變速機是用來改變或者調節機器設備或者能量變化的機器設備，現已被廣泛的運用到生產、加工、製造、機械等各個領域。變速機主要由壓緊的主動輪裝置、摩檫傳動機構、調速控制機構組成。能固定或分檔改變輸出軸和輸入軸傳動比的齒輪傳動裝置，又稱變速箱。變速機由傳動機構和變速機構組成，可製成單獨變速機構或與傳動機構合裝在同一殼體內。傳動機構大多用普通齒輪傳動，也有的用行星齒輪傳動。普通齒輪傳動變速機構一般用滑移齒輪和離合器等。滑移齒輪有多聯滑移齒輪和變位滑移齒輪之分。
基本介紹
- 中文名：變速機
- 外文名：Variator
- 用途：改變或調節機器設備或能量變化
- 組成：5個系統
工作原理,機械分類,概括,無級變速機,同步嚙合式變速機,自動變速機,手動、自動變速機,工作流程,機械使用,
工作原理
變速機轉動手輪帶動調速凸輪改變角向位置的同時，調速凸輪的端面曲線經平面彈子夾和固定凸輪的端面曲線作用，使調速凸輪產生軸向移動，從而均勻改變調速凸輪和固定環之間的間隔，使錐度行星摩擦輪產生徑向移動。最後均勻地改變了行星摩擦輪與主動輪、壓盤及固定環、調速凸輪摩擦處的工作半徑，實現穩定的無級變速。
無段變速機
無段變速機變速機高強度，在加衝擊負載或機器逆轉時，本機性能可靠，能精確轉動。變速範圍大：變速比均為1:5，即輸出轉速可在1:45至1:7.25之間任意變化。調速精度高：調速精度為1-0.5轉。性能穩定，本機的傳動部件都經過特殊的熱處理，精密度加工摩檫部位，潤滑良好，運行平穩、噪音低、壽命長。同軸結構，輸入軸、輸出軸同向旋轉，體積小、重量輕。組合能力強，本機可與各種類型減速機組合，實現低轉速，大扭規的變速效果。在允許負載的情況下，調定的轉速恆定；全機密封，可適用於潮濕、多塵、有輕度腐蝕性的工作環境。
減速機體積小、重量輕，承載能力高，使用壽命長、運轉平穩，噪聲低。具有功率分流、多齒嚙合獨用的特性。最大輸入功率可達104kW。減速機在中國的發展已有近40年的歷史，廣泛套用於國民經濟及國防工業的各個領域。主要行業有：電力機械、冶金機械、環保機械、電子電器、築路機械、化工機械、食品機械、輕工機械、礦山機械、輸送機械、建築機械、建材機械、水泥機械、橡膠機械、水利機械、石油機械等，這些行業使用減速機產品的數量已占全國各行業使用減速機總數的60%~70%。
由於國家採取了積極的財政政策，拉動了內需，固定資產投資力度加大，各行業的發展駛入了快車道。特別是基礎建設的投資，使冶金、電力、建築機械、建築材料、能源等加快了發展，因此，對減速機的需求也逐步擴大。預計隨著國家對機械製造業的重視，重大裝備國產化進程的加快以及城市改造、場館建設等工程項目的開工，減速機的市場前景看好，整個行業仍將保持快速發展態勢，尤其是齒輪減速機的增長將會大幅度提高，這與進口設備大多配套採用齒輪減速機有關。因此，業內專家希望企業抓緊開發製造齒輪減速機，尤其是大型硬齒面減速機及中、小功率減速機，以滿足市場的需求。
機械分類
概括
變速機外部形狀和內部結構也有所不同，但它們的組成基本相同，都是由液力變矩機和齒輪式自動變速機組合起來的。常見的組成部分有液力變矩機、行星齒輪機構、離合器、制動機、油泵、濾清機、管道、控制閥體、速度調壓機等，按照這些部件的功能，可將它們分成液力變矩機、變速齒輪機構、供油系統、自動換擋控制系統和換擋操縱機構等五大部分。
無級變速機
無級變速機主要由壓緊的主動裝置、摩擦傳動機構、調速控制機構組成。帶錐度的主動輪和壓盤被一組碟形彈簧壓緊，輸入軸與主動輪用鍵聯接，而組成壓緊的主動裝置。一組帶錐度的行星摩擦輪內側夾在壓緊的主動輪和壓盤之間，外側夾在帶錐度的固定環和調速凸輪之間，而組成摩擦副；當壓緊的主動裝置運轉時，摩擦輪就做純滾動，由於固定環和調速凸輪不動，因此，摩擦輪在自轉的同時作公轉運轉，通過行星摩擦輪的中心軸及滑塊軸承而帶動行星架轉動。
錐盤無級變速機
錐盤無級變速機同步嚙合式變速機
同步嚙合式變速機一般用於手排變速箱內，在齒輪嚙合前先由設定在兩齒輪的摩擦圓錐體機構接觸，使兩個齒輪在嚙合前其迴轉成一致後，同時嚙合方式的變速箱，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才有此種裝置，倒檔案並沒有。
自動變速機
自動變速機，利用行星齒輪機構進行變速，它能根據油門踏板程度和車速變化，自動地進行變速。而駕駛者只需操縱加速踏板控制車速即可。自動變速汽車沒有離合機，但自動變速機中有很多離合器，這些離合器能隨車速變化而自動分離或合閉，從而達到自動變速的目的。
手動、自動變速機
手動/自動變速機由德國保時捷車廠在911車型上首先推出，稱為Tiptronic，它可使高性能跑車不必受限於傳統的自動擋束縛，讓駕駛者也能享受手動換擋種類的樂趣。此型車在其擋位上設有“+”、“-”選擇擋位。在D擋時，可自由變換降擋（-）或加擋（+），如同手動擋一樣。駕駛者可以在入彎前像手動擋般地強迫降擋減速，出彎時可以低中擋加油出彎。自動擋車的方向盤上又增加了“+”、“-”換擋按鈕，駕駛者就能手不離開方向盤加減擋。
工作流程
液力變矩機位於自動變速機的最前端，安裝在發動機的飛輪上，其作用與採用手動變速機的汽車中的離合器相似。它利用油液循環流動過程中動能的變化將發動機的動力傳遞自動變速機的輸入軸，並能根據汽車行駛阻力的變化，在一定範圍內自動地、無級地改變傳動比和扭矩比，具有一定的減速增扭功能。
自動變速機中的變速齒輪機構所採用的型式有普通齒輪式和行星齒輪式兩種。採用普通齒輪式的變速機，由於尺寸較大，最大傳動比較小，只有少數車型採用。絕大多數轎車自動變速機中的齒輪變速機採用的是行星齒式。
自動變速機的重要組成部分之一，主要由於太陽輪（也稱中心輪）、內齒圈、行星架和行星齒輪等元件組成。行星齒輪機構是實現變速的機構，速比的改變是通過以不同的元件作主動件和限制不同元件的運動而實現的。在速比改變的過程中，整個行星齒輪組還存在運動，動力傳遞沒有中斷，因而實現了動力換擋。
換擋執行機構主要是用來改變行星齒輪中的主動元件或限制某個元件的運動，改變動力傳遞的方向和速比，主要由多片式離合器、制動器和單向超越離合器等組成。離合器的作用是把動力傳給行星齒輪機構的某個元件使之成為主動件。制動器的作用是將行星齒輪機構中的某個元件抱住，使之不動。單向超越離合器也是行星齒輪變速機的換擋元件之一，其作用和多片式離合器及制動器基本相同，也是用於固定或連線幾個行星排中的某些太陽輪、行星架、齒圈等基本元件，讓行星齒輪變速機組成不同傳動比的擋位。原理或電子自動控制原理，按照一定的規律控制齒輪變速機中的換擋執行機構的工作，實現自動換擋。
機械使用
在變速機的兩個軸上，每個檔位的齒輪相互對應嚙合在一起，其中一個齒輪是松套在軸上，可以在軸上空轉。另一個齒輪用花鍵固定在另一個軸上，和軸一同旋轉，也可以沿著花鍵做軸向滑動，但軸向滑動量不大，所以兩個齒輪不會因此而脫離嚙合。變速機由於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程中需要頻繁變速，而是通過交換齒輪和三聯滑移齒輪聯合變速，使其結構更簡單，且滿足要求。
當每個檔位的兩個齒輪中都有一個在空轉時，動力不能從主動軸傳遞給驅動軸，這時，變速機處於空檔檔位。當某一檔位的空轉齒輪被固定在軸上時，該齒輪與軸將一起轉動，動力也就得到了傳遞。這時，變速機位於某一前進檔位。為了把空轉齒輪固定到軸上，在軸上還安裝有滑動齒輪，滑動齒輪內孔上有花鍵，可以利用花鍵做軸向滑動。
在滑動齒輪的側面還布置了凸形卡爪，當滑動齒輪沿花鍵做軸向滑動時，滑動齒輪的卡爪插進了空轉齒輪的卡爪槽內，從而使空轉齒輪和軸一同旋轉。機車上專門設計安裝了驅使滑動齒輪沿軸的花鍵滑動的專用機構——變速操縱機構。變速操縱機構的主體是變速凸輪軸，該軸是一個粗大的中空軸，和主軸和驅動軸平行布置。在這個軸的表面上，布置了幾個彎曲的槽，變速叉上的滑動銷插入槽內。當變速凸輪軸旋轉時，變速叉的滑動銷沿槽滑動。
