摩擦轮传动功率.PPT

9-1 摩擦輪傳動原理9-2 摩擦輪的種類與構造9-3 摩擦輪之速比 一、摩擦輪 兩物體之接觸面產生相對運動時，在接觸面 上會產生阻止相對運動之力，稱為摩擦力。 藉著摩擦力，主動輪將迴轉運動由滾動接觸 直接傳給從動輪 ，使從動輪也產 生迴轉運動者謂 之摩擦輪。如圖 9-1所示。 二、純粹滾動接觸 相互接觸的兩物體，在接觸點發生相對速度 ，當相對速度為零時，即無滑動的情形，此 時的滾動狀態即為純粹滾動接觸 (pure rolling contact)。純粹滾動接觸之 各點的線速度永遠相等，即VA＝VB。 三、摩擦輪傳動原理 摩擦輪是藉著兩摩擦輪接觸面間的摩擦力來 傳達功率。當摩擦力愈大時，所能傳達的功 率就愈大。摩擦輪的迴轉速愈快，其傳達的 功率也愈大。 影響摩擦力的因素很多，如：正壓力(normal pressure)、摩擦係數(coefficient of friction)、相互接觸材料之種類、接觸面之 狀況、動摩擦或靜摩擦等。其中最主要的因 素為正壓力與摩擦係數。 表9-1為一般摩擦輪常用之材料及其摩擦係數。 使用摩擦輪傳動之優缺點如下： 1.優點： (1)從動件起動平穩，無陡震現象。 (2)從動軸阻力過大時，在接觸處完全滑動， 從動機件不致損壞。 (3)裝置簡單，傳達動力時噪音較小。 2.缺點： (1)速比不穩定。 (2)不適宜傳達較大的馬力。 主動輪與從動輪之材料不同，從動輪通常以 較硬材料做成，例如鑄鐵；主動輪用較軟材 料，例如橡皮或塑膠等。 四、摩擦輪傳動功率 摩擦輪傳送動力，完全是靠著接觸部分之摩 擦力（F）。如圖9-2所示，在接觸點作圓心 聯線的垂直線F即為摩擦力，P表示外力，位 置在兩圓O1O2的聯心線上，稱為正壓力。摩 擦力的大小等於正壓力乘摩擦係數。 摩擦輪力的方向 設 P：正壓力，μ：摩擦係數，F：摩擦力，則 如圖9-2所示之摩擦輪，設其間之接觸點為滾動接觸 ，則其所能傳達之功率，可依下列方式計算： (9-2)式中之單位： D：公尺，V：公尺/秒，F或P：牛頓。 (9-3)式中之單位：D：公尺，V：公尺/秒，F或P：公斤。 (9-4)式中之單位：D：呎，V：呎/秒，F或P：磅。 μ：摩擦係數　　N：每分鐘轉速（rpm） 由以上各式可看出，增加速率、正壓力或摩 擦係數，均能提高傳達功率。速率不能無限 制增加，太大的正壓力容易損壞機件，故增 加摩擦係數是提高馬力數的最好方法。 例題（9-1） 例題（9-2） 一、圓柱形摩擦輪 當兩軸中心線同在一平面上，且相互平行時， 適用圓柱形摩擦輪傳動，可分為外切與內切兩 種。如果兩軸迴轉方向相反時，適用外切圓柱 形摩擦輪，方向相同時，適用內切圓柱形摩擦 輪。 1.外切圓柱形摩擦輪 如圖9-3所示，外切圓柱形摩擦輪由外切的 圓盤A裝置於S1軸上，與外切圓盤B裝置於S2 軸上，兩軸之距離為C。兩輪於接觸點P為滾 動摩擦，因此兩輪於P點之切線速度相等， 但其旋轉方向相反。 外切圓柱形摩擦輪 2.內切圓柱形摩擦輪 如圖9-4所示，內切圓柱形摩擦輪由一中空 的內圓柱形滾動輪B裝置於S2軸上，及一圓 柱形滾動輪A裝置於S1軸上，A輪外緣內接 於B輪之內緣，以滾動傳動，兩輪迴轉方向 相同。 內切圓柱形摩擦輪 二、圓錐形摩擦輪 當兩軸中心線同在一平面但並不平行時，可 採用圓錐形摩擦輪傳動。如圖9-5所示，S1 軸及S2軸各置有一圓錐形滾動輪，兩錐輪有 一共同頂點O，此點亦為兩軸心之交點。圓 錐形摩擦輪分外切與內切兩種。 圓錐形摩擦輪 1.外切圓錐形摩擦輪 圖9-5所示為兩軸轉向相反之外切圓錐形 摩擦輪，兩軸正交時（成90°）如圖9-6 所示。若兩軸之夾角θ增加，可得圖9-7 及圖9-8等不同形狀的摩擦輪，其傳動軸 的轉向依然相反。 外切圓錐形摩擦輪 2.內切圓錐形摩擦輪 圖9-9所示為內切圓錐形摩擦輪傳動的情 形，其兩輪的迴轉方向相同。若使輪A之 半頂角α＝90°則成為平盤，如圖9-10 所示。若將α角增大，而使輪A之半頂角 α＞90°，兩輪之迴轉方向仍然相同。 內切圓錐形摩擦輪 三、凹槽摩擦輪 圖9-11所示為凹槽摩擦輪。為了增加兩摩擦 輪間的摩擦力，將摩擦輪的輪面做成凹槽， 形狀為兩側傾斜的楔形槽，可提高輪面的摩 擦力。當傾斜角度愈大，其摩擦力愈大。其 摩擦損耗亦大。一般凹槽形成的角度以 30°～40°為宜，節距以0.4cm～2cm為宜。 凹槽摩擦輪 四、變速摩擦傳動機構 變速摩擦傳動機構其速比均可作某種程度的 調整，且為無段變速。 1.圓盤與滾子的摩擦傳動 如圖9-12所示，A為一盤形輪，B