[科普中国]-摩擦轮传动

摩擦轮传动是指利用两个或两个以上互相压紧的轮子间的摩擦力传递动力和运动的机械传动。摩擦轮传动可分为定传动比传动和变传动比传动两类。而定传动比摩擦轮传动，分为圆柱平摩擦轮传动、圆柱槽摩擦轮传动和圆锥摩擦轮传动 3种型式。1

工作原理图1所示为两个相互压紧的圆柱形摩擦轮，两轮之间由于压紧而产生一定的正压力，工作时，当主动轮受外力作用而旋转时，主动轮就依靠两轮间产生的摩擦力带动从动轮一起旋转，从而实现运动和动力的传递。因此，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。只要两轮接触产生的摩擦力，使主动轮产生的摩擦力矩能克服从动轮上产生的阻力矩，就能保证传动的正常进行。

在摩擦轮传动过程中，如果摩擦力矩小于阻力矩，两轮接触处就会在传动中出现显著的相对滑移，使从动轮只能在原位晃动而无法正常运转，这种现象称为“打滑”。为保证机器的正常运转，摩擦轮传动必须提供足够的摩擦力。根据摩擦力的计算公式F=μN可知，增大摩擦力的措施有两个：一是增大两轮问的正压力，例如在摩擦轮上安装弹簧或其他施力装置，但正压力只能适当增加，否则会增加作用在轴与轴承上的载荷，导致传动件尺寸增大，使机构笨重；二是增大摩擦因数，通常是将其中一个摩擦轮用钢或铸铁材料制造，而在另一个摩擦轮的工作表面粘上一层石棉、皮革、橡胶布、塑料或纤维材料等。一般将轮面较软的摩擦轮作为主动轮，这样可以避免传动中一旦产生打滑，使从动轮的轮面遭受局部磨损而影响传动质量。2

分类摩擦轮传动可分为定传动比传动和变传动比传动两类。

定传动比定传动比摩擦轮传动，分为圆柱平摩擦轮传动、圆柱槽摩擦轮传动和圆锥摩擦轮传动 3种型式（图2）。

前两种型式用于两平行轴之间的传动，后一种型式用于两交叉轴之间的传动。工作时，摩擦轮之间必须有足够的压紧力，以免产生打滑现象，损坏摩擦轮，影响正常传动。在相同径向压力的条件下，槽摩擦轮传动可以产生较大的摩擦力,比平摩擦轮具有较高的传动能力,但槽轮易于磨损。3

变传动比变传动比摩擦轮传动易实现无级变速，并具有较大的调速幅度。

机械无级变速器（图3）多采用这种传动。在图3中,主动轮按箭头方向移动时，从动轮的转速便连续地变化，当主动轮移过从动轮轴线时从动轮就反向回转。摩擦轮传动结构简单、传动平稳、传动比调节方便、过载时能产生打滑而避免损坏装置，但传动比不准确、效率低、磨损大，而且通常轴上受力大，所以主要用于传递动力不大或需要无级调速的情况。3

设计及要求对摩擦材料的主要要求是：耐磨性好、摩擦系数大和接触疲劳强度高。在高速、高效率和要求尺寸紧凑的传动中，常采用淬火钢对淬火钢，并在油中工作。干式摩擦传动常采用铸铁对铸铁、钢铁对木材或布质酚醛层压板，或在从动轮面覆盖一层皮革、石棉基材料或橡胶等。

摩擦轮传动的设计主要是根据所需传递的圆周力计算压紧力。用金属作为摩擦材料时应限制工作面的接触应力；用非金属时则限制单位接触线上的压力。3

特点及应用直接接触的摩擦轮传动一般应用于摩擦压力机、摩擦离合器、制动器、机械无级变速器及仪器的传动机构等场合。与其他传动相比较，摩擦轮传动具有下列特点：

1．传动时噪声小，并可在运转中变速、变向；

2．结构简单，使用维修方便，适用于两轴中心距较近的传动；

3．传动效率较低，不宜传递较大的转矩，主要适用于高速、小功率传动的场合；

4．过载时，两轮接触处会产生打滑，因而可防止薄弱零件的损坏，起到安全保护作用。在两轮接触处有产生打滑的可能，所以不能保持准确的传动比。4

本词条内容贡献者为:

王强 - 副教授 - 西南大学