
【化】 stepped wheel gear
【化】 step polley; stepped cone; stepped wheel
device; apparatus; fitting; installation; setting; unit
【计】 blaster; U
【化】 equipment; set; set up; setting
【医】 apparatus; device; fitting; installation; mounting; unit
【经】 equipment; installation
塔轮装置(Tapered Pulley Assembly)是一种机械传动部件,由一组直径逐级变化的同轴阶梯轮构成,通过皮带或链条在不同直径的轮面上移动来实现传动比的调节。其核心特点是通过改变皮带在塔轮上的啮合位置,实现输出轴转速的连续或分级变化。
由多个固定在同一轴上的锥形或阶梯状圆盘组成,各层级直径递增或递减,形成"塔"状轮廓。皮带通过手动或自动机构在不同层级间切换,利用轮径差改变传动比 。
当皮带位于小直径轮层时,从动轴转速降低(增大扭矩);反之位于大直径轮层时转速升高(减小扭矩)。满足公式:
$$ i = frac{n_1}{n_2} = frac{D_2}{D_1} $$
其中 (i) 为传动比,(n) 为转速,(D) 为轮径 。
部分设计通过张力调节实现皮带在锥形轮面的连续移动(无级变速),阶梯式结构则提供离散速比(有级变速),常见于传统机床、纺织机械 。
在印刷机械中用于调节滚筒转速,在早期汽车(如福特T型车)中作为离心式变速器组件,根据负载自动调整扭矩输出 。
随着齿轮变速箱和电控变速技术发展,塔轮装置因效率较低、调速范围有限,已逐步被取代。但其结构原理仍影响现代CVT无级变速器的设计,例如推式钢带与锥形盘的组合结构 。
权威参考来源:
- 《机械设计手册》(化学工业出版社)— 传动部件结构章节
- MIT开放式课程《机械系统设计》讲义(ocw.mit.edu)
- 《中国大百科全书·机械工程卷》"变速机构"条目
- SAE论文《Historical Development of Automotive Transmissions》(doi:10.4271/650763)
- 《现代机械传动系统设计》(清华大学出版社)CVT技术综述
以下解释基于我对机械工程领域的常识:
塔轮装置是机械传动系统中一种常见的变速结构,通常由多个直径递增或递减的轮盘同轴叠加组成,形似宝塔而得名。其核心功能是通过改变传动比来实现速度或扭矩的调节。
结构组成
由2-5个不同直径的轮盘(皮带轮或齿轮)同轴固定,相邻轮盘之间通过阶梯状过渡形成塔状排列。
工作原理
通过皮带/链条在不同层级轮盘间的切换,改变主动轴与从动轴之间的传动比。例如:大轮驱动小轮可增速,小轮驱动大轮可增扭矩。
典型应用场景
▪️ 优点:结构简单可靠,维护成本低
▪️ 缺点:变速需停机调整,无法实现连续变速
注:现代机械中多已被齿轮变速箱、无级变速器等替代,但在部分低成本设备或特定工业场景中仍有应用。如需专业参数,建议查阅机械设计手册。
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