(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111545438.4 (22)申请日 2021.12.16 (71)申请人 长春工业大学 地址 130012 吉林省长 春市朝阳区延安大 街2055号 (72)发明人 韩玲　赵伟　王金武　曹越　 (74)专利代理 机构 北京汇智胜知识产权代理事 务所(普通 合伙) 11346 代理人 赵立军 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 30/17(2020.01) F16D 13/58(2006.01) (54)发明名称 CVT钢环摩擦副磨损深度、 安全裕度计算、 评 估方法及装置 (57)摘要 本发明公开了一种CVT钢环摩擦副磨损深 度、 安全裕度计算、 评估方法及装置， 包括： 建立 磨损深度与宏微观因素相关联的钢环磨损深度 模型， 利用钢环磨损深度模型计算CVT钢环摩擦 副的磨损深度， 并将所求得获得CVT钢环摩擦副 的磨损深度及油膜厚度结果， 得到CVT工作范围 内钢环摩 擦副的安全裕度， 从而利用该安全裕度 评估CVT的可靠性及使用寿 命。 权利要求书3页 说明书13页 附图5页 CN 114218797 A 2022.03.22 CN 114218797 A 1.一种CVT钢环摩擦副磨损深度计算方法， 其特 征在于， 包括： 利用式(15)表示的钢环磨损深度模型， 计算CVT钢环摩擦副的磨损深度； 式中， h(x)为CVT钢 环摩擦副的钢 环局部位置x的磨损深度， x轴为钢 环的轴向， ΔK为预 设的微动磨损循环加速次数， K为预设的钢环摩擦副磨损循环次数， Kint为预设的微动磨损 循环连续微动摩擦过程中的增量步， Sf为夹紧力的安全系数， σs为钢环使用的金属材质的屈 服极限， υs为钢环摩擦副局部磨损系数， ε为CVT的输入转矩幅值波动系数， α 为CVT钢环摩擦 副的带轮锥角， Rp为CVT钢环摩擦副的主动轮的工作半径， kv为CVT运动过程的动载系数， Tm 为CVT从动带轮的平均输入转矩， ω为钢环摩擦副微振频率， t 为微动磨损过程的时间变量， 为CVT钢环摩擦副的主动轮与从动轮工作圆公切线与连心线之间的夹角， dsi， j(x)为第i 次微动摩擦下第j次磨损增量的相对滑移距离， Tp为CVT钢环摩擦副的从动轮的输入转矩， f 为CVT钢环摩擦副的钢环接触表面摩擦系数， Fsi为第i次微动摩擦施加到CVT钢环摩擦副的 钢环上的夹紧力， 其被描述成式(12)； 2.一种CVT钢环摩擦副安全 裕度计算方法， 其特 征在于， 包括： 通过比较CVT钢环摩擦副的钢环局部位置x的磨损深度与CVT钢 环摩擦副的首层钢环与 第二层钢环之间的油膜的厚度， 获得CVT钢环摩擦副的安全裕度， 其中， x轴为所述钢环的轴 向。 3.如权利 要求2所述的CVT钢环摩擦副安全裕度计算方法， 其特征在于， 所述CVT钢环摩 擦副的安全 裕度通过式(26)计算得到： 式中， h(x)为如权利要 求1中所述CVT钢环摩擦副的钢环局部位置x的磨损深度， hl为CVT 钢环摩擦副的首层钢环与第二层钢环之间的油膜的厚度。 4.一种CVT钢环摩擦副评估方法， 其特 征在于， 包括： 步骤1， 采集CVT钢环摩擦副的主动轮的工作半径Rp、 CVT从动带轮的平均输入转矩Tm、 钢 环摩擦副微振频率ω、 CVT运动过程 的动载系数kv、 以及CVT钢环摩擦副的主动轮与从动轮 工作圆公切线与连心线之间的夹角 步骤2， 通过比较CVT钢 环摩擦副的钢环局部位置x的磨损深度与CVT钢环摩擦副的首层 钢环与第二层钢环之 间的油膜的厚度， 获得CVT钢环摩擦副的安全裕度， 其中， x轴为所述钢 环的轴向； 步骤3， 判断安全裕度是否小于0， 如果是， 则判定CVT的安全状态良好； 否则判定CVT的 可靠性差 。 5.如权利 要求4所述的CVT钢环摩擦副评估方法， 其特征在于， 所述CVT钢环摩擦副的安 全裕度通过式(26)计算得到： 权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114218797 A 2式中， h(x)为如权利要 求1中所述CVT钢环摩擦副的钢环局部位置x的磨损深度， hl为CVT 钢环摩擦副的首层钢环与第二层钢环之间的油膜的厚度。 6.一种CVT钢环摩擦副磨损深度计算装置， 其特 征在于， 包括： 钢环磨损深度模型， 其被描述成式(15)， 计算CVT钢环摩擦副的磨损深度； 式中， h(x)为CVT钢 环摩擦副的钢 环局部位置x的磨损深度， x轴为钢 环的轴向， ΔK为预 设的微动磨损循环加速次数， K为预设的钢环摩擦副磨损循环次数， Kint为预设的微动磨损 循环连续微动摩擦过程中的增量步， Sf为夹紧力的安全系数， σs为钢环使用的金属材质的屈 服极限， υs为钢环摩擦副局部磨损系数， ε为CVT的输入转矩幅值波动系数， α 为CVT钢环摩擦 副的带轮锥角， Rp为CVT钢环摩擦副的主动轮的工作半径， kv为CVT运动过程的动载系数， Tm 为CVT从动带轮的平均输入转矩， ω为钢环摩擦副微振频率， t 为微动磨损过程的时间变量， 为CVT钢环摩擦副的主动轮与从动轮工作圆公切线与连心 线之间的夹角， dsi， j(x)为第i次 微动摩擦下第j次磨损增量的相对滑移距离， Tp为CVT钢环摩擦副的从动轮的输入转矩， f为 CVT钢环摩擦副的钢环接触表面摩擦系数， Fsi为第i次微动摩擦施加到CVT钢环摩擦副的钢 环上的夹紧力， 其被描述成式(12)； 7.一种CVT钢环摩擦副安全 裕度计算装置， 其特 征在于， 包括： 安全裕度模型， 其用于通过比较CVT钢环摩擦副的钢环局部位置x 的磨损深度与CVT钢 环摩擦副的首层钢环与第二层钢环之 间的油膜的厚度， 获得CVT钢环摩擦副的安全裕度， 其 中， x轴为所述钢环的轴向。 8.如权利 要求7所述的CVT钢环摩擦副安全裕度计算装置， 其特征在于， 所述CVT钢环摩 擦副的安全 裕度通过式(26)计算得到： 式中， h(x)为如权利要 求7中所述CVT钢环摩擦副的钢环局部位置x的磨损深度， hl为CVT 钢环摩擦副的首层钢环与第二层钢环之间的油膜的厚度。 9.一种CVT钢环摩擦副评估评估 装置， 其特 征在于， 包括： 采集单元， 其用于采集CVT钢环摩擦副的主动轮的工作半径Rp、 CVT从动带轮的平均输入 转矩Tm、 钢环摩擦副 微振频率ω、 CVT运动过程的动载系数kv、 以及CVT钢环摩擦副的主动 轮 与从动轮工作圆公切线与连心线之间的夹角 安全裕度模型， 其用于通过比较CVT钢环摩擦副的钢环局部位置x 的磨损深度与CVT钢 环摩擦副的首层钢环与第二层钢环之 间的油膜的厚度， 获得CVT钢环摩擦副的安全裕度， 其 中， x轴为所述钢环的轴向； 判断单元， 其用于判断安全裕度是否小于0， 如果是， 则判定CVT的安全状态良好； 否则 判定CVT的可靠性差 。 10.如权利要求4所述的CVT钢环摩擦副评估装置， 其特征在于， 所述CVT钢环摩擦副的 安全裕度通过式(26)计算得到：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114218797 A 3