摩托车V带自动无级变速系统的设计（1）

／； ．试验．研究 ／摩托车V带自动无级变速系统的设计(1) Design of V—BeE Automatic Stepless Gear System for Motorcycle(1) ／ 吴 森 代玉龙 帝思勤 (武汉汽车I业大学) —’ ———^、 f —一 摘要 摩托车 V带自动无叛变速系统广泛用于坐式摩托车上，不同形式的V带 自动无叛变速系统实现自动无叛变速的具体结构型式是不同的。其主要参数选择有 计算功率、主从动轮最大、最小I作直径等}其主要部件设计包括V带，主从动轮总 成和离合器甚成。 V—bdt automa tic stepless gear system is widely used for motor scooters．Stepless speed change varies with different types of V—halt automa tic stepless systems．The decisive factors cover the calculated power，max＆ min working tadius，etc．and the design of essential parts namely V—halt，driving＆ ．driven assemblies and clutch unk． 主题词；传动系 无级变速传动 摩托车V带自动无级变速系统与摩托 车其它类型的变速系统相比，不仅操作方便、 结构简单、性能卓越、变速范围大，而且其牵 引特性非常接近理想的牵引特性 ，因些被广 泛用于坐式摩托车上。配备有V带自动无级 变速系统的坐式摩托车由于舒适、美观、安全 和操纵简便而深受中老年人、妇女及学生的 青睐，成为城镇中较为理想的代步工具。目 前，国内坐式摩托车正处于快速发展时期，几 乎所有大摩托车厂家都在通过引进国外先进 的生产技术来生产坐式摩托车，因此迫切需 要对引进的坐式摩托车关键零部件进行消化 吸收，乃至于 自主开发，以达到提高国产化 率、降低成本的目的。本文介绍的V带自动 无级变速系统是坐式摩托车传动系的核心部 件之一。文中以JY55一T坐式摩托车V带自 动无级变速系统为例对其典型结构、基本原 理、设计要求、主要参数选择和主要零部件的 设计进行了初步探索。 1 V带自动无级变速系统的典型结构 图1所示为JY55一T坐式摩托车V带自 动无级变速系统的结构图，其离合器是后置 《摩托车技柬》1 997年第 10期 {彳 图2所示是cJ5O坐式摩托车V带自动 无级变速系统的结构图，其离合器是前置的。 从图1、图2可以看出来，典型的摩托车 V带自动无级变速系统由四大部件组成，即 主动轮总成、V带、从动轮总成和离合器总 成。其中，离合器的布置较为灵活，可以前置 (此种结构布置由于离合器传递扭矩较小，因 此离合器体积也较小，由于转速高，其磨损和 噪声较大)，也可以后置(由于离合器转速低， 磨损和噪声较小，但由于传递扭矩较大，其体 积也较大)。 主动轮总成一般由主动定带盘、主动动 带盘、卡盘、离心滚柱等组成。 从动轮总成一般由从动定带盘、从动动 带盘、压缩弹簧、弹簧座等组成。 值得一提的是，图1所示的是一种较新 型的v带 自动无级变速系统。与图 2所示相 比，其工作原理基本一致，但在结构和某些材 料、工艺上有较大的改进，具体表现如下： a．采用先进的扭矩传感 凸轮取代传动 爪来传递扭矩； 。 5 维普资讯 http://www.cqvip.com 设计·试验 ·研究 b．增加了传动系冷却风扇； c．采用了高强度、低磨损、高寿命的窄 V带 2 V带自动无级变速系统的变速原理 各种型式的 V带 自动无级变速系统的 变速原理大同小异。 图3是 V带自动无级变速系统主动轮、 从动轮速度变化示意图。当发动机低速运转 时，主动轮工作直径较小，V带长度一定，因 此从动轮工作直径较大，传动比较小}随者发 动机转速提高，主动轮工作直径逐渐增大，V 带长度一定，因此从动轮工作直径逐渐减小， 传动比逐渐增大。这样即可达到传动比在一 定范围内无级变化的目的。 不同型式的V带自动无级变速系统实 现主动轮工作直径随发动机转速变化而变化 的方式可能有区别。JY55一T坐式摩托车V 带自动无级变速系统的实现方式是 离心滚 柱 2的离心力(其大小随着发动机转速变化 而变化)使主动动带盘 1产生轴向移动，从而 改变主动轮工作直径的大小。从动轮部分的 弹簧 9产生的轴向力来压紧从动动带盘 l6， 从而将V带17张紧(图 1)。 3 V带自动无级变遵系统的设计要求 不同型式的V带自动无级变速系统实 现自动无级变速的具体结构型式不一样，但 其设计要求是一样的。 重1 JY55一T坐式●托车V带自动羌曩壹毫燕娃的结构型式(离奇器后量) 1．主动动带盘 2．离心滚柱 3．卡盘 4．主动定带盘(带冷却风崩) 5．轴套 6．黑母 7．曲轴 8．从动定带盘 9-弹簧 10．扭矩传{高凸轮 11．从动轴 l2．滚针轴承13．油封 H． D 形圈 15．弹簧座 16．从动动带盘 l7．V带 l8．商合器总成 重 2 CJfC坐式●托车 V带自动 级壹毫系娆的站拇型式(离奇器前量) 1 主动动带盘 2．离心滚柱 3．卡盘 4．主动定带盘 5．曲轴 6．V带 7．传动箱齿轮轴 8．小卡扳 9．内外花键卡板 l0 传动爪 n．从动动带盘 l2．弹簧 l3．从动定带盘 14 离合器总成 6 《摩托车技术)1997年苇 10期 维普资讯 http://www.cqvip.com 设计 ·试验 -研究 (c) 商连 d．寿命 长、噪 声 低、维修方便和成本低； e．结构简单 和操 纵方便 4 v带自动无级变速 系统的主要参数选 择 在进行 V带 自动 无级变速系统设计之 田3 v带自动无瓤童毫系统主动轮 从动轮毫廑童化示意圈 前，发动机动力性指标 al保证摩托车具有良好的动力性和经 (有效功率、转矩和转速等)是已知的，经过V 济性。要求V带自动无级变速系统不仅能传 带自动无级变速系统以后的输出转速范围也 递足够的动力，而且还应尽可能使发动机在 假设是已知的。 最有利的工况下工作} v带自动无级变速系统的主要参数有V b。工作可靠。要求在摩托车正常行驶过 带的计算参数和带轮的直径等，其计算过程 程中，V带与带轮应接触良好，不应有打滑现 和选择原则同一般V带大同小异。下面仅列 象； 出某一55坐式摩托车V带自动无级变速系 c．传动效率高I 统的主要参数(表1)。 ～ 衰 1 藁一55生式●托丰V带自动无曩壹毫系统的主要●t 参数名称厦代号 具体数值 计算公式厦其它 只一(1．1～1．2)只 计算功率(只) ．kW 1．0 只——标称功率 主动轮最小工作直径( I)，mm 4m 68 根据结构设计和选取的 V带的型号决定 主动轮最大工作直径(D1)，mm 81．75 同上 从动轮最小工作直径(出)，mm 6＆50 同上 从动化最大工作直径( )．rlIm 170．0 同上 = ±／[口l(1一c)3 最小传动比( ． ) m 838 ． 滑盏率 ．一般取 l ～2 最大传动比(i肼 ) 2．630 等D2／ l(1--~)3 调建范围(^) 3．138 =^ ／f一 中心距(^ )，mm ， 275 A=(1．0～2．0)(口r+d】) 带长度(工)，mm 786 工 2A-t-~／2~(D2+ )+(D2一 1)×(D2一dt)／(4A) 主动轮上的最小包角( )．(。) 166．2 ∞王180"一(D2一而)／-4×57 3。 传动效率O／)． 85 取值范匿为 80 ～90 5 v带自动无级变速系统的主要部件设计 5。1 v带 下面主要讨论根据所选的 V带来确定 主动轮、从动轮上所需作用的轴向力，为以后 进行主动轮总成、从动轮总成设计打下基础。 由带传动理论可知，作用于主动轮上的 轴向推动力为： 《摩托车技术}1997年第 1O期 F1=