减速器和变速器

1、第第18章章 减速器和变速器减速器和变速器 18-1 减速器减速器 18-2 变速器变速器 18-3 摩擦轮传动简介摩擦轮传动简介 功用：在机器中用来减速，也可以用来增速。功用：在机器中用来减速，也可以用来增速。 18-1 18-1 减速器减速器 组成：由齿轮传动和蜗杆传动组成。组成：由齿轮传动和蜗杆传动组成。 除了部分旋转类机械如鼓风机、水泵等直接由原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

2、速度。工作机之间的速度。 齿轮减速器齿轮减速器 蜗杆减速器蜗杆减速器 蜗杆齿轮减速器蜗杆齿轮减速器 行星齿轮减速器行星齿轮减速器 摆线针轮减速器摆线针轮减速器 谐波齿轮减速器谐波齿轮减速器 类型类型 展开式三级圆展开式三级圆 柱齿轮减速器柱齿轮减速器 特点：传动效率高、工作可靠、寿命长、维护简便、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。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。到合适的产品时，才自行设计制造减速器。 一、齿轮减速器一、齿轮减速器 类型：类型： 单级圆柱齿单

3、级圆柱齿 轮减速器轮减速器 展开式双级圆展开式双级圆 柱齿轮减速器柱齿轮减速器 分流式双级圆分流式双级圆 柱齿轮减速器柱齿轮减速器 两级圆锥齿轮两级圆锥齿轮 圆柱齿轮减速器圆柱齿轮减速器 分流式三级圆分流式三级圆 柱齿轮减速器柱齿轮减速器 同轴式双级圆同轴式双级圆 柱齿轮减速器柱齿轮减速器 分流式双级圆分流式双级圆 柱齿轮减速器柱齿轮减速器 单级圆锥齿单级圆锥齿 轮减速器轮减速器 产品实例：产品实例： 展开式三级圆柱齿轮减速器展开式三级圆柱齿轮减速器 S S SS 特点：结构紧凑、传动比大、工作平稳、噪声较小、特点：结构紧凑、传动比大、工作平稳、噪声较小、 传动效率低。传动效率低。 二、蜗杆减

4、速器二、蜗杆减速器 类型：类型： 其中：其中： S- S-低速级；低速级； f f 高速级高速级 下蜗杆式下蜗杆式 上蜗杆式上蜗杆式 侧蜗杆式侧蜗杆式 f f f 双级蜗杆减速器双级蜗杆减速器 f S 三维模型：三维模型： 蜗杆减速器蜗杆减速器 特点：兼有两者的传动特点，通常把蜗杆传动作为高特点：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。速级，因为在高速时，蜗杆传动的效率较高。 三、蜗杆三、蜗杆齿轮减速器齿轮减速器 类型：类型： f f S S f f S S f f 产品实例：产品实例： 蜗杆蜗杆- -齿轮减速器齿轮减速器 18-2 18-2 变变 速

5、速 器器 有级变速器有级变速器 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。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。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。间的传动比。 类型：类型： 有级变速器有

6、级变速器 无级变速器无级变速器 II主动轴；主动轴； II-II-从动轴从动轴 离合器式齿轮变速器离合器式齿轮变速器 I I II II 塔轮变速器塔轮变速器 I I II II 滑移齿轮变速器滑移齿轮变速器 I I II II 拉键式变速器拉键式变速器 I I II II 塔轮变速器塔轮变速器 滑移齿轮变速器滑移齿轮变速器 拉键式变速器拉键式变速器 离合器式齿轮变速器离合器式齿轮变速器 有级变速有级变速 的器类型的器类型 无级变速器无级变速器 滚轮滚轮-平板式变速器平板式变速器 钢球无级变速器钢球无级变速器 菱锥无级变速器菱锥无级变速器 宽宽V V带无级变速器带无级变速器 类类 型型 实现无

7、级变实现无级变 速的方法：速的方法： 机械无级变速机械无级变速 电气无级变速电气无级变速 电气无级变速电气无级变速 可控硅调速；可控硅调速； 变频调速；变频调速； -压动机调速；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。进行改变。 工作原理：工作原理： 依靠摩擦传动，改变主动件和从动件的输出半径，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。实现传动比的无变化。 类型：类型： 主动轮主动轮 I I II II 从动平盘从动平盘 弹簧弹簧 v =v =2 2 r r2 2 = r = r1 1 1 1 1)

8、1) 滚轮滚轮-平板式变速器平板式变速器 接触点的速度：接触点的速度： 组成：组成： 主动轮、从动盘、弹簧。主动轮、从动盘、弹簧。 工作原理：工作原理： 调整主动轮的位置，就调整主动轮的位置，就 改变了改变了r r2 2 的大小，从而实 的大小，从而实 现无级变速。现无级变速。 I I II II 主动轮主动轮 从动平盘从动平盘 弹簧弹簧 r1 r1 r2r2 特点：特点： 1 1）结构简单、制造方便；）结构简单、制造方便； 2 2）因为存在较大相对滑动，故磨损严重，传递功）因为存在较大相对滑动，故磨损严重，传递功 率不大。率不大。 传动比：传动比： i i12 12 = =1 1 / / 2

9、 2 =r =r2 2 / r / r1 1 2) 2) 钢球无级变速器钢球无级变速器 传动比：传动比： i i12 12 = R = R2 2 r r1 1 / R/ R1 1 r r2 2 组成：锥轮、钢球（通常为组成：锥轮、钢球（通常为6 6个）、支承轴。个）、支承轴。 工作原理：工作原理： 调整支承轴的倾角，可调整支承轴的倾角，可 改变钢球的传动半径改变钢球的传动半径r r1 1和和r r2 2 ， ， 从而实现无级变速。从而实现无级变速。 特点：特点： 1 1）结构简单、传动平稳，相对滑动小，结构紧凑；）结构简单、传动平稳，相对滑动小，结构紧凑； 2 2）要求钢球加工精度高。）要求钢

10、球加工精度高。 钢球钢球 支承轴支承轴 从动锥轮从动锥轮主动锥轮主动锥轮 I I II II I I II II r1 r1 R R1 1 r2 r2 R2R2 3) 3) 菱锥无级变速器菱锥无级变速器 传动比：传动比： i i12 12 = r = r1 1 R R2 2 / R / R1 1 r r2 2 组成：主动轮、从动轮、锥菱、支承架。组成：主动轮、从动轮、锥菱、支承架。 工作原理：工作原理： 调整支架的水平位置，调整支架的水平位置， 可改变菱锥的传动半径可改变菱锥的传动半径r r1 1和和 r r2 2 ，从而实现无级变速。 ，从而实现无级变速。 从动轮从动轮 主动轮主动轮 I I

11、 II II 菱锥菱锥 支承架支承架支承架支承架 从动轮从动轮 菱锥菱锥 r r1 1 r r2 2 R R1 1 R R2 2 宽宽V V带带 4) 4) 宽宽V V带无级变速器带无级变速器 传动比：传动比： i i12 12 = r = r2 2 / r / r1 1 组成：固定锥轮、活动锥轮、宽组成：固定锥轮、活动锥轮、宽V V带。带。 工作原理：工作原理： 同步调整活动锥轮的轴同步调整活动锥轮的轴 向位置，可改变锥轮的传向位置，可改变锥轮的传 动半径动半径r r1 1和和r r2 2 ，从而实现无 ，从而实现无 级变速。级变速。 固定锥轮固定锥轮 I I II II 活动锥轮活动锥轮

12、I I II II r r2 2 r r1 1 产品实例：产品实例： 机械式无级变速器机械式无级变速器机械机械-电器组合式无级变速器电器组合式无级变速器 变频器变频器 减速器减速器 缺点：缺点： 不能保证精确的传动比；不能保证精确的传动比； 机械无级变速器的优点：机械无级变速器的优点： 结构简单；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过载时可利用摩擦传动元件间的打滑而避免损坏 机器；机器； 运转平稳、无噪声，可用于较高转速的传动；易运转平稳、无噪声，可用于较高转速的传动；易 于平缓连续的变速。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；承受过载和冲击能力

13、差，传递大功率时结构尺寸过大； 轴和轴承上的载荷较大。轴和轴承上的载荷较大。 3 3汽车变速器简介汽车变速器简介 汽车变速器是一种典型的机械式有级变速器。汽车变速器是一种典型的机械式有级变速器。 应用实例：应用实例： 桑塔纳轿车变速器。桑塔纳轿车变速器。 它有：四个前进档，它有：四个前进档， 一个倒档，一个倒档， 一个空档位置。一个空档位置。 输入轴输入轴 4 4档档 3 3档档2 2档档 倒档倒档 1 1档档 输出轴输出轴 空空 档档 离合器离合器1 1 离合器离合器2 2 换档手柄换档手柄 第一档：第一档：i i1 1=3.455 =3.455 输出轴反向旋转输出轴反向旋转 第二档：第二档

14、：i i2 2=1.944 =1.944 第三档：第三档：i i3 3=1.286 =1.286 第四档：第四档：i i3 3=0.909 =0.909 倒档倒档 i iR R=3.167=3.167 输出轴同向旋转输出轴同向旋转 AA向向 倒档齿轮倒档齿轮 圆锥摩擦轮传动圆锥摩擦轮传动 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：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 18-3 摩擦轮传动简介摩擦轮传动简介 圆柱平摩擦轮传动圆柱平摩擦轮传动圆柱槽摩圆柱槽摩 擦轮传动擦轮传动 F F a a D2D2 D1D1 FpFp FpFp 中间为空档正转 摩擦轮传动基本型式的演化摩擦轮传动基本型式的演化 ： 摩擦轮传动靠摩擦传递运动，接触处不可避免地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，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。过载时会出现打滑。 主要失效形式是：主要失效形式是： 对摩擦轮材料的主要要求是：对摩擦轮材料的主要要求是： . . 接触疲劳强度高，耐磨性好、以便延长工作寿命；接触疲劳强度高，耐磨性好