第18章減速器及變速器

1、第第18章章 減速器和變速器減速器和變速器 18-1 減速器減速器 18-2 變速器變速器18-3 摩擦輪傳動(dòng)簡(jiǎn)介摩擦輪傳動(dòng)簡(jiǎn)介 功用：功用：在機(jī)器中用來(lái)減速，也可以用來(lái)增速。在機(jī)器中用來(lái)減速，也可以用來(lái)增速。 齒輪減速器齒輪減速器 蝸桿減速器蝸桿減速器 蝸桿齒輪減速器蝸桿齒輪減速器 行星齒輪減速器行星齒輪減速器 擺線(xiàn)針輪減速器擺線(xiàn)針輪減速器 諧波齒輪減速器諧波齒輪減速器 18-1 減速器減速器 組成：組成：由齒輪傳動(dòng)和蝸桿傳動(dòng)組成。由齒輪傳動(dòng)和蝸桿傳動(dòng)組成。類(lèi)型類(lèi)型 除了部分旋轉(zhuǎn)類(lèi)機(jī)械如鼓風(fēng)機(jī)、水泵等直接由原除了部分旋轉(zhuǎn)類(lèi)機(jī)械如鼓風(fēng)機(jī)、水泵等直接由原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)之外、絕大多數(shù)的工作機(jī)械其工作部分

2、的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)之外、絕大多數(shù)的工作機(jī)械其工作部分的轉(zhuǎn)速與原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不一致，因此，需要協(xié)調(diào)原動(dòng)機(jī)與速與原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不一致，因此，需要協(xié)調(diào)原動(dòng)機(jī)與工作機(jī)之間的速度。工作機(jī)之間的速度。 展開(kāi)式三級(jí)圓展開(kāi)式三級(jí)圓柱齒輪減速器柱齒輪減速器特點(diǎn)：特點(diǎn)：傳動(dòng)效率高、工作可靠、壽命長(zhǎng)、維護(hù)簡(jiǎn)便、傳動(dòng)效率高、工作可靠、壽命長(zhǎng)、維護(hù)簡(jiǎn)便、 因而應(yīng)用很廣泛。因而應(yīng)用很廣泛。上述六種減速器已有標(biāo)準(zhǔn)系列產(chǎn)品，只有在選不上述六種減速器已有標(biāo)準(zhǔn)系列產(chǎn)品，只有在選不到合適的產(chǎn)品時(shí)，才自行設(shè)計(jì)制造減速器。到合適的產(chǎn)品時(shí)，才自行設(shè)計(jì)制造減速器。 一、齒輪減速器一、齒輪減速器類(lèi)型：類(lèi)型：?jiǎn)渭?jí)圓柱齒單級(jí)圓柱齒輪減速器輪減速器展開(kāi)式雙

3、級(jí)圓展開(kāi)式雙級(jí)圓柱齒輪減速器柱齒輪減速器分流式雙級(jí)圓分流式雙級(jí)圓柱齒輪減速器柱齒輪減速器兩級(jí)圓錐齒輪兩級(jí)圓錐齒輪圓柱齒輪減速器圓柱齒輪減速器分流式三級(jí)圓分流式三級(jí)圓柱齒輪減速器柱齒輪減速器同軸式雙級(jí)圓同軸式雙級(jí)圓柱齒輪減速器柱齒輪減速器分流式雙級(jí)圓分流式雙級(jí)圓柱齒輪減速器柱齒輪減速器單級(jí)圓錐齒單級(jí)圓錐齒輪減速器輪減速器產(chǎn)品實(shí)例：產(chǎn)品實(shí)例：展開(kāi)式三級(jí)圓柱齒輪減速器展開(kāi)式三級(jí)圓柱齒輪減速器SSSS特點(diǎn)：特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)比大、工作平穩(wěn)、噪聲較小、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)比大、工作平穩(wěn)、噪聲較小、 傳動(dòng)效率低。傳動(dòng)效率低。二、蝸桿減速器二、蝸桿減速器類(lèi)型：類(lèi)型：其中：其中： S-S-低速級(jí)；低速級(jí)； f 高

4、速級(jí)高速級(jí)下蝸桿式下蝸桿式上蝸桿式上蝸桿式側(cè)蝸桿式側(cè)蝸桿式fff雙級(jí)蝸桿減速器雙級(jí)蝸桿減速器fS三維模型：三維模型：蝸桿減速器蝸桿減速器特點(diǎn)：特點(diǎn)：兼有兩者的傳動(dòng)特點(diǎn)，通常把蝸桿傳動(dòng)作為高兼有兩者的傳動(dòng)特點(diǎn)，通常把蝸桿傳動(dòng)作為高 速級(jí)，因?yàn)樵诟咚贂r(shí)，蝸桿傳動(dòng)的效率較高。速級(jí)，因?yàn)樵诟咚贂r(shí)，蝸桿傳動(dòng)的效率較高。三、蝸桿三、蝸桿齒輪減速器齒輪減速器類(lèi)型：類(lèi)型：fSfSf產(chǎn)品實(shí)例：產(chǎn)品實(shí)例：蝸桿蝸桿-齒輪減速器齒輪減速器18-2 變變 速速 器器有級(jí)變速器有級(jí)變速器有級(jí)變速器的傳動(dòng)只能按既定的設(shè)計(jì)要求通過(guò)操有級(jí)變速器的傳動(dòng)只能按既定的設(shè)計(jì)要求通過(guò)操縱機(jī)構(gòu)分級(jí)進(jìn)行變速，有級(jí)變速器的類(lèi)型見(jiàn)下頁(yè)?？v機(jī)構(gòu)分

5、級(jí)進(jìn)行變速，有級(jí)變速器的類(lèi)型見(jiàn)下頁(yè)。 功用：功用：根據(jù)需要能隨時(shí)改變傳動(dòng)比。根據(jù)需要能隨時(shí)改變傳動(dòng)比。 減速器的傳動(dòng)比是固定的，但在工程實(shí)際中，有減速器的傳動(dòng)比是固定的，但在工程實(shí)際中，有些工作機(jī)往往需要在幾種不同的轉(zhuǎn)速下工作，這就需些工作機(jī)往往需要在幾種不同的轉(zhuǎn)速下工作，這就需要根據(jù)使用要求在工作中隨時(shí)調(diào)整原動(dòng)機(jī)與工作機(jī)之要根據(jù)使用要求在工作中隨時(shí)調(diào)整原動(dòng)機(jī)與工作機(jī)之間的傳動(dòng)比。間的傳動(dòng)比。類(lèi)型：類(lèi)型：有級(jí)變速器有級(jí)變速器無(wú)級(jí)變速器無(wú)級(jí)變速器II主動(dòng)軸；主動(dòng)軸；II-II-從動(dòng)軸從動(dòng)軸滑移齒輪變速器滑移齒輪變速器I III II離合器式齒輪變速器離合器式齒輪變速器 I III II塔輪變速器

6、塔輪變速器I III II拉鍵式變速器拉鍵式變速器I III II塔輪變速器塔輪變速器 滑移齒輪變速器滑移齒輪變速器 拉鍵式變速器拉鍵式變速器 離合器式齒輪變速器離合器式齒輪變速器 有級(jí)變速有級(jí)變速的器類(lèi)型的器類(lèi)型無(wú)級(jí)變速器無(wú)級(jí)變速器滾輪滾輪-平板式變速器平板式變速器 鋼球無(wú)級(jí)變速器鋼球無(wú)級(jí)變速器 菱錐無(wú)級(jí)變速器菱錐無(wú)級(jí)變速器 寬寬V V帶無(wú)級(jí)變速器帶無(wú)級(jí)變速器 類(lèi)類(lèi)型型實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速的方法：速的方法：機(jī)械無(wú)級(jí)變速機(jī)械無(wú)級(jí)變速電氣無(wú)級(jí)變速電氣無(wú)級(jí)變速電氣無(wú)級(jí)變速電氣無(wú)級(jí)變速可控硅調(diào)速；可控硅調(diào)速；變頻調(diào)速；變頻調(diào)速；-壓動(dòng)機(jī)調(diào)速；壓動(dòng)機(jī)調(diào)速； 無(wú)級(jí)變速器的傳動(dòng)比在設(shè)計(jì)預(yù)定的范圍內(nèi)無(wú)級(jí)地

7、無(wú)級(jí)變速器的傳動(dòng)比在設(shè)計(jì)預(yù)定的范圍內(nèi)無(wú)級(jí)地進(jìn)行改變。進(jìn)行改變。工作原理：工作原理： 依靠摩擦傳動(dòng)，改變主動(dòng)件和從動(dòng)件的輸出半徑，依靠摩擦傳動(dòng)，改變主動(dòng)件和從動(dòng)件的輸出半徑，實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比的無(wú)變化。實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比的無(wú)變化。類(lèi)型：類(lèi)型：本章介紹的內(nèi)容主動(dòng)輪主動(dòng)輪I III從動(dòng)平盤(pán)從動(dòng)平盤(pán)彈簧彈簧 v =2 r2 = r1 1 1) 1) 滾輪滾輪-平板式變速器平板式變速器 接觸點(diǎn)的速度：接觸點(diǎn)的速度： 組成：組成： 主動(dòng)輪、從動(dòng)盤(pán)、彈簧。主動(dòng)輪、從動(dòng)盤(pán)、彈簧。 工作原理：工作原理： 調(diào)整主動(dòng)輪的位置，就調(diào)整主動(dòng)輪的位置，就改變了改變了r2 的大小，從而實(shí)的大小，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速?，F(xiàn)無(wú)級(jí)變速。 I III主

8、動(dòng)輪主動(dòng)輪從動(dòng)平盤(pán)從動(dòng)平盤(pán)彈簧彈簧 r1r2特點(diǎn)：特點(diǎn)： 1 1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便； 2 2）因?yàn)榇嬖谳^大相對(duì)滑動(dòng)，故磨損嚴(yán)重，傳遞功因?yàn)榇嬖谳^大相對(duì)滑動(dòng)，故磨損嚴(yán)重，傳遞功 率不大。率不大。 傳動(dòng)比：傳動(dòng)比： i12 =1 / 2 =r2 / r1 2) 2) 鋼球無(wú)級(jí)變速器鋼球無(wú)級(jí)變速器 傳動(dòng)比：傳動(dòng)比： i12 = R2 r1 / R1 r2 組成：組成：錐輪、鋼球（通常為錐輪、鋼球（通常為6 6個(gè)）、支承軸。個(gè)）、支承軸。 工作原理：工作原理： 調(diào)整支承軸的傾角，可調(diào)整支承軸的傾角，可改變鋼球的傳動(dòng)半徑改變鋼球的傳動(dòng)半徑r1和和r2 ，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。從而實(shí)現(xiàn)無(wú)

9、級(jí)變速。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 1 1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)平穩(wěn)，相對(duì)滑動(dòng)小，結(jié)構(gòu)緊湊；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)平穩(wěn)，相對(duì)滑動(dòng)小，結(jié)構(gòu)緊湊； 2 2）要求鋼球加工精度高。要求鋼球加工精度高。鋼球鋼球 支承軸支承軸從動(dòng)錐輪從動(dòng)錐輪主動(dòng)錐輪主動(dòng)錐輪= r1 / r2 因?yàn)镽1=R2 I IIII IIIr1 R1 r2 R2實(shí)際上是兩對(duì)摩擦輪傳動(dòng)3) 3) 菱錐無(wú)級(jí)變速器菱錐無(wú)級(jí)變速器 傳動(dòng)比：傳動(dòng)比： i12 = r1 R2 / R1 r2 組成：組成：主動(dòng)輪、從動(dòng)輪、錐菱、支承架。主動(dòng)輪、從動(dòng)輪、錐菱、支承架。 工作原理：工作原理： 調(diào)整支架的水平位置，調(diào)整支架的水平位置，可改變菱錐的傳動(dòng)半徑可改變菱錐的傳動(dòng)半徑r1

10、和和r2 ，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。 從動(dòng)輪從動(dòng)輪主動(dòng)輪主動(dòng)輪I III菱錐菱錐支承架支承架支承架支承架從動(dòng)輪從動(dòng)輪 菱錐菱錐r1r2R1R2寬寬V V帶帶4) 4) 寬寬V V帶無(wú)級(jí)變速器帶無(wú)級(jí)變速器 傳動(dòng)比：傳動(dòng)比： i12 = r2 / r1 組成：組成：固定錐輪、活動(dòng)錐輪、寬固定錐輪、活動(dòng)錐輪、寬V V帶。帶。 工作原理：工作原理： 同步調(diào)整活動(dòng)錐輪的軸同步調(diào)整活動(dòng)錐輪的軸向位置，可改變錐輪的傳向位置，可改變錐輪的傳動(dòng)半徑動(dòng)半徑r1和和r2 ，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。級(jí)變速。 固定錐輪固定錐輪III活動(dòng)錐輪活動(dòng)錐輪IIIr2r1產(chǎn)品實(shí)例：產(chǎn)品實(shí)例：機(jī)械式無(wú)級(jí)變速器機(jī)

11、械式無(wú)級(jí)變速器操作手柄操作手柄機(jī)械機(jī)械-電器組合式無(wú)級(jí)變速器電器組合式無(wú)級(jí)變速器變頻器變頻器減速器減速器減速器減速器缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 不能保證精確的傳動(dòng)比；不能保證精確的傳動(dòng)比；機(jī)械無(wú)級(jí)變速器的優(yōu)點(diǎn)：機(jī)械無(wú)級(jí)變速器的優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；過(guò)載時(shí)可利用摩擦傳動(dòng)元件間的打滑而避免損壞過(guò)載時(shí)可利用摩擦傳動(dòng)元件間的打滑而避免損壞 機(jī)器；機(jī)器；運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、無(wú)噪聲，可用于較高轉(zhuǎn)速的傳動(dòng)；易運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、無(wú)噪聲，可用于較高轉(zhuǎn)速的傳動(dòng)；易 于平緩連續(xù)的變速。于平緩連續(xù)的變速。 承受過(guò)載和沖擊能力差，傳遞大功率時(shí)結(jié)構(gòu)尺寸過(guò)大；承受過(guò)載和沖擊能力差，傳遞大功率時(shí)結(jié)構(gòu)尺寸過(guò)大；軸和軸承上的載荷較大。軸和軸承上的載荷較大。

12、3 3汽車(chē)汽車(chē)變速器簡(jiǎn)介變速器簡(jiǎn)介 汽車(chē)變速器是一種典型的機(jī)械式有汽車(chē)變速器是一種典型的機(jī)械式有級(jí)變速器。級(jí)變速器。應(yīng)用實(shí)例：應(yīng)用實(shí)例： 桑塔納轎車(chē)變速器。桑塔納轎車(chē)變速器。汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)（活塞式內(nèi)燃機(jī)）的扭矩和轉(zhuǎn)速變化范圍較小，無(wú)法適應(yīng)實(shí)際使用的要求，因此，需在汽車(chē)的傳動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)置變速器。它有：四個(gè)前進(jìn)檔，它有：四個(gè)前進(jìn)檔， 一個(gè)倒檔，一個(gè)倒檔， 一個(gè)空檔位置。一個(gè)空檔位置。第一檔第一檔 i i1 1=3.455=3.455第二檔第二檔 i i2 2=1.944=1.944第三檔第三檔 i i3 3=1.286=1.286第四檔第四檔 i i4 4=0.909=0.909倒檔倒檔 i iR R=

13、3.167=3.167圓錐摩擦輪傳動(dòng)圓錐摩擦輪傳動(dòng)摩擦輪傳動(dòng)除了在機(jī)械無(wú)級(jí)變速器中廣泛采用外，摩擦輪傳動(dòng)除了在機(jī)械無(wú)級(jí)變速器中廣泛采用外，在鍛壓、起重、運(yùn)輸、機(jī)床、儀表等設(shè)備中也常用到，在鍛壓、起重、運(yùn)輸、機(jī)床、儀表等設(shè)備中也常用到，其基本型式見(jiàn)下圖：其基本型式見(jiàn)下圖：18-3 摩擦輪傳動(dòng)簡(jiǎn)介摩擦輪傳動(dòng)簡(jiǎn)介F圓柱平摩擦輪傳動(dòng)圓柱平摩擦輪傳動(dòng)圓柱槽摩圓柱槽摩擦輪傳動(dòng)擦輪傳動(dòng)aD2D1FpFp中間為空檔正轉(zhuǎn) 反轉(zhuǎn) 摩擦輪傳動(dòng)基本型式的演化摩擦輪傳動(dòng)基本型式的演化 ：增速增速減速減速摩擦輪傳動(dòng)靠摩擦傳遞運(yùn)動(dòng)，接觸處不可避免地摩擦輪傳動(dòng)靠摩擦傳遞運(yùn)動(dòng)，接觸處不可避免地要產(chǎn)生彈性滑動(dòng)，有的傳遞型式還要產(chǎn)生幾何滑動(dòng)，要產(chǎn)生彈性滑動(dòng)，有的傳遞型式還要產(chǎn)生幾何滑動(dòng)，過(guò)載時(shí)會(huì)出現(xiàn)打滑。過(guò)載時(shí)會(huì)出現(xiàn)打滑。 主要失效形式是：主要失效形式是：對(duì)摩擦輪材料的主要要求是：對(duì)摩擦輪材料的主要要求是： . 接觸疲勞強(qiáng)度高，耐磨性好、以便延長(zhǎng)工作壽命；接觸疲勞強(qiáng)度高，耐磨性好、以便延長(zhǎng)工作壽命；摩擦輪傳動(dòng)的計(jì)算公式見(jiàn)后續(xù)表。摩擦輪傳動(dòng)的計(jì)算公式見(jiàn)后續(xù)表。 摩擦輪傳動(dòng)常用的材料副、工作條件、性能數(shù)據(jù)摩擦輪傳動(dòng)常用的材料副、工作條件、性能數(shù)據(jù)及使用場(chǎng)合見(jiàn)下頁(yè)表。及使用場(chǎng)合見(jiàn)下頁(yè)表。 . 彈性模量大，以便減