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第十五章 減速器和無級變速器,1,第一節(jié) 減速器,減速器的功用： 用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩，以滿足工作要求。在某些場合也用來增速，稱為增速裝置。,2,第一節(jié) 減速器,減速器的分類 1）按照傳動類型分 齒輪減速器、蝸桿減速器和行星齒輪減速器以及由它們互相組合起來的減速器。 2）按照齒輪的外形分 圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器和它們組合起來的圓錐一圓柱齒輪減速器。,3,第一節(jié) 減速器,減速器的分類 3）按照傳動的級數(shù)分 單級和多級減速器。,單級齒輪減速器,多級齒輪減速器,4,同軸式雙級齒輪減速器,第一節(jié) 減速器,多級圓柱齒輪減速器按照傳動的布置形式可分為展開式、分流式和同軸式減速器。,展開式雙級齒輪減速器,分流式雙級齒輪減速器,5,第一節(jié) 減速器,常用的齒輪傳動和蝸桿傳動組成的減速器 齒輪減速器 蝸桿減速器 蝸桿－齒輪減速器 行星齒輪減速器 擺線針輪減速器 諧波齒輪減速器 上述六種減速器已有標(biāo)準(zhǔn)系列產(chǎn)品，只有在選不到合適的產(chǎn)品時，才自行設(shè)計制造減速器。,6,第一節(jié) 減速器,齒輪減速器 應(yīng)用廣泛，結(jié)構(gòu)簡單，精度容易保證。 輪齒可做成直齒、斜齒和人字齒。,展開式雙級齒輪減速器,7,第一節(jié) 減速器,蝸桿減速器 結(jié)構(gòu)緊湊，傳動比大，工作平穩(wěn)，噪聲小，但效率較低。,,8,第一節(jié) 減速器,蝸桿－齒輪減速器 有齒輪傳動在高速級和蝸桿傳動在高速級兩種型式。前者結(jié)構(gòu)緊湊，而后者傳動效率高。,9,第一節(jié) 減速器,行星齒輪減速器,10,第一節(jié) 減速器,擺線針輪減速器,11,第一節(jié) 減速器,諧波齒輪減速器構(gòu)成,12,第二節(jié) 無級變速器,無級變速器分類 按變速方式分：機械式、電力式和液力式無級變速器。,13,第二節(jié) 無級變速器,機械無級變速器的組成及工作原理 機械無級變速器通常由傳動機構(gòu)、加壓裝置和調(diào)速機構(gòu)三部分組成。,14,第二節(jié) 無級變速器,常見的機械無級變速器,15,第二節(jié) 無級變速器,16,工作特點：彈簧在外力作用下能產(chǎn)生較大的彈性變形， 在機械設(shè)備中被廣泛用作彈性元件。,功用： 1. 控制機構(gòu)運動或零件的位置; 如凸輪機構(gòu)、離合器、閥門等；,第二節(jié) 彈簧的功用和類型,3. 存儲能量; 如鐘表儀器中的彈簧；,4. 測量力的大小 。如彈簧秤中的彈簧,2. 緩沖吸振; 如車輛彈簧和各種緩沖器中的彈簧；,17,彈簧的應(yīng)用,18,彈簧的應(yīng)用,19,分類,螺旋彈簧,圓柱形,截錐形,按形狀分,按受載分,拉伸彈簧,壓縮彈簧,扭轉(zhuǎn)彈簧,環(huán)形彈簧,平面渦圈彈簧 儀表中儲能用,,,,,板彈簧,碟形彈簧,20,21,設(shè)計：潘存云,設(shè)計：潘存云,彈簧的結(jié)構(gòu),一、結(jié)構(gòu)尺寸,1. 壓縮彈簧的結(jié)構(gòu)尺寸,壓縮彈簧在自由狀態(tài)下，各圈之間留有一定間距δ 。,支承圈或死圈----兩端有3/4~5/4圈并緊，以使彈簧站立平直，這部分不參與變形。,磨平,端部磨平----重要彈簧,端部不磨平---- 一般用途,磨平長度不小于3/4圈，端部厚度近似為d/4,壓縮彈簧的總?cè)?shù)：,n1 = n+(1.5~2.5),為使工作平穩(wěn)， n1的尾數(shù)取1/2,變形用,n為有效圈數(shù),22,設(shè)計：潘存云,設(shè)計：潘存云,設(shè)計：潘存云,節(jié)距：t = d +δ,式中λ2為最大工作載荷F2作用時的變形量。,通常 t≈(0.3~0.5)D2 , α=5?~9?,螺旋升角：,彈簧絲的展開長度:,自由高度:,H0=nδ+(n1+1)d,H0=nδ+(n1-0.5)d,對于兩端并緊磨平結(jié)構(gòu),彈簧的并緊高度： Hs =,(n1+1)d,(n1-0.5)d,兩端并緊不磨平結(jié)構(gòu)：,,23,設(shè)計：潘存云,設(shè)計：潘存云,設(shè)計：潘存云,當(dāng)b大于許用值時，彈簧工作時會彎曲而失穩(wěn)。,措施：內(nèi)部加裝導(dǎo)向桿、或外部加導(dǎo)向套。,注意：與彈簧之間的間隙不能太大，工作時需加潤滑油。,b= H0 / D2,高徑比：, 5.3, 3.7,,兩端固定的彈簧,一端固定，另一端鉸支的彈簧,失穩(wěn),24,２. 拉伸彈簧的結(jié)構(gòu)特點,a) 各圈相互并緊δ=0；,b) 制作完成后具有初拉力；,c) 端部做有拉鉤，以便安裝和加載。,拉鉤形式：半圓鉤環(huán)型、圓鉤環(huán)型、 轉(zhuǎn)鉤、可調(diào)轉(zhuǎn)鉤。,改進后的結(jié)構(gòu),拉伸彈簧的結(jié)構(gòu)尺寸計算與壓縮彈簧相同。,特點：結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、但彎曲應(yīng)力大。應(yīng)用于中小載荷與不重要的場合。,特點：彎曲應(yīng)力小。適用于變載荷的場，但成本較高。,25,設(shè)計：潘存云,設(shè)計：潘存云,設(shè)計：潘存云,其他彈簧簡介,一、圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧,端部結(jié)構(gòu):,特點：外形和拉壓彈簧相似，但承受力矩載荷。,作用：用于壓緊和儲能，如門的自動復(fù)位、電機中保 持電刷的接觸壓力等。,26,二、碟形彈簧,結(jié)構(gòu)特點：用鋼板沖制而成，外形象碟子。往往將多個組合使用,載荷、變形：軸向力沿周邊均勻分布、h變小而產(chǎn)生軸向變形。,特性曲線：呈非線性，變形取決于比值h/t變化。,重要特性：當(dāng)h/t≈1.5時，中間一段接近于水平。,27,第三節(jié) 機架零件,28,結(jié)構(gòu)設(shè)計,機架的底座、機架、箱體、基板等零件都屬于機架零件。 可劃分為四大類：即機座類、機架類、基板類和箱殼類 對機架零件一般可提出下列要求： ①足夠的強度和剛度 ②形狀簡單，便于制造 ③便于在機架上安裝附件等。,１、概述,29,30,31,２ 截面形狀和肋板布置,截面形狀的合理選擇是機架設(shè)計的一個重要問題。如果截面面積不變，通過合理改變截面形狀、增大它的慣性矩和截面系數(shù)的方法，可以提高零件的強度和剛度。合理選擇截面形狀可以充分發(fā)揮材料的作用。 主要受彎曲的零件以選用工字形截面為最好，主要受扭轉(zhuǎn)的零件，以圓管形截面為最好，空心矩的次之，從剛度方面考慮，則以選用空心矩形截面的為合理。 受動載荷的機架零件，為了提高它的吸振能力，需要合理設(shè)計截面形狀，即使截面面積并不增加，也可提高機架承受動載的能力。,（１）、截面形狀的合理選擇,32,對于鑄件，由于不需增加壁厚，就可減少鑄造的缺陷；對于焊件，則壁薄時更易保證焊接的品質(zhì)。,（２）、肋板布置,33,３、壁厚選擇,當(dāng)機架零件的外廓尺寸一定時，因而在滿足強度、剛度、振動穩(wěn)定性等條件下，應(yīng)盡量選用最小的壁厚。但面大而壁薄的箱體，容易因齒輪、滾動軸承的噪聲引起共鳴，故壁厚宜適當(dāng)取厚一些。 鑄造零件的最小壁厚主要受鑄造工藝的限制。同一鑄件的壁厚應(yīng)力求趨于相近。,34,4 、 隔 振,任何機械都會發(fā)生不同程度的振動。動力、鍛壓一類機械尤其嚴(yán)重。即使是旋轉(zhuǎn)機械，也常因軸系的質(zhì)量不平衡等多種原因而引起振動。機械設(shè)備的振動頻率一般約在10~100Hz范圍。 由于外界因素的干擾，一般生產(chǎn)車間地基的振動頻率約為2~60Hz，振幅約為1~20μm。 隔振的目的就是要盡量隔離和減輕振動波的傳遞。常用的方法是在機器或儀器的底座與基礎(chǔ)之間設(shè)置彈性零件，通常稱為隔振器或隔振墊，使振波的傳遞很快衰減。 隔振器中的彈性零件可以是金屬彈簧，也可以是橡膠彈簧。 幾種機器安放隔振器的實例,35,36,37,