《摩擦轮传动》PPT课件.ppt

第十一章 摩擦轮传动, 熟练掌握摩擦轮传动的工作原理和传动比的计算及摩擦轮传动的特点。 了解摩擦轮传动的类型和应用场合。,教学要求,知识链接,传动链形式,常用传动类型,传动的作用,一种在距离间传递能量并兼实现某些其他作用的装置,第十一章 摩擦轮传动,摩擦轮传动中的滑动,概述,摩擦轮传动的类型及基本结构,摩擦轮的材料选择,摩擦轮传动的计算,一、摩擦轮传动的工作原理,11-1 概 述,从动轮,主动轮,机架,1 机构组成 由两个摩擦轮及压紧装置等组成，它依靠两摩擦轮接触面间的切向摩擦力传递运动和动力。,2 工作原理,摩擦轮A 与摩擦轮B 相互压紧后，在接触处产生压紧力Q，当主动轮A逆时针回转时，摩擦力即带动从动轮B顺时针回转。最简单的是两轴平行的摩擦轮传动。,n1,从动轮(带滑块),主动轮,机架,主动轮顺时针转动时，由法向力Fn在接触处产生阻止主动轮转动的摩擦力Ft；相应地从动轮上受到Ft地反作用力Ft；当Ft足够大时，从动轮开始旋转。,二、摩擦轮传动的特点,1、结构简单、制造容易 。,2、过载时打滑能够保护零件。,3、易于连续平缓地无级变速、具有较大的应用范围。,4、在运转中存在滑动、传动效率低、传动比不能保持准确 。,5、结构尺寸较大，作用于轴和轴承上的载荷大、承受过载和冲击能力差等缺点，因而只适宜传递动力不大的场合 。,接触区内摩擦力的作用，造 成主动轮的表层在进入接触区时 受到压缩，离开接触区时受到拉 伸。从动轮正好相反。 两轮接触由于材料的弹性变形 而产生的相对滑动称为弹性滑动。 摩擦轮接触处的表面弹性变形从入口处开始，到出口处结束，这是个渐变的过程。 弹性滑动使得从动轮的速度落后于主动轮的速度，摩擦轮的磨损和工作表面温度升高等情况。它是摩擦传动的固有现象，是不可避免的。,一、弹性滑动,11-2 摩擦轮传动的滑动,对于圆柱滚子平盘式端面摩擦轮传动和两顶点不重合的圆锥摩擦轮传动，由于有一定的接触宽度，在两轮的接触线上，只有p点（节点）的圆周速度相等，其他各点都有不同程度的速度差，因而两轮间就要产生相对滑动，这种由于传动的结构特点而引起的滑动，称之为几何滑动。,二、打滑和几何滑动,摩擦轮传动时，当从动轮的阻抗圆周力增大到超过接触区所能产生的最大摩擦力fQ 值时，全部接触区表面将发生显著的相对滑动，这种现象称为打滑。 打滑时的载荷即为摩擦传动的极限载荷。,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，而打滑会引起摩擦力表面严重磨损，降低传动寿命, 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。,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：,三、传动比,如图所示的摩擦轮传动中，如果两摩擦轮在接触处P点没有相对滑移，则两轮在P点的线速度相等。即：,其中:,则:,当忽略弹性滑动时，摩擦轮传动的传动比：,当需要准确计算，考虑弹性滑动的影响时：,当两轮皆为钢时， 0.2；当两轮为钢材对夹布胶木时， 1；当两轮为钢材对橡胶时， 3。,式中: n1 主动轮转速，r/min n2从动轮转速，r/min,一、 圆柱平摩擦轮传动,分外切和内切两种。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。传动比：,11-3 摩擦轮传动的类型及基本结构,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。,二、圆柱槽摩擦轮传动,两轮锥面相切，可传递两相交轴之间的运动。,三、圆锥摩擦轮传动,当两圆锥角12 = 90时，其传动比为：,当两圆锥角12 90时，其传动比为：,外接圆锥式,内接圆锥式,用于传递两垂直相交轴间的运动。其传动比为 ：,四、滚轮圆盘式摩擦轮传动,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。,用于传递两任意角度相交轴间的运动。其传动比为 ：,五、滚轮圆锥式摩擦轮传动,式中r为滚轮的半径；a为滚轮2与摩擦锥的接触点p到摩擦锥底端q点间的距离；R为摩擦锥底端的半径。,一、选材要求 摩擦轮的材料应满足如下要求：,1、具有较大的弹性模量以减少弹性滑动和功率损耗；,2、具有较大的摩擦系数，能提供更大的摩擦力，提高传动能力 ；,3、接触疲劳强度高；,4、耐磨性能好，延长工作寿命；,5、 对温度、湿度敏感性小。,11-4 摩擦轮的材料选择,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。,4、钢木材、皮革、 橡胶 虽然具有较大的摩擦系数但强度很低，通常用于小功率的传动中。,常用材料副,摩擦轮传动的计算步骤是：首先选定传动型式和摩擦轮材料副，然后通过强度计算定出摩擦轮的主要尺寸，最后进行合理的结构设计。,一、圆柱摩擦轮传动的失效形式,2、表面点蚀:高的交变接触应力导致工作表面疲劳点蚀和表面压溃。,1、打滑:过载、压紧力的改变和摩擦系数减小，导致打滑，使轮面产生局部磨损与烧伤。,3、表面磨损: 高压紧力作用下高速运转，导致摩擦面间瞬时温度升高，轮面产生