【摘 要】
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金属带式无级变速器（Metal Belt Continuously Variable Transmission,简称 MB-CVT）作为一种理想的车辆变速装置在乘用车上被广泛应用,但其核心元件——钢带生产技术被国外企业垄断,为解决此问题,本团队学者提出钢绳环式无级变速器（Wire Rope CVT,简称WR-CVT）,以钢绳环替代钢带,为推动CVT国产化提供新的探索思路。本文依托西安市科技计划项目
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金属带式无级变速器（Metal Belt Continuously Variable Transmission,简称 MB-CVT）作为一种理想的车辆变速装置在乘用车上被广泛应用,但其核心元件——钢带生产技术被国外企业垄断,为解决此问题,本团队学者提出钢绳环式无级变速器（Wire Rope CVT,简称WR-CVT）,以钢绳环替代钢带,为推动CVT国产化提供新的探索思路。本文依托西安市科技计划项目“混合动力乘用车钢绳环式无级变速器研制”（批准号:2019217714GXRC013CG014-GXYD13.7）,以无级变速器实际工况为基础,运用三维建模、理论分析、有限元分析等手段,研究WR-CVT钢丝绳非连续接触下的弹性特性。本文在WR-CVT基本结构和工作原理基础上,应用微分几何及空间坐标变换理论,建立钢丝绳圆弧段中心线数学方程,并在Pro/E软件中完成实体建模;运用弹性理论建立钢丝绳力学模型,对WR-CVT钢丝绳空载和传递转矩下进行张力计算。建立WR-CVT非连续接触模型,分析钢丝绳与非连续金属块接触点数目,并对钢丝绳与非连续金属块接触力进行分析。建立右交互捻钢丝绳连续和非连续接触有限元模型,通过仿真计算,得出连续和非连续接触状态下右交互捻钢丝绳应力分布规律,通过分析右交互捻连续和非连续钢丝绳表面接触点应力大小探讨钢丝最大应力集中位置,根据不同截面钢丝最大变形量得出右交互捻钢丝绳各丝变形规律和最大变形钢丝位置。通过对右同向捻钢丝绳连续和非连续接触仿真分析,分析出右同向捻弯曲段连续和非连续接触钢丝绳股内钢丝应力分布规律,分析弯曲段右同向捻钢丝绳应力与右交互捻钢丝绳应力差异,通过对比右同向捻钢丝绳截面内不同钢丝以及钢丝在不同截面位置的变形分布规律,揭示弯曲段右同向捻钢丝绳变形与右交互捻钢丝绳变形分布差异。在钢绳环式无级变速器的非连续接触传动过程中,本文进行的连续和非连续接触条件下钢丝绳弹性特性研究,为探索钢丝绳的承载性能、改善WR-CVT钢丝绳力学性能以及预测钢丝绳磨损规律等研究奠定了一定的理论基础。
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