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
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。
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
摩擦轮传动
：主动轮转速，
：从动轮转速，
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
因此：两摩擦轮的转速之比等于它们直径的反比。
：主动轮直径
：从动轮直径境中工作。
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。
课题
摩擦轮传动
课型
复习
授课日期
授课时数
第3、4课时
教学目标
1、熟悉摩擦轮传动传动类型，传动特点和应用场合
2.掌握摩擦轮的工作原理，传动比
教学重点
摩擦轮的工作原理，传动比，传动类型
教学难点
摩擦轮传动的工作原理
板书设计
第一章摩擦传动
第一节摩擦轮传动的类型及应用特点
一、摩擦轮传动的工作原理和传动比
1、概念：
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
教学程序
教学内容
教学方法与
教学手段
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
中职机械基础教案：摩擦轮传动
中等专业学校2023-2024-1教案教学内容中心距较近，传动比不准确，效率低，打滑有安全保护作用，传动平稳，无级变速。
5.主要参数(1)传动比i12=n1n2=D2D1(2)圆周线速度圆周线速度v=(3)中心距外接式a= 内接式a=（二）课堂探析【问题1】图示为滚子平盘式机械无级变速机构，请回答下列问题：(1)该传动为____传动，依靠两轮之间的_______来传递运动和动力。
两轮之间是_____接触的___副。
(2)要使其正常传动，__轮面要衬上较软物质，并使_________大于______。
(3)图示位置时，传动比为________，可通过改变_____，从而改变______。
(4)____轮转速是无级变化的，A、B两点的转速中，__点的较大【问题2】一对外接圆柱摩擦轮传动，已知主动轮D1=100mm，n1=500r/min,传动比=2。
求：（1）D2，n2 （2）摩擦轮的圆周线速度v.解答：略教学内容（四）巩固练习1.1-5所示为摩擦压力机,轮1 为主动轮,已知其转速为800 r/min,转向向下,与轮2相连螺杆的旋向为右旋,导程为 2 mm,试回答下列问题:(1)图示轮2的转为,螺杆的移动方向为。
若要改变螺杆的移动方向，则轮1应向移动。
(2)轮2的最大转速r/min,螺杆的最小移动速度为m/s。
(3)该机构是通过改变的接触半径在范围内改变从动轮转速的。
(4)为了保证轮1和轮2正常传动,必须满足(5)轮2在A点时的传动比(填“大于”或“小于”)在B点时的传动比。
(6)与该机构中螺旋传动应用形式相同的实例有_ 和。
六、课后练习完成配套单招导复案相关练习。
板书设计摩擦轮传动（复习）一、知识清单1.摩擦轮传动的工作原理2.打滑3.增大摩擦力方法4.摩擦轮传动的特点5.主要参数二、课堂探析三、拓展训练四、拓展训练教后札记。
摩擦轮传动
四、摩擦轮传动的传动效率及其影响因素 摩擦轮传动中的功率损失主要包括： 1、滚动摩擦损失 接触面间的摩擦损失 2、弹性滑动损失 3、轴承损失 对于槽摩擦轮传动接触面还有几何滑动损失。 在其他条件相同时，轮面材料的弹性模量越低，接 触面间的损失就越大。 要提高摩擦轮传动的效率可以从结构设计与材料选 择两方面着手。
摩擦轮传动的应用
常用于摩擦压力机、摩擦离合器、制动器、 机械无级变速器及仪器的传动机构中。
摩擦轮传动中的滑动
1、弹性滑动和打滑 两摩擦轮受压后，在接角处由 于材料的弹性变形而被压出一 小平面，在主动轮上，接触区 的变形由压缩变为拉伸，而在 从动轮上，接触区的变形由拉伸 变为压缩，使两轮间产生相对滑动，这种由于材料 的弹性变形而产生的滑动称为弹性滑动。
增大摩擦力的途径
1、增大正压力 增大正压力可在摩擦轮上装置弹簧或其他施力装 置。这种方法会增加轴与轴承上的载荷，导致增 大传动件的尺寸，使机构笨重。 2、增大摩擦系数 通常将其中一个摩擦轮用钢或铸铁材料制造，另一 个摩擦轮的工作表面粘上一层石棉、皮革、橡胶 布、塑料或纤维等。轮面较软的应做主动轮，以避 免传动中产生打滑而使从动轮的轮面遭受局部磨损 而影响传动质量。
打滑：当所需传递的圆周力增大至超过最大摩擦力 时，全部接触面将产生滑动，这时就称为打滑。
弹性滑动使使两轮接触表面的速度不相等，从动轮 的速度落后于主动轮的速度，滑动率（速度损失 率）为： =（V1-V2）/V1 弹性滑动在使摩擦轮传动产生速度损失的同时，还 导致功率损失。摩擦轮材料的弹性模量越低，这两 项损失将越大。 弹性滑动可通过用高弹性模量材料制造轮面来减 轻，但不能完全根除。
摩擦传动的传动比和压紧力
1、传动比
2、压紧力Q
i
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。
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1基本信息
中文名称：摩擦轮传动英文名称：friction wheel drive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
利用两个或两个以上互相压紧的轮子间的摩擦力传递动力和运动的机械传动。
摩擦轮传动可分为定传动比传动和变传动比传动两类。
传动比基本固定的定传动比摩擦轮传动摩擦轮传动
，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≠ 9 0°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97 98%）；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。