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无级变速器作为机械传动的核心部件,在机械产品中应用非常广泛。现有机械式无级变速器大多采用V型带传动,其变速原理主要是通过改变主动轮和从动轮的工作半径来改变输出速度,由于受传动轮半径和V型带结构的限制其最大传动比有限,对调速范围宽和传动比大的特定应用领域仍存在一些不足。对此,本文提出一种基于凸轮驱动的无级变速器,本无级变速器基于杠杆原理,通过调速机构调整杠杆支点位置,从而调节从动件输出转速,可获得较宽的变速范围和较大的传动比。具体研究内容如下:(1)提出了一种基于凸轮驱动的无级变速器,该无级变速器由装有驱动凸轮的输入轴、支点位于调速盘上的摆臂、以及通过单向离合器安装在输出轴上的摆臂组成,通过变速装置调整中间摆臂支点位置,改变力臂,从而调节从动件的输出速度,实现无级变速目的。并基于运动学原理,建立了无级变速器运动学模型和总的瞬时传动比方程,从原理上验证了该机构可实现无级变速,且最大传动比接近无穷大。(2)用机械系统速度不均匀系数作为无级变速器传动平稳性的评价指标,建立了无级变速器平稳性判定标准。为使无级变速器输出转速稳定,利用反转法对摆臂轮廓曲线以及凸轮轮廓曲线进行设计,并根据摇臂输出端转速随时间线性增长的变化规律,通过控制摆臂转速,使其按一定规律变化,实现对输出速度的反向补偿,达到提高无级变速器运动输出平稳性的目的。(3)根据无级变速器的性能要求,对基于凸轮驱动无级变速器的传动机构、复位机构、变速机构进行了详细设计。此外,对无级变速器机械系统传动效率进行计算,确定了无级变速器传动机构的运行方向,并通过一组实际参数,完成了无级变速器各零部件的三维建模和原理样机结构设计。(4)基于NX10软件的运动学仿真功能,对无级变速器的传动机构进行了运动学仿真,验证了本无级变速器可实现无级变速,并在一定调速范围内时,无级变速器具有连续平稳的运动输出。本无级变速器可用于传动比大、对传动平稳性要求不高的场合。