计算实例

例1核算表摩擦轮结构中图6所示的洗涤机的摩擦轮传动。已知12个有钢丝垫层的橡胶摩擦轮中，6个由2台电机拖动，每台电机使用功率P₁＝18.2kW，洗涤筒总重力F_G＝300000N，摩擦轮半径R₁＝300mm，宽度b＝200mm，洗涤筒半径R₂＝1200mm，转速n₂＝6r/min，工作环境潮湿，每天工作8h，估定K_A＝1.1

(1)滑动安全系数核算

每个摩擦轮传递的功率为K_AP₁×10³/3＝F_tυ₁，υ₁≈υ₂＝2πR₂n₂/6×10⁴＝0.754m/s，故

由图可知，每个摩擦轮的法向力为

有效摩擦因数为

由表摩擦副材料查得潮湿环境f_p＝0.3＞f，故可满足滑动安全系数的要求

(2)强度核算

由表摩擦副材料橡胶摩擦轮的许用法向力F_np＝R₁bC_p，对B型轮从表设计计算步骤中图可得C_p＝0.8MPa，故F_np＝48000N，大于实际工作的F_n＝32600N。说明橡胶轮强度足够

例2试设计一驱动运输机的圆柱摩擦轮传动。传动功率P₁＝4kW，n₁＝1000r/min，n₂＝350r/min，i＝2.85

为了进行比较，选择三种计算方案，取不同的材料组合，但ψ_a均取0.3，电机驱动，按中等冲击，从表工况系数K_A可得K_A＝1.5

计算内容

方案Ⅰ

方案Ⅱ

方案Ⅲ

1．选择材料及润滑状况

淬硬钢/淬硬钢

合成润滑油

ZG230-450/Q275

无润滑，干摩擦面

层压塑料/灰铸铁

无润滑

2．确定许用摩擦因数

由表摩擦因数曲线中图1，取f_max＝0.09，取滑动安全系数S_R＝1.7，则由式(S_R＝f_max/f_p≥1.4~2.0)

由表摩擦因数曲线中图2，取f_max＝0.23，仍取S_R＝1.7，则

无合适的摩擦因数曲线时，直接从表摩擦副材料可得

3．由强度计算初定中心距(公式见表摩擦轮传动的设计与计算)

由表摩擦副材料查得σ_Hp＝1800MPa，E＝2.1×10⁵MPa，代入表摩擦轮传动的设计与计算相应公式

由表摩擦副材料查得σ_Hp＝500MPa，E＝2.1×10⁵MPa，代入表摩擦轮传动的设计与计算相应公式

由表摩擦副材料查得K_p＝1.0MPa，代入表摩擦轮传动的设计与计算金属轮/非金属轮相应公式

4．主要几何尺寸计算(公式见表摩擦轮传动的设计与计算)

由表摩擦因数曲线中图1，与f＝0.053相应的滑动率ε＝0.25%

由表摩擦因数曲线中图2，当f＝0.135时，相应的ε≈0.4%

表摩擦副材料，当f＝0.25时相应的ε＝3.5%

5．压紧力计算

按表摩擦轮传动的设计与计算相应公式

按表摩擦轮传动的设计与计算相应公式

按表摩擦轮传动的设计与计算相应公式

比较分析：方案Ⅰ结构最紧凑，寿命最长，但压紧力很大，滚动体材料及热处理和加工费用均较高；方案Ⅲ所占体积最大，但压紧力最小；方案Ⅱ的体积及压紧力介于Ⅰ及Ⅲ之间。可根据具体使用场合诸因素进一步确定