5.1 摩擦轮传动（课件）《机械基础》（机工版·第2版）同步精品课堂

5.1 摩擦轮传动 《机械基础》（机工版） 同步精品课堂—中职专业课 1 学习目标 01 03 02 了解摩擦轮传动的原理和特点。 熟悉摩擦轮传动的类型及其结构。 掌握摩擦轮传动传动比的计算方法。 新知学习 情景导入 同学们，你们有没有注意过，自行车刹车时刹车片夹住车轮就能减速，老式磁带录音机里两个轮子靠贴紧转动带动磁带？这些都是摩擦轮传动的原理！它不用齿轮啮合，全靠两个轮子紧压产生的摩擦力传递动力。比如平行轴的摩擦轮能让两台机器同向或反向转，相交轴的能改变传动方向。今天咱们就来学它的工作原理、不同类型，看看传动比怎么算，还有它在哪类机器里常用——像打印机送纸、摩擦压力机里都有它的身影，搞懂了以后修机器时就知道为啥轮子要贴紧啦！ 新知学习 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5-1所示为一种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。正常传动时，主动轮回转，使两轮接触处产生摩擦力，从动轮在摩擦力的作用下随主动轮转动。 新知学习 一、摩擦轮传动的原理 新知学习 提示：主动轮和从动轮上的摩擦力是一对作用力与反作用力。在接触处，主动轮上摩擦力的方向与其转动方向相反，从动轮上摩擦力的方向与其转动方向相同。 从动轮回转时需要带动一定的负载，负载使从动轮受到阻力矩，为了克服该阻力矩从动轮表面的极限摩擦力所产生的力矩(称为擦力矩)应大于阻力矩。如果摩擦力矩小于阻力矩，则两轮面接触处在传动中会出现相对滑移，这种现象称为“打滑”。 由摩擦轮传动的原理可知，摩擦轮传动的功率与摩擦力的大小成正比，而摩擦力的大小取决于摩擦因数和接触面的正压力。因此，提高摩擦轮传动功率的方法有两个：一是增大正压力，二是增大摩擦因数。 新知学习 一、摩擦轮传动的原理 新知学习 增大正压力可通过在摩擦轮上安装弹簧或其他施力装置实现，但这样会增大轴及轴承上的载荷，从而增大机构尺寸;此外，增大正压力还会减小最大转速并增加机构零件负荷，故一般提高摩擦轮传动功率的方法以增大摩擦因数为宜。 摩擦因数与两机械零件的接触材料、接触面的状况有关。通常主动轮的轮面采用软材料制成，如皮革、橡胶、木材等;从动轮使用硬质材料制成，如钢、铸铁、铝合金等金属材料。这样匹配，除了可增加摩擦因数从而增大其摩擦力以外，当从动轮因负载过大发生打滑时，还可避免因从动轮上产生局部磨损而影响传动效果。 新知学习 一、摩擦轮传动的原理 新知学习 按两轮轴线的相对位置不同，摩擦轮传动可分为平行轴摩擦轮传动和相交轴摩擦轮传动。 1.平行轴摩擦轮传动 平行轴摩擦轮传动是指两摩擦轮的回转轴线平行，有外接圆柱式和内接圆柱式两种。图5-1所示的摩擦轮传动为外接圆柱式，该传动中两轮的回转方向相反，中心距为两轮半径之和。图5-2所示的摩擦轮传动为内接圆柱式该传动中两轮的回转方向相同，中心距为两轮半径之差(大轮半径减去小轮半径)。 新知学习 二、摩擦轮传动的类型 新知学习 2.相交轴摩擦轮传动 相交轴摩擦轮传动是指两摩擦轮的回转轴线相交，有外接圆锥式、内接圆锥式和圆柱平盘式三种。图5-3、图5-4所示分别为外接圆锥式、内接圆锥式摩擦轮传动，这两种摩擦轮传动在安装时，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5-5所示为圆柱平盘式摩擦轮传动，该传动可实现从动轮的无级变速。 新知学习 二、摩擦轮传动的类型 新知学习 摩擦轮传动的传动比是指主动轮转速与从动轮转速之比，用符号i12表示，其表达式为 i12 = （5-1） n1 —— 主动轮转速（r/min）； n2 —— 从动轮转速（r/min）。 新知学习 三、摩擦轮传动的传动比 新知学习 新知学习 三、摩擦轮传动的传动比 新知学习 如图5-1所示的外接圆柱式摩擦轮传动，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点的线速度(m/s)相等，即v1 = v2。 因为 v1 = v2 = 所以 i12 = = （5-2） 式中 D1 —— 主动轮直径（mm）； D2 —— 从动轮直径（mm）。 由此可知，对于圆柱式摩擦轮传动，两摩擦轮的转速之比等于它们直径的反比。 提示：如果两摩擦轮在接触处产生相对滑移，则v1 ≠ v2，传动比计算式i12=n1/n2=D2/D1，不成立。 在如图5-5所示的圆柱平盘式摩擦轮传动中，当动力源带动轴I上的摩擦轮(主动轮)火恒定的转速n1回转时，圆柱滚子紧压在平盘(从动轮)上，依靠摩擦力的作用使平盘转力并带动从动轴Ⅱ以转速n2回转。假定滚子与平盘在接触线AB的中点C处无相对滑移纯滚动、则主动轮与从动轮在C点处的线速度相等，可得 vc1 = vc2 即2Πr1n1=2πr2n2 化简得r1n1=r2n2 则传动比为 i12 = = 式中 r1、r2——两轮的接触半径。 由此可知，圆柱平盘式摩擦轮传动的传动比为两轮接触半径的反比。 新知学习 三、摩擦轮传动的传动比 新知学习 由传动比计算公式可得从动轮的转速为r1r2 n2 = n1 × （5-3） 当主动轮的转速不变，且沿平盘(从动轮)做径向移动时，可改变接触半径r2，从动仑的转速n2随之改变。由于r2可在一定范围内任意改变，所以从动轮可获得无级变速。若主动轮滑移到平盘轴线的左侧，则可以使平盘的转动方向发生改变。 新知学习 三、摩擦轮传动的传动比 新知学习 提示：接触半径是指两轮的接触点到各自轮心的距离。 与其他传动方式相比，摩擦轮传动具有下列特点。 1)结构简单，使用、维修方便，适用于近距离传动。 2)传动噪声小，可在传动中实现变速、变向。 3)过载时两轮接触处会打滑，因而可防止设备中重要零件或薄弱零件的损坏，起安全保护作用。 4)在两轮接触处往往会出现打滑现象，所以不能保持准确的传动比。 5)传动效率低，不宜传递较大的转矩，适用于高速、小功率传动。 新知学习 四、摩擦轮传动的特点及应用 新知学习 随堂练习 （1）简述摩擦轮传动的工作原理。 （2）平行轴摩擦轮传动与相交轴摩擦轮传动的主要区别是什么？ 课堂练习 答案：C 解析：摩擦轮传动受摩擦力限制，无法传递大功率，否则易打滑或磨损过快。 1.下列哪种情况不适合采用摩擦轮传动（ ） A. 传递小功率 B. 要求过载保护 C. 传递大功率 D. 结构需简单 课堂练习 答案：C 解析：实际应用中，相交轴摩擦轮多为垂直相交（90°），如某些小型机械的转向机构。 2.相交轴摩擦轮的轴线通常相交成（ ） A. 0° B. 45° C. 90° D. 180° 课堂练习 答案：C 解析：平行轴摩擦轮传动可通过两轮内外接触实现同向或反向转动（外接触反向，内接触同向）。 3.摩擦轮传动中，若主动轮顺时针转动，平行轴上的从动轮转向（ ） A. 一定顺时针 B. 一定逆时针 C. 可顺时针也可逆时针 D. 与主动轮相同 课堂练习 答案：D 解析：摩擦轮传动可能因打滑导致传动比不稳定，而齿轮传动的传动比更精确。 4.下列不属于摩擦轮传动特点的是（ ） A. 运行平稳无噪音 B. 可实现无级变速 C. 维护方便 D. 传动比精确不变 课堂练习 答案：A 解析：磁带机的轮子轴线平行，通过摩擦带动磁带，属于平行轴摩擦轮传动。 5.磁带录音机中带动磁带运动的轮子，采用的是（ ） A. 平行轴摩擦轮传动 B. 相交轴摩擦轮传动 C. 齿轮传动 D. 链传动 课堂练习 答案：B 解析：增大压紧力能增大摩擦力，减少打滑现象，但过度压紧会增加磨损和降低效率。 6.摩擦轮传动中，提高压紧力可以（ ） A. 降低摩擦力 B. 防止打滑 C. 提高传动效率 D. 减小磨损 课堂练习 答案：C 解析：摩擦轮无需复杂齿形加工，结构比齿轮简单，成本更低。 7.与齿轮传动相比，摩擦轮传动的优势在于（ ） A. 传动比更精确 B. 适合高速大功率 C. 结构更简单 D. 使用寿命更长 课堂练习 答案：B 解析：摩擦轮传动适合中小功率、要求平稳或过载保护的场合，纺织机械符合这一特点。 8.摩擦轮传动适用于（ ） A. 冶金机械（大功率） B. 纺织机械（中小功率） C. 重型机床 D. 汽车发动机 课堂小结 感谢观看 $$