第十八章 减速器和变速器

第十八章减速器和变速器第一页，共三十二页，编辑于2023年，星期五功用：在机器中用来减速，也可以用来增速。齿轮减速器蜗杆减速器蜗杆－齿轮减速器行星齿轮减速器摆线针轮减速器谐波齿轮减速器§18-1减速器组成：由齿轮传动和蜗杆传动组成。类型除了部分旋转类机械如鼓风机、水泵等直接由原动机驱动之外、绝大多数的工作机械其工作部分的转速与原动机的转速不一致，因此，需要协调原动机与工作机之间的速度。第二页，共三十二页，编辑于2023年，星期五潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制展开式三级圆柱齿轮减速器特点：传动效率高、工作可靠、寿命长、维护简便、因而应用很广泛。上述六种减速器已有标准系列产品，只有在选不到合适的产品时，才自行设计制造减速器。一、齿轮减速器类型：单级圆柱齿轮减速器展开式双级圆柱齿轮减速器第三页，共三十二页，编辑于2023年，星期五潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制分流式双级圆柱齿轮减速器两级圆锥齿轮—圆柱齿轮减速器分流式三级圆柱齿轮减速器同轴式双级圆柱齿轮减速器分流式双级圆柱齿轮减速器单级圆锥齿轮减速器第四页，共三十二页，编辑于2023年，星期五潘存云教授研制产品实例：展开式三级圆柱齿轮减速器第五页，共三十二页，编辑于2023年，星期五潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制SSSS特点：结构紧凑、传动比大、工作平稳、噪声较小、传动效率低。二、蜗杆减速器类型：其中：S-低速级；f—高速级下蜗杆式上蜗杆式侧蜗杆式fff双级蜗杆减速器fS第六页，共三十二页，编辑于2023年，星期五三维模型：蜗杆减速器第七页，共三十二页，编辑于2023年，星期五潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制特点：兼有两者的传动特点，通常把蜗杆传动作为高速级，因为在高速时，蜗杆传动的效率较高。三、蜗杆—齿轮减速器类型：fSfSf第八页，共三十二页，编辑于2023年，星期五潘存云教授研制产品实例：蜗杆--齿轮减速器第九页，共三十二页，编辑于2023年，星期五§18-2变速器１．有级变速器有级变速器的传动只能按既定的设计要求通过操纵机构分级进行变速，有级变速器的类型见下页。功用：根据需要能随时改变传动比。减速器的传动比是固定的，但在工程实际中，有些工作机往往需要在几种不同的转速下工作，这就需要根据使用要求在工作中随时调整原动机与工作机之间的传动比。类型：有级变速器无级变速器第十页，共三十二页，编辑于2023年，星期五潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制I—主动轴；II----从动轴滑移齿轮变速器III离合器式齿轮变速器III塔轮变速器III拉键式变速器III塔轮变速器滑移齿轮变速器拉键式变速器离合器式齿轮变速器有级变速的器类型第十一页，共三十二页，编辑于2023年，星期五２．无级变速器滚轮----平板式变速器钢球无级变速器菱锥无级变速器宽V带无级变速器类型实现无级变速的方法：机械无级变速电气无级变速电气无级变速可控硅调速；变频调速；----压动机调速；无级变速器的传动比在设计预定的范围内无级地进行改变。工作原理：依靠摩擦传动，改变主动件和从动件的输出半径，实现传动比的无变化。类型：本章介绍的内容第十二页，共三十二页，编辑于2023年，星期五潘存云教授研制主动轮III从动平盘弹簧v=ω2r2=r1

ω1

1)滚轮----平板式变速器接触点的速度：组成：主动轮、从动盘、弹簧。工作原理：调整主动轮的位置，就改变了r2的大小，从而实现无级变速。III主动轮从动平盘弹簧r1r2特点：1）结构简单、制造方便；2）因为存在较大相对滑动，故磨损严重，传递功率不大。传动比：i12=ω1/ω2=r2/r1

第十三页，共三十二页，编辑于2023年，星期五潘存云教授研制2)钢球无级变速器传动比：i12=R2r1/R1r2

组成：锥轮、钢球（通常为6个）、支承轴。工作原理：调整支承轴的倾角，可改变钢球的传动半径r1和r2，从而实现无级变速。特点：1）结构简单、传动平稳，相对滑动小，结构紧凑；2）要求钢球加工精度高。钢球支承轴从动锥轮主动锥轮=r1/r2因为R1=R2

IIIIIIr1R1

r2R2实际上是两对摩擦轮传动第十四页，共三十二页，编辑于2023年，星期五潘存云教授研制3)菱锥无级变速器传动比：i12=r1R2/R1r2

组成：主动轮、从动轮、锥菱、支承架。工作原理：调整支架的水平位置，可改变菱锥的传动半径r1和r2，从而实现无级变速。从动轮主动轮III菱锥支承架支承架从动轮菱锥r1r2R1R2第十五页，共三十二页，编辑于2023年，星期五潘存云教授研制宽V带4)宽V带无级变速器传动比：i12=r2/r1

组成：固定锥轮、活动锥轮、宽V带。工作原理：同步调整活动锥轮的轴向位置，可改变锥轮的传动半径r1和r2，从而实现无级变速。固定锥轮III活动锥轮IIIr2r1第十六页，共三十二页，编辑于2023年，星期五潘存云教授研制潘存云教授研制产品实例：机械式无级变速器机械----电器组合式无级变速器变频器减速器第十七页，共三十二页，编辑于2023年，星期五缺点：▲不能保证精确的传动比；机械无级变速器的优点：▲结构简单；▲过载时可利用摩擦传动元件间的打滑而避免损坏机器；▲运转平稳、无噪声，可用于较高转速的传动；易于平缓连续的变速。▲承受过载和冲击能力差，传递大功率时结构尺寸过大；▲轴和轴承上的载荷较大。第十八页，共三十二页，编辑于2023年，星期五潘存云教授研制3．汽车变速器简介

汽车变速器是一种典型的机械式有级变速器。应用实例：桑塔纳轿车变速器。汽车发动机（活塞式内燃机）的扭矩和转速变化范围较小，无法适应实际使用的要求，因此，需在汽车的传动系统中设置变速器。它有：四个前进档，一个倒档，一个空档位置。潘存云教授研制输入轴4档3档2档倒档1档输出轴第十九页，共三十二页，编辑于2023年，星期五潘存云教授研制潘存云教授研制空档离合器1离合器2换档手柄第二十页，共三十二页，编辑于2023年，星期五潘存云教授研制第一档：i1=3.455输出轴反向旋转

第二十一页，共三十二页，编辑于2023年，星期五潘存云教授研制第二档：i2=1.944第二十二页，共三十二页，编辑于2023年，星期五潘存云教授研制潘存云教授研制第三档：i3=1.286第二十三页，共三十二页，编辑于2023年，星期五潘存云教授研制第四档：i3=0.909第二十四页，共三十二页，编辑于2023年，星期五潘存云教授研制潘存云教授研制倒档iR=3.167输出轴同向旋转←A向倒档齿轮第二十五页，共三十二页，编辑于2023年，星期五潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制圆锥摩擦轮传动摩擦轮传动除了在机械无级变速器中广泛采用外，在锻压、起重、运输、机床、仪表等设备中也常用到，其基本型式见下图：§18-3摩擦轮传动简介F圆柱平摩擦轮传动圆柱槽摩擦轮传动aD2D1FpFp中间为空档正转潘存云教授研制反转第二十六页，共三十二页，编辑于2023年，星期五潘存云教授研制潘存云教授研制摩擦轮传动基本型式的演化：增速减速第二十七页，共三十二页，编辑于2023年，星期五摩擦轮传动靠摩擦传递运动，接触处不可避免地要产生弹性滑动，有的传递型式还要产生几何滑动，过载时会出现打滑。主要失效形式是：对摩擦轮材料的主要要求是：１.接触疲劳强度高，耐磨性好、以便延长工作寿命；摩擦轮传动的计算公式见后续表。摩擦轮传动常用的材料副、工作条件、性能数据及使用场合见下页表。２.弹性模量大，以便减小弹性滑动和功率损耗；３.摩擦系数大，以便在满足所需要摩擦力的前提下，