第七章摩擦轮与带传动
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第七章 摩擦轮传动和带传动
第一节 概述 第二节 摩擦轮传动 第三节 摩擦无级变速器 第四节 带传动 第五节 同步带传动 第六节 其他带传动简介
第七章摩擦轮与带传动
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：第二节 摩擦轮传动
第七章摩擦轮与带传动
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
第七章摩擦轮与带传动
第七章：第三节 摩擦无级减速器
第七章摩擦轮与带传动
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
i12
1 2
n1 n2
R2 R1
第七章摩擦轮与带传动
第七章：第三节 摩擦无级减速器
设轮1以ω1转动
i12
1 2
R2 R1
R2由R2max向R2min变化
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
第七章摩擦轮与带传动
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。
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
第七章摩擦轮与带传动
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%
第七章摩擦轮与带传动
第七章 结束
第七章摩擦轮与带传动
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 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
Fa=Fn.sinδ
∵ δ1<δ2
∴ Fa1<Fa2
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
第七章摩擦轮与带传动
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;
第七章摩擦轮与带传动
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 Fn 摩擦力 f.Fn 工作圆周力 Ft
第七章：第二节 摩擦轮传动
第七章摩擦轮与带传动
弹性滑动 摩擦轮在接触面间可能出现的性质不同的滑动
打滑 1．弹性滑动：
4)在干摩擦条件下，吸湿性要小。
第七章：第二节 摩擦轮传动
第七章摩擦轮与带传动
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)
ω2由ω2min向ω2max变化
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
第七章摩擦轮与带传动
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。
i n1 D2
n2 D1(1 )
圆锥摩擦轮传动
i n1 D2 sin 2 n2 D1(1 ) sin (1 ) 第七1章摩擦轮与带传动
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
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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
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。
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
第七章摩擦轮与带传动
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：
(v1 v2) / v1 100%
n1D1 n2D2
601000 601000
n1D1
n1D1 n2 D2 n1D1
60 1000
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
第七章：第二节 摩擦轮传动
第七章摩擦轮与带传动
计算轴、支承
1．圆柱摩擦轮 Fr——径向力——指向轮心
Fr=Fn
Ft——圆周力——主反从同 Ft=f.Fn
第七章：第二节 摩擦轮传动
第七章摩擦轮与带传动
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
第七章摩擦轮与带传动
适用范围很大功率：18~220kw 传动比: 7~ 25
微动装置
第七章：第二节 摩擦轮传动
第七章摩擦轮与带传动
二、法向力的计算
(一)圆柱摩擦轮传动
Fn
k.Ft f
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
Ft
1000P / v
1000P 60 1000
D1n1
Fn
19.1106
kP fD1n1
若取k=1.35,f=0.2，第一个式子，则Fn≈7Ft
∴摩擦轮传动功率第七不章摩擦宜轮与带过传动 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
Fn 19.1106
kP f .Dm1.n1
第一节 概述 第二节 摩擦轮传动 第三节 摩擦无级变速器 第四节 带传动 第五节 同步带传动 第六节 其他带传动简介
第七章摩擦轮与带传动
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：第二节 摩擦轮传动
第七章摩擦轮与带传动
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
第七章摩擦轮与带传动
第七章：第三节 摩擦无级减速器
第七章摩擦轮与带传动
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
i12
1 2
n1 n2
R2 R1
第七章摩擦轮与带传动
第七章：第三节 摩擦无级减速器
设轮1以ω1转动
i12
1 2
R2 R1
R2由R2max向R2min变化
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
第七章摩擦轮与带传动
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。
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
第七章摩擦轮与带传动
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%
第七章摩擦轮与带传动
第七章 结束
第七章摩擦轮与带传动
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 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
Fa=Fn.sinδ
∵ δ1<δ2
∴ Fa1<Fa2
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
第七章摩擦轮与带传动
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;
第七章摩擦轮与带传动
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 Fn 摩擦力 f.Fn 工作圆周力 Ft
第七章：第二节 摩擦轮传动
第七章摩擦轮与带传动
弹性滑动 摩擦轮在接触面间可能出现的性质不同的滑动
打滑 1．弹性滑动：
4)在干摩擦条件下，吸湿性要小。
第七章：第二节 摩擦轮传动
第七章摩擦轮与带传动
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)
ω2由ω2min向ω2max变化
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
第七章摩擦轮与带传动
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。
i n1 D2
n2 D1(1 )
圆锥摩擦轮传动
i n1 D2 sin 2 n2 D1(1 ) sin (1 ) 第七1章摩擦轮与带传动
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
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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
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。
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
第七章摩擦轮与带传动
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：
(v1 v2) / v1 100%
n1D1 n2D2
601000 601000
n1D1
n1D1 n2 D2 n1D1
60 1000
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
第七章：第二节 摩擦轮传动
第七章摩擦轮与带传动
计算轴、支承
1．圆柱摩擦轮 Fr——径向力——指向轮心
Fr=Fn
Ft——圆周力——主反从同 Ft=f.Fn
第七章：第二节 摩擦轮传动
第七章摩擦轮与带传动
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
第七章摩擦轮与带传动
适用范围很大功率：18~220kw 传动比: 7~ 25
微动装置
第七章：第二节 摩擦轮传动
第七章摩擦轮与带传动
二、法向力的计算
(一)圆柱摩擦轮传动
Fn
k.Ft f
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
Ft
1000P / v
1000P 60 1000
D1n1
Fn
19.1106
kP fD1n1
若取k=1.35,f=0.2，第一个式子，则Fn≈7Ft
∴摩擦轮传动功率第七不章摩擦宜轮与带过传动 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
Fn 19.1106
kP f .Dm1.n1