自行车无级变速器设计开题报告

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自行车无级变速器设计

导师组长

开题报告内容：

一、选题背景及意义

背景：机械无级变速器最初是在19世纪90年代出现的，到20世纪50年代，尤其是70年代以后，一方面随着先进的冶炼和热处理技术，精密加工和数控机床以及牵引传动理论与油品的出现和发展，解决了研制和生产无极变速器的限制因素；另一方面，随着生产工艺流程实现机械化、自动化以及机械要改进工作性能，都需要大量采用无级变速器。因此在这种形势下，机械无级变速器获得迅速和广泛的发展。

无级变速器分为机械无级变速器，液压传动无级变速器，电力传动无级变速器三种，但本设计任务书要求把无级变速器安装在自行车上，所以一般只能用机械无级变速器。

自行车发展到现在已经有传统的自行车演变成无级变速自行车，现代的无级变速自行车可谓是形式多样，五花八门，以下是当今社会上存在的部分无级变速自行车：1、低座无级变速自行车2、人力脚踏式无级变速自行车3、带传动无级变速自行车4、前置往复式无级变速自行车5、纯滚动式四个档位无级变速自行车6、无链无级变速自行车7、蓄能型-全自动无级变速器自行车8、便携式高安全型无级变速器自行车。

意义：通过该课题的学习，系统的掌握自行车的性能、用途以及其设计原则，基于虚拟设计方法设计自行车的结构设计及运动仿真，了解自行车的相关知识和基本方法、掌握相关技能、培养创新能力，全面而广泛的了解当前国内外相关领域的最新发展动态，对所学知识进一步的认识和更深入地了解，掌握毕业论文的写作格式和流程，提高学生独立培养学生的现代的设计理念.学生在教师指导下独立完成一项给定的设计任务，学生依据设计任务进行资料的调研收集、加工与整理和正确使用工具书，掌握有关工程设计的程序、方法与技术规范，提高工程设计计算、图纸绘制、编写技术文件的能力。

二、工作任务分析

本文简要介绍了现有自行车无级变速器器的种类及其发展过程，分析了国内外自行车无级变速器器的研究动态及发展趋势，尤其强调了齿轮式自行车无级变速器传动的优势。通过对RX行星环锥式自行车无级变速器器的传动及调速原理进行分析，同时借鉴了齿轮自行车无级变速器传动的优点，提出了一种新型的机械式自行车无级变速器器—锥齿轮自行车无级变速器器。

本文在详细分析了新型机械自行车无级变速器器的传动原理的基础上，阐明了齿轮自行车无级变速器传动的可行性。设计了建模方案，用具有强大实体建模功能的UG软件对其进行几何建模、装配、并形成虚拟样机，同时验证了设计方案的合理性，修改了部分不合理的参数，样机模型性能得到优化。本文最后对自己所做工作进行总结，探讨了设计方案中可能存在的问题，并对下一步的工作进行了展望。

三、调研报告　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　   

国内无级变速器是在20世纪60年代前后起步的，当时主要是作为专业机械配套零部件，由于专业机械厂进行仿制和生产，例如用于纺织机械的齿链式，化工机械的多盘式以及切削机床的Kopp型无级变速器等，但品种规格不多，产量不大，年产量仅数千台。直到80年代中期以后，随着国外先进设备的大量引进，工业生产现代化及自动流水线的迅速发展，对各种类型机械无级变速器的需求大幅度增加，专业厂才开始建立并进行规模化生产，一些高等院校也开展了该领域的研究工作。经过十几年的发展，国外现有的几种主要类型结构的无级变速器，在国内皆有相应的专业生产厂及系列产品，年产量约10万台左右，初步满足了生产发展的需要。与此同时，无级变速器专业协会、行业协会及情报网等组织相继建立。定期出版网讯及召开学术信息会议进行交流。现在，机械无级变速器从研制、生产、组织管理到情报网信息各方面已组成一较完整的体系，发展成为机械领域中一个新型行业。

无级变速器是一种传动装置，其功能特征主要是：在输入转速不变的情况下，能实现输出轴的转速在一定范围内连续变化，以满足机器或生产系统在运转过程中各种不同工况的要求；其结构特征主要是：需由变速传动机构、调速机构及加压装置或输出机构三部分组成。

机械无级变速器的适用范围广，有在驱动功率不变的情况下，因工作阻力变化而需要调节转速以产生相应的驱动力矩者（如化工行业中的搅拌机械，即需要随着搅拌物料的粘度、阻力增大而能相应减慢搅拌速度）；有根据工况要求需要调节速度者（如起重运输机械要求随物料及运行区段的变化而能相应改变提升或运行速度，食品机械中的烤干机或制药机械要求随着温度变化而调节转移速度）；有为获得恒定的工作速度或张力而需要调节速度者（如断面切削机床加工时需保持恒定的切削线速度，电工机械中的绕线机需保持恒定的卷绕速度，纺织机械中的浆纱机及轻工机械中的薄膜机皆需调节转速以保证恒定的张力等）；有为适应整个系统中各种工况、工位、工序或单元的不同要求而需协调运转速度以及需要配合自动控制者（如各种各样半自动或自动的生产、操作或装配流水线）；有为探求最佳效果而需变换速度者（如试验机械或李心机需调速以获得最佳分离效果）；有为节约能源而需进行调速者（如风机、水泵等）；此外，还有按各种规律的或不规律的变化而进行速度调节以及实现自动或程序控制等。

四、方案的拟定与分析

行星锥齿轮自行车无级变速器器的主传动部分在基本结构的布置形式上仍然沿用原环锥行星自行车无级变速器器的基本结构形式，而输入端、行星轮、输出端由原来的锥轮改为圆锥齿轮，即输入端齿轮与输出端齿轮的回转轴线在同一直线上，行星齿轮的布置方式为其回转轴线与输入端齿轮的回转轴线所成夹角为一般角，行星锥齿轮装在保持架上，且其能绕保持架转动。在主动锥齿轮和从动锥齿轮之间通过啮合传动传递运动和动力。行星锥齿轮上固连一个调速锥，调速锥一侧母线要保持与输入输出齿轮轴线平行，调速锥与调速环之间的接触状态保持点接触，它们之间的运动状态仍为摩擦传动。

圆锥齿轮传动是用来传递两相交轴之间的运动和动力的，其轮齿是分布在一个圆锥面上的，与圆柱齿轮相对应，在圆锥齿轮上有齿顶圆锥、分度圆锥和齿根圆锥等等。圆锥齿轮的轮齿有直齿、斜齿及曲齿等多种形式。由于直齿圆锥齿轮的设计、制造和安装均较为简便，故应用最为广泛，所以这里我们采用的圆锥齿轮为直齿圆锥齿轮。

五、毕业论文撰写提纲及实施计划

提纲

目  录

第一章 绪  论

1.1 课题概述及意义

1.2 机械自行车无级变速器传动概述

1.2.1 自行车无级变速器传动简介

1.2.2 各类自行车无级变速器器比较

1.2.3 齿轮式自行车无级变速器传动的优势

1.2.4 齿轮式自行车无级变速器传动实现的几种途径

1.3 国内外自行车无级变速器器的研究动态及发展趋势

1.3.1 研究动态

1.3.2 发展趋势

1.4 相关软件简介

1.4.1 UG简介

1.5 本论文研究的主要内容

第二章 RX型环锥行星式自行车无级变速器器

2.1 RX型自行车无级变速器器简介

2.2 RX型自行车无级变速器器的传动原理

2.3 行星锥齿轮自行车无级变速器传动结构简图

2.4 行星锥齿轮式自行车无级变速器器的调速原理

2.4.1 传动比计算

2.4.2 调速原理

第三章 行星锥齿轮自行车无级变速器器的设计参数

3.1 设计方案确定

3.2 基本尺寸确定

第四章 实物建模

4.1 齿轮设计

4.1.1 输入端锥齿轮

4.1.2 行星锥齿轮

4.1.3 输出端锥齿轮

4.2 轴的设计

4.2.1 输入轴设计

4.2.2 输出轴设计

4.2.3 行星架设计

4.3 变速器机盖设计

4.4 变速器机座设计

4.5 其它零件设计

4.5.1 调速锥

4.5.2 端盖

4.5.3 轴承

第五章 变速器装配

5.1 轴类组件

5.1.1 输入轴组件

5.1.2 行星架组件

5.1.3 输出轴组件

5.2 箱体组件

5.2.1 传动部分装配

5.2.2 箱体总装

第六章 总结与展望

参考文献

致  谢

实施计划：

　　第一部分（   1   周）：自行车变速装置应用现状分析

　　第二部分（   2   周）：总体方案设计

　　第三部分（   2   周）：总装设计及零件设计

　　第四部分（   1   周）：工作过程运动仿真

　　第五部分（   1   周）：绘制总装图及零件图

　　第六部分（   2   周）：主要零件机械加工工艺规程及夹具设计

　　第七部分（   2   周）：整理资料，编写设计说明书

　　评阅及答辩（  1  周）　　　　　　　　　

指导教师（导师组）意见：

签 名：

年    月    日

审查小组意见：

审查小组负责人（签 名）：

年    月    日

备注：

1、 要有10篇以上相关文章的阅读量。

2、 理、工科开题报告撰写要求在2500字左右，人文社科开题报告在3500字左右，包括论文选题的背景和意义、工作任务分析、调研报告、方案拟定与分析、毕业论文撰写提纲及实施计划、文献综述（理、工科可不提交文献综述）等。

3、 电脑打印，用A4纸，内容为小四号宋体，行距为固定值20磅。

4、 文献综述（按文献综述格式打印）附在开题报告后面一起装订。