第四节 摩擦轮传动修改
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  • 发表时间:2019-09-16 12:07
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  考点1:摩擦轮传动的工作原理、类型及特点考点2:摩擦轮传动中的滑动 考点3:摩擦轮传动的传动比和压紧力 考点4:摩擦轮传动的传动效率 摩擦轮传动除了在机械无级变速器中广泛采用外, 在锻压、起重、运输、机床、仪表等设备中也常用到。 (1)工作原理: 摩檫轮传动—— 由两个相互压紧摩擦轮及压紧装置组成。 主动轮1压紧从动轮2 所产生的切向摩擦力来传递运动 和动力。传动比基本上保持固定 一、摩擦轮传动的工作原理、类型及特点 如果 ,则主动轮带 不动从动轮转动,而是在从动轮 上打滑 (2)工作条件: 两轮接触面间的最大摩擦力 应大于或等于带动从动轮回转所 需的工作圆周力。即 (一)摩擦轮传动的工作原理 2、弹性滑动3、速度损失率 4、实际传动比 (二)摩擦轮传动的类型摩擦轮传动根据传动比是否固定,可分为定传 动比和变传动比两大类。 圆柱平摩擦轮传动 常见的有: 圆柱槽摩擦轮传动 圆锥摩擦轮传动——两轴相交 两轴平行 (1)定传动比摩擦轮传动 圆柱-圆盘式摩擦无极变速传动 (2)变传动比摩擦轮传动 外接圆柱式内接圆柱式 圆柱平摩擦轮传动 两轴平行 在动力传动中,摩 擦轮传动的传动比可达 到7,传递的功率一般 不超过20kw,圆周速度最 高可达25m/s。 两轴相交 圆柱平摩擦轮传动 两轴平行 圆锥摩擦轮传动 圆锥摩擦轮传动 圆柱槽摩擦轮传动 中间为空档 反转圆柱 圆盘 圆柱—圆盘式摩擦无极变速传动 设圆盘为主动轮, 当主动轮以一定的转速 回转时,从动轮(圆柱) 的转速可随从动轮在圆 盘上的位置不同而改变, 因而传动比也改变。由 于调速可在机器运动时 进行,所以有利于提高 生产效率。 为了调节速比或获得无极调速,常用变传 动比的摩擦轮传动,如图所示。 当传递同样的功率时,结构尺寸大,作用于轴和轴承上的载荷大; 调速方便易于实现无极变速(一)弹性滑动 摩擦轮传动工作时,在两 个摩擦轮的接触面间可能产生 弹性滑动、打滑和几何滑动。 两摩擦轮受压后,在接触 处因材料的弹性变形而被压一 小平面(称为接触区)。 当传递功率时,在该平面上受到摩擦力的作 用,从而使主动轮1表面上任一微块在通过接触区的过 程中由压缩逐渐变为拉伸,而从动轮2上的对应微块则 由拉伸逐渐变为压缩,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。 由于弹性滑动的存在,导致了从动轮的速度落后于主动轮 的速度。设V 为从动轮在弹性滑动时的圆周速度,则速度损失率(或称滑动率)为 弹性滑动——产生速度损失的同时,还导致功率损失。弹性滑动可以通过采用高弹性模量材料制造轮面的方法 预以减轻,但不能根除。 弹性模量E值越高,速度损失和功率损失越小 摩擦轮材料的 弹性模量E值越低,速度损失和功率损失越大 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c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 几何滑动当传动不过载时,接触面上的诸微摩擦力之和等于从 动轮上的圆周阻力。 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fN 从动轮停止转动,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。 当考虑弹性滑动时,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: 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%。三、摩擦轮传动的传动比和压紧力 (一)传动比 (二)压紧力 为了防止打滑,两轮之间必须具有足够的法向压力N。法 向压力N是由对摩擦轮施加的外力S产生的,S称为压紧力。 因为 所以 圆柱平摩擦轮传动中的压紧力为: 圆柱槽摩擦轮传动中的压紧力为: 若取K=1.25,f=0.20,则S=6F,即压紧力数倍于圆周力。为了防 止压紧力过大而引起轴及轴承工作条件恶化,圆柱平摩擦轮传动所 传递的功率不宜过大。 若取β=15 ,则在相同的工作条件下,槽摩擦轮传动的压紧力约为圆柱平摩擦轮传动的1/4。 四、摩擦轮传动的传动效率 滚动摩擦损失 弹性滑动损失 轴承摩擦损失 三部分 传动效率损失: 槽摩擦轮传动,还有接触面间的几何滑动损失:包括轴承损失,摩擦轮传动的效率一般 在70%~95%范围内 提高摩擦轮传动效率的措施: 1、选用弹性模量高、轮面硬度大的材料,可使接触 面间的损失降低,但同时会因摩擦系数小而需要增大 压紧力,致使轴承损失增加。 2、选择摩擦系数大的材料,虽能使压紧力降低而减 少轴承损失,但往往又会使接触面间的损失增加 要求:弹性模量大、摩擦系数大、耐磨 淬火钢:40Cr(58HRC) 铸铁: QT200 橡胶:做主动轮,防止打滑时候损伤从动轮 摩擦轮的材料 提高摩擦轮传动效率的措施: 3、在结构设计方面,尽量采用直径大的摩擦轮,这 样可以减少压紧力和提高传动效率。 4、载荷较大而且有变化的传动中,如采用压紧力可 随载荷变化的压紧方法或采用能卸除轴上载荷的结构, 对提高传动效率是十分有力的。 第五节 皮带传动 一、带传动的工作原理和传动带的类型 (一)带传动的工作原理 利用中间挠性构件、借助传动带与带轮的 摩擦力或啮合来传递运动和动力。 (二)带传动的类型 (1)按带截面 同步带--啮合运动、传动比恒定(2)按传动原理 拖动带传动二、带传动的特点: (一)带传动的特点: (1)优点: 制造安装简单(啮合除外)(2)缺点: 带寿命低五、带传动张紧装置 静止时传动带应张紧在带轮上,使得带与带轮接触间产 生一定的压力。 带两边拉力相等,为初拉力F 常用张紧:定期装紧、自动张紧、张紧轮张紧V带传动 1.V带 结构:强力层、填充物、外包层 型号:普通V带、窄V带、宽V带 普通V带的型号按横截面从小到大分为7类 带受力弯曲,外层受拉、横向收缩变窄;内侧受压、截面变宽,保证良好接触。 问题2:大小带轮轮槽角如何选择? 带轮型式:实心式、腹板式、轮辐式 带传动的设计 1、相关几何参数: 带轮直径2、带传动的几何关系 18057.3 带的基本长度带的基本长度 中心距中心距 :带在进入主动轮一边被拉紧为紧边,拉力由F :带在进入从动轮一边被放松称为松边。拉力由F 避免打滑的条件:(圆周力决定因素): 弹性滑动和打滑弹性滑动:带是弹性体,受拉力作用后产生拉伸 弹性变形,工作时由于存在紧边拉力,松边拉 力,带在通过带轮时拉伸变形发生变化,使带 与带轮之间产生相对滑动, 这种滑动与带的弹性变形有关。 弹性滑动是由拉力 差引起的,只要传递 圆周力,弹性滑动就 不可避免。 打滑:当外载荷大到一定值时,带与带轮间产生全面滑动; 打滑是由过载引起的全面滑动,只要限制 载荷,就可以避免,而且应当避免。 四、带传动的应力分析带传动工作时的应力:由紧边和松边拉力 所产生的应力;由离心力产生的应力以及 由于带在带轮上弯曲产生的应力。 max五、带传动设计 带轮的结构设计,主要是根据带轮的节圆直径、轴 间距及安装形式确定结构形式及尺寸。 1)确定型号:根据计算功率和主动轮转速 查表1-8,选型号图1.192)带轮直径:D 公式(1-12)、(1-13)、(1-14)五、带传动设计 7)其他参数计算五、带传动设计 同步带综合了带传动和齿轮传动的优点同步带传动 同步带 有标准的标记方法同步带轮