02 常用典型机构

有级变速传动系统尽管提供的转速级数有限，但它结构简单，工作 可靠，传动效率高，使用寿命长，制造成本低。
具有公用齿轮的滑移齿轮变速传动系统
无级变速传动机构－常用的机械式无级变速器

机械无级变速器的特征和应用

功能特征：在输入转速不变的情况下，能实现输出轴的转速在一定范围内连续 变化，以满足机器或生产系统在运转过程中各种不同工况的要求；其结构特征 主要是由变速传动机构、调速机构以及加压装置或输出机构三部分组成。 应用：

牙 嵌 式 啮 合 式 离 合 器 齿 轮 式
优点：接合后无相对滑动，可保证 两轴同速转动，不发热，结构简单 缺点；在运转过程中接合易产生冲 击、振动，多用于低速轴，通常在静 止或低速下接合。适用于金属切削机 床及其他机械设备
优缺点基本与牙嵌式离合器相同，但 其轮齿可用齿轮机床制造，全部齿的 总接触面积较大，磨损较小，通常在 静止或低速下接合。应用较广泛，如 金属切削机床等设备
带式无级变速器
带式无级变速器的变速方式 （箭头表示变速时操纵机构驱动的运动方向）
脉动式无级变速器
脉动式无级变速器的基本结构 1－可调曲柄；2－连杆；3－摇杆；4－超越离合器
机械无级变速器与其他无级变速传动方式的比较

与其他无级变速传动方式

液体传动分为两类：

液压式：主要是由泵和马达组成或者由阀与泵组成的变速传动装置，适用于中、小功率传动。 液力式：采用液力耦合器或者液力变矩器进行变速传动，适用于大功率（几百至几千千瓦）。



机械无级变速器的分类

摩擦式
链式
带式 脉动式
摩擦式无级变速器
锥盘环盘式无级变速器的结构示意 1－锥盘；2－环盘；3－凸轮套(与环盘固接)； 4－凸轮；6－锥盘座；7－调速齿轮
链式无级变速器
链式无级变速器的结构简图
1－锥盘；2，5－输入轴，输出轴；3－等臂杠杆；4－调节丝杠 6－链条；7－调速丝杠
剪断销结构
互锁装置


应用场合
防止几个运动同时传入某一部件（如卧式车床中的丝杠和光杠不 能同时传动刀架） 防止同时接通几个相互矛盾的动作（如卧式车床的纵向与横向进 给机构不能同时接通；机床的启动与制动不能同时发生等。）


防止两轴间有两对或两对以上的齿轮同时啮合。
在运动有先后顺序要求时，防止前一动作未完成而下一动作已经 接通。如齿轮变速箱不停车不能变速；铣床主轴不转，工作台不 能机动进给等。
闸带式制动器工作原理 1－闸轮；2－闸带；3－杠杆
闸瓦式制动器
闸瓦式制动器 1－闸轮；2－闸瓦
片式制动器
1－动片；2－定片；3－固定套；4－活塞；5-弹簧
制动器的位置

为了结构紧凑、制动平稳，应将制动器放在接近执行 件、且转速较高、变速范围较小的传动件上。但在受 到具体条件限制（如接近执行件时的转速一般较低或 其他结构条件等原因）的情况下，一般是将制动器放 在转速较高的传动件上。 制动器与开停装置的操纵，须有可靠的连锁关系，即 停车时制动器起作用，开车时则制动器须可靠地放松， 以避免损坏传动件或造成过大的功率损失。
换向机构
第四节 制 动 器

设备的制动机构应满足以下基本要求。



构造简单，尺寸小，为此制动器应尽量装在高速轴 上。 在可能条件下制动时间应尽量短些但也不是越短越 好。 要保证使用安全为此，制动机构与开停机构必须互 锁。 闸带式制动器 闸瓦式制动器 片式制动器

常用的制动器

闸带式制动器

第五节 操纵机构
集中变速操纵机构
圆盘凸轮集中变速操纵机构结构示意
1，3－滑移齿轮；2－拨叉；4－滑块；5，11，13－杠杆；6，8－滚子； 7－圆盘凸轮；9－手轮；10，12－轴；14－拉杆；15-摆杆
第六节 保险装置

保险装置

过载保险装置 事故保险装置

互锁装置

平行轴间的互锁 交错轴之间的互锁
过载保险装置
1，3－轴；2－万向接头；4－蜗杆；5-蜗轮 6－离合器；7－弹簧；8－支架； 9－杠杆；10－支撑杆；11－手柄； 12－调整螺母；13－压杆
事故保险装置

事故保险装置是专门为防止 偶然发生的事故而设置的。 其工作原理同过载保险装置 一样，是限制机床传递的扭 矩大小的。

所以所有过载保险装置都可 兼起事故保险作用。所不同 的是事故保险装置脱开时的 载荷应大于过载保险装置， 为额定载荷的：125％～150 ％。

互锁装置的类型很多，可以用机械、电气、液压及机、电、液组 合形式。
机床机械互锁装置
多 片 式 摩 擦 式 离 合 器 圆 锥 式
优点：结构紧凑，接合平稳，过载 打滑 缺点不能保证两轴同速，摩擦生热。 广泛用于金属切削机床及其他机械设 备中
优缺点基本同上，但比上述离合器能 传递较大的扭矩。适用于金属切削机 床及其他机械设备
电磁粉 末离合 器
优点：接合平稳，可调速，便于 远距离操纵，可传递较大扭矩，过 载打滑 缺点：发热大，尺寸较大。适用 于球磨机、空气压缩机，以及数控 机床等自动控制系统中 一般只能传递单向转动，当被动件 转速大于（超越）主动件时能自动 脱开。用于机械快慢速的转换装置 或不允许逆转的机构以及自动化装 置中

液体传动的主要特点是：调速范围大，可吸收冲击和防止过载，传动效率较高，寿命长， 易于实现自动化；制造精度要求高，价格较贵，输出特性为恒转矩，滑动率较大，运转 时容易发生漏油。

电力传动基本上分为三类：

电磁滑差式：通过改变其励磁电流来调速。故一般只用于小功率传动。 直流电动机式：通过改变磁通或改变电枢电压实现调速。一般用于中等功率范围（几十到几百千 瓦），现已逐步被交流电动机式代替。 交流电动机式：通过变极、调压和变频进行调速。

缺点是尺寸大，变速时换移
皮带不够方便。
滑移齿轮变速传动机构

滑移齿轮变速传动机构结构 紧凑，传动比准确，变速传 动方便，传动效率高，应用 广泛。

其缺点是不能在运动中变速。
离合器变速传动机构

离合器变速传动机构的优点是变速方便，利用摩擦离合器可以在运动中变速，
易于实现自动化。变速时，齿轮不移动，故可采用斜齿轮使传动平稳。在齿
超越式 离合器
啮合式离合器

啮合式离合器结构简单、紧凑，接合后不会产生滑动，可传递较大扭矩且传动比 准确；但齿爪不易在运动中啮合，一般只能在停转或相对转速较低时接合，故操 作不便，仅用于要求保持严格运动关系，或速度较低的传动链中。
多片式摩擦离合器结构
1－轴；2－齿轮套筒；3－垫片； 4－外摩擦片；5-内摩擦片；6－螺母套； 7－压紧套；8－钢球；9－滑套；10－楔块；11－弹簧销


机械无级变速器的特点：

转速稳定，滑动率小，工作可靠，具有恒功率机械特性，传动效率高，而且结构简单， 维修方便，价格相对便宜； 但零部件加工及润滑要求较高，承载能力较低，抗过载及耐冲击性能较差，故一般适合 于中、小功率传动。

第三节 换向机构
常用的换向机构有机械、液压和电气式 三种。常用的机械式换向机构。
第二章 结构设计中常用的典型机构
开停装置、制动装置、换向装置、变速 装置、操纵机构
第一节 离合器
一、概述

离合器的作用是使同轴线的两轴、或轴与该轴 上的空套传动件，如齿轮、皮带轮等，根据工 作需要随时接通或分离，以实现设备的启停、 变速、换向及过载保护。

离合器种类

按其结构、功用的不同可分为啮合式离合器，摩擦 式离合器，超越式离合器和安全离合器； 按其操作方式的不同，又可分为操纵式（机械、气 动、液压、电磁操纵式）和自动离合器。
传递扭矩不大的传动链
中，或需要严格运动关 系的传动链中。
1－螺钉；2－垫片；3，4－衬套； 5-轴；6－螺钉；7挂轮架
摆移齿轮变速传动机构
1－摆动架；2－滑移齿轮；3－销轴；4－中间齿轮；5-塔齿轮； 6－定位销
拉键变速传动机构
1－弹簧；2－拉键；3－垫圈；4－齿条拉杆；5-齿轮
有级变速传动系统
超越离合器
1－齿轮；2－外套齿轮；3－滚柱；4－星形体；5-齿轮；6－齿轮；7－弹簧销
牙嵌式安全离合器的结构
1－锁紧螺母；2－调整螺母；3－齿轮套；4－星形体；5，6－半离合器； 7－弹簧；8－拉杆；9－圆销；10－弹簧座；11－蜗杆
第二节 变速传动机构
塔轮变速传动机构

主要优点是结构简单，传动 平稳，过要调节转速以产生相应的驱动力矩的场合（搅拌机械 ）； 根据工况要求需要调节速度的场合（如起重运输机械、烤干机或制药机械）； 为获得恒定的工作速度或张力而需要调节速度的场合（端面切削机床加工时需保持恒定的 切削线速度，绕线机需保持恒定的卷绕速度，纺织机械中的浆纱机及轻工机械中的薄膜机 器皆需调节转速以保持有恒定的张力等 ）； 为适应整个系统中各种工况、工位、工序或单元的不同要求而需协调运转速度以及需要配 合自动控制的场合（如各种各样半自动或自动的生产、操作或装配流水线）； 为探求获得最佳效果而需变换速度的场合（如试验机械或离心机需调速以获得最佳分离效 果）； 为节约能源而需进行调速的场合（如风机、水泵等）。
轮尺寸较大时，操纵离合器移动比操纵齿轮移动省力。

缺点是各对齿轮始终处于啮合状态，易磨损，传动效率低，结构复杂，尺寸 大。
挂轮变速传动机构

挂轮变速传动机构结构 简单、紧凑。

但变速麻烦，调整齿轮
费时费力，故主要用于 不需要经常变速的场合。

当采用两对挂轮时，由
于装在挂轮架上的中间 轴刚度差，一般只用于