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《机械基础》教材中几种与“摩擦”相关的案例摘要：本文对《机械基础》课中五种与“摩擦”有关的教学案例进行了分析，概括了共性和规律性，要求教师在教学中要善于钻研教材，学生要学会善于归纳的学习方法，以达到教学相长目的。
关键词：摩擦（力）传动正压力《机械基础》是机械类专业的一门重要技术基础课，主要讲解机械传动、常用机构及轴系零件和液压传动的基本知识、工作原理和应用特点；而“摩擦（friction）”是日常生产生活中常见的一种自然现象，如人们行走、汽车行驶等等，都离不开摩擦。
打破章节间的局限性，纵观整个教材，我们会发现一些教学内容也与摩擦密切相关。
一、摩擦轮传动和带传动1.摩擦轮传动。
无论是平行两轴的摩擦轮传动，还是相交两轴的摩擦轮传动，都是依靠两个相互压紧的摩擦轮之间的摩擦力，把主动轮的旋转运动传递给从动轮，而输出动力。
为了使两摩擦轮在传动时不产生打滑现象，必须保证二者接触处有足够大的摩擦力，根据公式：摩擦力=摩擦系数×正压力可知，增大正压力或增大摩擦系数，都会使摩擦力增大；增大正压力的方法，可借助弹簧等施力装置，这样不但会增加轴和轴承的载荷，而且会使机构臃肿笨重。
2.带传动。
平型带传动是依靠平型带内表面与带轮间摩擦力传递运动，而三角带是依靠其两侧面与带槽接触摩擦力传递动力，三角带底部与带槽底部是不接触的。
工作中传动带长期受到拉力作用，会拉长而松弛，摩擦力减小，传递能力下降，未消除这种现象，常采用调整中心距法或张紧轮法确保带正常传动。
二、摩擦盘式无级变速机构变速机构功用是在输入转速恒定的情况下，获得不同输出转速。
机械传动中应用最普遍的是滑移齿轮变速装置，属于有级变速，每一次变速都是在停止运行时，通过手动操纵改变不同齿轮啮合，达到改变传动比，以实现变速。
而摩擦盘式无级变速机构借助弹簧压力使摩擦盘与电动机轴端锥形盘斜面紧贴的摩擦力传动，通过齿轮齿条传动改变接触半径，从而获得不同传动比变速，变速连续平稳柔和，无冲击噪音，这是有级变速无法比拟的。
带传动常用类型
以下是一些常见的传动类型：
1. 齿轮传动：通过齿轮的相互啮合传递动力和转矩，常见的齿轮传动类型有直齿轮传动、斜齿轮传动、锥齿轮传动等。
2. 带传动：通过传动带传递动力和转矩，常见的带传动类型有平行带传动、交叉带传动、V带传动等。
3. 链传动：通过链条的运动传递动力和转矩，常见的链传动类型有滚子链传动、齿形链传动等。
4. 弹性传动：通过弹性元件（如弹簧）的变形传递动力和转矩，常见的弹性传动类型有皮带弹簧传动、齿形弹簧传动等。
5. 压力传动：通过液体或气体的压力传递动力和转矩，常见的压力传动类型有液压传动、气动传动等。
6. 摩擦传动：通过摩擦的作用传递动力和转矩，常见的摩擦传动类型有摩擦轮传动、摩擦滑块传动等。
这些传动类型在不同的机械设备中应用广泛，选取合适的传动类型取决于机械系统的要求和设计需求。
n D n D n D n D 第一章 摩擦轮传动和带传动第一节 摩擦轮传动一、填空题1. 摩擦轮传动是利用（ ）所产生的（ ）来传递运动和动力的。
2. 在（ ）的情况下，摩擦轮传动会出现“打滑”现象，从而导致传动失效。
3. 摩擦轮传动传递功率的能力主要取决于两轮接触面处的（ ）和（ ）。
4. 为了避免（），通常以较硬轮面的摩擦轮作为 ( ) 。
5. 摩擦轮传动主要用于两轴中心距（ ）的场合，适用于（ ）速、（ ）功率传动， 传动效率（ ）， 传动比（ ），但可以有（ ）保护作用。
6. 锥形摩擦轮适用于两轴（ ）的场合，安装时应使两轮（ ）重合。
二、判断题1. 摩擦轮传动的打滑是不可避免的。
( )2. 摩擦轮传动主要是靠增加两轮之间的正压力来提高其承载能力的。
( )3. 在结构一定的情况下，改变主动轮的转速可以改变传动比的大小。
( )4. 在不打滑的情况下，摩擦轮传动的传动比会随着负载的变化而变化。
( )5. 摩擦轮传动噪声小，可在运转中实现变速、变向。
( ) 6. 摩擦轮传动适用于低速、小功率传动的场合。
( ) 7. 两轴平行的摩擦轮传动，两轮的旋向相反。
( )8. 摩擦轮传动的承载能力大，但过载会出现打滑。
( ) 三、选择题1. 过载打滑时，轮面磨损均匀的是 ( )A ．较硬轮面的轮B ．较软轮面的轮C ．从动轮D ．主动轮 2. 传递功率一定的情况下，打滑与速度的关系是 ( )A ．速度愈高愈容易打滑B ． 速 度 愈 低 愈 容 易 打 滑C ．速度过高和速度过低都会导致打滑D ． 打 滑 与 速 度 无 关3.当摩擦轮无相对滑动时，传动比、转速和直径三者之间的关系是 ( )n 1 D 1 n 2 D 1 n 2 D 2 n 1 D 2 A ．i 12＝ ＝ B ．i 12＝ ＝ C ．i 12＝ ＝ D ．i 12＝ ＝ 2 2 1 2 1 1 2 14.打滑时传动不正常的轮是 ( )A ．主动轮B ．从动轮C ．主动轮和从动轮D ．主动轮或从动轮第二节 带传动(一)一、 填空题1. 带传动是依靠（ ）或啮合来传递运动和动力的。
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。
3．打滑和弹性滑动带传动打滑一般出现在小带轮上，可以避免的；带弹性伸长及拉力差引起的相对滑动称为弹性滑动，不可以避免。
五、带传动的主要参数（见表1-5-4）表1-5-4名称参数计算公式备注平带传动比传动比i≤5。
速度单位m/s包角（开口式）α1≈180°－aDD12-×60°包角越大，摩擦力越大，要求α≥150°。
带长（开口式）L=aDDDDa4)()(2221212-+++π平带带长是指带的内周长度。
V带传动比i=1221ddddnn=V带传动比一般i≤7。
速度v=1000601000602211⨯=⨯ndndddππ一般带速控制在5m/s≤v≤25m/s之间。
包角α1=180°︒⨯--3.5712addddV带传动应使小带轮包角α1≥120°。
带基准长度L d0=2a0+212214)()(2adddd dddd-++π计算初定基准长度L d0后，按带基准长度系列进行圆整取相近的基准长度L d。
六、带传动的特点1．结构简单，使用维修方便，适用于中心距较大的传动。
2．能缓冲、吸振，传动平稳无噪音。
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．存在弹性滑动，所以不能保持准确的传动比。
5．传动效率低，外廓尺寸大。
七、平带传动1．平带传动的形式（见表1-5-5）表1-5-5平带传动的形式结构特点图形开口传动两轴平行，两带轮宽对称平面重合，转向相同的带传动，在平带传动中应用最广。
交叉传动两轴平行，两带轮宽对称平面重合，转向相反的带传动，在平带传动中应用较广。
半交叉传动两带轮轴线空间交错的带传动，通常交错角为90°。
角度传动通过导轮实现两带轮轴线相交的带传动。
1221n Din D==100060n Dvπ=⨯2．平带的类型皮革平带帆布芯平带：使用最广。
编织平带复合平带3．平带的接头方式传动时冲击小，传动速度高，传递功率小。
传递功率大，冲击力及振动也大，转速不宜太高。
八、V带传动1．V带的结构V带是一种无接头的环形带，其截面为等腰梯形，工作面是与V带轮相接触的两侧面。
伸张层帘布结构：抗拉强度大，应用较广。
强力层：主要承力层压缩层线绳结构：柔韧性好，抗弯曲疲劳性能好，但抗拉强度低，适用于载荷不大、带轮直径较小和转速较高的包布层：保护层场合。
2．V带类型普通V带已标准化，按截面尺寸由小到大分为Y、Z、A、B、C、D、E七种，Y型带截面尺寸最小，E型带截面尺寸最大；相同条件下，截面尺寸越大，带传递功率也越大。
3．V带轮主要参数（见表1-5-6）表1-5-6V带轮参数参数定义备注基准宽度b d 带轮上与带节面处于同一位置的轮槽宽度称为带轮的基准宽度。
大小等于带节宽（b d=b p）。
基准直径d d 基准宽度b d处的带轮直径称为V带的基准直径，它是V带轮的公称直径。
V带轮基准直径不能太小，基准直径越小，带在带轮上弯曲变形越严重，弯曲应力越大，带的寿命越短。
最小基准直径d dmin取决于V带型号。
V带轮槽角φV带轮槽角是指带轮横截面两侧边夹角。
普通V带楔角为40°，轮槽角应选38°、36°、34°等，小带轮槽角取较小值，大带轮槽角取较大值。
4．V 带轮的结构（见表1-5-7）表1-5-7V 带轮的结构 应 用图 形实心式小带轮（d d =2.5d 0～3d 0，d d 为带轮直径，d 0为轴的直径）可做成实心式。
腹板式中等带轮（d d ＜300mm ）可做成腹板式。
孔板式中等带轮（d d ＜300mm ）可做成孔板式。
轮腹式大带轮（d d ＞300mm ）可做成轮腹式。
5．V 带的选用（见表1-5-8）表1-5-8选用步骤 依 据备 注确定计算功率P c P c =K A PP —名义传递功率， K A —工作情况系数选择V 带型号 根据计算功率P c 及主动轮转速n 1参照图选择V 带型号。
P c 、n 1分别代表横、纵坐标。
确定两带轮基准直径小带轮直径：d d1≥d dmin 大带轮直径：d d2=id d1小带轮直径也不能太大，否则带传动外廓尺寸增大。
计算后的d d1、d d2均需按表所示的带轮标准直径系列进行圆整。
验算带速vv =1000601000602211⨯=⨯n d n d d d ππ1．一般带速控制在5m/s ≤v ≤25m/s 之间。
2．带速过大，V 带作圆周运动时，离心惯性力增大，V 带拉长，带与带轮间压力减小，导致摩擦力减小，有效圆周力减小，引起打滑。
带速过小，传递相同功率时，所需有效圆周拉力过大，也易引起打滑。
初定中心距a 00.7（d d1+d d2）≤a 0≤2（d d1+d d2）中心距太大，外廓尺寸也越大，传动时还会引起V 带发生颤动；中心距太小，小带轮包角也越小，摩擦力减小而影响带传动有效拉力，此外，中心距小，带单位时间内挠曲次数增多，带的寿命降低。
选用步骤 依 据 备 注计算带基准长度L d 初定基准长度L d0：L d0=2a 0+0212214)()(2a d d d d d d d d -++π计算初定基准长度L d0后，需按带基准长度系列进行圆整取相近的基准长度L d 。
计算实际中心距aa =a 0+2d d L L +验算小带轮包角α1α1=180°︒⨯--3.5712a d d d dV 带传动小带轮α1≥120°。
确定带的根数zz ≥][0P Pc [P 0]=P 0K α单根带的传递额定功率P 0与V 带型号、小带轮基准直径及小带轮转速（带速）有关。
6．V 带标记 普通V 带的标记由型号、基准长度和标准号三部分组成，示例如下7．V 带传动安装与正确使用 （1）V 带型号及基准长度选择。
选择V 带时，型号及基准长度不能搞错。
V 带顶面与带轮轮槽顶面平齐（新安装可略高于轮槽顶面），可以保证V 带两侧面与带轮槽面充分接触。
（2）V 带安装要求。
V 带安装时，要求两带轮轴线相互平行，两带轮对应V 形槽的对称平面重合，误差不超过20′，带轮安装在轴上不得摇晃摆动，以免传动中V 带发生扭曲和工作面过早磨损，缩短带的寿命。
（3）V 带安装方法及松紧程度。
V 带安装时，将带套在小带轮上，再旋入大带轮中。
带的松紧程度，不宜过松或过紧，中等中心距情况下，以大拇指能够将带压下15mm 左右，则张紧程度合适。
（4）V 带定期检查与调整。
发现不宜继续使用的V 带应及时更换，更换时应一组同时更换，不能新、旧带混用。
（5）V 带的防护。
V 带传动要加防护罩。
九、带传动的张紧（见表1-5-9）表1-5-9张紧目的带以一定初拉力紧套在带轮上，工作一定时间后，带因产生永变形和磨损而松弛，为保证带的初拉力，应采用张紧装置。
张紧方法调整中心距法调整中心距是通过增大两带轮轴线间距离，以增大初拉力，实现张紧目的，有定期张紧和自动张紧两种。
使用张紧轮法平带传动平带传动张紧轮应安放在松边外侧，靠近小带轮处，这样可以增大小带轮包角，提高平带的传动能力。
V带传动V带传动张紧轮应安放在松边内侧，靠近大带轮处，这样可以不使小带轮包角减小过多。
松边：主动轮卷出的一边；紧边：主动轮卷入的一边。
典例精析【例1】图1-5-1所示为平带传动结构简图。
已知：主动轮为小带轮，直径D1=200mm，以n1=1440r/min等速转动，转向如图所示；中心距a=1000mm，传动比i12=3。
分析计算后，回答下列问题（不考虑弹性滑动）：（1）图中从动轮的转向为。
大带轮的直径D2= mm。
（2）小带轮的包角α= ，经验算后（满足、不满足）要求。
（3）N点的工作速度v= m/s，经验算后（符合、不符合）要求。
（4）带的长度L= mm。
（5）传动带长期使用后，张紧能力将下降。
一般情况下，在不能调整时，可采用安装张紧轮的方法来保持传动能力。
此时，应将张紧轮放在平带的，并要靠近小带轮，使包角增大。
答：本题解题的关键是，熟悉平带传动传动比、包角、带长的公式，并熟悉平带传动包角和速度要求。
（1）由主动轮转向为顺时针，带传动从动轮的转向与主动轮一致，所以也是顺时针转动。
由（2）α1≈180°－aDD12-×60°=156°>150°，所以满足要求。
（3），在5—25m/s范围内，所以符合要求。
（4）L=aDDDDa4)()(2221212-+++π=3296mm图1-5-112212600n Di D mmn D==⇒=22=15.072/100060n Dv m sπ=⨯（5）中心距，松边外侧。
