机械设计中的减速器和变速器！

2017-03-15  by:CAE仿真在线  来源:互联网

【每日学机械】第95期,今天我们聊聊在机械设计中,我们需要掌握有关减速器和变速器的内容!减速器和变速器两者都是工作机与原动机之间速度变换的装置。其中将原动机转速变换成一种固定转速输给工作机的装置称为减速器(一般是降低原动机转速,实现定传动比传动);将原动机转速变换成多种转速输给工作机的装置称为变速器(实现可变传动比传动)。

一、减速器

减速器是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置,用来降低转速和增大转矩,以满足工作需要。减速器结构紧凑,效率较高,传递运动准确可靠,使用维护方便,可以成批生产,因此应用非常广泛。

减速器的工作原理

减速器一般用于低转速大扭矩的传动设备,把电动机、内燃机或其它高速运转的动力通过减速机的输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的,普通的减速机也会有几对相同原理齿轮达到理想的减速效果,大小齿轮的齿数之比,就是传动比。

减速器的基本构造:

减速器主要由传动零件(齿轮或蜗杆)、轴、轴承、箱体及其附件所组成。其基本结构有三大部分:(1)齿轮、轴及轴承组合;(2)箱体;(3)减速器附件;

齿轮、轴及轴承组合小齿轮与轴制成一体,称齿轮轴,这种结构用于齿轮直径与轴的直径相关不大的情况下,如果轴的直径为d,齿轮齿根圆的直径为df,则当df-d≤6~7mn时,应采用这种结构。而当df-d>6~7mn时,采用齿轮与轴分开为两个零件的结构,如低速轴与大齿轮。此时齿轮与轴的周向固定平键联接,轴上零件利用轴肩、轴套和轴承盖作轴向固定。

箱体是减速器的重要组成部件,它是传动零件的基座,应具有足够的强度和刚度。箱体通常用灰铸铁制造,对于重载或有冲击载荷的减速器也可以采用铸钢箱体。

减速器附件

为了保证减速器的正常工作,除了对齿轮、轴、轴承组合和箱体的结构设计给予足够的重视外,还应考虑到为减速器润滑油池注油、排油、检查油面高度、加工及拆装检修时箱盖与箱座的精确定位、吊装等辅助零件和部件的合理选择和设计。

大多数减速器的箱体采用中等强度的铸铁铸造而成,重型减速器则采用高强度铸铁和铸钢,单件少量生产时也可用钢板焊接而成。减速器箱体的外形要求形状简单、表面平整。为了便于安装,箱体常制成剖分式,剖分面常与轴线平面重合。

常用减速器的特点

二级斜齿圆柱齿轮减速器

摆线针轮减速器

谐波齿轮减速器

减速器装配一般步骤

安装底座→输入轴轴部装配→中间轴轴部装配→输出轴轴部装配→安装各轴→啮合旋转→上盖部装装配→上盖装配→螺栓装配→端盖装配 ;

二、变速器

变速器是用来改变来自发动机的转速和转矩的机构,它能固定或分档改变输出轴和输入轴传动比,又称变速箱。变速器由变速传动机构和操纵机构组成,有些汽车还有动力输出机构。传动机构大多用普通齿轮传动,也有的用行星齿轮传动。如果变速器输出轴的转速可以连续变化,则称为无级变速器,否则称为有级变速器。

变速器的工作原理

机械式变速箱主要应用了齿轮传动的降速原理。简单的说,变速箱内有多组传动比不同的齿轮副,而汽车行驶时的换档行为,也就是通过操纵机构使变速箱内不同的齿轮副工作。如在低速时,让传动比大的齿轮副工作,而在高速时,让传动比小的齿轮副工作。

2.1 有级变速器

塔轮变速器

两个塔形带轮分别固定在轴Ⅰ、Ⅱ上,传动带可在带轮上移换三个不同的位置。由于两个塔形带轮对应各级的直径比值不同,所以当轴Ⅰ以固定不变的转速旋转时,通过移换带的位置可使轴Ⅱ得到三级不同的转速。这种变速器大多采用平带传动,也可用V带传动。其优点是传动平稳,结构简单。但尺寸较大,变速不方便。

滑移齿轮变速器

滑移齿轮是在轴上可以移动的,它所传递的扭距是传到轴上的,用滑键或花键连接,齿轮啮合实现变速。这种变速器变速方便,结构紧凑,传动效率高,应用广泛,但不能使用斜齿轮。

离合式齿轮变速器

可以采用斜齿轮或人字齿轮,使传动平稳。若采用摩擦式离合器,则可在运转中变速。其缺点是齿轮处在经常啮合状态,磨损较快,离合器所占空间较大。

2.2 无级变速器

有些机械为了适应工作条件的变化,往往需要连续的地改变其工作速度,这就需要采用无级变速器。无级变速器有机械式、电动式、电磁式和液压式等多种,机械式无级变速器具有结构简单、传动性能好、适用性强、维护方便和效率高等优点,所以应用广泛。

滚轮—平盘式无级变速器

无级变速器的优缺点

优点:结构简单,过载时传动元件间打滑可避免损坏机器;传动平稳无噪声;易于平缓连续地变速等;

缺点:不能保证准确的传动比;传动效率较低;外形尺寸较大;变速范围较小;

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