无级变速器中摩擦环的应力分析

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无级变速器中摩擦环的应力分析
Serdar Tumkor

设计与制造研究所，史蒂文斯技术学院，赫德森城堡，霍博肯，新泽西州07030，美国

摘要
 在无极变速器（CVT）中摩擦环最常见的失效模式是疲劳失效。此研究的主要目的是确定这种失效的原因并改善环的形状。这种环是仿照有限元法（FEM）和解析公式生成的圆环。计算表明，在与环的接触表面上存在很高的内应力。修改环的形状是为了获得环的最佳形状和尺寸。根据有限元法分析，在环的螺旋槽内侧，其表面应力有所下降，但槽附近的应力增加与否主要取决于槽半径大小。经过分析和优化处理，用维数为R=1.95 mm作为槽半径进行计算和检测。通过测试修改环发现，疲劳失效有所减小。2000年埃尔塞维尔科学B.V拥有所有版权。

关键字：无极变速器；形状优化；有限元模型的参数化

简介
 企业想要快速发展必须了解许多与其相关的机制。这里有一种被称为无极变速器（CVT）机制的可变速度和扭矩比的机制类型。这些不同类型的CVT驱动器已经在各行业中应用多年了。其中可变金属链带驱动器是众所周知的。在这项研究里，对用一个圆锥和钢圈装配来牵引的驱动器进行了研究。一个用钢圈制成的CVT驱动器因为环结构简单、成本低所以价格便宜。但是，高扭矩无法通过摩擦驱动器来传递。由于法向力是通过圆锥和圆环的相互摩擦约束而获得的，随着时间的推移，观测到一种被称为点蚀疲劳失效的类型。

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