第18章減速器和變速器

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 摩擦輪傳動簡介摩擦輪傳動簡介 功用：功用：在機(jī)器中用來減速，也可以用來增速。在機(jī)器中用來減速，也可以用來增速。 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 擺線針輪減速器擺線針輪減速器 諧波齒輪減速器諧波齒輪減速器 18-1 減減 速速 器器 組成：組成：由齒輪傳動和蝸桿傳動組成。由齒輪傳動和蝸桿傳動組成。類型類型 一、概一、概 述述 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，才

2、自行設(shè)計制造減速器。到合適的產(chǎn)品時，才自行設(shè)計制造減速器。 展開式三級圓展開式三級圓柱齒輪減速器柱齒輪減速器特點：特點：傳動效率高、工作可靠、壽命長、維護(hù)簡便、傳動效率高、工作可靠、壽命長、維護(hù)簡便、 因而應(yīng)用很廣泛。因而應(yīng)用很廣泛。二、二、齒輪減速器齒輪減速器單級圓柱齒單級圓柱齒輪減速器輪減速器展開式雙級圓展開式雙級圓柱齒輪減速器柱齒輪減速器分流式雙級圓分流式雙級圓柱齒輪減速器柱齒輪減速器分流式三級圓分流式三級圓柱齒輪減速器柱齒輪減速器單級圓錐齒單級圓錐齒輪減速器輪減速器兩級圓錐齒輪兩級圓錐齒輪圓柱齒輪減速器圓柱齒輪減速器同軸式雙級圓同軸式雙級圓柱齒輪減速器柱齒輪減速器分流式雙級圓分流式雙級

3、圓柱齒輪減速器柱齒輪減速器產(chǎn)品實例：產(chǎn)品實例：展開式三級圓柱齒輪減速器展開式三級圓柱齒輪減速器SSS特點：結(jié)構(gòu)緊湊、傳動比大、工作平穩(wěn)、噪聲較小、特點：結(jié)構(gòu)緊湊、傳動比大、工作平穩(wěn)、噪聲較小、 傳動效率低。傳動效率低。三、蝸桿減速器三、蝸桿減速器其中：其中： S-S-低速級；低速級； f 高速級高速級下蝸桿式下蝸桿式側(cè)蝸桿式側(cè)蝸桿式ffS上蝸桿式上蝸桿式f雙級蝸桿減速器雙級蝸桿減速器fS蝸桿減速器蝸桿減速器特點：特點：兼有兩者的傳動特點，通常把蝸桿傳動作為高兼有兩者的傳動特點，通常把蝸桿傳動作為高 速級，因為在高速時，蝸桿傳動的效率較高。速級，因為在高速時，蝸桿傳動的效率較高。四、蝸桿四、蝸桿

4、齒輪減速器齒輪減速器fSfSf實實 例例蝸桿蝸桿-齒輪減速器齒輪減速器18-2 變變 速速 器器一、有級變速器一、有級變速器有級變速器的傳動只能按既定的設(shè)計要求通過操有級變速器的傳動只能按既定的設(shè)計要求通過操縱機(jī)構(gòu)分級進(jìn)行變速?？v機(jī)構(gòu)分級進(jìn)行變速。 功用：功用：根據(jù)需要能隨時改變傳動比。根據(jù)需要能隨時改變傳動比。 減速器的傳動比是固定的，但在工程實際中，有減速器的傳動比是固定的，但在工程實際中，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調(diào)整原動機(jī)與工作需要根據(jù)使用要求在工作中隨時調(diào)整原動機(jī)與工作機(jī)之間的傳動比。機(jī)之間的

5、傳動比。類型：類型：有級變速器有級變速器無級變速無級變速器器I I主動軸；主動軸；II II 從動軸。從動軸?；讫X輪變速器滑移齒輪變速器I III II塔輪變速器塔輪變速器I III II有級變速器有以下四種類型：有級變速器有以下四種類型：離合器式齒輪變速器離合器式齒輪變速器 I III II拉鍵式變速器拉鍵式變速器I III II二、無級變速器二、無級變速器實現(xiàn)無級變實現(xiàn)無級變速的方法：速的方法：機(jī)械無級變速機(jī)械無級變速電氣無級變速電氣無級變速液動無級變速液動無級變速可控硅調(diào)速；可控硅調(diào)速；變頻調(diào)速；變頻調(diào)速；液動機(jī)調(diào)速；液動機(jī)調(diào)速； 無級變速器的傳動比在設(shè)計預(yù)定的范圍內(nèi)無級地?zé)o級變速器的

6、傳動比在設(shè)計預(yù)定的范圍內(nèi)無級地進(jìn)行改變。進(jìn)行改變。本章介紹的內(nèi)容本章介紹的內(nèi)容滾輪滾輪平板式變速器平板式變速器 鋼球無級變速器鋼球無級變速器 菱錐無級變速器菱錐無級變速器 寬寬V V帶無級變速器帶無級變速器 類型類型工作原理：工作原理： 依靠摩擦傳動，改變主動件和從動件的輸出半徑，依靠摩擦傳動，改變主動件和從動件的輸出半徑，實現(xiàn)傳動比的無級變化。實現(xiàn)傳動比的無級變化。主動輪主動輪I III從動平盤從動平盤彈簧彈簧 v =2 r2 = r1 1 1 1、滾輪、滾輪平板式變速器平板式變速器 接觸點的速度：接觸點的速度： 組成：組成：主動輪、從動盤、彈簧。主動輪、從動盤、彈簧。 工作原理：工作原理：

7、 調(diào)整主動輪的位置，就調(diào)整主動輪的位置，就改變了改變了r2 的大小，從而實的大小，從而實現(xiàn)無級變速?，F(xiàn)無級變速。 I III主動輪主動輪從動平盤從動平盤彈簧彈簧 r1r2傳動比：傳動比： i12 =1 / 2 =r2 / r1 動畫動畫特特 點：點： 1）結(jié)構(gòu)簡單、制造方便；結(jié)構(gòu)簡單、制造方便； 2）因為存在較大相對滑動，故磨損嚴(yán)重，傳遞功因為存在較大相對滑動，故磨損嚴(yán)重，傳遞功 率不大。率不大。 2、 鋼球無級變速器鋼球無級變速器 傳動比：傳動比： i12 = R2 r1 / R1 r2 組成：錐輪、鋼球（通常為組成：錐輪、鋼球（通常為6個）、支承軸。個）、支承軸。 工作原理：工作原理： 調(diào)

8、整支承軸的傾角，可調(diào)整支承軸的傾角，可改變鋼球的傳動半徑改變鋼球的傳動半徑r1和和r2 ，從而實現(xiàn)無級變速。從而實現(xiàn)無級變速。 特特 點：點： 1）結(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)，相對滑動小，結(jié)構(gòu)緊湊；）結(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)，相對滑動小，結(jié)構(gòu)緊湊； 2）要求鋼球加工精度高。）要求鋼球加工精度高。鋼球鋼球 支承軸支承軸從動錐輪從動錐輪主動錐輪主動錐輪= r1 / r2 因為因為R1=R2 IIIIIIr1 R1 r2 R2實際上是兩對實際上是兩對摩擦輪傳動摩擦輪傳動3、 菱錐無級變速器菱錐無級變速器 傳動比：傳動比： i12 = r1 R2 / R1 r2 組成：組成：主動輪、從動輪、錐菱、支承架。主動輪、從

9、動輪、錐菱、支承架。 工作原理：工作原理： 調(diào)整支架的水平位置，可改變菱錐的傳動半徑調(diào)整支架的水平位置，可改變菱錐的傳動半徑r1和和r2 ，從而實現(xiàn)無級變速。，從而實現(xiàn)無級變速。 從動輪從動輪主動輪主動輪I III菱錐菱錐支承架支承架支承架支承架從動輪從動輪 菱錐菱錐r1r2R1R2寬寬V V帶帶4、 寬寬V V帶無級變速器帶無級變速器 傳動比：傳動比： i12 = r2 / r1 組成：組成：固定錐輪、活動錐輪、寬固定錐輪、活動錐輪、寬V V帶。帶。 工作原理：工作原理： 同步調(diào)整活動錐輪的軸同步調(diào)整活動錐輪的軸向位置，可改變錐輪的傳向位置，可改變錐輪的傳動半徑動半徑r1和和r2 ，從而實現(xiàn)

10、無，從而實現(xiàn)無級變速。級變速。 固定錐輪固定錐輪III活動錐輪活動錐輪IIIr2r1實實 例例機(jī)械式無級變速器機(jī)械式無級變速器機(jī)械機(jī)械- -電器組合式無級變速器電器組合式無級變速器變頻器變頻器減速器減速器不能保證精確的傳動比；不能保證精確的傳動比；機(jī)械無級變速器的優(yōu)缺點：機(jī)械無級變速器的優(yōu)缺點：結(jié)構(gòu)簡單；結(jié)構(gòu)簡單；過載時可利用摩擦傳動元件間的打滑而避免損壞過載時可利用摩擦傳動元件間的打滑而避免損壞 機(jī)器；機(jī)器；運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、無噪聲，可用于較高轉(zhuǎn)速的傳動；易運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、無噪聲，可用于較高轉(zhuǎn)速的傳動；易于平緩連續(xù)的變速。于平緩連續(xù)的變速。 承受過載和沖擊能力差，傳遞大功率時結(jié)構(gòu)尺寸承受過載和沖擊能力差，

11、傳遞大功率時結(jié)構(gòu)尺寸 過大；過大；軸和軸承上的載荷較大。軸和軸承上的載荷較大。三、汽車變速器簡介三、汽車變速器簡介 汽車變速器是一種典型的機(jī)械式有級變速器。汽車變速器是一種典型的機(jī)械式有級變速器。應(yīng)用實例：應(yīng)用實例： 桑塔納轎車變速器。桑塔納轎車變速器。汽車發(fā)動機(jī)（活塞式內(nèi)燃機(jī)）的扭矩和轉(zhuǎn)速變化范圍較小，無法適應(yīng)汽車發(fā)動機(jī)（活塞式內(nèi)燃機(jī)）的扭矩和轉(zhuǎn)速變化范圍較小，無法適應(yīng)實際使用的要求，因此，需在汽車的傳動系統(tǒng)中設(shè)置變速器。實際使用的要求，因此，需在汽車的傳動系統(tǒng)中設(shè)置變速器。它有：四個前進(jìn)檔，它有：四個前進(jìn)檔， 一個倒檔，一個倒檔， 一個空檔位置。一個空檔位置。潘存云教授研制輸入軸輸入軸 4

12、檔檔 3檔檔2檔檔 倒檔倒檔 1檔檔輸出軸輸出軸潘存云教授研制潘存云教授研制空空 檔檔離合器離合器1離合器離合器2換檔手柄換檔手柄 潘存云教授研制第一檔：第一檔：i1=3.455 輸出軸反向旋轉(zhuǎn)輸出軸反向旋轉(zhuǎn) 潘存云教授研制第二檔：第二檔：i2=1.944 潘存云教授研制潘存云教授研制第三檔：第三檔：i3=1.286 潘存云教授研制第四檔：第四檔：i3=0.909 潘存云教授研制潘存云教授研制倒檔倒檔 iR=3.167輸出軸同向旋轉(zhuǎn)輸出軸同向旋轉(zhuǎn)A向向 倒檔齒輪倒檔齒輪摩擦輪傳動除了在機(jī)械無級變速器中廣泛采用外，摩擦輪傳動除了在機(jī)械無級變速器中廣泛采用外，在鍛壓、起重、運輸、機(jī)床、儀表等設(shè)備中

13、也常用在鍛壓、起重、運輸、機(jī)床、儀表等設(shè)備中也常用到，其基本型式見下圖：到，其基本型式見下圖：18-3 摩擦輪傳動簡介摩擦輪傳動簡介F圓柱平摩擦輪傳動圓柱平摩擦輪傳動圓柱槽摩圓柱槽摩擦輪傳動擦輪傳動aD2D1FpFp圓錐摩擦輪傳動圓錐摩擦輪傳動中間為空檔正轉(zhuǎn) 潘存云教授研制反轉(zhuǎn) 摩擦輪傳動基本型式的演化摩擦輪傳動基本型式的演化 ：減速減速摩擦輪傳動靠摩擦傳遞運動，接觸處不可避免摩擦輪傳動靠摩擦傳遞運動，接觸處不可避免地要產(chǎn)生彈性滑動，有的傳遞型式還要產(chǎn)生幾何地要產(chǎn)生彈性滑動，有的傳遞型式還要產(chǎn)生幾何滑動，過載時會出現(xiàn)打滑?；瑒?，過載時會出現(xiàn)打滑。 主要失效形式是：主要失效形式是：接觸疲勞接觸疲勞過度磨損過度磨損打打 滑滑對摩擦輪材料的主要要求是：對摩擦輪材料的主要要求是： . 接觸疲勞強(qiáng)度高，耐磨性好、以便延長工作接觸疲勞強(qiáng)度高，耐磨性好、以便延長工作壽命；壽命； 摩擦輪傳動常用的材料副、工作條件、性能數(shù)摩擦輪傳動常用的材料副、工作條件、性能數(shù)據(jù)及使用場合見下頁表。據(jù)及使用場合見下頁表。 計算公式見下表。計算公