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摩擦轮传动和带传动1-1 摩擦轮传动一、摩擦轮传动的工作原理和传动比1.摩擦轮传动工作原理 摩擦轮传动是利用两轮直接接触所产生的摩擦力来传递运动和动力的一种机械传动。图1la所示为最简单的摩擦轮传动，由两个相互压紧的圆柱形摩擦轮组成。在正常传动时，主动轮依靠摩擦力的作用带动从动轮转动，并保证两轮面的接触处有足够大的摩擦力，使主动轮产生的摩擦力矩足以克服从动轮上的阻力矩。如果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”。 增大摩擦力的途径，一是增大正压力，二是增大摩擦因数。增大正压力可以在摩擦轮上安装弹簧或其他的施力装置 (图12a)。但这样会增加作用在轴与轴承上的载荷，导致增大传动件的尺寸，使机构笨重。因此，正压力只能适当增加。增大摩擦因数的方法，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。 2.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。对于摩擦轮传动，其传动比就是主动轮转速与从动轮转速的比值。传动比用符号i表示，表达式为 (1-1) 式中 nl主动轮转速，r/min; nz 从动轮转速，r/min。 如图1la所示，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v1=v2。 因为 v1 = ( ) v2 = ( ) 所以 或 由此可知:两摩擦轮的转速之比等于它们直径的反比。与式 (1-1) 比较，得 （1-2） 式中 主动轮直径，mm; 从动轮直径，mm 二、摩擦轮传动的特点 与其他传动相比较，摩擦轮传动具有下列特点: 1结构简单，使用维修方便，适用于两轴中心距较近的传动。 2传动时噪声小，并可在运转中变速、变向。 3过载时，两轮接触处会产生打滑，因而可防止薄弱零件的损坏，起到安全保护作用。 4在两轮接触处有产生打滑的可能，所以不能保持准确的传动比。 5传动效率较低，不宜传递较大的转矩，主要适用于高速、小功率传动的场合。 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可分为两轴平行和两轴相交两类。 1.两轴平行的摩擦轮传动 两轴平行的摩擦轮传动，有外接圆柱式摩擦轮传动 (图1-1a)和内接圆柱式摩擦轮传动 (图1-1b)两种。前者两轴转动方向相反，后者两轴转动方向相同。 2.两轴相交的摩擦轮传动 两轴相交的摩擦轮传动，其摩擦轮多为圆锥形,并有外接圆锥式 (图1-2a)和内接圆锥式 (图1-2b)两种。此外，还有圆柱圆盘式结构，如图1-3所示。圆锥形摩擦轮安装时，应使两轮的锥顶重合，以保证两轮锥面上各接触点处的线速度相等。 图1-3所示为滚子平盘式机械无级变速机构的示意图。当动力源带动轴I上的滚子1以恒定的转速nl回转时，因滚子紧压在平盘2上，靠摩擦力的作用，使平盘转动并带动从动轴以转速n2回转,假定滚子与平盘接触线AB的中点C处无相对滑移，为纯滚动，则滚子与平盘在点C处的线速度相等，可得 V1C=V2C 即 所以从动轴的转速为 传动比为 1.V带的结构和类型 V带是横截面为等腰梯形或近似为等腰梯形的传动带，其工作面为两侧V带的结构分为帘布结构和线绳结构两种(图110)。两种结构均由伸张层、强力层、压缩层和包布层组成。伸张层和压缩层在V带与带轮接触工作时因弯曲而分别被伸张和压缩，这两层材质一般为胶料。 式中 滚子半径，mm; 滚子素线中点到从动轴轴线的距离，mm。 若将滚子1沿平盘2表面作径向移动，改变 ，从动轴的转速 随之改变。由于 可在一定范围内任意改变，所以轴可以获得无级变速。 直接接触的摩擦轮传动一般应用于摩擦压力机、摩擦离合器、制动器、机械无级变速器及仪器的传动机构等场合。 1-2 带 传 动 一、带传动的工作原理和传动比 带传动是由带和带轮组成传递运动和 (或)动力的传动，分摩擦传动和啮合传动两类。 属于摩擦传动类的带传动有平带传动、V带传动和圆带传动 (图1-4a，b，c);属于啮合传动类的带传动有同步带传动 (图1-4d)。 带传动是一种常用的机械传动，广泛应用在金属切削机床、输送机械、农业机械、纺织机械、通风机械等。常用的带传动有V带传动和平带传动。 1.带传动的工作原理 带传动是利用带作为中间挠性件，依靠带与带轮之间的摩擦力或啮合来传递运动和 (或)动力的。如图1-4所示，把一根或几根闭合成环形的带张紧在主动轮 和从动轮 上，使带与两带轮之间的接触面产生正压力 (或使同步带与两同步带轮上的齿相啮合)，当主动轴 带动主动轮 回转时，依靠带与两带轮接触面之间的摩擦力 (或齿的啮合)便从动轮 带动从动轴 回转，实现两轴间运动和 (或)动力的传递。 2带传动的传动比 带传动的传动比i就是带轮角速度之比，或带轮的转速之比，用公式表示为 （1-3） 式中 主动轮的角速度， 从动轮的角速度， 二、平带传动 平带传动是由平带和带轮组成的摩擦传动，带的工作面与带轮的轮缘表面接触。 1.平带传动的形式 (1)开口传动 开口传动是带轮两轴线平行、两轮宽的对称平面重合、转向相同的带传动 (图1-5)。这种形式在平带传动中应用最为广泛。 (2)交叉传动 交叉传动是带轮两轴线平行、两轮宽的对称平面重合、转向相反的带传动 (图1-6)。这种形式在平带传动中应用也较广泛。 (3)半交叉传动 半交叉传动是带轮两轴线在空间交错的带传动，交错角度通常为90(图1-7)。 (4)角度传动 角度传动是带轮两轴线相交的带传动 (图1-8)。 2.平带传动的主要参数 (1)包角a 包角a是指带与带轮接触弧所对的圆心角，如图1-4所示。包角的大小，反映带与带轮轮缘表面间接触弧的长短。包角越小，接触弧长越短，接触面间所产生的摩擦力总和也就越小。为了提高平带传动的承载能力，包角就不能太小，一般要求包角a150。由于大带轮上的包角总是比小带轮上的包角大，因此只须验算小带轮上的包角是否满足要求即可，小带轮包角 的计算方法如下: 开口传动 (1-4) 交叉传动 (1-5) 半交叉传动 (1-6) 式中 : 小带轮直径， mm; : 大带轮直径，mm ; a : 中心距，mm. (2)带长L 平带的带长是指带的内周长度，其计算方法如下 开口传动 (1-7) 交叉传动 (1-8) 半交叉传动 (1-9) 在实际使用中，按上式计算所得带长还须考虑平带在带轮上的张紧量、悬垂量 (中心距较大时)和平带的接头量。 (3)传动比 在不考虑传动中的弹性滑动时，平带传动的传动比可用从动轮和主动轮直径之比计算，即 (1-10) 受小带轮的包角和带传动外廓尺寸的限制，平带传动的传动比i5。 (4)平带传动主要参数计算举例 例1-1 在平带开口传动中，已知主动轮直径 ，从动轮直径 ，两传动轴中心距a = 12OOmm 。试计算其传动比、验算包角和求出带长。 解 1)传动比 2）小带轮包角 3）带长 3.平带的类型和接头方式 (1)平带的主要类型有:皮革平带、帆布芯平带、编织平带和复合平带等。其中以帆布芯平带 (以帆布为抗拉体的平带)使用最为广泛。 (2)平带的接头方式常用的有:胶合、缝合、铰链带扣等 (图19)。经胶合或缝合的接头，传动时冲击小，传动速度可以高一些。铰链带扣式接头传递的功率较大，但传动速度不能太高，以免引起强烈的冲击和振动。当传动速度高时（V25 )，可应用轻而薄的高速平带;传递功率较小时可用编织平带 (编织平带是由纤维线编织成的无接头平带);传递功率较大时可采用由锦纶片或涤纶绳作承载层、工作面贴铬鞣革或挂胶帆布的无接头复合平带。 三、V带传动 V带传动是由一条或数条V带和V带轮组成的摩擦传动。V带安装在相应的轮槽内，仅与轮槽的两侧接触，而不与槽底接触。强力层是V带的主要承力层，两种结构分别使用胶帘布和胶线绳，常用V带主要采用帘布结构;线绳结构比较柔软，抗弯曲疲劳性能也较好，但拉伸强度低，仅适用于载荷不大、小直径带轮和转速较高的场合。包布层用胶帆布制成，对V带起保护作用。 习 题 1什么是机构的传动比?摩擦轮传动中其传动比如何计算?当摩擦轮传动没有相对滑移时，两 摩擦轮的转速与直径有什么关系? 2试述带传动的工作原理。 3什么是带传动的传动比?计算平带传动与V带传动传动比时应按带轮哪个直径进行? 4什么是包角?包角的大小对带传动有什么影响?平带与V带传动时，包角般应不小于多少? 5普通V带分哪几种型号?各型号截面积大小次序如何排列?截面积大小与传递功率有何关系? 6什么是V带的基准长度?基准长度如何计算? 7普通V带传动时的速度为什么不能太大或太小，般应在什么范围? 8普通V带传动的使用和维护要注意些什么? 9为什么带传动要有张紧装置?常用的张紧方法有哪些? 10使用张紧轮张紧时，平带传动和V带传动张紧轮的安放位置有何区别?为什么? 11带传动中，什么是带的紧边，什么是带的松边?如何区分? 12什么是带传动中的打滑现象?在什么情况下产生?打滑对