使用中必须严格控

自动变速器的结构和工作原理

自动变速器的结构和工作原理 -标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

第二章自动变速器的结构和工作原理第一节液力变矩器的基本原理简介液力变矩器是一种液力传动装置，它以液体为工作介质来进行能量转换。它的能量输入部件称为泵轮，以“B”表示；它和发动机的输出轴相连，并将发动机输出的机械能转换为工作介质的动能。能量输出部件为涡轮，以“T”表示；它将液体的动能又还原为机械能输出。一、液力偶合器的工作原理如图2-1所示为液力偶合器原理图。泵轮2固定在发动机曲轴上，为能量输入端，涡轮4固定在输出轴5上，为输出端。泵轮和涡轮之间有2-4mm的间隙，整个偶合器充满了液体工作介质。 1-发动机曲轴，2-泵轮，3-偶合器壳体，4-涡轮，5-偶合器输出轴图2-1 液力偶合器 1、泵轮的运动 ⑴发动机启动后，曲轴1旋转并带动泵轮2同步旋转。充满在泵轮叶片间的工作液体随着泵轮同步旋转，这是工作液体绕传动轴的牵连运动。 ⑵在离心惯性力的作用下，工作液体在绕传动轴坐牵连运动的同时，它沿叶片间的通道从内缘向外缘流动，这是流体和叶片间的相对运动，并于泵轮的外缘流入涡轮。 2、涡轮的运动工作液体流入涡轮后，把从泵轮处获得的能量（动量）传递给涡轮，使涡轮旋转。从涡轮外缘（涡轮入口）流入的液体，既随涡轮旋转作牵连运动，又从外缘向内缘（涡轮出口）流动，这是涡轮叶片和流体的相对运动，最后，流体经涡轮内缘又流回泵轮。二、液力偶合器和液力变矩器的能量转换原理 1、液力偶合器的能量转换

流体在偶合器（变矩器）内的循环流动是一个相当复杂的三维流动，流体与工作叶片间的相互作用也相当复杂。因此，分析这类问题时，在流体力学方面作了一系列假定后，一般用一元流束理论来描述。对于专业性较强的一些描述方式和术语，由于篇幅有限，不作介绍，请读者参考有关著作。当发动机转速（即为泵轮转速）不变时，下述效率公式（1-2）中的分母是一个常数；随着涡轮转速的升高，传动比变大，效率也高。反之，随着涡轮转速的降低，偶合器的效率也随之下降。需要指出的是，从理论上讲，当n1=n2时i=0，效率最高。这只有在涡轮轴上没有负载时才可能出现。而实际是，当n1=n2，偶合器的泵轮和涡轮之间没有速度差；泵轮里的液体随泵轮作旋转运动产生的离心惯性力和涡轮里的液体随涡轮运动产生的离心惯性力大小相等而方向相反；偶合器内的液体不流动，也没有环流，偶合器也就失去了能量传递的作用。 2、变矩器的能量传递原理（见图2-2）液力变矩器与液力偶合器在结构上的最大区别就是液力变矩器比液力偶合器多加装了一个固定的流体导向装置——导轮。图2-2所示为最简单的液力变矩器的结构简图。它由泵轮 1、涡轮2和导轮3等三个基本组件组成。当泵轮1由发动机驱动旋转时，工作液体泵轮的外端出口b 甩出（R2即表示泵轮叶片出口在中间旋转曲面上的半径）而进入涡轮，然后自涡轮的C 端（R3表示涡轮叶片出口在中间旋转曲面的半径）流出而进入导轮，再经导轮a 端流入泵轮而形成环流。偶合器的传动比偶合器的效率：则液力偶合器的效率为，则：，输出扭矩为入扭矩为根据动量矩定理，设输:i :) 21()11(12120 0ηη-===-=i n n n M n M M M M M i i o i

大众01M型自动变速器的结构组成及工作原理-详细版--

大众01M型自动变速器的结构组成及工作原理 1 大众01M型自动变速器内部总体结构大众01M自动变速器由三部分组成。（图1）（1）液力元件：包括液力变扭器及油泵等，用于动力传递及提供液压元件(如各离合器和制动器)的动力源。（图1）01M自动变速器结构图由（图1）可知变速器内部有两个分隔的箱体，上部是变速器，内装ATF油；下部是差速器，内装齿轮油。在小齿轮轴3上有一个油封，把两种油分离开。 a. 液力变扭器液力变扭器由壳体、锁止离合器、涡轮、导轮和泵轮组成，分解图见（2）。泵轮与壳体焊接为一体，由发动机飞轮驱动，工作时其内充满自动变速器油(ATF 油)，其动力传递路线是：发动机飞轮→变扭器壳体→泵轮→涡轮→变速器输入轴，导轮的作用是增大低转速时的输出扭矩。涡轮和泵轮之间是靠液压油传递动力的，两者之间有一定的转速差，不但使油温升高，还降低了传动效率，锁止离合器可以把涡轮和泵轮连接为一体，形成刚性连接。锁止离合器由电控单元控制，电控单元通过电磁阀控制A、B、C 3个油道的油压交替变化，按要求在锁止离合器的前、后面产生压力或卸压，控制锁止离合器接合或断开。锁止离合器接合时，因油压作用，其带有摩擦片的一面与变扭器壳体接合，另一面通过齿牙与涡轮连接为一体。

（图2）液力变扭器结构图 b. 油泵油泵位于变扭器和变速器之间，由变扭器壳体驱动，其作用是建立油压，并通过滑阀箱控制各离合器和制动器的动作。它采用转子齿轮泵，其结构见（图3）。（2）控制机构：采用电子、液压混合控制，电控部分包括电子控制单元J217及其相应的传感器和执行元件；液压控制部分包括滑阀箱等。（3）变速机构：采用拉维那式行星齿轮变速机构，2个太阳轮独立运动，齿圈输出动力，通过对大、小太阳轮及行星架的不同驱动、制动组合，实现4个前进档及一个倒档。 01M 型自动变速器采用拉维娜式行星轮式变速机构，基本的行星轮机构包括太阳轮、星轮、行星架和齿圈，其中星轮是惰轮，不能输入、输出动力。在太阳轮、行星架和齿圈三者中，驱动其中一个，制动另一个，则第三个输出动力，

自行车用无级变速器结构设计

目录 1 绪论 (3) 1.1 机械无级变速器的概述及应用 (3) 1.2 无级变速器的分类 (3) 1.3 机械无级变速器的发展 (4) 1.4 无级变速自行车研究现状 (6) 1.5 毕业论文设计内容和要求 (7) 2 钢球行星式无级变速器的总体方案选择 (9) 2.1 采用螺旋传动实现球架的左右移动 (9) 2.2 依靠左右推动实现球架的移动 (10) 2.3 两方案的选择与比较 (10) 3 钢球行星式无级变速器部分零件的设计计算 (11) 3.1 钢球的设计计算 (11) 3.2 钢球支轴转角的设计计算 (12) 3.3 轴槽的长度及卡盘的倾斜角的设计计算 (13) 3.4 轴的设计计算 (14) 3.4.1 轴的选材及最小直径的计算 (14) 3.4.2 轴的结构设计 (15) 3.4.3 轴的校核 (16) 3.5 滚动轴承的选择 (18) 3.6 自行车无级变速器的安装 (19) 4 钢球行星式无级变速器的变速原理论证 (20) 4.1 关于本文的无级变速器 (20) 4.2 无级变速的运动结构分析 (20) 4.2.1无级变速的运动 (20) 4.2.2 变速原理分析 (22) 5 结论 (23) 参考文献 (24) 致谢 (25) 外文翻译 (26)

自行车用无级变速器结构设计摘要无级变速器传动是指在某种控制的作用下，使机器的输出轴转速可在两个极值范围内连续变化的传动方式。而无级变速器是这样的一种装置，它具有主动和从动两根轴，并能通过传递转矩的中间介质（固体、流体、电磁流）把两根轴直接或间接地联系起来，以传递动力。当对主、从动轴的联系关系进行控制时，即可使两轴间的传动比发生变化（在两极值范围内连续而任意地变化）。本文在分析各种无级变速器和无级变速自行车的基础上，把钢球外锥式无级变速器进行部分改装，从而形成了自行车的无级变速装置。该装置通过八个钢球利用摩擦力将动力进行输入输出，用一对斜齿轮进行分度调速，从而使自行车在0.75～1.22之间进行无级调速。研究表明：无级变速器被用于自行车方面可以大大改善自行车的使用性能，方便广大消费者使用。关键字:无级变速自行车无级变速器调速

汽车自动变速器新技术的发展趋势

论文（设计）题目：汽车自动变速器新技术的发展趋势摘要液力传动于20世纪初发明于欧洲，最初用于船舶制造工业，在第一次世界大战后，便开始应用于陆用车辆。起先，液力传动主要应用于公共汽车，到第二次世界大战期间，又应用在许多军用汽车和专用汽车上。起初液力传动直接采用船用变矩器。随后美国GM汽车公司采用这种变矩器用于内燃机车，此后，美国开始了ef研制工作，液力传动的研究中心从欧洲移到厂美国，并在美国得到筒反大的发展。作为最初批量生产的液力自动变速器是1938年推出的，它将行星齿轮式变速器与液力偶合器组合．用液压力进行自动变速，是现在自动变速器的原型。1950年期间，汽车液力传动进入一个新阶段，出现了可根据车速和加速踏板位置进行自动换档的自动变速器，此时液力自动变速器已基本定型，近40年自动变速器得到了空前的发展，装有自动变速器的车辆己越来越多，特别是高级轿车基本全部装用电控自动变速器。从发展趋势上来看，自动变速器是采用简单的液力传动与多档机械自动变速器组合，在控制方式上，由于动—半自动—全自动—电子操纵控制系统，并向智能化方向发展，自动变速器的档位数从二速—三速—四速，五速自动变速器也即将出现，问时利用各种方法，扩大与改善液力传动的自动调节性能范围，以实现简化操纵的目的。关键词：液力传动，变矩器，液力偶合器，行星齿轮式变速器

Abstract Hydraulic transmission in the early 20th century, invented in Europe, initially for the shipbuilding industry after World War I, they began to be used for land use vehicles. At first, the hydraulic transmission is mainly used in the bus, during the Second World War, also used in many military vehicles and special vehicles. At first, direct use of marine hydraulic torque converter transmission. GM U.S. auto companies then use this converter for diesel, then, ef the United States began development work, hydraulic transmission plant research center to move from Europe to the United States, and in the United States against big development by tube. As the first mass-produced hydraulic automatic transmission is introduced in 1938, it will planetary gear transmission combined with fluid couplings. Fluid pressure with automatic transmission, automatic transmission is now the prototype. During 1950, cars entering a new phase of hydraulic transmission, there may be under the accelerator pedal position and vehicle speed automatic transmission automatic transmission, automatic transmission fluid at this time have been in shape, automatic transmission, nearly 40 years has been unprecedented development , equipped with automatic transmission has been more and more vehicles, especially all the basic equipment limousine automatic transmission power control. From the development trend point of view, automatic transmission is the use of a simple hydraulic transmission and multi-file combination of mechanical automatic transmission, the control, due to moving - Semi - Automatic - Electronic Steering Control System, to the intelligent direction, automatic transmission the number of stalls from the two-speed - three-speed - four speed, five-speed automatic transmission is also about to appear, asked when the use of various methods to expand and improve the performance of hydraulic transmission range of the automatic adjustment in order to achieve the purpose of simplifying manipulation. Key words:hydraulic transmission, torque converter, fluid coupling, planetary gear transmission

毕业设计变速自行车变速结构设计及速度比分析

成都农业科技职业学院毕业设计题目：变速自行车变速结构设计及速度比分析学号：20090703114~ 姓名：吴.. 专业班级：09机制一班指导老师：包…. 2011年12月

内容要求概述：人民对于自行车的利用不仅仅是代步工具，更多的是游骑，锻炼身体。为了满足更多需求，很多人喜欢购买变速自行车，但价格昂贵其原因就是可以满足更多需求，很多人喜欢购买变速自行车，但价格昂贵其原因就是可以实现自动变速，体力消耗较少。借助三维软件合理设计一款性价比较高的变速自行车（主要考虑其变速原理），合理设计变速自行车的变速原理装置（铰链，前后轮盘机构），并根据实际情况计算其变速的范围。

目录第1章绪论 (4) 1.1变速自行车的发展概括： (4) 1.1.1变速自行车的现状及前景： (4) 1.1.2变速自行车的发展历史演变： (4) 1.1.3变速自行车在如今人们生活中的应用 (5) 1.2、变速自行车的结构组成： (5) 1.2.1车架部件 (6) 第2章自行车变速器的工艺设计分析 (8) 2.1选择设计变速器方案的原因及设计过程 (8) 2.2变速自行车的变速装置及其原理 (8) 2.3变速器的材料选择 (9) 2.3.1链条的材料选择 (9) 2.3.2链轮飞轮材料的选择 (9) 2.4变数器链轮飞轮的设计 (10) 2.4.1设计条件 (10) 2.4.2链轮的高速齿片（48齿）和飞轮（28齿）的设计参数 (12) 2.4.3齿槽的形状设计 (12) 第3章变速比 (13) 3.1变速自行车的变速比分析 (13) 3.2设计用变速自行车的各齿变速比对照 (14) 3.3自行车变速器简图 (15) 总结 (16) 参考文献 (16)

液力自动变速器结构和原理(完整资料).doc

【最新整理，下载后即可编辑】液力自动变速器结构和原理液力自动变速器由变矩器、机械式变速器（一般多采用行星齿轮）和电子-液压控制系统三部分组成变矩器泵轮——主动部分，将发动机动力变成油液动能。涡轮——输出部分，将动力传至机械式变速器的输入轴。导轮——反作用元件，它对油流起反作用，达到增扭作用。导轮起增扭作用

导轮固定－液流改变方向当汽车行驶阻力大时，涡轮转速低于泵轮转速，从涡轮流入导轮的油液方向与泵轮旋转方向相反，导轮对油流起反作用，达到增扭作用，克服增大的阻力。导轮自由旋转当汽车行驶阻力小时，涡轮转速提高与泵轮转速接近，此时从涡轮流入导轮的油液方向与泵轮旋转方向趋于一致，导轮开始自由旋转以减少阻力。锁止离合器的作用当汽车行驶阻力小时发动机转速较高，此时不需要增扭，锁止离合器将变矩器的泵轮和涡轮锁住，可以提高传动效率，能节油5%左右。在汽车行驶阻力大时发动机转速降低，此时锁止离合器分离，实现增扭。

电子－液压控制系统主要由传感器、电控单元、换档电磁阀、油压调节电磁阀等组成。行星齿轮变速器液力自动变速器多采用结构紧凑的行星齿轮变速器。它通常采用两排行星齿轮来实现各档变速比。行星齿轮组由齿圈、行星齿轮、太

阳轮３个元件组成。任一元件固定，其余两个作输入或输出用多片离合器和制动器分别对这些元件进行接合制动来实现换档装置。行星齿轮变速器液力自动变速器有两种一种为前置后驱动液力自动变速器，另一种为前置前驱动液力自动变速器

液力自动变速器的电子控制液力自动变速器电子控制通过动力传动控制模块（PCM）接收来自汽车上各种传感器的电子信号输入，根据汽车的使用工况对这些信息处理来决定液力自动变速器运行工况。按照这些工况，动力传动控制模块给执行机构发出指令控制下列功能：变速器的升档和降档一般通过操纵一对电子换档电磁阀在通／断两种状态中转换。变速器换档感觉通过电控压力控制电磁阀（pcs-Pressure Control solenoid）用以调整管路油压。变矩器锁止离合器（TCC-Torque Converter Clutch）结合和分离时间，以及某些应用场合变矩器锁止离合器接合感觉：通过变矩器离合器控制电磁阀（按应用场合可能不止一个电磁阀）。变速器的这些工作特性的电子控制，能按照汽车的运行工况提供稳定和精确的换档点（时间）和换档品质。

汽车双离合式自动变速箱结构设计

学号密级哈尔滨工程大学学士学位论文汽车双离合式自动变速箱结构设计院（系）名称：专业名称：学生姓名：指导教师： 2014年6月

学号密级汽车双离合式自动变速箱结构设计 Design of Double Clutch Type Automatic Transmission Structure 学生姓名：所在学院：所在专业：指导教师：所在单位：论文提交日期：2014年 6 月12 日论文答辩日期：2014年 6 月22 日学位授予单位：

摘要双离合式自动变速箱是新一代的自动变速器。它结合了液力机械自动变速器和电控机械自动变速器的优点，实现了动力换挡、减少了换挡时间、提高了换挡品质、极大地提高了汽车的舒适性和操纵性，已成为汽车变速器新的发展方向。双离合自动变速箱的结构设计对于变速箱换挡性能和制造成本、制造复杂程度的影响至关重要。本文主要展开了双离合式自动变速器的结构设计，主要进行了以下的工作：在分析了常见的双离合式自动变速箱的结构形式和工作原理基础上首先确定了干式双离合的双中间轴式自动变速器的总体方案。针对双中间轴式DCT的齿轮箱的传动比进行分配就算，确定齿轮轴系的结构，然后对双离合式自动变速器的箱体部分进行设计，最后对主要的零部件：齿轮轴、齿轮、轴承等进行计算校核，结果表明本文的结构设计满足强度要求，设计合理。本文所设计的干式双中间轴式自动变速器其具体设计过程和校核分析作为具体案例具有参考意义。关键词：双离合器自动变速器；干式双离合器；双中间轴式

ABSTRACT Dual clutch automatic gearbox is a new generation of automatic transmissions. It combines the advantages of hydromechanical automatic transmission and electronically controlled mechanical automatic transmission to achieve a power shift, reducing the shift time, improved shift quality, which greatly improves the car's comfort and maneuverability, has become a vehicle new direction transmission, and has broad market prospects. Structural design for the dual-clutch automatic transmission gearbox shift performance and manufacturing costs, manufacturing is crucial influence complexity. In this paper launched a design dual-clutch automatic transmission, mainly for the following tasks: the analysis of the basic structure and operating principle of the common dual-clutch automatic gearbox on first determine the twin countershaft dual dry clutch Overall program type automatic transmission. For dual-DCT gearbox intermediate shaft gear ratio allocated even to determine the structure of the gear shaft, and then on the housing portion of the dual-clutch automatic transmission design, the final major components: gear shafts, gears, bearings such as checking calculations, the results indicate that the structural design of this paper to meet the strength requirements, reasonable design. This article is designed dry dual countershaft type automatic transmission to their specific design and verification process analysis with the reference value as a specific case. Keywords:Dual Clutch Transmission;dry dual clutch;twin countershaft type

菱锥式无级变速器设计

目录第一章概论 (1) 1.1无级变速器的特征和应用 (1) 1.2无级变速器类型 (1) 1.3机械无级变速器的性能参数 (4) 1.4机械无级变速器的研究现状 (5) 1.5课题的研究内容和要求 (8) 第二章菱锥式无级变速器工作原理 (10) 2.1无级变速器的工作原理 (10) 2.2菱锥无级变速器的结构特点 (12) 2.3菱锥无级变速器的变速原理 (13) 第三章菱锥无级变速器部分零件的设计与计算 (17) 3.1电动机的选择 (17) 3.2变速器基本型号的确定 (17) 3.3菱锥与主动轮结构尺寸的计算 (17) 3.4输入侧加压装置 (18) 3.5输出侧加压装置 (18) 3.6强度校核计算 (19) 3.7输入、输出轴的结构设计 (19) 3.8输入、输出轴上轴承的选用 (20) 第四章主要零件的校核 (21) 4.1输出、输入轴的校核 (21) 4.2轴承的校核 (22) 总结 (23) 致谢 (24) 参考文献 (25) 附录1：英文文献翻译及原文.............. 错误！未定义书签。附录2：英文文献原文 ................... 错误！未定义书签。

摩擦式机械无级变速器结构设计摘要:机械无级变速器是一种能适应工艺要求多变、工艺流程机械化和自动化发展以及改善机械工作性能的一种通用传动装置。本文简要介绍了菱锥式机械无级变速器的基本结构、设计计算的方法、材质及润滑等方面的知识，并以此作为本次无级变速器设计的理论基础。本设计采用的是以菱形锥轮作为中间传动元件，通过改变锥轮的工作半径来实现输出轴转速连续变化的菱锥锥轮式无级变速器。本文分析了在传动过程中变速器的主动轮、菱锥、和外环的工作原理和受力关系；详细推导了实用的菱锥锥轮式无级变速器设计的计算公式；并针对设计所选择的参数进行了具体的设计计算；绘制了所计算的菱锥锥轮式无级变速器的装配图和主要传动元件的零件图，将此变速器的结构和工艺等方面的要求表达得更为清楚。由于机械无级变速器绝大多数是依靠摩擦传递动力，故承受过载和冲击的能力差，且不能满足严格的传动比要求。这种无级变速器有良好的结构和性能优势，具有很强的实用价值，完全可以作为批量生产的无级变速器。其主要特点是：1.变速范围较宽；2.恒功率特性好；3.可以升、降速，正、反转。4.运转平稳，抗冲击能力较强；5.输出功率较大；6.使用寿命长；7.调速简单，工作可靠；8.容易维修。关键词：机械无级变速器；摩擦式；菱锥锥轮式

低速载货汽车变速器的设计

本科毕业设计（论文）通过答辩低速载货汽车变速器的设计摘要：课题来源于生产实际，依据《机动车安全技术条件》和《汽车机械变速器总成技术条件》，针对低速载货汽车的运行特点而设计。参与了汽车的总体设计，确定了汽车的质量参数，选择了合适的发动机，并且计算出汽车的最高速度。关于变速器的设计，首先选择标准的齿轮模数，在总档位和一档速比确定后，合理分配变速器各档位的速比，接着计算出齿轮参数和中心距，并对齿轮进行强度验算，确定了齿轮的结构与尺寸，绘制出所有齿轮的零件图。根据经验公式初步计算出轴的尺寸，然后对每个档位下轴的刚度和强度进行验算，确定出轴的结构和尺寸，绘制出各根轴的零件图。根据结构布置和参考同类车型的相应轴承后，按国家标准选择合适的轴承，然后对轴承进行使用寿命的验算，最终完成了变速器的零件图和装配图的绘制。此变速器的齿轮都为标准齿轮，档位数和传动比与发动机参数匹配，保证了汽车具有良好的动力性和经济性。该变速器具有操纵简单、方便、传动效率高、制造容易、成本低廉、维修方便的特点，适合低速载货汽车的使用。关键词：低速载货汽车；变速器；设计

盐城工学院毕业设计说明书2006 Design The Transmission of Low-speed Truck Abstract: The topic comes from the production reality, which is based on the safety specifications for power driven vehicles operating on roads and the specifications for the automobile mechanical transmission. It designs the low-speed truck’s movement characteristic. The automobile quality parameters are determined, according to the automobile system design, choosing the appropriate engine, and calculating the maximum speed. When design the transmission, first, we choose the standard gear modulus and deter mine all speed’s proportions after we choose the number of the transmission’s gears and the first gear, then calculate the gear’s parameter and the center distance, and the gear needs the intensity checking calculation. We determine gear’s structure, then complete drawing of the gears’ component. According to the empirical formula, we preliminary carry on the checking calculation to each gear’s rigidity and the intensity to determine the axis’ structure and size, and thus draw up various axis’ component dra wing. After arranged structure and compared with the similar type of vehicle’s bearing, according to the national standard, we select the appropriate bearings, and then calculate the service life of the bearings. Finally drawing of the component and the assembly of the transmission are completed. Because the transmission gear is the standard gear and the number of gears and speed’s proportions match to the engine conditions, which ensure the necessary power and economy. This transmission has many merits of simple operation, efficient, easy manufacturing, low cost, and convenient. Key words: Low-speed Truck；Transmission；Design

《汽车自动变速器结构原理与检修》A(张永坡)

连云港工贸高等职业技术学校 2012-2013 学年第一学期11 中技汽修1、2 班《汽车自动变速器结构原理与检修》期末试卷A 班级姓名得分题号一二三四五总分得分评阅人一、填空题（每空 2 分，共 30 分） 1．液力变矩器中有 5 个元件：、、、单向离合器和。有些液力变矩器为了提高效率内部还设置了，它起作用时液力变矩器的传动效率可达到。2．多数电控自动变速器采用个电磁阀控制所有的四个前进档的运作。3．在液力变矩器中的油流形式有和二种。4．一般自动变速箱有 6 个档位、、、以及L2、L1。5．自动变速器换挡的主要依据是和。二、判断题（每题 2 分，共 20 分） 1．根据换档工况的需要，自动变速器由液压系统控制其自由或锁止。（）2．自动变速器中制动器的作用是把行星齿轮机构中的某二个元件连接起来形成一整体共同旋转。（）3．自动变速器油液散热器的主要作用，是散发行星齿轮换档时所产生的大量热量。（） 4．自动变速器的内啮合式齿轮泵是靠液力变矩器的输出轴驱动的。（）5．在自动变速器中使用数个多片湿式制动器，为使其停止运作时油缸排油迅速，其油缸内设置单向阀钢珠。（）6．液力变矩器的导轮是通过单向离合器安装在涡轮轴上。（）7．涡轮是与泵轮同步转动的。（） 8．具有四个前进档的电控自动变速器，应该具有四个电磁阀。（）9．所谓超速档是汽车在超车时使用的档位。（） 10．油泵的压力越大，变速箱输出的扭矩就越大。（）三、多项选择题：（每题 2 分，多选或错选时该小题不得分。共10 分） 1．在下列几个答案中，选出自动变速器油液的作用有（）A．使换档执行元件运作； B．在行星齿轮变速机构中作动力传递； C．在液力变矩器的锁止状态下作动动传输； D．在液力变矩器的非锁止状态下作动力传输。 2．液力变矩器内部油流的特点有（） A．既有圆周运动，又有环形运动，形成首尾相接的油流； B．只有环形流动，在环流冲击下，使输出轴的力矩增大； C．被泵轮加速的油流先到达较小的导轮，再冲击涡轮； D．被泵轮加速的油流先冲击涡轮，再流向导轮并改变方向。 3．当液力变矩器的锁止离合器结合后，能达到（）的效果。 A．增大输出转矩；B．减少发动机功率损耗，提高传动效率； C．增速降矩；D．降低ATF温度。 4．给自动变速器作失速试验，通过失速试验可检验（）A．液力变矩器的锁止离合器的性能；B．液力变矩器的单向离合器的性能； C．齿轮变速器中磨擦片的工作；D．发动机的输出功率。 5．在单行星齿系机构中，指出处于增矩状态的是哪些（）A．太阳齿输入、行星架自由、齿圈输出； 2—1

机械毕业设计222PE 10无级变速自行车设计

PE10自行车无级变速器设计摘要：本文在分析各种无级变速器和无级变速自行车的基础上，把钢球外锥式无级变速器进行部分改装，从而形成了自行车的无级变速装置。该装置通过八个钢球利用摩擦力将动力进行输入输出，用一对斜齿轮进行分度调速，从而使自行车在0.75～1.22之间进行无级调速。研究表明：无级变速器被用于自行车方面可以大大改善自行车的使用性能，方便广大消费者使用。关键字: 无级变速自行车；无级变速器 The design of the CVT on PE 10 bicycle ABSTRACT:Based on the analysis of various CVT and CVT bikes,in this dissertation ,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 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

电动汽车自动变速器设计研究

电动汽车自动变速器设计研究时间:2011-04-30 14:39来源:南昌大学机电工程学院作者:黄菊花等点击: 次本文首先简述了常见自动变速器的结构原理和优缺点，结合电动汽车电机特性和双离合器自动变速器的优点，提出将两挡双离合器自动变速器应用于电动汽车。 0引言电动汽车以可再生清洁的电能为动力，克服了传统内燃机汽车的环境污染和资源短缺问题；电动汽车牵引电机相对传统内燃机具有较宽的工作范围，并且电机低速时恒转矩和高速时恒功率的特性更适合车辆运行需求。然而固定速比减速器仅有一个挡位，使得电动汽车电机常处在低效率区域，既浪费宝贵电池能量而使续驶里程减少，又提高了对牵引电机的要求。电动汽车牵引电机既要在恒转矩区提供较高瞬时转矩，又要在恒功率区提供较高运行速度，才能满足车辆的高速、爬坡和加速等整车性能要求。为使电动汽车发挥其优越性，并降低电动汽车对动力电池和牵引电机要求，电动汽车传动系统应多挡化。手动变速器换挡操纵复杂以及换挡过程中需要切断动力源影响电动汽车的驾驶性能和舒适性。自动变速是车辆变速发展趋势，自动变速器相对手动变速器具有较高整车的安全性、舒适性等性能。基于平行轴式手动变速器的双离合器自动变速器，不仅继承了手动变速器传动效率高、结构紧凑、价格便宜等许多优点；同时还解决了换挡动力中断问题，也保留了液力自动变速器、无级自动变速器等换档品质好的优点。因此电动汽车采用两挡双离合器自动变速器具有更好的整车性能。 1电动汽车自动变速器结构原理 1.1系统结构原理图图1 所示为两挡双离合器自动变速器系统结构原理图，它以变速器电控单元为中心，接收制动踏板、选择开关、加速踏板等传感器获知的信号，同时可以利用CAN 总线技术接收来自整车控制器的信号，如车速、电机转速等信号。变速器电控单元采集当前路况信息，通过一定的换挡规律发出信号指令，控制离合器执行机构操纵离合器的分离与结合等动作。