变速传动机构的作用及结构设计

变速传动机构通常有无级变速机构和有级变速机构两种。有级变速机构采用不同的方式改变主、从动轴间的传动比进行变速，从而使主动轴的一种转速变为从动轴的几种不同转速。

有级变速传动方式有塔轮变速、滑移齿轮变速、离合器变速、挂轮变速、摆移齿轮变速及拉键变速等，以下对常见的滑移齿轮变速和离合器变速机构以及它们形成的有级变速传动系统进行介绍。

1）滑移齿轮变速传动机构

滑移齿轮变速是通过多联滑移齿轮的移动实现的。为防止滑移过程中齿轮齿顶相碰，常用的有双联或三联滑移齿轮，结构如图3-10所示。此种变速形式的优点是结构紧凑、传动比准确、变速传动方便、传动效率高；缺点是不能在运动中变速。

图3-10 滑移齿轮变速机构

2）离合器变速传动机构

离合器变速是通过离合器的接合和断开实现速度的变化。它的优点是变速方便、易实现自动化，可用于斜齿传动的变速，比滑移齿轮操作省力。如使用摩擦离合器，则可在运动中变速。缺点是容易磨损、效率低、结构复杂、尺寸较大。图3-11所示为几种常用的离合器变速机构。

图3-11 离合器变速传动机构(https://www.xing528.com)

使用离合器变速机构时应避免超速现象。“超速”有两种理解：一是不参与传递运动和动力的齿轮高速空转；二是不参与传递运动和动力的齿轮在超过极限传动比的情况下高速空转。如图3-12所示，当图3-12a的M1合上时，C超高速空转；图3-12b所示的情况较好，不超速；图3-12c所示的情况则好于图3-12d。

图3-12 摩擦离合器变速机构

3）有级变速传动系统

常用的两轴间的基本变速传动机构，一般只有2～4级传动比，当需要更多变速级数时，常将几个基本变速机构顺序地串联起来，组成一个有级变速系统。该系统中的每一个基本变速传动机构称为一个变速组，如图3-13所示。

传动系统图是用简化符号将动力源、执行件以及所有的传动元件以展开图的形式绘制成的二维图。图3-13所示即为某机床的主传动传动系统，它由三个基本变速组组成。通过滑移齿轮变速，使主轴（Ⅳ轴）得到Z=3×2×2=12级转速。

图3-13 某机床主传动系统图

图3-13中的机床主传动系统的传动路线表达式如下：