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1、机械机构创新设计及应用课程论文（2016 年春季学期）题目： 摩擦调节机构的基本类型及特点姓名：学号： 1130810班级： 1308103专业： 机电工程学院日期： 2016.6.15哈尔滨工业大学机电工程学院 机械机构创新设计及应用课程论文第 0 页要求1 按附录的撰写规范独立完成课程论文撰写，拒绝雷同，否则按零分处理2 字数不少于 3000 字3 除课程论文外，最好包含自己的学习心得体会4 必须双面打印，注意排版，不允许 2-3 行占一页的情况出现5 打印时去掉附录页6 装订时左上角订一枚钉7 大作业需同时提交打印稿和电子文档予以存档，电子文档由班长收齐（缺电子文档得零分），统一发送至：
2、成 绩：评阅人： 机械机构创新设计及应用课程论文第 1 页正文经过对本课程的学习和老师很结合实际的机械的原理分析，对我有很大的帮助。尤其实在机构的设计方面，有了更深刻的理解，在前期经过机械原理和机械设计的学习之后，本门课的开设使我们在基本的机械设计中有了升华。在以前课程大量的计算之外，新的设计思路和方法，新的结构设计与分析，都对我们在机构的设计和应用中有很大的帮助。通过对机械机构应用相关章节的阅读和对摩擦机构相关文献的阅读和学习，使我对本机构有了新的了解和掌握。摩擦调节机构，顾名思义，其传动（运动、动力）是通过摩擦力，摩擦力则有传动件间的相互接触产生。在本节的开头就点明，这种机构常用于传递相交
3、轴、平行轴或交叉轴之间的回转运动或把回转运动变换为直线往复运动（或是相反的运动变换）来实现量值调节。总体来说，通过课程对这一章节的学习得知，摩擦调节机构具有结构简单、制造容易、没有传动回差、调节平稳和能实现过载保护等特点。缺点是有摩擦损耗、传动比不准确，所以不宜用于有严格传动比和数据传递关系的场合。但对于只需粗略指示以及具有与传动比变化无关的终端精确指示或效果响应（或显示）的仪器调节是适宜的。下面我们先介绍调节机构的基本原理。从摩擦传动出发，探究对应机构的种类，在原理上来讲每一种传动方式都可以对应一种简易的摩擦调节机构，所以这里我们就按照摩擦传动的种类对摩擦调节机构进行分析。1 轴间关系平行的
4、摩擦传动机构1.1 圆柱摩擦传动图 1 圆柱摩擦传动圆柱摩擦传动实现的基本方式为摩擦轮的传动，传动比基本固定，分为圆柱平摩擦 机械机构创新设计及应用课程论文第 2 页轮传动、圆柱槽摩擦轮传动。特点：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。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。其机构性质为工作时径向压紧，线接触，轴承有较大的径向力。该传动可以用于有轴间距的摩擦调节机构，用上端转动控制下端。1.2 V 形摩擦传动图 2 V 形摩擦传动相比
5、于 1.1 圆柱摩擦传动，二者有相似的地方，传动也比基本固定，只是在接触时将平面改成了 V 形面，这种改动增大了摩擦力，同时增加了接触棉结使面承受压强降低，增加了轮的寿命，减缓了磨损，相比于圆柱摩擦传动有更多的优点。特点：由于压紧力的分力，使其有轴向分力和轴承径向压力，这在轴承、联轴器的选择上应当考虑进来，这也增加了运动的不平稳性。1.3 V 形摩擦传动端面压盘摩擦传动图 3 端面压盘摩擦传动端面压盘摩擦传动结构图如图 3，主要通过压盘和被压盘之间的切向摩擦力驱动转动。特点：由于摩擦力需要轴向的预紧，会有轴向力，在理论上无轴承径向力。在径向 机械机构创新设计及应用课程论文第 3 页方向上的振动
6、就会小，而且可以方便的调节轴间距来调节机构的传动比。若接触面过大，会产生较大的线速度差，由于为接触面所以并不知道摩擦力的合理作用点和合力方向，所以驱动力的大小、作用点都不好确定，如果摩擦力的方向不是正好沿切线方向则会产生径向力。1.4 球端 -锥面摩擦传动图 4 球端-锥面摩擦传动球端-锥面摩擦传动如图 4，通过对球端施加轴向力产生垂直于接触面的摩擦力驱动运动。特点：球端轴向压紧，接触应力较大，是因为摩擦力的正压力是由轴向预紧力的分力，相比于面接触也需要更大的摩擦力来驱动。有轴向和径向分力，相比于前三种，并不是很实用。2 轴间关系垂直或成其它角度相交的摩擦传动机构2.1 圆锥摩擦传动图 5 圆
7、锥摩擦传动圆锥摩擦传动结构如图 5，两轴在轴向均有预紧力，在接触面切线方向产生摩擦力实现转动。特点：线（或点）接触，有轴向和径向压力。和锥齿轮类似实现了垂直方向运动的 机械机构创新设计及应用课程论文第 4 页传递。传动比为 。1212sinRi2.2 圆盘 -滚轮摩擦传动图 6 圆盘-滚轮摩擦传动圆盘-滚轮摩擦传动如图 6 所示，对下端圆盘施加轴向预紧力，圆盘与滑轮之间就会产生正压力，随之而来有摩擦力的产生。特点：根据受力分析，对于下端圆盘会有轴向力和相应的倾覆力矩，在设计轴承以及定位机构时应将相关的强度的问题考虑进去。可通过移动滚轮和圆盘轴心之间的水平距离来改变传动比，这一点比较方便。需要适
8、当的预紧力，过大会使磨损加快，过小便确保不了传动比，如果滚轮的厚度过宽，使驱动力作用点位置不准确，造成传动比不准确。理想传动比在 、 之间。1min2in12R1max2ax2R2.3 伞面摩擦传动图 7 伞面摩擦传动伞面摩擦传动机构如上图，伞面轴向预紧产生摩擦力。特点：通过改变 角可改变速比，即旋转上端的轴。此机构会产生轴向和径向压力。理想传动比为 。112sinrRi具体应用： 机械机构创新设计及应用课程论文第 5 页图 8 能够粗、细调节的摩擦调节机构该机构是能够粗、细调节的摩擦调节机构，比较方便。3 轴间关系垂直交叉的摩擦传动机构3.1 凸键 -压盘摩擦传动图 9 凸键-压盘摩擦传动凸
9、键-压盘摩擦传动通过压盘施加轴线方向的预紧力，使压盘和凸键之间产生摩擦力，由压盘的转动带动凸键所在机构的直线运动。特点：传动为面接触，该机构有轴向力，没有径向力。传动比为，调节杆转一周，测量轴位移 。r2具体应用实例：图 10 变回转运动为直线移动的摩擦调节机构当转动调节杆 1 时，通过销子 3 向摩擦盘 4 传递力矩，然后靠摩擦盘 4 与凸键的摩 机械机构创新设计及应用课程论文第 6 页擦力来驱动移动测杆 5 作直线位移，从而使移动测杆移动。弹簧片 6 起压紧和消除调节杆与壳体内侧接触面间隙的作用。这种机构结构简单、调节均匀精确、没有回差。3.2 球端 -轴向面摩擦传动图 11 球端-轴向面
10、摩擦传动上图为球端-轴向面摩擦传动机构，通过对半球面端施加预紧力，产生摩擦力使滑块做直线运动。特点：二者为点接触，由受力知有轴向和径向的分力。传动比为，调节杆转一周，测量轴位移 。12r图 12 球端摩擦微调机构这个机构是两级摩擦传动调节机构可以实现刻度标尺的微动调节。3.3 转盘 -轴向面摩擦传动图 13 转盘-轴向面摩擦传动通过转盘施加竖直方向的预紧力，产生切线方向的摩擦力，使滑块沿直线运动。 机械机构创新设计及应用课程论文第 7 页特点：径向压紧，点（或线）接触。有径向力。可变转动为直线移动。3.4 钢球摩擦传动图 14 钢球摩擦传动机构该机构为轴向压紧，点接触。调节杆 1 的锥端，靠弹
11、簧 4 的压力把钢球 3 压向固定套筒 5 的内壁。当转动调节杆 1 时，钢球沿着固定套筒内壁滚动，从而带动轴 2 转动，实现微动调节。该机构的特点是可在同轴线上实现减速微调或粗、细兼有的调节。具有结构紧凑、制造容易、安装调节方便等优点。3.5 索带摩擦调节机构图 15 索带摩擦调节这种机构是借助索带与滑轮之间的相互摩擦进行传动的。利用这种机构可实现平行轴间、相交轴间、或交叉轴间的较远距离的传动。优点是：结构简单、制造容易、传动平稳、无噪声和冲击、传动比可达 3050 。缺点是：传动精度低、传递力矩较小。4 总结和心得体会 机械机构创新设计及应用课程论文第 8 页上述是按照摩擦传动方式进行分类的，有的调节机构是多种摩擦传动方式共同作用而进行工作的；有的则是用单一的传动方式进行调节的。总而言之，从根本的摩擦传动进行分类，可以从原理层面上分析摩擦调节机构。通过课程，系统的学习了很多设计方法、思路，增加了对机械机构种类了解，认识了很多以前没接触到的新颖的设计，很有收获。同时，在每次提交的课堂小作业中，主动的学习查阅相关的资料，使我很有收获，特别在实际应用中的能力得到了提升，老师在讲课中也会加入实际的案例，丰富了我们的课堂，也增加了学习的兴趣。总而言之，很有感触，很有收获。5 参考文献1机械机构及应用，第二版，机械工业出版社，陈国华，2013 ；2检测与转换技术，机械工业出版社，常健生；
