齿轮变速机构
齿轮变速机构变速级数和变速范围大的变速器，可将几组变速机构串联或并联使用。如采用交换齿轮变速 机构时，应尽可能放在传动系统的前面，即接近动力源处，可使结构紧凑、调整方便；如需 工作中自动变速时，应采用电磁或液压操纵离合器接通的齿轮变速机构。（1）滑移齿轮变速机构1）滑移齿轮应满足的要求 在滑移齿轮变速机构中，只有当一对齿轮完全脱开后，另一对齿轮才能进入啮合，故一个 滑移齿轮变速组的最小轴向长度，不应小于表1中数值。 为了避免两传动轴上任意两个齿轮的齿顶相碰，三联滑移齿轮的最大和次大齿轮的齿数差 应大于4（模数相同时）。否则，可采用表1中的分组式排列或亚宽式排列；或采用带牙嵌式 离合器的滑移齿轮传动；也可采用变位齿轮或增加齿数和等措施。 为缩小轴向尺寸，可采用窄式排列，分组式排列等。 为了减轻滑移齿轮重量及其操纵力，滑移齿轮应尽可能装在高速轴上。2）滑移齿轮变速机构的轴向排列 一个变速组内齿轮轴向排列方式（见表2），影响其轴向尺寸、轴的受力状态、齿数差的大 小、操纵机构以及结构复杂程度等。 两个变速组内齿轮轴向排列方式（见表3）可选用表2中任两种排列方式组合而成，两个变 速组间采用公用齿轮后，轴向尺寸缩短，齿轮个数减少。若采用双公用齿轮时，因两变速组 互相制约，齿数和及径向尺寸可能增大；若采用三公用齿轮时，配齿困难。公用齿轮既是前 一变速组的从动齿轮，又是后一变速组的主动齿轮，啮合时间长，磨损快，故公用齿轮的材 料要好，精度要高。3）多联齿轮的结构形式齿轮变速器中采用的多联齿轮的结构形式有两种：整体角表4）和装 配式（5）。设计时应根据齿轮的精度要求、工艺方法和结构尺寸要求等选择，其特点是： 整体式的优点：结构简单；齿轮间相互位置精度高。缺点：齿轮材料相同，有的齿轮安全 系数偏大；损坏一个齿轮不能单独更换；结构限制齿部的加工方法；单件加工生产率低。 装配式的优点：各齿轮可用不同材料制造；齿轮损坏可单独更换；可多件加工，生产 率高；齿部加工不受限制，加工精度高；结构紧凑，轴向尺寸小。缺点：结构复杂， 零件数多，加工面多，加工、装配劳动量大。（2）交换齿轮变速机构安装位置及应用特点见表6。（3）离合器接通的齿轮变速机构1）特点及应用常用的变速离合器有：牙嵌式、齿轮式等啮合型离合器和多片式摩擦离合器（操 纵可为机械式、电磁式、气动或液压或。啮合型离合器的体积小，使用维护方便，成本低； 但在运转中接合时有冲击，一般需在静态或低速下接合。多片式摩擦离合器接合平稳，可在 运转中接合，便于实现自动化，有过载保护作用；但有相对滑动，磨损及发热量大，需经常 调整间隙；尺寸较大，结构复杂，成本高。2）设计要求离合器应尽量装在转速较高的轴上，可减小其尺寸；离合器安装位置要适当，避 免出现加速倒传动现象；安装位置要便于调整。3）常用的离合器接通的齿轮变速机构见表7。表1滑移齿轮变速组的最小轴向长度变速级数排列方式最小轴向 长度图号简图2级窄式L>4B+Aa宽式L>6B+Ab3级窄式L>7B+2c宽式L>11B+2d亚宽式L>9B+2e分割式L>6B+2fB一齿轮的齿部宽度一脱开啮合时，滑移齿轮与固定齿轮端面不 互相碰撞的最小间隙量，通常取14mmL中未计入滑块槽宽度及加工滑移齿轮的空刀 槽等工艺所需尺寸表2一个变速组内齿轮轴向排列方式变速级数排列方式图例2级a）窄式：滑移 齿轮在两个 固定齿轮内 侧滑移，滑移 齿轮窄，轴向 尺寸L小L *8I _E 31i'rs ! . _ib）宽式：滑移 齿轮在两个 固定齿轮外 侧滑移，滑移 齿轮宽，轴向 尺寸L大，但 固定齿轮窄XX !X w 'g IB B L！L =a)b)d)a)a）窄式：三个 滑移齿轮靠 紧，大齿轮居 中，滑移齿轮 窄，轴向尺寸 小，有齿数差 要求b）分组式：轴 向尺寸最小， 无齿数差要 求，可顺序变 速，但两组滑 移齿轮操纵 须互锁，结构3级 复杂c）亚宽式：两 个滑移齿轮 靠紧，一个隔 开，轴向尺寸 较大，有齿数 差要求，可实 现顺序变速d）宽式:滑移 齿轮中的小 齿轮居中，轴 向尺寸度，但 固定齿轮轴 向尺寸窄a）窄式：轴向 尺寸小，有齿 数差要求，可 实现顺序变 速4级b）宽式：轴向尺寸大，滑移 齿轮宽，有齿 数差要求，可 实现顺序变 速c）分组式：轴 向尺寸最小， 可实现顺序 变速及无齿 数差排列，但 两组滑移齿 轮操纵须互 锁，结构复杂表3两个变速组内齿轮轴向排列方式变速级数排列方式图例a）无公用齿轮，轴向长度 为两个变速组轴向长度 之和速4级组 并 行 排 列b）单公用齿轮，轴向长度 较小。）双公用齿轮， 最小c)轴向长度a）两 个 变 速 组 并 错 排 列a）无公用齿轮b）单公用齿轮I两 个 变 速 组 并 彳亍 排 列两 个 变 速 组 交 错 排 列a）无公用齿轮b）单公用齿轮。）双公用齿轮a）无公用齿轮一个变速组分组排 列b）单公用齿轮c）双公用齿 轮a）无公用齿轮b）单公用齿轮。）双公用齿轮a）无公用齿轮8级b）单公用齿轮。）双公用齿轮I a）无公用齿轮b）单公用齿轮。）双公用齿轮d）三公用齿轮e）无公用齿轮分组式f）三公用齿轮分组式表4整体式多联齿轮的结构型式表5装配式多联齿轮的结构型式传递转矩方式：平键（图a、b、c、d、e、i、j）简单，工艺性好，装卸方便扩口圆柱销（图f）可传递较大转矩，兼起轴向固定作用，装配精度高，但装卸不方便 合缝圆柱销（图g）X艺性差，销孔易打偏，装卸不方便 齿轮离合器（图h）可传递较大转矩，对中性好，装卸方便，加工内齿困难轴向固定方式: 合缝螺钉（图a、g）螺孔易钻偏，工艺性差，精度差，装卸不便 弹性档圈（图b、c、d、e、h、j）简单，工艺性好，装卸方便，不能承受大轴向力锥端紧固螺钉（图i）简单、装卸方便，不能承受大轴向力表6交换齿轮在变速器中的位置及应用特点类型简图特点及应用交换齿轮变速酊理结构简单，变速级数 不多，工作中不要求 变速交换齿轮与滑移齿 轮变速国陲交换齿轮放在变速系 统的前面，具有较高 转速，尺寸小，重量 轻；结构紧凑，更换 省力；交换齿轮用于 工作前的变速调整， 滑移齿轮用于工作过 程中变速交换齿轮与离合器 控制的齿轮变速特点同上，交换齿轮 用于工作前的变速调 整，离合器用于工作 过程中的自动变速表7离合器控制的齿轮变速机构两轴级1JkL g F CL 其*=可用牙嵌式离合器代替，可顺 序变速，若离合器装在主动轴 上可能产生加速倒传动现象两 轴 四级g t7-i材 l| 性W| :糊心 Jblf扩'时典，1齿轮个数少，图a不产生加速 倒传动现象。图b中M2和M4 啮合或图c中M3和M4啮合时， 可能产生加速倒传动现象两轴六 级勺 4轴向尺寸小，齿轮个数少级两级EF T一-j5 ru J挡#* *I轴输入，11轴输出，可得到 较大的传动比，变速范围大
