42 机械传动 2002年

(2)忽略金属块弯曲变形的影响。

(3)金属带中的叠层金属环近似看成一条钢带,它所受的周向张力为T。

(4)不考虑金属带的偏移。(5)视摩擦系数为常量。

(6)带轮为刚体,忽略带轮变形的影响。(7)金属带传动模型建立在准静态基础上,忽略其他的惯性力的影响。3.1 摩擦力方向

金属带式无级变速器的独特结构,使金属块的摆棱角与金属块鞍部间存在一段距离$r,如图4所示。在运行过程中,金属块的摆棱在两个带轮包角上是连续接触的,金属块鞍部的速度是不连续的,在两带轮之间的直线部分,金属块肩部的速度与带轮相同。以带轮入口处B点的分析为例,

有

角处的张力,阻碍了金属块向前运行,金属环的摩擦力方向与主动轮旋转方向相反;在从动带轮(小半径带轮处)入口处,金属块鞍座的速度比金属环速度快,在小半径带轮上产生了滑移,金属块间摩擦力、金属块与带轮之间的摩擦力方向均与带轮旋转方向一致。

图5 摩擦力方向

3.2 金属块与金属带位置示意图

金属块与金属带位置示意图如图6所示。由于金属块的独特结构,使金属带在运行过程中只有金属块的摆棱(图6半径r所指位置)在两个带轮包角上是

VBDR=VBDN=

VB(rDB+$r)=VB(1+)rDBrDBVB(rDN+$r)=V)B(1+rDNrDNVB(1+

(2)

连续接触的,因此金属带的回转半径(即金属带中金

属块间的推挤力Q的作用半径)与金属块的回转半径相差$r。

图4 金属块与金属环位置示意图

)

VBDRrDBrDB+$r

==VBDN

VB(1+)rDB+rDBi式中 VB)))带速

VV从动轮上金属块肩部速度BDR、BDN)))主、 rDB、rDN)))主从动轮半径

i

)))速比

文献[2]中实验研究表明,速比i\1时,如图5(a)所示,主动轮(小半径带轮)鞍座的速度要比金属环的速度快,金属环要阻碍金属块向前运行,金属块间的摩擦力方向与主动轮旋转方向相反;同时由于金属块鞍部与金属环间产生了滑移,金属环间的摩擦力方向与主动轮旋转方向相同。

当i<1时,如图5(b)所示,在主动轮入口处,鞍座的速度要比金属环的速度慢,金属块要阻碍金属环向前运行,金属块的摩擦力方向与主动轮旋转方向相

反图6 金属带及结构示意图

3.3 i\1时金属环的力分析模型和作用在金属块间

的挤推力分析模型

3.3.1 i\1时金属环的力分析模型

如图7所示,在带轮包角任意处H取金属环上微小单元dH,忽略高阶微量,其受力分析为

dE-LbdFP=0

EdH-dFP=0E(H)=EBexp(LbH)

式中 E和E(H))))金属环张力

EB

)))初始张力

(1)

(2)(3)