【每日學機械】第95期，今天我們聊聊在機械設(shè)計中，我們需要掌握有關(guān)減速器和變速器的內(nèi)容！減速器和變速器兩者都是工作機與原動機之間速度變換的裝置。其中將原動機轉(zhuǎn)速變換成一種固定轉(zhuǎn)速輸給工作機的裝置稱為減速器（一般是降低原動機轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)定傳動比傳動）；將原動機轉(zhuǎn)速變換成多種轉(zhuǎn)速輸給工作機的裝置稱為變速器（實現(xiàn)可變傳動比傳動）。

一、減速器

減速器是原動機和工作機之間的獨立的閉式傳動裝置，用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩，以滿足工作需要。減速器結(jié)構(gòu)緊湊，效率較高，傳遞運動準確可靠，使用維護方便，可以成批生產(chǎn)，因此應(yīng)用非常廣泛。

減速器的工作原理

減速器一般用于低轉(zhuǎn)速大扭矩的傳動設(shè)備，把電動機、內(nèi)燃機或其它高速運轉(zhuǎn)的動力通過減速機的輸入軸上的齒數(shù)少的齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪來達到減速的目的，普通的減速機也會有幾對相同原理齒輪達到理想的減速效果，大小齒輪的齒數(shù)之比，就是傳動比。

減速器的基本構(gòu)造：

減速器主要由傳動零件(齒輪或蝸桿)、軸、軸承、箱體及其附件所組成。其基本結(jié)構(gòu)有三大部分：（1）齒輪、軸及軸承組合；（2）箱體；（3）減速器附件；

齒輪、軸及軸承組合小齒輪與軸制成一體，稱齒輪軸，這種結(jié)構(gòu)用于齒輪直徑與軸的直徑相關(guān)不大的情況下，如果軸的直徑為d，齒輪齒根圓的直徑為df，則當df-d≤6～7mn時，應(yīng)采用這種結(jié)構(gòu)。而當df-d＞6～7mn時，采用齒輪與軸分開為兩個零件的結(jié)構(gòu)，如低速軸與大齒輪。此時齒輪與軸的周向固定平鍵聯(lián)接，軸上零件利用軸肩、軸套和軸承蓋作軸向固定。

箱體是減速器的重要組成部件，它是傳動零件的基座，應(yīng)具有足夠的強度和剛度。箱體通常用灰鑄鐵制造，對于重載或有沖擊載荷的減速器也可以采用鑄鋼箱體。

減速器附件

為了保證減速器的正常工作，除了對齒輪、軸、軸承組合和箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計給予足夠的重視外，還應(yīng)考慮到為減速器潤滑油池注油、排油、檢查油面高度、加工及拆裝檢修時箱蓋與箱座的精確定位、吊裝等輔助零件和部件的合理選擇和設(shè)計。

大多數(shù)減速器的箱體采用中等強度的鑄鐵鑄造而成，重型減速器則采用高強度鑄鐵和鑄鋼，單件少量生產(chǎn)時也可用鋼板焊接而成。減速器箱體的外形要求形狀簡單、表面平整。為了便于安裝，箱體常制成剖分式，剖分面常與軸線平面重合。

常用減速器的特點

▲一級斜齒圓柱齒輪減速器

▲一級圓柱蝸桿減速器

▲二級斜齒圓柱齒輪減速器

▲二級圓柱齒輪電動機減速器（同軸式）

▲二級斜齒圓柱齒輪減速器（軸裝式）

▲擺線針輪減速器

▲諧波齒輪減速器

▲行星減速器

減速器裝配一般步驟

安裝底座→輸入軸軸部裝配→中間軸軸部裝配→輸出軸軸部裝配→安裝各軸→嚙合旋轉(zhuǎn)→上蓋部裝裝配→上蓋裝配→螺栓裝配→端蓋裝配 ；

二、變速器

變速器是用來改變來自發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的機構(gòu)，它能固定或分檔改變輸出軸和輸入軸傳動比，又稱變速箱。變速器由變速傳動機構(gòu)和操縱機構(gòu)組成，有些汽車還有動力輸出機構(gòu)。傳動機構(gòu)大多用普通齒輪傳動，也有的用行星齒輪傳動。如果變速器輸出軸的轉(zhuǎn)速可以連續(xù)變化，則稱為無級變速器，否則稱為有級變速器。 

變速器的工作原理

機械式變速箱主要應(yīng)用了齒輪傳動的降速原理。簡單的說，變速箱內(nèi)有多組傳動比不同的齒輪副，而汽車行駛時的換檔行為，也就是通過操縱機構(gòu)使變速箱內(nèi)不同的齒輪副工作。如在低速時，讓傳動比大的齒輪副工作，而在高速時，讓傳動比小的齒輪副工作。

2.1 有級變速器

塔輪變速器

兩個塔形帶輪分別固定在軸Ⅰ、Ⅱ上，傳動帶可在帶輪上移換三個不同的位置。由于兩個塔形帶輪對應(yīng)各級的直徑比值不同，所以當軸Ⅰ以固定不變的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時，通過移換帶的位置可使軸Ⅱ得到三級不同的轉(zhuǎn)速。這種變速器大多采用平帶傳動，也可用V帶傳動。其優(yōu)點是傳動平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡單。但尺寸較大，變速不方便。

滑移齒輪變速器

滑移齒輪是在軸上可以移動的，它所傳遞的扭距是傳到軸上的，用滑鍵或花鍵連接，齒輪嚙合實現(xiàn)變速。這種變速器變速方便，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動效率高，應(yīng)用廣泛，但不能使用斜齒輪。

離合式齒輪變速器

可以采用斜齒輪或人字齒輪，使傳動平穩(wěn)。若采用摩擦式離合器，則可在運轉(zhuǎn)中變速。其缺點是齒輪處在經(jīng)常嚙合狀態(tài)，磨損較快，離合器所占空間較大。

2.2 無級變速器

有些機械為了適應(yīng)工作條件的變化，往往需要連續(xù)的地改變其工作速度，這就需要采用無級變速器。無級變速器有機械式、電動式、電磁式和液壓式等多種，機械式無級變速器具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動性能好、適用性強、維護方便和效率高等優(yōu)點，所以應(yīng)用廣泛。

▲滾輪—平盤式無級變速器

▲菱錐無級變速器

無級變速器的優(yōu)缺點

優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，過載時傳動元件間打滑可避免損壞機器；傳動平穩(wěn)無噪聲；易于平緩連續(xù)地變速等；

缺點：不能保證準確的傳動比；傳動效率較低；外形尺寸較大；變速范圍較小；

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