精密机械行业设计基础摩擦轮传动和带传动

2023精密机械设计(庞振基黄其圣著)课后答案精密机械设计(庞振基黄其圣著)内容简介前言基本物理量符号表绪论第一章精密机械设计的基础知识第一节概述第二节零件的工作能力及其计算第三节零件与机构的误差估算和精度第四节工艺性第五节标准化、系列化、通用化第六节零件的设计方法及其发展思考题及习题第二章工程材料和热处理第一节概述第二节金属材料的力学性能第三节常用的工程材料第四节钢的热处理第五节表面精饰第六节材料的选用原则思考题及习题第三章零件的几何精度第一节概述第二节极限与配合的基本术语和定义第三节光滑圆柱件的极限与配合及其选择第四节形状与位置公差及其选择第五节表面粗糙度及其选择思考题及习题第四章平面机构的结构分析第一节概述第二节运动副及其分类第三节平面机构的运动简图第四节平面机构的自由度第五节平面机构的组成原理和结构分析思考题及习题第五章平面连杆机构第一节概述第二节铰链四杆机构的基本型式及其演化第三节平面四杆机构曲柄存在的条件和几个基本概念第四节平面四杆机构的设计思考题及习题第六章凸轮机构第一节概述第二节从动件常用运动规律第三节图解法设计平面凸轮轮廓第四节解析法设计平面凸轮轮廓第五节凸轮机构基本尺寸的确定思考题及习题第七章摩擦轮传动和带传动第一节概述第二节磨擦轮传动第三节磨擦无级变速器第四节带传动第五节同步带传动第六节其它带传动简介思考题及习题第八章齿轮传动第一节概述第二节齿廓啮合基本定律第三节渐开线齿廓曲线第四节渐开线齿轮各部分的名称、符号和几何尺寸的计算第五节渐开线直齿圆柱齿轮传动第六节渐开线齿廓的切制原理、根切和最少齿数第七节变位齿轮第八节斜齿圆柱齿轮传动第九节齿轮传动的失效形式和材料第十节圆柱齿轮传动的强度计算第十一节圆锥齿轮传动第十二节蜗杆传动第十三节轮系第十四节齿轮传动精度第十五节齿轮传动的空回第十六节齿轮传动链的设计思考题及习题第九章螺旋传动第一节概述第二节滑动螺旋传动第三节滚珠螺旋传动第四节静压螺旋传动简介思考题及习题第十章轴、联轴器、离合器第一节概述第二节轴第三节联轴器第四节离合器思考题及习题第十一章支承第一节概述第二节滑动摩擦支承第三节滚动摩擦支承第四节弹性摩擦支承第五节流体摩擦支承及其它形式支承第六节精密轴承思考题及习题第十二章直线运动导轨第一节概述第二节滑动摩擦导轨第三节滚动摩擦导轨第四节弹性摩擦导轨第五节静压导轨简介思考题及习题第十三章弹性元件第一节概述第二节弹性元件的基本特性第三节螺旋弹簧第四节游丝第五节片簧第六节热双金属弹簧第七节其它弹性元件简介思考题及习题第十四章联接第一节概述第二节机械零件的联接第三节机械零件与光学零件的联接思考题及习题第十五章仪器常用装置第一节概述第二节微动装置第三节锁紧装置第四节示数装置第五节隔振器思考题及习题第十六章机械的计算机辅助设计第一节概述第二节计算机辅助设计系统的原理与构成第三节表格和线图的处理第四节机械优化设计第五节设计举例思考题及习题参考文献精密机械设计(庞振基黄其圣著)目录本书对精密机械及仪器仪表中常用机构和零部件的工作原理、适用范围、结构、设计计算方法，以及工程材料、零件几何精度的基础知识等诸方面均作了较为详细的阐述。

第二节摩擦轮传动、带传动和链传动2.1摩擦轮传动2.1.1摩擦轮传动的工作原理和特点1.摩擦轮传动的工作原理最简单的摩擦轮传动如图3-1所示，它是由两个摩擦轮、一个机架、一个压缩弹簧和一个滑块所组成，工作时，利用两个摩擦轮被互相压紧后在接触处产生的摩擦力来实现传动。

摩擦轮传动的摩擦力的大小为图3-1Ff＝ƒQ式中Fƒ—摩擦力（N）ƒ—动摩擦因数（见表2-1）Q—两轮接触处的压紧力（N）从动轮2处产生的摩擦力矩Mf（N·mm）为Mƒ＝Fƒr2＝ƒQ r2式中r2—从动轮半径（mm）正常工作时应保证摩擦力矩不小于工作所需要的力矩。

如果不是这样，就会出现打滑，使传动失效。

为了传动可靠，引入可靠系数K（K＝1.25-3），则摩擦传动的计算压紧力Q(N)为摩擦轮的宽度b（mm）可用两轮接触线上的许用单位压力[q]求出式中[q]—许用单位压力（N/mm）查表2-1。

为了保证两轮全宽接触，摩擦轮宽度b不宜过大，一般取b≤2r1。

2.传动比的计算如图3-1所示，如果要使两个摩擦轮在接触处不产生滑动，则接触点上两轮的线速度应该相等。

即摩擦轮传动在实际正常工作中，由于摩擦力的作用，使得摩擦轮在接触点两侧的弹性变形量不一样大，造成在两轮接触处产生相对滑动，称之为弹性滑动，故摩擦轮传动的实际传动比为式中ε—摩擦轮传动的弹性滑动率（即速度损失率），当两摩擦轮的材料为钢材时，ε≈0.2%；钢对夹布胶木时，ε≈1%；钢对橡胶时，ε≈3%；在一般计算时可不予考虑。

3．摩擦轮传动的特点1）传动平稳，运转时无噪声。

2）结构简单，制造方便。

3）过载打滑，可防止重要零件损坏。

4）传动形式可多种多样，故适用范围广。

5）由于存在弹性滑动，不能保证准确的传动比。

6）传动效率低，工作表面易磨损，易发热、不宜传递较大的力矩。

7）需要增加压紧装置，作用在轴和轴承上的力较大。

2.1.2摩擦轮传动的类型和应用摩擦轮传动按传动比是否固定，可分为定传动比和变传动比两大类。

机械基础测试卷（摩擦轮传动和带传动）一、判断（每小题1分，共19分）满分：150分1、整体式连杆既是构件也是零件。

（）2、轴和滑动轴承组成高副，固定床身的螺栓和螺母组成螺旋副。

（）3、运动副是联接，联接也就是运动副。

（）4、构件都是可动的。

（）5、自行车运动时，轮子运动，故轮上钢丝也在运动，钢丝是构件。

（）6、工厂中生产的最小产吕是构件。

（）7、机构的机构的构件之间必定具有确定的相对运动。

（）8、一根轴上用键连接一个齿轮，它们组成一个构件。

（）9、高副由于是点、线接触，故单位面积承载小，不易磨损。

（）10、构件可以是单一整体，也可以是几个相互之间没有相对运动的物体组合。

（）11、机构是用来传递运动和力的构件系统。

（）12、多个构件组成多个运动副，一个构件组成一个运动副。

（）13、火车在行驶中，车轮与铁轨构成了转动副。

（）14、摩擦轮传动中，通常将轮面较软的轮作为从动轮，以防止从动轮的轮面遭受局部严重磨损。

（）15、摩擦轮传动的打滑是不可避免的。

（）16、摩擦力由压紧力产生，因此摩擦轮传动的压紧力越大越好。

（）17、两个相互压紧的轮子就能组成摩擦轮传动装置。

（）18、两轴平行的摩擦轮传动，其旋转方向相同。

（）19、摩擦力的方向总是与该物体滑动或滑动趋势的方向相反。

（）二、选择（每小题2分，共44分）1、车床上的主轴属于机器的（）A动力部分B传动部分C工作部分D自动控制部分2、以下不属于机器的是（）A电动自行车B数控机床C飞机D千斤顶3、下列关于构件概念的最正确表述是（）A构件是工厂的制造单元B构件是机器的运动单元C构件一定由若干零件组合而成D构件是机器的装配单元4、如图螺旋传动机构是由_______________个构件组成。

A 2B 3C 4D 55、单缸内燃机中，活塞与连杆之间的连接属于（）A 移动副B 螺旋副C 转动副D 高副6、 如图所示机构是由（）个运动副组成。

A 5B 6C 7D 87、近代机器的雏形从古代的（）机械上可以看到。

第5讲 摩擦轮传动与带传动学习目标及考纲要求1．理解摩擦轮传动与带传动的类型、工作原理及应用场合。

2．掌握带传动的主要参数的含义及带传动传动比的计算。

3．熟悉三角带的型号，了解其选用方法。

4．理解带传动的安装、调整及维护方法。

知识梳理一、摩擦轮传动的原理1．摩擦轮传动：利用两轮直接接触所产生摩擦力来传递运动和动力的一种机械传动。

2．传动条件和打滑条件传动条件：摩擦力矩﹥阻力矩打滑条件：摩擦力矩﹤阻力矩。

打滑时传动不正常的是从动轮，打滑是可以避免的。

3．增大摩擦力途径（见表1-5-1）表1-5-1 措 施 具 体 方 法增大正压力 安装弹簧或其他施力装置（只能适当加）。

增大摩擦因数一轮用钢或铸铁，另一轮工作表面粘上一层石棉、皮革、塑料、橡胶等。

轮面较软的作主动轮。

4．摩擦轮传动主要参数（见表1-5-2）表1-5-2 参 数计 算 公 式备 注传动比 摩擦轮传动的传动比指主动轮转速与从动轮转速之比，也等于它们直径的反比。

速度传动时如果两摩擦轮在接触处没有相对滑移，则两轮在该点的线速度相等，注意公式的单位。

中心距 2-21221d d a d d a =+=内接式：外接式：两轮中心的距离，注意是外接还是内接摩擦轮传动。

1221n D i n D ==100060n D v π=⨯二、摩擦轮传动的特点1．结构简单，使用维修方便，适用于近距离传动。

2．传动时噪声小，可在运转中变速、变向。

3．过载时，两轮接触处会打滑，因而可防止薄弱零件的损坏，起安全保护作用。

4．在两轮接触处有打滑现象，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。

三、摩擦轮传动类型外接圆柱式平行轴摩擦轮传动内接圆柱式外接圆锥式相交轴摩擦轮传动内接圆锥式圆柱平盘式四、带传动类型和工作原理1．带传动的类型（见表1-5-3）表1-5-3类型名称图形摩擦传动平带传动V带传动圆带传动啮合传动同步带传动2．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。

第1章摩擦轮传动、带传动摩擦轮带轮传动精密机械设计第1章摩擦轮传动、带传动摩擦轮带轮传动精密机械设计1.1 摩擦轮传动传动方式：借助摩擦力传递运动和转矩传动装置：摩擦轮传动直接接触；带传动靠中间构件- 皮带优点：结构简单平稳、噪音低过载-安全作用(滑动) 无级变速缺点：传动精度低、无恒定速度比传动转矩小效率低摩擦轮带轮传动精密机械设计1.2 摩擦轮传动设计一、工作原理：利用主动轮、从动轮接触处摩擦力传递运动、转矩二、工作条件：两轮接触面间的摩擦力应大于或等于带动从动轮回转所需的工作圆周力fFn Ft摩擦轮带轮传动精密机械设计1.2 摩擦轮传动设计三.传动比n1 D2 理论计算：i 12n2D1考虑弹性滑动时，实际计算：n1 r2 i12 n2 r1 1摩擦轮带轮传动精密机械设计四、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。

摩擦轮带轮传动精密机械设计弹性滑动的影响：速度损失，传动精度和效率低，摩擦轮传动的实际传动比为n1 r2 i12 n2 r1 1 ―摩擦轮传动的弹性滑动率(即速度损失率)传动轮速度低于主动轮速度v1 v 2 100% v1摩擦轮带轮传动精密机械设计(2)传动中的打滑：摩擦力矩小于阻力矩，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：传动轮速度低于主动轮速度，选较大的弹性模量，不能消除。

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，应避免。

摩擦轮带轮传动精密机械设计两轴平行的摩擦轮传动1.2.2 分类两轴相交的摩擦轮传动摩擦轮带轮传动精密机械设计1.2.3 材料要求：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带轮传动精密机械设计1.2.4 摩擦轮传动设计1、圆柱摩擦轮传动：主动轮与从动轮接触处的摩擦力F为F fQ fFn KFt常用得出：Ft Fn K f6Ft 1000PKP Fn 19.1 10 7Ft fD1 n1摩擦轮带轮传动精密机械设计2、圆锥摩擦轮传动：(1)传动比为：i 1 n1 sin 2 122n2sin 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 ,摩擦轮带轮传动精密机械设计法向力Fn可以分解为径向力Fr和轴向力FaFr1 Fn cos 1Fr 2 Fn cos 2Fa1 Fn sin 1Fa 2 Fn sin 2方向：径向力指向轮心；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，可移动小轮摩擦轮带轮传动精密机械设计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。