机械设计第16章资料优秀PPT.ppt

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1、第16章减速器和变速器 第第16章章 减速器和变速器减速器和变速器 16.1 减速器16.2 变速器 习题 第16章减速器和变速器 16.1 减速器减速器16.1.1 减速器的类型及特点减速器的类型及特点减速器是原动机和工作机之间的独立的闭减速器是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置。它用来降低转速和增大转矩，以式传动装置。它用来降低转速和增大转矩，以满足工作要求。在某些场合也用来增速，称为满足工作要求。在某些场合也用来增速，称为增速装置。减速器在现代机械设备中应用极为增速装置。减速器在现代机械设备中应用极为广泛。广泛。第16章减速器和变速器 1.减速器的分类减速器的分类 依据传动类型不同，

2、减速器可分为齿轮减速器、蜗杆减速依据传动类型不同，减速器可分为齿轮减速器、蜗杆减速器和行星齿轮减速器以及由它们相互组合起来的减速器。器和行星齿轮减速器以及由它们相互组合起来的减速器。依据齿轮的外形不同，依据齿轮的外形不同，减速器可分为圆柱齿轮减速器、减速器可分为圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器和它们组合起来的圆锥圆锥齿轮减速器和它们组合起来的圆锥圆柱齿轮减速器。圆柱齿轮减速器。依据传动的级数不同，减速器可分为单级减速器和多级减依据传动的级数不同，减速器可分为单级减速器和多级减速器。速器。二级和二级以上的圆柱齿轮减速器依据传动的布置形式可二级和二级以上的圆柱齿轮减速器依据传动的布置形式可分为绽开式

3、、分流式和同轴式减速器，见图分为绽开式、分流式和同轴式减速器，见图16-1。依据轴的安装方式不同，依据轴的安装方式不同，减速器可分为卧式和立式减速减速器可分为卧式和立式减速器，见图器，见图16-2。第16章减速器和变速器 图 16-1 二级圆柱齿轮减速器的传动布置形式第16章减速器和变速器 图 16-2 齿轮减速器轴线布置形式第16章减速器和变速器 2.常用减速器的形式、特点及应用常用减速器的形式、特点及应用 常用减速器的形式、特点及应用如表常用减速器的形式、特点及应用如表16-1所示。齿轮减速所示。齿轮减速器、蜗杆减速器和行星齿轮减速器等我国已有标准及标准系列器、蜗杆减速器和行星齿轮减速器等

4、我国已有标准及标准系列产品。选用标准减速器时，可依据工作要求所需传递的功率、产品。选用标准减速器时，可依据工作要求所需传递的功率、转速、中心距、传动比及传动的布置要求，查产品书目或有关转速、中心距、传动比及传动的布置要求，查产品书目或有关设计手册选定。设计手册选定。关于减速器的基本参数、传动比的安排、结构、润滑及密关于减速器的基本参数、传动比的安排、结构、润滑及密封等有关设计问题可参阅与机械设计教材配套的机械设封等有关设计问题可参阅与机械设计教材配套的机械设计课程设计手册，或其他有关资料。计课程设计手册，或其他有关资料。第16章减速器和变速器 第16章减速器和变速器 第16章减速器和变速器 第

5、16章减速器和变速器 16.1.2 齿轮减速器的结构齿轮减速器的结构各种形式的减速器，其结构有很多相像之处。图各种形式的减速器，其结构有很多相像之处。图16-3为二为二级斜齿圆柱齿轮减速器的典型结构。级斜齿圆柱齿轮减速器的典型结构。二级斜齿圆柱齿轮减速器除传动件二级斜齿圆柱齿轮减速器除传动件(齿轮或蜗杆、蜗轮齿轮或蜗杆、蜗轮)、轴和轴承之外，最主要的零件是箱体，其上的轴承孔必需精确轴和轴承之外，最主要的零件是箱体，其上的轴承孔必需精确加工。箱体还必需有足够的刚度，以免受载后变形过大而影响加工。箱体还必需有足够的刚度，以免受载后变形过大而影响传动质量，为此常在箱体外设置加强肋。一般箱体用中等强度

6、传动质量，为此常在箱体外设置加强肋。一般箱体用中等强度的灰铸铁铸成，重型减速器用高强度铸铁或铸钢。用钢板焊接的灰铸铁铸成，重型减速器用高强度铸铁或铸钢。用钢板焊接成的箱体应用愈来愈多。成的箱体应用愈来愈多。第16章减速器和变速器 图 16-3 二级斜齿圆柱齿轮减速器第16章减速器和变速器 为满足某些须要，减速器上还设有一些附件：保证上、下箱体精确定位的定位销；为了便于检查齿轮啮合状况和注油而设的窥视孔；还有油面指示器(油标)、通气器、油塞、吊钩等。减速器的主要尺寸和性能参数可参考有关设计手册。第16章减速器和变速器 16.2 变速器变速器16.2.1 有级变速器有级变速器1.塔轮变速器塔轮变速

7、器如图如图16-4(a)所示，两个塔形带轮分别固定所示，两个塔形带轮分别固定在轴在轴、上，传动带可在带轮上移换三个上，传动带可在带轮上移换三个不同位置。由于两个塔形带轮对应各级的直径不同位置。由于两个塔形带轮对应各级的直径比值不同，因此当轴比值不同，因此当轴 以固定不变的转速旋以固定不变的转速旋转时，通过移换带的位置可使轴转时，通过移换带的位置可使轴得到三级不得到三级不同的转速。这种变速器较多接受平带传动，也同的转速。这种变速器较多接受平带传动，也可用可用V带传动。其特点是传动平稳，结构简洁，带传动。其特点是传动平稳，结构简洁，但尺寸较大，变速不便利。但尺寸较大，变速不便利。第16章减速器和变

8、速器 图 16-4 各式有级变速器第16章减速器和变速器 2.滑移齿轮变速器如图16-4(b)所示，三个齿轮固联在轴 上，一个三联齿轮由导向花键联接在轴 上。这个三联齿轮可移换左、中、右三个位置，使传动比不同的三对齿轮分别啮合，因而主动轴 转速不变时，从动轴 可得到三级不同的转速。这种变速器变速便利，结构紧凑，传动效率高，应用广泛。明显，这种变速器中不行用斜齿轮。第16章减速器和变速器 3.离合器式齿轮变速器如图16-4(c)所示，固定在轴 上的两个齿轮与空套在轴 上的两个齿轮保持常常啮合。轴 上装有牙嵌式离合器，轴上两个齿轮靠离合器一侧的端面上有能与离合器牙齿相啮合的齿形。当离合器向左或向右

9、移动并与齿轮接合时，齿轮才通过离合器带动轴 同步回转。因此，当轴以固定的转速旋转时，轴可获得两种不同的转速。这种变速器的最大特点是可以接受斜齿轮或人字齿轮，使传动平稳。若接受摩擦式离合器，则可在运转中变速。其缺点是齿轮处于常啮合状态，磨损较快，离合器所占空间较大。第16章减速器和变速器 4.拉键式变速器拉键式变速器如图16-4(d)所示，有四个齿轮固定在轴上，另四个齿轮空套在轴上，两组齿轮成对地处于常啮合状态。轴 上装有拉键，当拉键沿轴向移动到不同位置时，可使某一齿轮与轴上对应的齿轮传递载荷，从而变换轴、间的传动比，使轴 得到不同的转速。这种变速器的特点是，结构比较紧凑，但拉键的强度、刚度通常

10、较低，因此不能传递较大的转矩。第16章减速器和变速器 16.2.2 无级变速器无级变速器无级变速器能够依据工作须要连续平稳地变更传动速度。无级变速器能够依据工作须要连续平稳地变更传动速度。现代的无级变速器有机械的、电力的和流体的三类。中小功率现代的无级变速器有机械的、电力的和流体的三类。中小功率的传动常选用机械式无级变速器，它具有恒功率特性好、结构的传动常选用机械式无级变速器，它具有恒功率特性好、结构简洁、修理便利、成本较低、适应性强等特点。本节将简要介简洁、修理便利、成本较低、适应性强等特点。本节将简要介绍机械式无级变速器绍机械式无级变速器(简称无级变速器简称无级变速器)中的摩擦无级变速器。

11、中的摩擦无级变速器。第16章减速器和变速器 1.摩擦无级变速器的原理图16-5所示为一圆盘式摩擦无级变速器的运动简图。设两轮直径分别为D1和D2，主动轮可以在其轴上确定范围内沿轴线作左右移动，则其传动比为 当主动轮转速n1确定时，从动轮转速n2可随主动轮在轴上的位置不同(即D2不同)而变更。这样，从动轮转速就可在确定范围内连续变更，从而实现无级变速。第16章减速器和变速器 图 16-5 圆盘式摩擦无级变速器第16章减速器和变速器 假如主动轮可以经过从动轮轴线，并接着左移，则从动轮不但可以变更转速，而且可以变更转向。但从动轮在靠近其中心线处和主动轮接触时，直径D2变得很小，接近于零，传动比就会变

12、得很大，这在实际中很难实现，所以直径D2事实上受到某一最小值D2min的限制。设两轮的压紧力为FQ，轮面间的摩擦系数为f，则接触处最大摩擦力为Ff=FQ，所能传递的最大圆周力F必需满足：FFQ否则，主动轮就不能带动从动轮，而将在轮面上打滑并发生严峻的磨损。第16章减速器和变速器 2.常用的摩擦无级变速器 摩擦无级变速器的结构形式很多，有些已有标准系列产品可供选用。表16-2列举了常用的摩擦无级变速器的基本形式。这些无级变速器都是通过变更接触点(区)到两轮回转轴线的距离，从而变更两轮的回转半径，使传动比连续可调。第16章减速器和变速器 第16章减速器和变速器 3.无级变速器的主要性能指标无级变速

13、器的主要性能指标衡量机械式无级变速器性能的主要指标有：衡量机械式无级变速器性能的主要指标有：1)调速范围调速范围无级变速器主动轴转速无级变速器主动轴转速n1确定时，从动轴转速可以按工作确定时，从动轴转速可以按工作须要在确定范围须要在确定范围(n2minn2max)内变更。内变更。由无级变速器的结构尺寸可以求得由无级变速器的结构尺寸可以求得n2max和和n2min。如图。如图16-5所示的圆盘式无级变速器，主动轮直径所示的圆盘式无级变速器，主动轮直径D1确定，从动轮直确定，从动轮直径径D2在确定范围在确定范围(D2minD2max)内变更，则内变更，则 第16章减速器和变速器 把n2max与n2

14、min的比值R称为调速范围，即 调速范围是无级变速器的主要性能指标之一，也是重要的设计参数。第16章减速器和变速器 2)调速特性无级变速器在输入转速确定的状况下，其输出轴的转矩T(或功率P)与其转速的关系称为机械特性。图16-6中的圆盘式无级变速器，若轮2与轮1间的压力FQ保持不变，则两轮之间的摩擦力为常值。若轮1主动(见图16-6(a)，输入转矩T1为定值，则输出转矩T2将随直径D2的变更而变更，即第16章减速器和变速器 若计算时不计摩擦损失，则输出轴功率为 由此得到图16-6(c)所示的恒功率输出特性。在低速运转时，载荷变更对转速的影响小，工作中有很高的稳定性，能充分利用原动机的全部功率。

15、第16章减速器和变速器 图 16-6 圆盘式无级变速器的输出特性第16章减速器和变速器 若以轮2主动(见图16-6(b)，其角速度2为常数，则轮1从动,其角速度1为变量。此时输出转矩=常量,而输出功率P1=T11=变量，由此可得图16-6(d)所示的恒转矩输出特性。假如输出转矩小于负载转矩，输出转速就会马上下降，甚至引起打滑和运转中断，不能充分利用原动机的输入功率。在选择无级变速器的结构形式时，必需留意使每级变速器的机械特性曲线与原动机和工作机的工作特性要求相匹配，才能充分发挥它的工作实力。第16章减速器和变速器 习习 题题16-1 简述减速器的用途及分类。16-2 举例说明几种常用减速器及其特点和应用。16-3 简述机械式无级变速器的工作原理。16-4 举例说明机械式无级变速器的类型、特点及用途。