變速機(jī)是用來(lái)改變或者調(diào)節(jié)機(jī)器設(shè)備或者能量變化的機(jī)器設(shè)備，現(xiàn)已被廣泛的運(yùn)用到生產(chǎn)、加工、制造、機(jī)械等各個(gè)領(lǐng)域。變速機(jī)主要由壓緊的主動(dòng)輪裝置、摩傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、調(diào)速控制機(jī)構(gòu)組成。能固定或分檔改變輸出軸和輸入軸傳動(dòng)比的齒輪傳動(dòng)裝置，又稱變速箱。變速機(jī)由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和變速機(jī)構(gòu)組成，可制成單獨(dú)變速機(jī)構(gòu)或與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)合裝在同一殼體內(nèi)。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)大多用普通齒輪傳動(dòng)，也有的用行星齒輪傳動(dòng)。普通齒輪傳動(dòng)變速機(jī)構(gòu)一般用滑移齒輪和離合器等。滑移齒輪有多聯(lián)滑移齒輪和變位滑移齒輪之分。
工作原理
變速機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪帶動(dòng)調(diào)速凸輪改變角向位置的同時(shí)，調(diào)速凸輪的 端面曲線經(jīng)平面彈子夾和固定凸輪的端面曲線作用，使調(diào)速凸輪產(chǎn)生軸向移動(dòng)，從而均勻改變調(diào)速凸輪和固定環(huán)之間的間隔，使錐度行星摩擦輪產(chǎn)生徑向移動(dòng)。最后均勻地改變了行星摩擦輪與主動(dòng)輪、壓盤及固定環(huán)、調(diào)速凸輪摩擦處的工作半徑，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的無(wú)級(jí)變速。
變速機(jī)高強(qiáng)度，在加沖擊負(fù)載或機(jī)器逆轉(zhuǎn)時(shí)，本機(jī)性能可靠，能精確轉(zhuǎn)動(dòng)。變速范圍大：變速比均為1:5，即輸出轉(zhuǎn)速可在1:45至1:7.25之間任意變化。調(diào)速精度高：調(diào)速精度為1-0.5轉(zhuǎn)。性能穩(wěn)定，本機(jī)的傳動(dòng)部件都經(jīng)過(guò)特殊的熱處理，精密度加工摩檫部位，潤(rùn)滑良好，運(yùn)行平穩(wěn)、噪音低、壽命長(zhǎng)。同軸結(jié)構(gòu)，輸入軸、輸出軸同向旋轉(zhuǎn)，體積小、重量輕。組合能力強(qiáng)，本機(jī)可與各種類型減速機(jī)組合，實(shí)現(xiàn)低轉(zhuǎn)速，大扭規(guī)的變速效果。在允許負(fù)載的情況下，調(diào)定的轉(zhuǎn)速恒定；全機(jī)密封，可適用于潮濕、多塵、有輕度腐蝕性的工作環(huán)境。
減速機(jī)體積小、重量輕，承載能力高，使用壽命長(zhǎng)、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低。具有功率分流、多齒嚙合獨(dú)用的特性。最大輸入功率可達(dá)104kW。減速機(jī)在中國(guó)的發(fā)展已有近40年的歷史，廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)及國(guó)防工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域。主要行業(yè)有：電力機(jī)械、冶金機(jī)械、環(huán)保機(jī)械、電子電器、筑路機(jī)械、化工機(jī)械、食品機(jī)械、輕工機(jī)械、礦山機(jī)械、輸送機(jī)械、建筑機(jī)械、建材機(jī)械、水泥機(jī)械、橡膠機(jī)械、水利機(jī)械、石油機(jī)械等，這些行業(yè)使用減速機(jī)產(chǎn)品的數(shù)量已占全國(guó)各行業(yè)使用減速機(jī)總數(shù)的60%~70%。
由于國(guó)家采取了積極的財(cái)政政策，拉動(dòng)了內(nèi)需，固定資產(chǎn)投資力度加大，各行業(yè)的發(fā)展駛?cè)肓丝燔嚨馈Ｌ貏e是基礎(chǔ)建設(shè)的投資，使冶金、電力、建筑機(jī)械、建筑材料、能源等加快了發(fā)展，因此，對(duì)減速機(jī)的需求也逐步擴(kuò)大。預(yù)計(jì)隨著國(guó)家對(duì)機(jī)械制造業(yè)的重視，重大裝備國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程的加快以及城市改造、場(chǎng)館建設(shè)等工程項(xiàng)目的開(kāi)工，減速機(jī)的市場(chǎng)前景看好，整個(gè)行業(yè)仍將保持快速發(fā)展態(tài)勢(shì)，尤其是齒輪減速機(jī)的增長(zhǎng)將會(huì)大幅度提高，這與進(jìn)口設(shè)備大多配套采用齒輪減速機(jī)有關(guān)。因此，業(yè)內(nèi)專家希望企業(yè)抓緊開(kāi)發(fā)制造齒輪減速機(jī)，尤其是大型硬齒面減速機(jī)及中、小功率減速機(jī)，以滿足市場(chǎng)的需求。
機(jī)械分類
組成介紹
變速機(jī)外部形狀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)也有所不同，但它們的組成基本相同，都是由液力變矩機(jī)和齒輪式自動(dòng)變速機(jī)組合起來(lái)的。常見(jiàn)的組成部分有液力變矩機(jī)、行星齒輪機(jī)構(gòu)、離合器、制動(dòng)機(jī)、油泵、濾清機(jī)、管道、控制閥體、速度調(diào)壓機(jī)等，按照這些部件的功能，可將它們分成液力變矩機(jī)、變速齒輪機(jī)構(gòu)、供油系統(tǒng)、自動(dòng)換擋控制系統(tǒng)和換擋操縱機(jī)構(gòu)等五大部分。
無(wú)級(jí)變速機(jī)
無(wú)級(jí)變速機(jī)主要由壓緊的主動(dòng)裝置、摩擦傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、調(diào)速控制機(jī)構(gòu)組成。帶錐度的主動(dòng)輪和壓盤被一組碟形彈簧壓緊，輸入軸與主動(dòng)輪用鍵聯(lián)接，而組成壓緊的主動(dòng)裝置。一組帶錐度的行星摩擦輪內(nèi)側(cè)夾在壓緊的主動(dòng)輪和壓盤之間，外側(cè)夾在帶錐度的固定環(huán)和調(diào)速凸輪之間，而組成摩擦副；當(dāng)壓緊的主動(dòng)裝置運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，摩擦輪就做純滾動(dòng)，由于固定環(huán)和調(diào)速凸輪不動(dòng)，因此，摩擦輪在自轉(zhuǎn)的同時(shí)作公轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)，通過(guò)行星摩擦輪的中心軸及滑塊軸承而帶動(dòng)行星架轉(zhuǎn)動(dòng)。
同步嚙合式變速機(jī)
同步嚙合式變速機(jī)一般用于手排變速箱內(nèi)，在齒輪嚙合前先由設(shè)置在兩齒輪的摩擦圓錐體機(jī)構(gòu)接觸，使兩個(gè)齒輪在嚙合前其回轉(zhuǎn)成一致后，同時(shí)嚙合方式的變速箱，通常在第一檔到第二檔，第二檔到第三檔，或第三檔到第四檔時(shí)才有此種裝置，倒文件并沒(méi)有。
自動(dòng)變速機(jī)
自動(dòng)變速機(jī)，利用行星齒輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行變速，它能根據(jù)油門踏板程度和車速變化，自動(dòng)地進(jìn)行變速。而駕駛者只需操縱加速踏板控制車速即可。自動(dòng)變速汽車沒(méi)有離合機(jī)，但自動(dòng)變速機(jī)中有很多離合器，這些離合器能隨車速變化而自動(dòng)分離或合閉，從而達(dá)到自動(dòng)變速的目的。
手動(dòng)、自動(dòng)變速機(jī)
手動(dòng)/自動(dòng)變速機(jī)由德國(guó)保時(shí)捷車廠在911車型上首先推出，稱為Tiptronic，它可使高性能跑車不必受限于傳統(tǒng)的自動(dòng)變速器束縛，讓駕駛者也能享受手動(dòng)換擋種類的樂(lè)趣。此型車在其擋位上設(shè)有“+”、“-”選擇擋位。在D擋時(shí)，可自由變換降擋（-）或加擋（+），如同手動(dòng)變速器一樣。駕駛者可以在入彎前像手動(dòng)擋般地強(qiáng)迫降擋減速，出彎時(shí)可以低中擋加油出彎。自動(dòng)擋車的方向盤上又增加了“+”、“-”換擋按鈕，駕駛者就能手不離開(kāi)方向盤加減擋。
工作流程
液力變矩機(jī)位于自動(dòng)變速機(jī)的最前端，安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪上，其作用與采用手動(dòng)變速機(jī)的汽車中的離合器相似。它利用油液循環(huán)流動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能的變化將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞自動(dòng)變速機(jī)的輸入軸，并能根據(jù)汽車行駛阻力的變化，在一定范圍內(nèi)自動(dòng)地、無(wú)級(jí)地改變傳動(dòng)比和扭矩比，具有一定的減速增扭功能。
自動(dòng)變速機(jī)中的變速齒輪機(jī)構(gòu)所采用的型式有普通齒輪式和行星齒輪式兩種。采用普通齒輪式的變速機(jī)，由于尺寸較大，最大傳動(dòng)比較小，只有少數(shù)車型采用。絕大多數(shù)轎車自動(dòng)變速機(jī)中的齒輪變速機(jī)采用的是行星齒式。
自動(dòng)變速機(jī)的重要組成部分之一，主要由于太陽(yáng)輪（也稱中心輪）、內(nèi)齒圈、行星架和行星齒輪等元件組成。行星齒輪機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)變速的機(jī)構(gòu)，速比的改變是通過(guò)以不同的元件作主動(dòng)件和限制不同元件的運(yùn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)的。在速比改變的過(guò)程中，整個(gè)行星齒輪組還存在運(yùn)動(dòng)，動(dòng)力傳遞沒(méi)有中斷，因而實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力換擋。
換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要是用來(lái)改變行星齒輪中的主動(dòng)元件或限制某個(gè)元件的運(yùn)動(dòng)，改變動(dòng)力傳遞的方向和速比，主要由多片式離合器、制動(dòng)器和單向超越離合器等組成。離合器的作用是把動(dòng)力傳給行星齒輪機(jī)構(gòu)的某個(gè)元件使之成為主動(dòng)件。制動(dòng)器的作用是將行星齒輪機(jī)構(gòu)中的某個(gè)元件抱住，使之不動(dòng)。單向超越離合器也是行星齒輪變速機(jī)的換擋元件之一，其作用和多片式離合器及制動(dòng)器基本相同，也是用于固定或連接幾個(gè)行星排中的某些太陽(yáng)輪、行星架、齒圈等基本元件，讓行星齒輪變速機(jī)組成不同傳動(dòng)比的擋位。原理或電子自動(dòng)控制原理，按照一定的規(guī)律控制齒輪變速機(jī)中的換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋。
機(jī)械使用
在變速機(jī)的兩個(gè)軸上，每個(gè)檔位的齒輪相互對(duì)應(yīng)嚙合在一起，其中一個(gè)齒輪是松套在軸上，可以在軸上空轉(zhuǎn)。另一個(gè)齒輪用花鍵固定在另一個(gè)軸上，和軸一同旋轉(zhuǎn)，也可以沿著花鍵做軸向滑動(dòng)，但軸向滑動(dòng)量不大，所以兩個(gè)齒輪不會(huì)因此而脫離嚙合。變速機(jī)由于加工工件一般是大批量的，因此不像普通車床那樣在切削過(guò)程中需要頻繁變速，而是通過(guò)交換齒輪和三聯(lián)滑移齒輪聯(lián)合變速，使其結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，且滿足要求。
當(dāng)每個(gè)檔位的兩個(gè)齒輪中都有一個(gè)在空轉(zhuǎn)時(shí)，動(dòng)力不能從主動(dòng)軸傳遞給驅(qū)動(dòng)軸，這時(shí)，變速機(jī)處于空檔檔位。當(dāng)某一檔位的空轉(zhuǎn)齒輪被固定在軸上時(shí)，該齒輪與軸將一起轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)力也就得到了傳遞。這時(shí)，變速機(jī)位于某一前進(jìn)檔位。為了把空轉(zhuǎn)齒輪固定到軸上，在軸上還安裝有滑動(dòng)齒輪，滑動(dòng)齒輪內(nèi)孔上有花鍵，可以利用花鍵做軸向滑動(dòng)。
在滑動(dòng)齒輪的側(cè)面還布置了凸形卡爪，當(dāng)滑動(dòng)齒輪沿花鍵做軸向滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)齒輪的卡爪插進(jìn)了空轉(zhuǎn)齒輪的卡爪槽內(nèi)，從而使空轉(zhuǎn)齒輪和軸一同旋轉(zhuǎn)。摩托車上專門設(shè)計(jì)安裝了驅(qū)使滑動(dòng)齒輪沿軸的花鍵滑動(dòng)的專用機(jī)構(gòu)——變速操縱機(jī)構(gòu)。變速操縱機(jī)構(gòu)的主體是變速凸輪軸，該軸是一個(gè)粗大的中空軸，和主軸和驅(qū)動(dòng)軸平行布置。在這個(gè)軸的表面上，布置了幾個(gè)彎曲的槽，變速叉上的滑動(dòng)銷插入槽內(nèi)。當(dāng)變速凸輪軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，變速叉的滑動(dòng)銷沿槽滑動(dòng)。
交換齒輪是專用機(jī)床最常用的一種主運(yùn)動(dòng)及進(jìn)給運(yùn)動(dòng)變速方法，該機(jī)床變速交換齒輪位于工一Ⅱ軸之間，在主軸箱體之外，因此手動(dòng)更換齒輪方便，變速時(shí)，打開(kāi)掛輪箱蓋，松開(kāi)緊固螺釘9，取出有缺口的檔蓋10，掛輪11便可以從軸上取出。掛輪與軸用花鍵聯(lián)結(jié)。交換齒輪放在傳動(dòng)鏈的前端（即靠近電動(dòng)機(jī)），這是由于越靠近電動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)FAG軸承及齒輪的轉(zhuǎn)速越高，其傳遞的扭矩越小，使得傳動(dòng)件的幾何尺寸也越小，使得結(jié)構(gòu)緊湊且節(jié)約原材料。交換齒輪的主、被動(dòng)輪是可以相互使用的，這就可以用較少的齒輪而得到較大的變速范。
參考資料 >