[科普中國]-摩擦輪

摩擦輪（friction pulley）又稱主導(dǎo)輪。在鋼絲繩運(yùn)輸和提升機(jī)械中，利用摩擦傳動(dòng)原理來帶動(dòng)鋼絲繩移動(dòng)的部件。摩擦輪是摩擦提升機(jī)傳動(dòng)的主要部件。摩擦輪的外圓上有摩擦襯塊，襯塊上有承放提升鋼絲繩的繩槽。襯塊要有足夠的抗壓強(qiáng)度和摩擦系數(shù)，以防止提升過程中的滑動(dòng)。保證摩擦提升機(jī)正常工作。

摩擦輪的材料選擇選材要求摩擦輪的材料應(yīng)滿足如下要求：

（1）具有較大的彈性模量，以減少彈性滑動(dòng)和功率損耗。

（2）具有較大的摩擦系數(shù)，能提供更大的摩擦力，提高傳動(dòng)能力。

（3）接觸疲勞強(qiáng)度高。

（4）耐磨性能好，延長工作壽命。

（5）對(duì)溫度、濕度敏感性小。

摩擦輪材料的配對(duì)（1）淬火鋼—淬火鋼。采用軸承鋼GCr15制造，并且淬硬到HRC≥60，強(qiáng)度高，適用于高速運(yùn)轉(zhuǎn)和要求結(jié)構(gòu)緊湊的摩擦輪傳動(dòng)中?？梢栽谟统刂谢蚋稍锏臓顟B(tài)下使用。

（2）淬火鋼—鑄鐵。強(qiáng)度較高，可以在油池中或干燥的狀態(tài)下使用。

（3）鋼—夾布膠木、塑料。具有較大的摩擦系數(shù)和中等的強(qiáng)度，通常在干燥狀況下使用。

（4）鋼—木材、皮革、橡膠。雖然具有較大的摩擦系數(shù)，但強(qiáng)度很低，通常用于小功率的傳動(dòng)中。1

摩擦輪機(jī)構(gòu)摩擦輪傳動(dòng)是利用兩輪直接接觸并壓緊而產(chǎn)生摩擦力來實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞的機(jī)械傳動(dòng)，其難以傳遞過大的動(dòng)力，主要應(yīng)用在儀器中傳遞運(yùn)動(dòng)，如收錄機(jī)中磁帶的前進(jìn)與倒退就是靠摩擦輪傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。摩擦輪傳動(dòng)可分為定傳動(dòng)比傳動(dòng)和變傳動(dòng)比傳動(dòng)兩類。下圖所示機(jī)構(gòu)為三種典型的摩擦輪傳動(dòng)形式，圖（a）為平行軸圓柱摩擦輪傳動(dòng)，i12=R2/R1；圖（b）為圓錐摩擦輪傳動(dòng)，i12=sinδ1/sinδ2；圖（c）為垂直軸圓柱摩擦輪傳動(dòng)，i12=R2/R1。其中，2（a）、（b）為定傳動(dòng)比形式，（c）可實(shí)現(xiàn)變傳動(dòng)比傳動(dòng)（改變構(gòu)件2與1的摩擦位置）。2

摩擦輪傳動(dòng)摩擦輪傳動(dòng)的工作原理摩擦輪傳動(dòng)是由兩個(gè)相互壓緊的摩擦輪組成，利用兩輪直接接觸產(chǎn)生的摩擦力來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。分為外接圓柱式和內(nèi)接圓柱式兩種。

摩擦輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比主動(dòng)輪1與從動(dòng)輪2相互壓緊后，在接觸處P點(diǎn)產(chǎn)生壓緊力，當(dāng)主動(dòng)輪1逆時(shí)針方向回轉(zhuǎn)時(shí)，摩擦力即帶動(dòng)從動(dòng)輪2順時(shí)針方向回轉(zhuǎn)。如果沒有出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，那么兩輪在P點(diǎn)的圓周速度應(yīng)相等，即v1=v2（m/s）。

因?yàn)関1=πD1n1/1000×60、v2=πD2n2/1000×60

所以 i12=n1/n2=D2/D1

式中 i12——兩摩擦輪的傳動(dòng)比；
n1——主、從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速（r/min）；
n2——主、從動(dòng)輪的直徑（mm）。

摩擦輪傳動(dòng)的類型根據(jù)兩摩擦輪軸線的相對(duì)位置不同，摩擦輪可分為兩軸平行和兩軸相交兩種類型。

（1）兩軸平行有圓柱摩擦輪和槽形摩擦輪。

1）圓柱摩擦輪。結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，壓緊力大，分為外接式和內(nèi)接式。用于小功率傳動(dòng)，如儀表調(diào)節(jié)裝置等。

2）槽形摩擦輪。因帶有角度為2β的槽，側(cè)面接觸，在同樣壓緊力的條件下，可以增大切向摩擦力，提高傳動(dòng)功率。但易發(fā)熱與磨損，傳動(dòng)效率較低，對(duì)加工和安裝要求較高。適用于鉸車驅(qū)動(dòng)裝置等機(jī)械中。

（2）兩軸相交有圓錐摩擦輪和端面摩檫輪。

1）圓錐摩擦輪。設(shè)計(jì)安裝時(shí)應(yīng)保證軸線的相對(duì)位置正確，錐頂應(yīng)重合，分兩軸垂直與不垂直兩種。常用于大功率摩擦壓力機(jī)。

2）端面摩擦輪。結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，壓緊力大；易發(fā)熱與磨損，效率低；對(duì)加工、安裝要求高。分圓柱摩擦輪與圓錐摩擦輪兩種。用于摩擦壓力機(jī)等。3

摩擦輪傳動(dòng)的特點(diǎn)1）結(jié)構(gòu)簡單、制造容易。

2）過載時(shí)打滑，能夠保護(hù)零件。

3）易于連續(xù)平緩地?zé)o級(jí)變速，具有較大的應(yīng)用范圍。

4）在運(yùn)轉(zhuǎn)中存在滑動(dòng)、傳動(dòng)效率低、傳動(dòng)比不能保持準(zhǔn)確。

5）結(jié)構(gòu)尺寸較大，作用于軸和軸承上的載荷大，承受過載和沖擊能力差等，因而只適用于傳遞動(dòng)力不大的場(chǎng)合。3

摩擦輪傳動(dòng)優(yōu)缺點(diǎn)由于摩擦傳動(dòng)是在摩擦力的作用下工作的，所以保持兩路案件相互壓緊，由壓緊力在接觸面間產(chǎn)生足夠的法向力是摩擦傳送的最基本條件。

優(yōu)點(diǎn)：（1）制造簡單、運(yùn)行平穩(wěn)、噪聲很小。（2）過載時(shí)發(fā)生打滑，故能防止機(jī)器中重要的零件損壞。（3）能無極的改變傳動(dòng)比。

缺點(diǎn)：（1）效率低。（2）當(dāng)傳遞同樣大的功率時(shí)，輪廓尺寸和作用在軸與軸承上的荷載都比齒輪傳動(dòng)大。（3）不宜傳遞很大功率。（4）不能保持準(zhǔn)確的傳動(dòng)比。（5）干摩擦?xí)r磨損快、壽命低。（6）必須采用壓緊裝置。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

王強(qiáng) - 副教授 - 西南大學(xué)