机械基础-2摩擦轮传动
第八章 摩擦轮传动
tan 2 1
四、滚轮圆盘式摩擦轮传动
用于传 递两垂直相交 轴间的运动。 其传动比为 ：
i n1 a n2 r
a
式中r为滚轮的半径；a为滚轮与摩擦盘的接触点到 轴3的距离。
五、滚轮圆锥式摩擦轮传动
用于传递两
任意角度相交轴
间的运动。其传
动比为 ：
i n1 R a sin
4、耐磨性能好，延长工作寿命；
5、 对温度、湿度敏感性小。
二、摩擦轮材料的配对 1、淬火钢—淬火钢 强度高，适用于高速运转和要 求结构紧凑的摩擦轮传动中。可以在油池中或干燥的 状态下使用。
2、淬火钢 — 铸铁 强度较高，可以在油池中或干燥 的状态下使用。
3、钢—夹布胶木、塑料具有较大的摩擦系数和中等的 强度，通常在干燥状况下使用。
机械设计
第一节 概述 第二节 摩擦轮传动中的滑动 第三节 摩擦轮传动的类型及基本结构 第四节 摩擦轮的材料选择 第五节 摩擦轮传动的计算 第六节 摩擦无级变速器简介
第八章
摩擦轮传动
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第一节 概述
一、摩擦轮传动的工作原理及应用 摩擦轮传动是由两个摩擦轮及压紧装置等组成，
依靠两摩擦轮接触面间的切向摩擦力传递运动和动力。
第三节 摩擦轮传动的类型及基本结构 一、 圆柱平摩擦轮传动
分外切和 内切两种。 传动比：
i n1 R2
n2 R1(1 )
主、从动轮的转向相反或相同。此种结构形式简 单，制造容易，但所需压紧力较大，宜用于小功率传 动的场合。
二、圆柱槽摩擦轮传动
其特点是带有2 角度的槽，
侧面接触。因此，在同样压紧力 的条件下，可以增大切向摩擦力， 提高传动功率。但易发热与磨损， 传动效率较低，并且对加工和安 装要求较高。该传动适用于铰车 驱动装置等机械中。
摩擦轮传动带传动
弹性滑动：带是弹性体，受拉力作用后产生拉伸 弹性变形，工作时由于存在紧边拉力，松边拉 力，带在通过带轮时拉伸变形发生变化，使带 与带轮之间产生相对滑动， 这种滑动与带的弹性变形有关。
弹性滑动是由拉力 差引起的，只要传递 圆周力，弹性滑动就 不可避免。
打滑：当外载荷大到一定值时，带与带轮间产 生全面滑动；
带两边拉力相等，为初拉力F0 常用张紧：定期装紧、自动张紧、张紧轮张紧
1.4.4 V带传动 1.V带 结构：强力层、填充物、外包层 型号：普通V带、 窄V带、 宽V带
普通 V带的型号按横截面从小到大分为7类
2、带轮 结构：轮缘、轮毂、轮辐 带轮轮槽角：32°、34°、36°、38°
问题1：带轮槽角小于带楔角？ 带受力弯曲，外层受拉、横向收缩变窄；内侧受压、截
1.1 摩擦轮传动
传动方式： 借助摩擦力传递运动和转矩
传动装置：摩擦轮传动直接接触；带传动靠中 间构件- 皮带
优点：结构简单 平稳、噪音低 过载-安全作用（滑动） 无级变速
缺点：传动精度低、无恒定速度比 传动转矩小 效率低
1.2 摩擦轮传动设计
一、工作原理：利用主动轮、从动轮接触处摩擦力 传递运动、转矩
面变宽，保证良好接触。 问题2：大小带轮轮槽角如何选择？
带轮型式： 实心式、腹板式、轮辐式
1.4.5 带传动的设计 1、相关几何参数： 中心距
带长
包角
带轮直径
2、带传动的几何关系
中心距 a 2L D2 D1 2L D2 D1 2 8 D2 D1 2
8
小带轮上的包角
五、带传动设计
5）计算小包角 公式（1-12） 通常α1≥120° 6）V带的根数 公式（1-32） 7）其他参数计算
第02章摩擦轮传动
§2-2 机械传动分类
一. 按运动性质可分为：
1）转一转运动
•摩擦：带、轮 •啮合：齿轮、蜗轮、链、齿形带 •谐波：弹性变形，传递运动 精 密 机 械 设 计
2）转一移动
螺旋、丝杠、螺母、摩擦杆、曲柄滑块、齿轮 齿条
3）转－复杂 运动
凸轮、棘轮，摆动或间歇运动
11
二.按传动的用途可分为：
（1）力（功率）传动：传递动力， 改变力或力矩的大小，保证足够的强 度。 （2）示数（测量）传动： 传递运动， 传递数据或进行读数，保证必要的精 度。 （3）一般传动 ：只作一般传动或驱 动用，对强度和精度均无严格要求。 限位、微调、固定、锁紧。
光刻机 示意图
1.床身; 2.蜗轮副;
精 密 机 械 设 计
3丝杠； 4.刀桥; 5.工作台; 6.小刀架
6
精 密 机 械 设 计 16—4A型放映机挂好影片时的情况
7
微型放映机的传递装置
精 密 机 械 设 计 1.主轴； 2.橡皮摩擦轮；3.遮光器
8
齿 轮
2:1;1440rpm
凸 轮
抓片机构
精 密 机 械 设 计
25
Q
精 密 机 械 设 计
弹 性 滑 动 图
1.主动轮，2.从动轮 由于表层金属的弹性变形，引起主动轮与从动轮 表面在接触区内产生相对滑动，故称为弹性滑动。 26
υ 2 = υ1 − ∆υ1 − ∆υ 2 = υ1 − (∆υ1 + ∆υ 2 ) = υ1 − ∆υ
主动轮和从动轮表层速度的降低量 弹性滑动的大小，常用弹性滑动系数 ε 表示 由于弹性滑动而引起的从动轮的速度损失
压紧力Ｑ的计算 失效方式 １） 疲劳点蚀：油润滑（不打滑），慢 速，满足刚度条件：
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
机械基础练习题
n D n D n D n D 第一章 摩擦轮传动和带传动第一节 摩擦轮传动一、填空题1. 摩擦轮传动是利用（ ）所产生的（ ）来传递运动和动力的。
2. 在（ ）的情况下，摩擦轮传动会出现“打滑”现象，从而导致传动失效。
3. 摩擦轮传动传递功率的能力主要取决于两轮接触面处的（ ）和（ ）。
4. 为了避免（），通常以较硬轮面的摩擦轮作为 ( ) 。
5. 摩擦轮传动主要用于两轴中心距（ ）的场合，适用于（ ）速、（ ）功率传动， 传动效率（ ）， 传动比（ ），但可以有（ ）保护作用。
6. 锥形摩擦轮适用于两轴（ ）的场合，安装时应使两轮（ ）重合。
二、判断题1. 摩擦轮传动的打滑是不可避免的。
( )2. 摩擦轮传动主要是靠增加两轮之间的正压力来提高其承载能力的。
( )3. 在结构一定的情况下，改变主动轮的转速可以改变传动比的大小。
( )4. 在不打滑的情况下，摩擦轮传动的传动比会随着负载的变化而变化。
( )5. 摩擦轮传动噪声小，可在运转中实现变速、变向。
( ) 6. 摩擦轮传动适用于低速、小功率传动的场合。
( ) 7. 两轴平行的摩擦轮传动，两轮的旋向相反。
( )8. 摩擦轮传动的承载能力大，但过载会出现打滑。
( ) 三、选择题1. 过载打滑时，轮面磨损均匀的是 ( )A ．较硬轮面的轮B ．较软轮面的轮C ．从动轮D ．主动轮 2. 传递功率一定的情况下，打滑与速度的关系是 ( )A ．速度愈高愈容易打滑B ． 速 度 愈 低 愈 容 易 打 滑C ．速度过高和速度过低都会导致打滑D ． 打 滑 与 速 度 无 关3.当摩擦轮无相对滑动时，传动比、转速和直径三者之间的关系是 ( )n 1 D 1 n 2 D 1 n 2 D 2 n 1 D 2 A ．i 12＝ ＝ B ．i 12＝ ＝ C ．i 12＝ ＝ D ．i 12＝ ＝ 2 2 1 2 1 1 2 14.打滑时传动不正常的轮是 ( )A ．主动轮B ．从动轮C ．主动轮和从动轮D ．主动轮或从动轮第二节 带传动(一)一、 填空题1. 带传动是依靠（ ）或啮合来传递运动和动力的。
摩擦轮传动
摩擦轮传动1基本信息中文名称：摩擦传动：两个车轮之间的直接摩擦传动。
应用学科：机械工程（一级学科）；传播学（二级学科）；其他机械传动（二级专业）2相关详情利用两个或多个相互压缩的车轮之间的摩擦力来传递动力和运动的机械传动装置。
摩擦轮传动可分为固定传动比传动和可变传动比传动。
固定传动比摩擦轮传动与基本固定传动比摩擦轮传动，又分为圆柱平摩擦轮传动、圆柱槽摩擦轮传动和圆锥摩擦轮传动3种型式（图1）。
前两种型式用于两平行轴之间的传动，后一种型式用于两交叉轴之间的传动。
工作时，摩擦轮之间必须有足够的压紧力，以免产生打滑现象，损坏摩擦轮，影响正常传动。
在相同径向压力的条件下，槽摩擦轮传动可以产生较大的摩擦力,比平摩擦轮具有较高的传动能力,但槽轮易于磨损。
变传动比摩擦轮传动易实现无级变速，并具有较大的调速幅度。
机械无级变速器（图2）多采用这种传动。
在图2中,主动轮按箭头方向移动时，从动轮的转速便连续地变化，当主动轮移过从动轮轴线时从动轮就反向回转。
摩擦轮传动结构简单、传动平稳、传动比调节方便、过载时尚能产生打滑而避免损坏装置，但传动比不准确、效率低、磨损大，而且通常轴上受力大，所以主要用于传递动力不大或需要无级调速的情况。
3.要求对摩擦材料的主要要求是：耐磨性好、摩擦系数大和接触疲劳强度高。
在高速、高效率和要求尺寸紧凑的传动中，常采用淬火钢对淬火钢，并在油中工作。
干式摩擦传动常采用铸铁对铸铁、钢铁对木材或布质酚醛层压板，或在从动轮面覆盖一层皮革、石棉基材料或橡胶等。
常见的摩擦传动机构的结构形式主要有：圆柱平面摩擦、圆柱槽摩擦、圆锥摩擦、滚子盘摩擦、滚子圆锥摩擦等1．圆柱平摩擦传动机构圆柱平摩擦传动机构分为外切与内切两种类型，轮1（小轮）和轮2（大轮）的传动比为ε为滑动率，通常ε=0.01～0.02;μ为\－\用于外切,为\＋\用于内切，表示两轮的转向相反或相同。
此种形式结构简单，制造容易，但压紧力大，宜用于小功率传动2.圆柱槽摩擦传动机构圆柱槽摩擦传动机构的压缩力在15°时小于圆柱平面摩擦传动机构的压缩力β=约为平面摩擦传动机构的30%。
机械基础课件：摩擦轮传动与带传动
转速n1=1400 r/min, 主动轮直径D1=200 mm , 从动轮直径 D2=400 mm，中心距a=800 mm, 试求传动比、从动轮转速、 带长，并验算小轮包角。
摩擦轮传动与带传动
5.2.3 V
1. V V 带是没有接头的环形带，根据其宽度和高度相对尺寸 的不同，可以分为普通V带、宽V带、窄V带、联组V带、大 楔角V带等多种类型，其中普通V V带是横截面为等腰梯形或近似为等腰梯形的传动带， 其工作面为两侧面。工作时，一条或数条V带安装在相应的 轮槽内，仅与轮槽的两侧面相接触，而不与槽底接触。V带 的结构如图5-5所示，由包布层、伸张层、压缩层和强力层组 成。包布层主要为胶帆布，对V带起保护作用；伸张层和压 缩层的材料为橡胶，用来增加V带的弹性；强力层为V带工 作时的主要承载部分，根据使用的材料不同，强力层结构有
摩擦轮传动与带传动
在V带轮上，与所配用V带节面处于同一位置的槽形轮 廓宽度称为基准宽度bd, 基准宽度处的带轮直径称为基准直径 dd(见图5-6)。在规定的张紧力下，V带位于带轮基准直径上 的周线长度称为V带的基准长度Ld
摩擦轮传动与带传动
图5-6 V带轮的轮槽截面
摩擦轮传动与带传动
V带已经标准化，其标准为GB/T 11544—1997，普通V 带的型号按截面尺寸由小到大分为Y、Z、A、B、C、D、E 七种。V带的截面积越大，其功率的传递能力也越大。基准 长度Ld标准系列见表5-1
摩擦轮传动与带传动
5.1 摩擦轮传动 5.2 带传动 思考题
摩擦轮传动与带传动
5.1 摩 擦 轮 传 动
5.1.1
图5-1所示为两个相互压紧的圆柱形摩擦轮，两轮之间 由于压紧而产生一定的正压力，工作时，当主动轮受外力作 用而旋转时，主动轮就依靠两轮间产生的摩擦力带动从动轮 一起旋转，从而实现运动和动力的传递。因此，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。只要两轮接触产生的摩擦力，使主动轮产生的 摩擦力矩能克服从动轮上产生的阻力矩，就能保证传动的正 常进行。
汽车机械基础第二节 摩擦轮传动
第二节摩擦轮传动、带传动和链传动2.1摩擦轮传动2.1.1摩擦轮传动的工作原理和特点1.摩擦轮传动的工作原理最简单的摩擦轮传动如图3-1所示，它是由两个摩擦轮、一个机架、一个压缩弹簧和一个滑块所组成，工作时，利用两个摩擦轮被互相压紧后在接触处产生的摩擦力来实现传动。
摩擦轮传动的摩擦力的大小为图3-1Ff＝ƒQ式中Fƒ—摩擦力（N）ƒ—动摩擦因数（见表2-1）Q—两轮接触处的压紧力（N）从动轮2处产生的摩擦力矩Mf（N·mm）为Mƒ＝Fƒr2＝ƒQ r2式中r2—从动轮半径（mm）正常工作时应保证摩擦力矩不小于工作所需要的力矩。
如果不是这样，就会出现打滑，使传动失效。
为了传动可靠，引入可靠系数K（K＝1.25-3），则摩擦传动的计算压紧力Q(N)为摩擦轮的宽度b（mm）可用两轮接触线上的许用单位压力[q]求出式中[q]—许用单位压力（N/mm）查表2-1。
为了保证两轮全宽接触，摩擦轮宽度b不宜过大，一般取b≤2r1。
2.传动比的计算如图3-1所示，如果要使两个摩擦轮在接触处不产生滑动，则接触点上两轮的线速度应该相等。
即摩擦轮传动在实际正常工作中，由于摩擦力的作用，使得摩擦轮在接触点两侧的弹性变形量不一样大，造成在两轮接触处产生相对滑动，称之为弹性滑动，故摩擦轮传动的实际传动比为式中ε—摩擦轮传动的弹性滑动率（即速度损失率），当两摩擦轮的材料为钢材时，ε≈0.2%；钢对夹布胶木时，ε≈1%；钢对橡胶时，ε≈3%；在一般计算时可不予考虑。
3．摩擦轮传动的特点1）传动平稳，运转时无噪声。
2）结构简单，制造方便。
3）过载打滑，可防止重要零件损坏。
4）传动形式可多种多样，故适用范围广。
5）由于存在弹性滑动，不能保证准确的传动比。
6）传动效率低，工作表面易磨损，易发热、不宜传递较大的力矩。
7）需要增加压紧装置，作用在轴和轴承上的力较大。
2.1.2摩擦轮传动的类型和应用摩擦轮传动按传动比是否固定，可分为定传动比和变传动比两大类。
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摩擦轮传动
课题：摩擦轮传动
教学目的和要求：熟悉摩擦轮传动传动类型，传动特点和应用场合
掌握摩擦轮的工作原理，传动比
重点：摩擦轮的工作原理，传动比，传动类型
难点：摩擦轮传动的工作原理和传动比
教学方法：讲解，分析
计划课时：2课时
教学过程：
复习：摩擦轮传动属于哪一种机械传动？
新授：
一、摩擦轮传动的工作原理和传动比
1、概念：
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运动。
2、工作原理
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。
3、打滑现象
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的现象，这种现象称为“打滑”。
4、增大摩擦力的途径
1) 增大正压力（正压力只能适当增加）
2) 增大摩擦因数
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。
5、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
摩擦轮传动的传动比就是主动轮转速与从动轮转速的比值。
2
1n n i = 1n ：主动轮转速，min /r
2n ：从动轮转速，min /r
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21v v = 因此：两摩擦轮的转速之比等于它们直径的反比。
1
221D D n n i ==
D：主动轮直径
1
D：从动轮直径
2
二、摩擦轮传动的特点
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。
4、在两轮接触处有产生打滑的可能，所以不能保持准确的传动比。
5、传动效率较低，不宜传递较大的转矩，主要适用于高速、小功率传动的场合。
三、摩擦轮传动的类型和应用场合
按两轮轴线相对位置摩擦轮传动分为：两轴平行；两轴相交。
1、两轴平行的摩擦轮传动
➢外接圆柱式摩擦轮传动（两轴转动方向相反）
➢内接圆柱式摩擦轮传动（两轴转动方向相同）
2、两轴相交的摩擦轮传动
➢外接圆锥式
➢内接圆锥式
➢圆柱圆盘式
3、应用
一般应用于摩擦压力机，摩擦离合器，制动器，机械无级变速器及仪器的传动机构等场合。
小结：摩擦轮传动
作业：P19 1。