〖實(shí)例14〗摩擦輪傳動(dòng)加壓方式的優(yōu)劣

鬼魅道長(zhǎng)

這次是一個(gè)摩擦輪加壓的討論,，如圖14-1所示可看出主要原理是減速機(jī)驅(qū)動(dòng)橡膠輪帶動(dòng)鋼筒轉(zhuǎn)動(dòng),，旋轉(zhuǎn)方向已示出,。

1.問(wèn)題描述

方案1和方案2的加壓方式，從受力分析來(lái)看,，使用效果一樣嗎,？如不一樣，哪一種更合理,？有沒(méi)有更好的方案,？

2.討論

甲說(shuō)，分析這類(lèi)問(wèn)題,，通常首先是憑感覺(jué),，這是人類(lèi)長(zhǎng)期自然進(jìn)化發(fā)展出來(lái)的天生的判斷力，如果看起來(lái)不協(xié)調(diào),，往往就有隱患,；某些非常重要的設(shè)備,，在樣機(jī)做出來(lái)之后會(huì)讓一些老工程師和科學(xué)家坐在一邊看兩天，不為別的,，就是純粹地盯著看,，如果覺(jué)得哪里不合適，馬上有人記下來(lái),，也許就是一個(gè)隱患,；從圖14-1上看，此機(jī)構(gòu)的力傳遞路線是：彈簧—減速機(jī)安裝座—減速機(jī)輸出軸—小摩擦輪,，由此將小摩擦輪壓緊在大摩擦輪上,；

一般這種小摩擦輪材料是聚氨酯，大摩擦輪材料是Q235,；可以看出其設(shè)計(jì)思想為：使用一段時(shí)間后,，小摩擦輪直徑磨損變小，這時(shí)只需將彈簧的壓緊螺母向里旋緊,，即可繼續(xù)正常使用,，直至用到需要更換摩擦輪；

這種加壓裝置,，不足之處是減速機(jī)輸出軸承受較大彎矩,，選擇減速機(jī)時(shí)要考慮減速機(jī)輸出軸所能承受的最大徑向力必需大于摩擦輪傳動(dòng)所需的正壓力，而且要留出一定的富裕量,；優(yōu)點(diǎn)是裝置簡(jiǎn)單、體積小,，使用時(shí)調(diào)整,、更換摩擦輪都很方便。

粗略分析之后,，甲建議不要使減速器直接聯(lián)接小摩擦輪,，說(shuō)，這樣會(huì)讓減速器輸出軸承受側(cè)彎距,，并提出解決方案：

1．摩擦輪固定在一個(gè)回轉(zhuǎn)臂上,，通過(guò)回轉(zhuǎn)臂壓緊大的摩擦輪；

2．減速器與摩擦輪之間增加一個(gè)傳動(dòng)裝置,，可以采用鏈條,、三角帶或同步帶，根據(jù)設(shè)備工作條件選擇傳動(dòng)方式,。

乙說(shuō),，整個(gè)磨擦輪的機(jī)構(gòu)也有問(wèn)題：

1． 首先，只有一個(gè)鉸接機(jī)構(gòu),，電機(jī),、減速器及壓板等會(huì)有較大的重量,，造成磨擦輪側(cè)彎而沒(méi)有理想中的水平壓進(jìn)，那么磨擦輪軸線有可能不能保持與大輪平行,，從而造成偏磨,，使用時(shí)間越久問(wèn)題會(huì)越嚴(yán)重；

2． 其次,，沒(méi)有考慮卸荷,；磨擦輪懸臂安裝，大輪給減速器輸出軸同樣于正壓力的反壓力,，輸出軸的軸承會(huì)有問(wèn)題,；

建議更改方案：

1．用雙導(dǎo)軌保持磨擦輪水平壓進(jìn)；

2．做卸荷機(jī)構(gòu),，磨擦輪用單獨(dú)的軸承支承反壓力,，軸承座與進(jìn)給導(dǎo)軌架固連，當(dāng)然電機(jī)減速器也與導(dǎo)軌架固連,，減速器輸出軸與磨擦輪軸用聯(lián)軸器聯(lián)接,。

不用說(shuō)，如果按照上面甲,、乙兩位提出的方案進(jìn)行安排肯定更合理,，但提問(wèn)者解釋說(shuō)，安裝空間有限,，恐怕只能如此布置,；在選擇減速機(jī)時(shí)，已考慮到減速機(jī)輸出軸所允許承受的最大徑向力,，并計(jì)算出摩擦輪傳動(dòng)的最大徑向力約980Kgf,；所選減速機(jī)額定承受的最大徑向力為1600Kgf，所以使用應(yīng)該沒(méi)問(wèn)題,，但對(duì)減速機(jī)的壽命可能會(huì)有一點(diǎn)影響,。

丙完全理解提問(wèn)者的無(wú)奈，說(shuō),，有時(shí)候設(shè)計(jì)就是在一個(gè)無(wú)可奈何的情況下進(jìn)行的,；所有的工程師都希望能夠擁有最寬松的條件和最有力的支持，可以做出一套如春夜暖風(fēng)般讓所有人在各方面都感到心滿意足的方案,，但是很可惜,，正如現(xiàn)實(shí)中不會(huì)出現(xiàn)誤差為零的尺寸一樣，想要做出符合要求的設(shè)計(jì),，往往都必須在某一些方面付出代價(jià),，就好像這臺(tái)加壓裝置的配置，為了節(jié)約空間,，只好退而求其次,；而為了在“不完全”的條件下把設(shè)計(jì)做好,，如圖14-2的受力分析，就是必不可少的了,。

丁說(shuō),，從圖14-2可以看出，兩輪的正壓力總是沿著兩輪的圓心連線的——即法線方向,；而對(duì)減速機(jī)進(jìn)行受力分析可知,，雖然力的方向不太一樣，但對(duì)鉸軸產(chǎn)生的力矩效果是一樣的,；由此可以得出結(jié)論,，兩種方案，其實(shí)并沒(méi)有區(qū)別,。

丙不同意,，說(shuō)，上面的分析中其中有個(gè)致命的疏忽,，即：雖然在靜止情況下,，彈力和正壓力對(duì)鉸軸的力矩和為零，但小摩擦輪的驅(qū)動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)時(shí),，一定會(huì)有新的力加入,，受力情況會(huì)改變；

具體是這樣的：在完全靜止的情況下,，受力如圖14-2所示,，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)小摩擦輪做逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，大摩擦輪得到兩輪相切點(diǎn)的向下的力,，并做順時(shí)針旋轉(zhuǎn),，由此可知小摩擦輪從與大摩擦輪相切點(diǎn)處得到一個(gè)向上的反力，方案一和方案二一致,；但不一致的地方在于鉸鏈座的位置，方案一的鉸鏈座在下方,，方案二的鉸鏈座在上方,；

因此可以得到這樣的判斷：

方案一，小摩擦輪得到的反力使得整個(gè)自動(dòng)加壓裝置有脫離大摩擦輪的趨勢(shì),；

方案二,，小摩擦輪得到的反力使得整個(gè)自動(dòng)加壓裝置有靠近大摩擦輪的趨勢(shì)；

丁同意丙的分析,，并補(bǔ)充說(shuō),，電機(jī)啟動(dòng)的時(shí)候最為猛烈，然后逐漸趨于平穩(wěn),；而在任一瞬間這種趨勢(shì)的劇烈程度,，取決于此時(shí)小摩擦輪驅(qū)動(dòng)大摩擦輪所需要克服的阻力矩的大小,，如大摩擦輪中心軸的軸承的滾動(dòng)摩擦力，大摩擦輪自身的慣性矩等,。

3． 結(jié)論

結(jié)論大致就出來(lái)了,，兩種方案的優(yōu)缺點(diǎn)是互補(bǔ)的，方案一的優(yōu)點(diǎn)是減速機(jī)輸出軸相對(duì)負(fù)載小,，電機(jī)不易卡死,，缺點(diǎn)是易振動(dòng)，而方案二正好相反,，優(yōu)點(diǎn)是不易振動(dòng),，缺點(diǎn)是減速機(jī)輸出軸相對(duì)負(fù)載大，電機(jī)易卡死,。至于孰優(yōu)孰劣,，就要看這臺(tái)機(jī)器的其他部件設(shè)計(jì)方案了。

小貼士：

在成大先主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》（化學(xué)工業(yè)出版社第3版）第3卷,，第2章摩擦輪傳動(dòng)里的圖12-2-5—一種自動(dòng)加壓裝置中,，顯示的裝置和方案二原理一樣，只是擺放位置稍有變化,。有興趣的讀者,，不妨查閱一番，以作比較,。

https://zhuanlan.zhihu.com/c_1051171562501287936

寂靜天花板

說(shuō)的精彩，直覺(jué)就是依據(jù)日常生活的現(xiàn)象來(lái)判斷,，雖然不一定精確,，但是定性分析上多數(shù)是可靠的，比如樸素唯物主義,，原始共產(chǎn)主義社會(huì),，畢達(dá)哥拉斯原子論。

ming1206

很好學(xué)習(xí)了

龍吟Winn

樓主搞什么產(chǎn)品的,？莫非是overhead monorail ,？

ananc7

先評(píng)論后細(xì)看

pyc5850

佩服甲乙丙丁這些大俠 考慮問(wèn)題有思想，有深度。

709079691

   越看越覺(jué)得做設(shè)計(jì)好難,，每個(gè)方案都有欠缺和優(yōu)點(diǎn),；咋么選擇真需要不停的累計(jì)。

麥兜大俠

一直在關(guān)注大俠的分析案例  很受益  希望繼續(xù)不斷更新

gyq720

最有感觸的是“”丙“”所說(shuō)的,，如果大家都沒(méi)有限制條件,，任你天馬行空的去做的話，那肯定會(huì)做的很完美,，但設(shè)計(jì),，不可能不給定你限制條件，就是矛盾中進(jìn)行的,。

lcj239

一直關(guān)注著大俠的實(shí)例,，贊