摩擦轮与带传动
(整理)带传动的类型和特点
第八章 带传动第一节 带传动的类型和特点带传动由主动带轮1、从动带轮2和挠性带3组成，借助带与带轮之间的摩擦或啮合，将主动轮1的运动传给从动轮2，如图8-1所示。
一、带传动的类型根据工作原理不同，带传动可分为摩擦带传动和啮合带传动两类。
1.摩擦带传动摩擦带传动是依靠带与带轮之间的摩擦力传递运动的。
按带的横截面形状不同可分为四种类型，如图8-2所示。
(1)平带传动。
平带的横截面为扁平矩形（图a ），内表面与轮缘接触为工作面。
常用的平带有普通平带(胶帆布带)、皮革平带和棉布带等，在高速传动中常使用麻织带和丝织带。
其中以普通平带应用最广。
平带可适用于平行轴交叉传动和交错轴的半交叉传动。
(2)V 带传动。
V 带的横截面为梯形，两侧面为工作面（图b ），工作时V 带与带轮槽两侧面接触，在同样压力F 的作用下，V 带传动的摩擦力约为平带传动的三倍，故能传递较大的载荷。
(3)多楔带传动。
多楔带是若干V 带的组合(图c),可避免多根V 带长度不等,传力不均的缺点。
图8-1 带传动示意图a) b) c) d)(4)圆形带传动。
横截面为圆形(图d), 常用皮革或棉绳制成, 只用于小功率传动。
2.啮合带传动啮合带传动依靠带轮上的齿与带上的齿或孔啮合传递运动。
啮合带传动有两种类型，如图8-3所示。
(1)同步带传动。
利用带的齿与带轮上的齿相啮合传递运动和动力，带与带轮间为啮合传动没有相对滑动，可保持主、从动轮线速度同步（图a）。
(2)齿孔带传动。
带上的孔与轮上的齿相啮合，同样可避免带与带轮之间的相对滑动，使主、从动轮保持同步运动（图b）。
二、带传动的特点摩擦带传动具有以下特点：(1)结构简单，适宜用于两轴中心距较大的场合。
(2)胶带富有弹性，能缓冲吸振，传动平稳无噪声。
(3)过载时可产生打滑、能防止薄弱零件的损坏，起安全保护作用。
但不能保持准确的传动比。
(4)传动带需张紧在带轮上，对轴和轴承的压力较大。
(5)外廓尺寸大,传动效率低(一般~。
带传动的分类
5.2.2 带传动的应力分析
传动时，带中的应力由以下三部分组成： 1、紧边拉力和松边拉力产生的拉应力； 2、离心力产生的拉应力； 3、弯曲应力。
1 由紧边和松边拉力产生的拉应力
F1 紧边拉应力 1 ( MPa) A F2 ( MPa) 松边拉应力 2 A
有效拉应力
F 1 2 ( MPa) A
带在工作时的应力分布情况
如图最大应力产生在由紧边进入小带轮处： max 1 b1 c 在一般情况下，弯曲应力最大，离心应力最小
带的应力分析
带传动的失效形式和设计准则
带传动的主要失效形式：打滑和带的 疲劳破坏。 设计准则：在保证带传动不打滑的前 提下，带具有一定的疲劳强度和使用 寿命。
特点
1 传动带具有挠性和弹性，可吸收振动和缓 和冲击，使传动平稳噪音小； 2 当过载时,传动带与带轮之间可发生相对滑 动而不损伤其它零件,起过载保护作用； 3 适合于主、从动轴间中心距较大的传动； 4 结构简单，制造、安装和维护都较方便；
二、啮合型带传动
同步带传动属于啮合型带 传动：靠带上的齿和带轮 上的齿和齿槽的啮合来传 递运动和动力，所需张紧 力小；轴和轴承上所受的 载荷小；带和带轮间没有 滑动，传动比准确且传动 比大；带的厚度薄，质量 轻，允许高的线速度，传 动效率高。 制造和安装精度要求较高， 成本高。
三、几何尺寸
1包角 ：带和带轮接触 弧所对的圆心角。 小带轮上的包角为：
d d 2 d d1 1 180 57.3 a
2 带的基准长度Ld
(d d 2 d d 1 ) 2 Ld 2 (d d 2 d d 1 ) 2 4a 式中： d d 1 , d d 2 分别为小带轮 和大带轮的基准直径。
摩擦轮传动和带传动
摩擦轮传动和带传动§1-1 摩擦轮传动一、摩擦轮传动的工作原理和传动比1.摩擦轮传动工作原理摩擦轮传动是利用两轮直接接触所产生的摩擦力来传递运动和动力的一种机械传动。
图1―la所示为最简单的摩擦轮传动，由两个相互压紧的圆柱形摩擦轮组成。
在正常传动时，主动轮依靠摩擦力的作用带动从动轮转动，并保证两轮面的接触处有足够大的摩擦力，使主动轮产生的摩擦力矩足以克服从动轮上的阻力矩。
如果摩擦力矩小于阻力矩，两轮面接触处在传动中会出现相对滑移现象，这种现象称为“打滑”。
增大摩擦力的途径，一是增大正压力，二是增大摩擦因数。
增大正压力可以在摩擦轮上安装弹簧或其他的施力装置 (图1—2a)。
但这样会增加作用在轴与轴承上的载荷，导致增大传动件的尺寸，使机构笨重。
因此，正压力只能适当增加。
增大摩擦因数的方法，通常是将其中一个摩擦轮用钢或铸铁材料制造，在另一个摩擦轮的工作表面，粘上一层石棉、皮革、橡胶布、塑料或纤维材料等。
轮面较软的摩擦轮宜作主动轮，这样可以避免传动中产生打滑，致使从动轮的轮面遭受局部磨损而影响传动质量。
2.传动比机构中瞬时输入速度与输出速度的比值称为机构的传动比。
对于摩擦轮传动，其传动比就是主动轮转速与从动轮转速的比值。
传动比用符号i表示，表达式为(1-1)式中 nl――主动轮转速，r/min;nz——从动轮转速，r/min。
如图1―la所示，传动时如果两摩擦轮在接触处P点没有相对滑移，则两轮在p点处的线速度相等，即v1=v2。
因为 v1= ()v2= ()所以或由此可知:两摩擦轮的转速之比等于它们直径的反比。
与式 (1-1) 比较，得（1-2）式中主动轮直径，mm;从动轮直径，mm二、摩擦轮传动的特点与其他传动相比较，摩擦轮传动具有下列特点:1．结构简单，使用维修方便，适用于两轴中心距较近的传动。
2．传动时噪声小，并可在运转中变速、变向。
3．过载时，两轮接触处会产生打滑，因而可防止薄弱零件的损坏，起到安全保护作用。
摩擦轮与带传动
2．探求最佳工作速度，如试验设备，自动线的试调等。
3．某些仪器和设备中的计算装置和测试装置 4．需缓速起动的场合。
类型：
二、变速范围 如图所示，假设轮1和轮2作无滑动的纯滚动
i12
1 2
n1 n2
R2 R1
设轮1以ω1转动， R2 由R2max向R2min变化， ω2由ω2min向ω2max变化
2)摩擦系数要大，以便在传递同样的圆周力时减小 两轮间的法向压力
3)表面接触强度和耐磨性要好，以保证传动所需的寿命
4)在干摩擦条件下，吸湿性要小。
具体应根据不同要求而定:
1)淬火纲——淬火钢或铸铁 :高速、高效、尺寸紧凑、闭式传动
2)铸铁——铸铁:尺寸较大、转速较低、开式传动 3)钢(铸铁)——橡胶、石棉或其它工程塑料： f较大，但强度较低，
i12在i12max至i12min之间得到无级的变化
i12 max i12 min
1 2 min
1 2 max
R2 max R1
R2 min R1
ω1不变的情况下，从动轴角速度ω2的调节范围为：
Rb
i12max i12min
n2max n2 min
D2max D2 min
R2 : R2max R2min
缺点：1．传动比不能精确地恒定 2．转矩不宜过大。 3．磨损快，寿命低。 4．传动效率低。
第七章 带传动
一、带传动的类型和张紧装置 a.带传动的工作原理
第四节 带传动
一、带传动的类型和张紧装置
b.应用：
c.带的截面形式：
平型带；V带； 圆带，多楔带
平带传动时,摩擦力:F=Qf
《机械基础》教材中几种与“摩擦”相关的案例
《机械基础》教材中几种与“摩擦”相关的案例摘要：本文对《机械基础》课中五种与“摩擦”有关的教学案例进行了分析，概括了共性和规律性，要求教师在教学中要善于钻研教材，学生要学会善于归纳的学习方法，以达到教学相长目的。
关键词：摩擦（力）传动正压力《机械基础》是机械类专业的一门重要技术基础课，主要讲解机械传动、常用机构及轴系零件和液压传动的基本知识、工作原理和应用特点；而“摩擦（friction）”是日常生产生活中常见的一种自然现象，如人们行走、汽车行驶等等，都离不开摩擦。
打破章节间的局限性，纵观整个教材，我们会发现一些教学内容也与摩擦密切相关。
一、摩擦轮传动和带传动1.摩擦轮传动。
无论是平行两轴的摩擦轮传动，还是相交两轴的摩擦轮传动，都是依靠两个相互压紧的摩擦轮之间的摩擦力，把主动轮的旋转运动传递给从动轮，而输出动力。
为了使两摩擦轮在传动时不产生打滑现象，必须保证二者接触处有足够大的摩擦力，根据公式：摩擦力=摩擦系数×正压力可知，增大正压力或增大摩擦系数，都会使摩擦力增大；增大正压力的方法，可借助弹簧等施力装置，这样不但会增加轴和轴承的载荷，而且会使机构臃肿笨重。
2.带传动。
平型带传动是依靠平型带内表面与带轮间摩擦力传递运动，而三角带是依靠其两侧面与带槽接触摩擦力传递动力，三角带底部与带槽底部是不接触的。
工作中传动带长期受到拉力作用，会拉长而松弛，摩擦力减小，传递能力下降，未消除这种现象，常采用调整中心距法或张紧轮法确保带正常传动。
二、摩擦盘式无级变速机构变速机构功用是在输入转速恒定的情况下，获得不同输出转速。
机械传动中应用最普遍的是滑移齿轮变速装置，属于有级变速，每一次变速都是在停止运行时，通过手动操纵改变不同齿轮啮合，达到改变传动比，以实现变速。
而摩擦盘式无级变速机构借助弹簧压力使摩擦盘与电动机轴端锥形盘斜面紧贴的摩擦力传动，通过齿轮齿条传动改变接触半径，从而获得不同传动比变速，变速连续平稳柔和，无冲击噪音，这是有级变速无法比拟的。
5、摩擦轮传动和带传动要点
第5讲 摩擦轮传动与带传动学习目标及考纲要求1．理解摩擦轮传动与带传动的类型、工作原理及应用场合。
2．掌握带传动的主要参数的含义及带传动传动比的计算。
3．熟悉三角带的型号，了解其选用方法。
4．理解带传动的安装、调整及维护方法。
知识梳理一、摩擦轮传动的原理1．摩擦轮传动：利用两轮直接接触所产生摩擦力来传递运动和动力的一种机械传动。
2．传动条件和打滑条件传动条件：摩擦力矩﹥阻力矩打滑条件：摩擦力矩﹤阻力矩。
打滑时传动不正常的是从动轮，打滑是可以避免的。
3．增大摩擦力途径（见表1-5-1）表1-5-1 措 施 具 体 方 法增大正压力 安装弹簧或其他施力装置（只能适当加）。
增大摩擦因数一轮用钢或铸铁，另一轮工作表面粘上一层石棉、皮革、塑料、橡胶等。
轮面较软的作主动轮。
4．摩擦轮传动主要参数（见表1-5-2）表1-5-2 参 数计 算 公 式备 注传动比 摩擦轮传动的传动比指主动轮转速与从动轮转速之比，也等于它们直径的反比。
速度传动时如果两摩擦轮在接触处没有相对滑移，则两轮在该点的线速度相等，注意公式的单位。
中心距 2-21221d d a d d a =+=内接式：外接式：两轮中心的距离，注意是外接还是内接摩擦轮传动。
1221n D i n D ==100060n D v π=⨯二、摩擦轮传动的特点1．结构简单，使用维修方便，适用于近距离传动。
2．传动时噪声小，可在运转中变速、变向。
3．过载时，两轮接触处会打滑，因而可防止薄弱零件的损坏，起安全保护作用。
4．在两轮接触处有打滑现象，所以不能保持准确的传动比。
5．传动效率低，不宜传递较大的转矩，适用于高速、小功率传动。
三、摩擦轮传动类型外接圆柱式平行轴摩擦轮传动内接圆柱式外接圆锥式相交轴摩擦轮传动内接圆锥式圆柱平盘式四、带传动类型和工作原理1．带传动的类型（见表1-5-3）表1-5-3类型名称图形摩擦传动平带传动V带传动圆带传动啮合传动同步带传动2．带传动的工作原理带传动是利用带作为中间挠性件，依靠带与带轮之间的摩擦力或啮合来传递运动和（或）动力的。
摩擦轮传动和带传动
带传动在工业传送带中发挥了重要作用，其优点为结构简单、成本低、维护方便等，是一种非常有效的 传动方式。
06
CATALOGUE
总结
摩擦轮传动和带传动的总结
摩擦轮传动和带传动是两种常用的机械传动方式，它 们在传动原理、应用场景、优缺点等方面存在显著差
异。
输标02入题
摩擦轮传动依靠接触面之间的摩擦力传递动力，具有 结构简单、传动效率高、传递扭矩大等优点，但同时 也存在对安装精度要求高、易磨损等缺点。
案例结论
摩擦轮传动在汽车发动机启动装置中发挥了重要作用，其优点为结构简单、可靠性高、传 递效率高等，是一种非常有效的传动方式。
带传动案例
案例描述
带传动是一种通过皮带和带轮之间的摩擦力来传递运动和动力的传动方式。它具有结构简单、成本低、维护方便等优 点，广泛应用于各种机械系统中。
案例分析
带传动的一个典型应用是工业传送带。在工业生产线上，传送带将物料从一个工作站传递到另一个工作站，从而实现 自动化生产。在这个过程中，带传动的优点得到了充分体现，如结构简单、成本低、维护方便等。
车、航空等领域。
承载能力有限
由于摩擦轮传动的摩擦 力有限，因此其承载能 力相对较小，不适合传
递大功率。
摩擦轮传动的应用场景
01
02
03
机械制造
在机械制造领域，摩擦轮 传动常用于各种机床、加 工中心等设备的传动系统 。
汽车工业
在汽车工业中，摩擦轮传 动广泛应用于发动机、变 速器、刹车系统等部件的 传动。
总结
摩擦轮传动和带传动在不同领域有各自的应用场 景，应根据实际需求和应用场景进行选择。
05
CATALOGUE
案例分析
带传动、链传动和摩擦轮传动
外接圆锥式摩擦轮传动
内接圆锥式摩擦轮传动
Page 12
制作者：
滚子平盘式无级变速机构
Page 13
制作者：
2．应用场合
直接接触的摩擦轮传动原理一般应用于摩擦压力机、 摩擦离合器、制动器、机械无级变速器以及仪器的传动机 构等场合。
Page 14
制作者：
二、带传动的基本知识
Page 15
制作者：
Page 16
Page 23
制作者：
2.V带的标准 普通V带已标准化，按截面尺寸由小到大，可分为Y、Z、A、B、
C、D、E七种型号。我国普通V带的截面尺寸见表1。
表1 普通V带截面尺寸(摘录GB/T11544-1997)
Page 24
制作者：
带轮的结构
V带轮由轮缘、辐板（或轮辐） 和轮毂三部分组成。
1. 轮缘：带轮外圈环形部 分。轮缘上有轮槽 。
制作者：
学习目标：
了解带传动的特点 掌握带传动的工作原理和传动比的定义及计算 掌握V带的构造、型号 了解V带的受力情况，包角及带速V对带传动的影响 掌握带传动的张紧方法 掌握V带传动在汽车上的应用 了解同步齿形带的传动特点，掌握同步齿形带在汽车上的应
用
Page 17
制作者：
（一）带传动的类型、特点及应用
Page 26
制作者：
3.多楔带传动 在平带基体上由多根V带组
成的传动带。 多楔带能传递的功率更大，
且能避免多根V带长度不等而产 生的传力不均的缺点。
适用于传递功率较大且要求结 构紧凑的场合。
4.圆形带 横截面为圆形。只用于小功
率传动。
Page 27
制作者：
带传动的优点主要有： ①缓冲、吸振，传动平稳，噪声小。 ②摩擦式的带传动，当过载时，带会在带轮上打滑， 可防止损坏其他零件。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第七章：第二节 摩擦轮传动
2．打滑： 当f.Fn<Ft 时主动轮将不能带动从动轮，接 触表面将会产生显著的相对滑动，这种现象称为打滑。 打滑后果：将使摩擦轮面产生严 重摩损，因而使传动寿命降低 打滑现象一般允许发生在起、制 动等短暂时间内，正常工作时， 必须设法避免。
第七章：第二节 摩擦轮传动
适用范围很大功率：18~220kw 传动比: 7~ 25
本章重点
1、摩擦轮及带传动的弹性滑动及实际传动比 2、摩擦轮及带传动的打滑 3、带传动的应力分析，最大应力的位置 4、为什么要限制小轮的最小直径？ 5、为什么要限制带速不能太大也不能太小？ 6、加张紧轮的位置 7、带的松紧边拉力关系以及欧拉公式 8、同步带的设计内容
第七章 结束
第一节 概述
摩擦轮传动和带传动——借助于摩擦力传递运动和扭矩 优点：1．结构简单，易于制造 2．传动平稳，噪声小
因此要获得同样大小的 法向力，可移动小轮， 较省力，操作方便
第七章：第二节 摩擦轮传动
四、摩擦轮材料 1)弹性模量要大，以减小弹性滑动和滚动摩擦损失 ; 2)摩擦系数要大，以便在传递同样的圆周力时减 小两轮角的法向压力;
3)表面接触强度和耐磨性要好，以保证传动所需的 寿命;
4)在干摩擦条件下，吸湿性要小。
6
k .Ft Fn f
若取k=1.35,f=0.2，第一个式子，则Fn≈7Ft ∴摩擦轮传动功率不宜过大
第七章：第二节 摩擦轮传动
(二)圆锥摩擦轮传动 D1应换为主动轮的平均直径Dm1
kP Fn 19.110 f .Dm1.n1
6
三、作用在轴上的载荷 Ft——作用在圆周方向的载荷 Fn——接触面间的法向力 计算轴、支承
(v1 v2 ) / v1 100%
圆锥摩擦轮传动
n1 D2 sin 2 i n2 D1 (1 ) sin 1 (1 )
第七章：第二节 摩擦轮传动
注意：弹性滑动在摩擦轮传动中是不可避免的 弹性滑动后果: 速度损失→功率损失，实际传动比 偏差，使传动精度降低 措施：采用高弹性模量材料制作轮面
第七章：第四节 带传动
平带传动时,摩擦力: V带传动时, 摩擦力:F=Qf来自2 N sin
2
Q N
Qf
Q 2 sin
2
F 2 Nf
∴V带的传动能力比平型带大。
3．变速传动时，传动比调节简便，无级变速
4．过载时有保护作用(打滑) 缺点：1．传动比不能精确地恒定
2．转矩不宜过大
3．磨损快，寿命低 4．传动效率低
第七章：第一节 概述
第二节 摩擦轮传动
一、传动的工作原理
利用主、从动轮之间的 摩擦力传递运动和扭矩 f.Fn≥Ft 法向力 摩擦力 Fn f.Fn
工作圆周力 Ft
微动装置
第七章：第二节 摩擦轮传动
二、法向力的计算 (一)圆柱摩擦轮传动
K—— 载荷系数 k=1.2~1.5(功率传动) k=3.0(示数传动) 考虑载荷的不平稳性及保证传动的可靠性
1000 P 60 1000 Ft 1000 P / v D1n1 kP Fn 19.1 10 fD1n1
第七章：第二节 摩擦轮传动
具体应根据不同要求而定:
1)淬火纲——淬火钢或铸铁 :高速、高效、尺寸紧凑、闭式传动 2)铸铁——铸铁:尺寸较大、转速较低、开式传动
3)钢(铸铁)——橡胶、石棉或其它工程塑料： f较大，但强度较低 小功率和仪器中(干摩擦)
注意：为使磨损均匀，轮面较软的材料最好用作主动 轮，否则打滑时将使从动轮面遭受局部磨损。
第七章：第二节 摩擦轮传动
摩擦轮在接触面间可能出现的性质不同的滑动 1．弹性滑动：
弹性滑动
打滑
两摩擦轮表层由于在摩擦力的作用下产生不同情况的 切向弹性变形而引起的相对滑动叫做弹性滑动。
第七章：第二节 摩擦轮传动
由于弹性滑动的存在，使得从动轮的圆周速度v2， 低于主动轮的圆周速度v1 滑差率：
(v1 v2 ) / v1 100%
金属
ε=0.2~1%
非金属材料 ε=1~5% 材料的弹性模量E越低，弹性滑动越厉害
第七章：第二节 摩擦轮传动
存在弹性滑动时摩擦轮的实际传动比：
n主 n入 i n从 n出
圆柱摩擦轮传动：
n1D1 n2D2 n1 D1 n2 D2 60 1000 60 1000 n1D1 n1 D1 60 1000 n1 D2 i n2 D1 (1 )
第七章：第二节 摩擦轮传动
1．圆柱摩擦轮 Fr——径向力——指向轮心 Ft——圆周力——主反从同 Fr=Fn Ft=f.Fn
第七章：第二节 摩擦轮传动
2．圆锥摩擦轮 Ft——圆周力——主反从同 Fr——径向力——指向轮心 Fa——轴向力——背向锥顶 ∵ δ1<δ2 ∴ Fa1<Fa2
Fa=Fn.sinδ
第七章：第二节 摩擦轮传动
第三节 摩擦无级变速器
一、无级变速器应用场合和类型 1．运转中需经常连续地改变速度。 2．探求最佳工作速度。 3．某些仪器和设备中的计算装置和测试装置 4．需缓速起动的场合。
第七章：第三节 摩擦无级减速器
第七章：第三节 摩擦无级减速器
二、变速范围 如图所示，假设轮1和轮2作无滑动的纯滚动 1 n1 R2 i12 2 n2 R1
第七章：第三节 摩擦无级减速器
设轮1以ω1转动 R2由R2max向R2min变化 ω2由ω2min向ω2max变化 i12在i12max至i12min之间得 到无级的变化
1 R2 i12 2 R1
1 R2 max i12 max 2 min R1 1 R2 min i12 min 2 max R1
第七章：第三节 摩擦无级减速器
第四节 带传动
一、带传动的类型和张紧装置 a.原理：由主动带轮和从动带轮间通过挠性的传 动带传递运动和动力的。
b.应用：常用于传递相距较大两轴回转运动(主要）， 或把回转运动转换成直线运动，或实现变 速比的传动。
第七章：第四节 带传动
第七章：第四节 带传动
c.带的截面形式： 平型带；V带； 圆带，多楔带