第八章 摩擦輪傳動(dòng)

1、機(jī)械設(shè)計(jì),第八章,摩 擦 輪 傳 動(dòng),,第一節(jié) 概述 第二節(jié) 摩擦輪傳動(dòng)中的滑動(dòng) 第三節(jié) 摩擦輪傳動(dòng)的類(lèi)型及基本結(jié)構(gòu) 第四節(jié) 摩擦輪的材料選擇 第五節(jié) 摩擦輪傳動(dòng)的計(jì)算 第六節(jié) 摩擦無(wú)級(jí)變速器簡(jiǎn)介,返回章目錄,第一節(jié) 概述,一、摩擦輪傳動(dòng)的工作原理及應(yīng)用,,,,,,摩擦輪傳動(dòng)是由兩個(gè)摩擦輪及壓緊裝置等組成，依靠?jī)赡Σ凛喗佑|面間的切向摩擦力傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。,工作原理是：摩擦輪A 與摩擦輪B 相互壓緊后，在接觸處產(chǎn)生壓緊力Q，當(dāng)

2、主動(dòng)輪A逆時(shí)針回轉(zhuǎn)時(shí)，摩擦力即帶動(dòng)從動(dòng)輪B順時(shí)針回轉(zhuǎn)。,二、摩擦輪傳動(dòng)的特點(diǎn),,,,,,1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易 。,2、過(guò)載時(shí)打滑能夠保護(hù)零件。,3、易于連續(xù)平緩地?zé)o級(jí)變速、具有較大的應(yīng)用范圍。,4、在運(yùn)轉(zhuǎn)中存在滑動(dòng)、傳動(dòng)效率低、傳動(dòng)比不能保持準(zhǔn)確 。,5、結(jié)構(gòu)尺寸較大，作用于軸和軸承上的載荷大、承受過(guò)載和沖擊能力差等缺點(diǎn)，因而只適宜傳遞動(dòng)力不大的場(chǎng)合 。,第二節(jié) 摩擦輪傳動(dòng)的滑動(dòng),接觸區(qū)內(nèi)摩擦力的作用，造成主動(dòng)輪的表層在進(jìn)入接

3、觸區(qū)時(shí)受到壓縮，離開(kāi)接觸區(qū)時(shí)受到拉伸。從動(dòng)輪正好相反。兩摩擦輪的表層都要產(chǎn)生不同程度的切向彈性變形，造成從動(dòng)輪上指定點(diǎn)落后于主動(dòng)輪上對(duì)應(yīng)點(diǎn)的位置，引起的相對(duì)滑動(dòng)叫做彈性滑動(dòng)。彈性滑動(dòng)使得從動(dòng)輪的速度落后于主動(dòng)輪的速度，摩擦輪的磨損和工作表面溫度升高等情況。它是摩擦傳動(dòng)的固有現(xiàn)象，是不可避免的。,,,,,,,一、彈性滑動(dòng),對(duì)于圓柱滾子—平盤(pán)式端面摩擦輪傳動(dòng)和兩頂點(diǎn)不重合的圓錐摩擦輪傳動(dòng)，由于有一定的接觸寬度，在兩輪的接觸線上，只有

4、p點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)）的圓周速度相等，其他各點(diǎn)都有不同程度的速度差，因而兩輪間就要產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，這種由于傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)而引起的滑動(dòng)，稱之為幾何滑動(dòng)。,,,,,,二、打滑和幾何滑動(dòng),摩擦輪傳動(dòng)時(shí)，當(dāng)從動(dòng)輪的阻抗圓周力增大到超過(guò)接觸區(qū)所能產(chǎn)生的最大摩擦力fQ 值時(shí)，全部接觸區(qū)表面將發(fā)生顯著的相對(duì)滑動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為打滑。打滑時(shí)的載荷即為摩擦傳動(dòng)的極限載荷。,摩擦輪傳動(dòng)時(shí)，可能發(fā)生彈性滑動(dòng)，打滑和幾何滑動(dòng)等不同的現(xiàn)象，其中彈性滑動(dòng)是運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中不可避免的

5、，幾何滑動(dòng)則是由傳動(dòng)裝置本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)所決定的，而打滑除了在起動(dòng)、停車(chē)、變速等特殊情況下短暫時(shí)間發(fā)生外，正常工作時(shí)必須要避免。,,,,,,,彈性滑動(dòng)現(xiàn)象將造成從動(dòng)輪的速度損失、傳動(dòng)比不準(zhǔn)確，其中的速度損失程度采用滑動(dòng)率來(lái)表示：,,,,,,,,,當(dāng)忽略彈性滑動(dòng)時(shí)，摩擦輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比：,,當(dāng)需要準(zhǔn)確計(jì)算，考慮彈性滑動(dòng)的影響時(shí)：,,當(dāng)兩輪皆為鋼時(shí)， ? ? 0.2％；當(dāng)兩輪為鋼材對(duì)夾布膠木時(shí)，? ? 1％；當(dāng)兩輪為鋼材對(duì)橡膠時(shí)，? ? 3％。

6、,三、傳動(dòng)比,,主、從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向相反或相同。此種結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單，制造容易，但所需壓緊力較大，宜用于小功率傳動(dòng)的場(chǎng)合。,,,,,一、 圓柱平摩擦輪傳動(dòng),分外切和內(nèi)切兩種。傳動(dòng)比：,,第三節(jié) 摩擦輪傳動(dòng)的類(lèi)型及基本結(jié)構(gòu),,,,,,,其特點(diǎn)是帶有2? 角度的槽，側(cè)面接觸。因此，在同樣壓緊力的條件下，可以增大切向摩擦力，提高傳動(dòng)功率。但易發(fā)熱與磨損，傳動(dòng)效率較低，并且對(duì)加工和安裝要求較高。該傳動(dòng)適用于鉸車(chē)驅(qū)動(dòng)裝置等機(jī)械中。,二、圓柱槽摩擦

7、輪傳動(dòng),,,,,,兩輪錐面相切，可傳遞兩相交軸之間的運(yùn)動(dòng)。,三、圓錐摩擦輪傳動(dòng),當(dāng)兩圓錐角?1＋?2 = 90?時(shí)，其傳動(dòng)比為：,當(dāng)兩圓錐角?1＋?2?90?時(shí)，其傳動(dòng)比為：,,,,,,,用于傳遞兩垂直相交軸間的運(yùn)動(dòng)。其傳動(dòng)比為 ：,四、滾輪圓盤(pán)式摩擦輪傳動(dòng),式中r為滾輪的半徑；a為滾輪與摩擦盤(pán)的接觸點(diǎn)到軸3的距離。,,,,,,,,用于傳遞兩任意角度相交軸間的運(yùn)動(dòng)。其傳動(dòng)比為 ：,五、滾輪圓錐式摩擦輪傳動(dòng),式中r為滾輪的半徑；a為滾輪2

8、與摩擦錐的接觸點(diǎn)p到摩擦錐底端q點(diǎn)間的距離；R為摩擦錐底端的半徑。,,,,,,,,,第四節(jié) 摩擦輪的材料選擇,一、選材要求 摩擦輪的材料應(yīng)滿足如下要求：,,1、具有較大的彈性模量以減少?gòu)椥曰瑒?dòng)和功率損耗；,2、具有較大的摩擦系數(shù)，能提供更大的摩擦力，提高傳動(dòng)能力 ；,3、接觸疲勞強(qiáng)度高；,4、耐磨性能好，延長(zhǎng)工作壽命；,5、 對(duì)溫度、濕度敏感性小。,,,,,,二、摩擦輪材料的配對(duì),,1、淬火鋼—淬火鋼 強(qiáng)度高，適用于高速

9、運(yùn)轉(zhuǎn)和要求結(jié)構(gòu)緊湊的摩擦輪傳動(dòng)中。可以在油池中或干燥的狀態(tài)下使用。,2、淬火鋼 — 鑄鐵 強(qiáng)度較高，可以在油池中或干燥的狀態(tài)下使用。,3、鋼—夾布膠木、塑料具有較大的摩擦系數(shù)和中等的強(qiáng)度，通常在干燥狀況下使用。,4、鋼—木材、皮革、 橡膠 雖然具有較大的摩擦系數(shù)但強(qiáng)度很低，通常用于小功率的傳動(dòng)中。,,,,,,第五節(jié) 摩擦輪傳動(dòng)的計(jì)算,摩擦輪傳動(dòng)的計(jì)算步驟是：首先選定傳動(dòng)型式和摩擦輪材料副，然后通過(guò)強(qiáng)度計(jì)算定出摩擦輪

10、的主要尺寸，最后進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。,一、圓柱摩擦輪傳動(dòng)的失效形式,2、表面點(diǎn)蝕,1、打滑,3、表面磨損,二、摩擦輪傳動(dòng)的計(jì)算 計(jì)算公式見(jiàn)表8—2。,,,,,,第六節(jié) 摩擦無(wú)級(jí)變速器簡(jiǎn)介,如圖所示，當(dāng)主動(dòng)輪1以轉(zhuǎn)速n1回轉(zhuǎn)時(shí)，靠摩擦力的作用帶動(dòng)從動(dòng)輪2以轉(zhuǎn)速n2回轉(zhuǎn)。在節(jié)點(diǎn)p處，兩輪的圓周速度相等，故其傳動(dòng)比i12=n1/n2=r2/ r1。如果主動(dòng)輪沿著O1-O1軸改變自己的位置，也就改變了從動(dòng)輪的工作半徑r2

11、，從而也就改變了從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速n2。主動(dòng)輪在軸O1-O1上連續(xù)任意的移動(dòng)，故可以在一定范圍內(nèi)無(wú)級(jí)的改變n2的值，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速 。,,一、摩擦無(wú)級(jí)變速原理,,,,,,,二、常見(jiàn)摩擦無(wú)級(jí)變速的形式,1、按摩擦輪形狀分,互相垂直； 互相平行； 同軸； 任意。,圓盤(pán)式； 圓錐式； 球面式。,2、按兩摩擦輪軸線相互位置分,,,,,,三、常用摩擦無(wú)級(jí)變速裝置,1、滾輪平盤(pán)式無(wú)級(jí)變速裝置,這種結(jié)構(gòu)型式的無(wú)級(jí)變速裝置，傳遞相交

12、軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，可實(shí)現(xiàn)升速或降速傳動(dòng)，可以逆轉(zhuǎn)，并且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便等特點(diǎn)。但傳動(dòng)存在較大的相對(duì)滑動(dòng)，磨損嚴(yán)重等缺點(diǎn)。,,,,,,這種結(jié)構(gòu)用于相同軸線的無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)，可以用作升速或降速傳動(dòng)；主、從動(dòng)軸位置可調(diào)換實(shí)現(xiàn)對(duì)稱調(diào)速。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)平穩(wěn)，相對(duì)滑動(dòng)小，結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)，而且具有傳遞恒定功率的特性。,2、鋼球外錐輪式無(wú)級(jí)變速裝置,,,,,,這種結(jié)構(gòu)型式為同軸線傳動(dòng)，可以用作升速和降速傳動(dòng)，具有傳遞恒定功率的特性。,