摩擦轮传动
第1章_摩擦轮传动
（2）传动中的打滑：摩擦力矩小于阻力力矩， 主动轮不能带动传动轮，两轮面接触处在传动中 会出现相对滑移现象。 （3）影响及消除：
弹性滑动传动轮速度低于主动轮速度，选较大的弹性模 量，不能消除。
打滑致使从动轮的轮面遭受局部磨损而影响传动质量 ， 应避免。
1.2.2 分类
两轴平行的摩擦轮传动
两轴相交的摩擦轮传动
1.3 摩擦无级变速器
无级调速：在一定传动比范围内能线性的调节传动比 ， 摩擦式机械无级变速器是由变速机构、调速机构以及 加压装置或输出机构三部分组成的一种传动装置 。
理论传动比：
n1 r2 d 2 i12 n2 r1 d1
法向力Fn可以分解为径向力Fr和轴向力Fa Fr1 Fn cos1 Fa1 Fn sin 1
Fa 2 Fn sin 2
方向：径向力指向轮心；轴向力永远背向锥顶 圆周力主动轮上与回转方向相反； 从动轮上与回转方向相同 当中心线相交并垂直时： 主动轮径向力等于从传动轮轴向力； 从动轮径向力等于主动轮轴向力 由于 1 2 得出Fa1 Fa 2，要获得同样大小的法向 力，可移动小轮
KM fr2
得出： Q
摩擦轮宽度B
2r1 B
Q [q]Байду номын сангаас
[q]---轮面接触线长度的许用载荷
2、圆锥摩擦轮传动： （1）传动比为： i 1 n1 sin 2 12
2
n2
sin 1
（2）作用载荷：作用在轴上的载荷为圆周力Ft和 接触面间的法向力Fn ，
Fr 2 Fn cos 2
外接圆柱式和内接圆柱式
外接圆锥式和内接圆锥式
第八章 摩擦轮传动
摩擦轮同的现象，其中弹性滑动是运转过程中不可 避免的，几何滑动则是由传动装置本身的结构特点所 决定的，而打滑除了在起动、停车、变速等特殊情况 下短暂时间发生外，正常工作时必须要避免。
三、传动比 弹性滑动现象将造成从动轮的速度损失、传动比 不准确，其中的速度损失程度采用滑动率来表示：
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 ：
n1 a i n2 r
轴3的距离。
a
式中r为滚轮的半径；a为滚轮与摩擦盘的接触点到
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 ：
n1 R a sin i n3 r
式中r为滚轮的半径；a为滚轮2与摩擦锥的接触点p
二、常见摩擦无级变速的形式 1、按摩擦轮形状分 圆盘式； 圆锥式； 球面式。 2、按两摩擦轮轴线相互位置分 互相垂直； 互相平行； 同轴； 任意。
三、常用摩擦无级变速装置 1、滚轮平盘式无级变速装置 这种结构型式的 无级变速装置，传 递相交轴的运动和 动力，可实现升速 或降速传动，可以 逆转，并且具有结 构简单，制造方便 等特点。但传动存 在较大的相对滑动，磨损严重等缺点。
4、宽V带式无级变速传动 这种结构为平行轴 传动，可以用作升速 或降速传动；同时， 主、从动轮位置可以 互换，实现对称调速。 具有传递恒定功率的 特性，但结构尺寸较 大。
本章结束
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：
n1 R2 i 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。
第1章_摩擦轮传动解读
1.3 摩擦无级变速器
无级调速：在一定传动比范围内能线性的调节传动比 ， 摩擦式机械无级变速器是由变速机构、调速机构以及 加压装置或输出机构三部分组成的一种传动装置 。
理论传动比：
n1 r2 d 2 i12 n2 r1 d1
n1 D2 i12 n2 D1
考虑弹性滑动率ε，则实际传动比：
n1 r2 i12 n2 r1 1
四、摩擦轮传动特点： (1)传动中的弹性滑动：实际正常工作中，由于 摩擦力的作用，摩擦轮在接触点两侧的弹性变 形量不一样，即主动轮上的表层金属在接触区 由压缩逐渐变为伸长，而从动轮上对应的表层 金属，则由伸长逐渐变为压缩，所以两轮接触 面间就产生了相对滑动，这种由于材料弹性变 形而产生的滑动，称为弹性滑动。
应大于或等于带动从动轮回转所需的工作圆周力
fFn Ft
打滑：摩擦力矩小于阻力矩时，两轮面接触处 在传动中会出现相对滑移的现象
消除打滑的措施： 1.增大正压力（安弹簧或其他施力装置） 2.增大摩擦系数（粘上一层石棉，皮革，橡胶布， 塑料或纤维材料等）
1.2 摩擦轮传动设计
三.传动比 理论计算：
外接圆柱式和内接圆柱式
外接圆锥式和内接圆锥式
1.2.3 材料
要求：弹性模量大、摩擦系数大、耐磨
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 下使用。 强度较高，可以在油池中或干燥的状态
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。
法向力Fn可以分解为径向力Fr和轴向力Fa Fr1 Fn cos1 Fa1 Fn sin 1
第八章摩擦轮传动
n2 R1(1 )
三、圆锥摩擦轮传动 两轮锥面相切，可传递
两相交轴之间的运动。
当两圆锥角1＋290
时，其传动比为：
i n1 1 sin 2 n2 1 sin 1
当两圆锥角1＋2 = 90
时，其传动比为：iFra bibliotekn1 n2
1
1
sin 2 sin(90 0 2 )
tan 2 1
摩擦轮传动时，可能发生弹性滑动，打滑和几何 滑动等不同的现象，其中弹性滑动是运转过程中不可 避免的，几何滑动则是由传动装置本身的结构特点所 决定的，而打滑除了在起动、停车、变速等特殊情况 下短暂时间发生外，正常工作时必须要避免。
三、传动比 弹性滑动现象将造成从动轮的速度损失、传动比
不准确，其中的速度损失程度采用滑动率来表示：
一、圆柱摩擦轮传动的失效形式
1、打滑
2、表面点蚀
3、表面磨损 二、摩擦轮传动的计算
计算公式见表8—2。
第六节 摩擦无级变速器简介
一、摩擦无级变速原理
如图所示，当主动轮1以转速n1回转时，靠摩擦力的作 用带动从动轮2以转速n2回转。在节点p处，两轮的圆 周速度相等，故其传动比i12=n1/n2=r2/ r1。如果主动轮 沿着O1-O1轴改变自己的位 置，也就改变了从动轮的工
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。
无级变速带和摩擦轮传动1 (2)
无级变速带和摩擦轮传动摩擦轮传动一、工作原理和设计方法摩擦轮传动是靠摩擦力来传递两轴间的运动和动力。
最简单的摩擦轮传动是由两个相互压紧的圆柱平摩擦轮组成的。
主动轮依靠摩擦力带动从动轮回转。
传动的过程中应保证两轮面的接触处要有足够大的摩擦力，从而使主动轮产生的摩擦力矩足以克服从动轮上的阻力矩。
若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”，从而使摩擦轮不能传动运动和动力。
二、常见的类型及参数假设轮面间的法向压力为F N,则其摩擦力为F f=fF N。
则摩擦轮能正常工作的条件是fF N≥F t设计的时候用fF N=KF t式中：f——摩擦系数；K——载荷系数，对动力传动K=1.25～1.5,对仪器传动K=2～3：F t——摩擦轮传递的名义圆周力，N，F t=2000T1/d1，T1为主动轮上的转矩（N·m），d1为主动轮直径（mm）。
圆柱槽摩擦轮传动的工作侧面是锥面接触，在压紧力F Q相同的情况下，其传递的圆周力比平磨擦轮大，即F t≤2fF N z，而F Q/z=2F N sinβ，所以KF t=F Q f/sinβ=F Q f v式中，z——圆柱槽摩擦轮的接触槽数；f v——当量摩擦系数，一般条件下β=12°～18°，则f v≈4f。
三、失效形式摩擦轮传动的失效形式为打滑和过度磨损（非金属材料）或表面疲劳点蚀（金属材料）。
防止打滑的措施是保证有足够的摩擦力（压紧力）。
为防止表面疲劳点蚀，应进行表面接触疲劳强度计算；为保证有一定的磨损寿命，应按轮面单位长度的载荷进行条件性计算。
四、特点及应用场合摩擦轮传动的特点包括：①结构简单，传动平稳无噪声；②过载时可打滑，能防止机器中更重要的零件损坏；③轮面间存在滑动，不能保证准确的传动比；④传动效率低；⑤轮廓尺寸较齿轮传动大，而且由于两轮必须压紧，故使轴和轴承受力很大。
因此，摩擦轮传动不能应用于传动比要求准确的场合，传递功率不宜过大（一般不超过20Kw）。
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
摩擦轮传动原理(一)
摩擦轮传动原理(一)摩擦轮传动简介•定义：摩擦轮传动是一种利用两个相互接触的摩擦轮传递力和转矩的机械传动装置。
•特点：摩擦轮传动具有结构简单、传动效率高、动力传递平稳等特点，被广泛应用于各种机械设备中。
原理•摩擦轮传动的原理是借助摩擦力实现两个轮子之间的力和转矩的传递。
•摩擦轮传动的核心是两个摩擦轮之间存在一定的摩擦力，当一个轮子被驱动转动时，摩擦力会使另一个轮子跟随转动。
结构和工作原理•摩擦轮传动一般由两个相互接触的摩擦轮和压紧装置组成。
•工作时，一个摩擦轮通过外力（如电动机）驱动转动，引起另一个摩擦轮跟随转动。
•轮子之间通过压紧装置施加一定的压力，使两个轮子之间的接触面摩擦力增大，从而提高传递力和转矩的能力。
•为了减小摩擦力和提高传动效率，摩擦轮通常采用硬质材料制造，并在接触面上涂覆一层摩擦系数较大的材料。
优势与应用•优势：–结构简单，制造成本低。
–传动效率高，转矩传递平稳。
–适用于各种场合，传动力和转矩范围广泛。
•应用：–汽车传动系统：摩擦轮传动常用于汽车离合器、变速器等部位，实现驱动动力的传输。
–机床传动系统：摩擦轮传动被广泛应用于机床的进给和主轴传动系统，可以满足高速、高扭矩的需求。
–工程机械：摩擦轮传动常用于挖掘机、装载机等工程机械的转向和变速传动系统。
–家用电器：摩擦轮传动也常见于家用电器中，如风扇、搅拌机等。
总结摩擦轮传动作为一种常见的机械传动装置，利用摩擦力实现力和转矩的传递。
它具有结构简单、传动效率高和动力传递平稳等优势，在各行各业得到广泛应用。
通过不断的创新和改进，摩擦轮传动将在未来继续发挥重要作用，推动各种机械设备的进步和发展。
摩擦轮传动的发展历程•19世纪末，汽车的诞生催生了对传动系统的需求。
摩擦轮传动作为一种简单可靠的传动方式，被应用于早期汽车的离合器和变速器上。
•20世纪初，随着工业的快速发展，摩擦轮传动在机床和工程机械领域得到广泛应用。
传统的皮带传动由于容易打滑、调整困难等问题，逐渐被摩擦轮传动所取代。
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
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制作者：
滚子平盘式无级变速机构
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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。
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制作者：
二、带传动的基本知识
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制作者：
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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)
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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
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制作者：
（一）带传动的类型、特点及应用
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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。
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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。
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摩擦轮传动
1基本信息
中文名称：摩擦轮传动英文名称：frictionwheeldrive定义：利用
两轮直接接触并压紧而产生摩擦力来实现动力传递的机械传动。
应用学科：机械工程（一级学科）；传动（二级学科）；其他机械传动（二级学科）2相关详情
，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要求方面
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。
常用摩擦传动机构的结构形式主要有：圆柱平摩擦、圆柱槽摩擦、圆
锥摩擦、滚轮圆盘摩擦、滚轮圆锥摩擦等类型
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压紧力较圆柱平摩擦传
动机构小，当β=15°时，约为平摩擦传动机构的30%。
但这种机构易发
热与磨损，故效率较低，对加工和安装要求较高。
该机构适用于铰车驱动
装置等机械中。
3．圆锥摩擦可传动两相交轴之间的运动，两轮锥面相切。
当两圆锥
角δ1+δ2≠90°时，其传动比为，当δ1+δ2=90°时，其传动比为。
此种形式结构简单，易于制造，但安装要求较高。
常用于摩擦压力机中。
4．滚轮圆盘式摩擦传动机构滚轮圆盘式摩擦传动机构用于传递两垂
直相交轴间的运动。
盘形摩擦轮装在轴1上，滚轮装在轴3上，并可沿轴
3上的花键移动。
传动比为，式中，r为滚轮的半径；a为滚轮与摩擦盘
的接触点到轴1的距离。
此种形式压紧力较大，易发热和磨损。
如果将滚
轮制成鼓形，可减小几何滑动。
如果轴向移动滚轮，可实现正反向无级变速。
常用于摩擦压力机中5．滚轮圆锥式摩擦传动机构滚轮圆锥式摩擦传
动机构的滚轮绕轴3转动，并可在轴3的花键上移动。
轴3与轴1间的夹
角为γ，其值等于摩擦轮的半锥角。
轴1与轴3的传动比为，式中，r为
滚子半径；a为滚轮2与摩擦锥b的接触点K到摩擦锥底端D点间的距离；
R为摩擦锥底端到1轴轴线间的半径。
该机构兼有圆柱和圆锥摩擦轮的特点，可用于无级变速的机构中。
种类：带传动，链传动，轴传动，齿轮传动，蜗杆涡轮传动，摩擦轮传动，螺旋传动，液压传动，气压传动。
带传动一般有以下特点：
1．带有良好的饶性，能吸收震动，缓和冲击，传动平稳噪音小。
2．当带传动过载时，带在带轮上打滑，防止其他机件损坏，起到过载保护作用。
3．结构简单，制造，安装和维护方便；
4．带与带轮之间存在一定的弹性滑动，故不能保证恒定的传动比，传动精度和传动效率较低。
5．由于带工作时需要张紧，带对带轮轴有很大的压轴力。
6．带传动装置外廓尺寸大，结构不够紧凑。
7．带的寿命较短，需经常更换。
由于带传动存在上述特点，故通常用与中心距较大的两轴之间的传动传递功率一般不超过50KW。
链传动兼有带传动和齿轮传动的特点。
主要优点：与摩擦型带传动相比，链传动无弹性滑动和打滑现象，因而能保持准确的传动比（平均传动比），传动效率较高（润滑良好的链传动的效率约为9798%）；又因链条不需要象带那样张得很紧，所以作用在轴上的压轴力较小；在同样条件下，链传动的结构较紧凑；同时链传动能在温度较高、有水或油等恶劣环境下工作。
与齿轮传动相比，链传动易于安装，成本低廉；在远距离传动时，结构更显轻便。
主要缺点：运转时不能保持恒定传动比，传动的平稳性差；工作时冲
击和噪音较大；磨损后易发生跳齿；只能用于平行轴间的传动。
链传动主要用在要求工作可靠,且两轴相距较远,以及其他不宜采用齿
轮传动的场合。
齿轮传动的特点
1)效率高在常用的机械传动中，以齿轮传动效率为最高，闭式传动效
率为96%~99%，这对大功率传动有很大的经济意义。
2）结构紧凑比带、链传动所需的空间尺寸小。
3)工作可靠、寿命长设计制造正确合理、使用维护良好的齿轮传动，
工作十分可靠，寿命可长达一二十年，这也是其它机械传动所不能比拟的。
这对车辆及在矿井内工作的机器尤为重要。
4)传动比稳定传动比稳定往往是对传动性能的基本要求。
齿轮传动获
得广泛应用，正是由于其具有这一特点。
但是齿轮传动的制造及安装精度要求高，价格较贵，且不宜用于传动
距离过大的场合。
滚珠丝杆的主要优点有：
（1）滚动摩擦系数小，传动效率高，其效率可达90%以上，摩擦系
数f=0.002～0.005；
（2）摩擦系数与速度的关系不大，故起动扭矩接近运转扭矩，工作
较平稳；（3）磨损小且寿命长，可用调整装置调整间隙，传动精度与刚
度均得到提高；（4）不具有自锁性，可将直线运动变为回转运动。
滚珠
丝杆的缺点有：（1）结构复杂，制造困难；
（2）在需要防止逆转的机构中，要加自锁机构；（3）承受能力不如滑动螺旋传动大。