摩擦盘式乘法机构原理及缺点分析

摩擦盘式乘法机构主要由能绕自身轴线旋转的圆盘1和既能绕自身轴线旋转又能沿轴线方向移动的滚轮2组成（见图6-14），它们的轴线在同一平面上。该机构利用弹簧3使摩擦副保持接触。

假定滚轮2与圆盘1的接触点没有滑动，那么在该点上滚轮2和圆盘1的线速度相等。于是有

ω₁y=ω₂r

或

式中 ω₁、ω₂——圆盘和滚轮的角速度；

r——滚轮半径；

y——滚轮与圆盘的接触点至

圆盘轴线的可变距离。

图6-14 摩擦盘式乘法机构(www.xing528.com)

1—圆盘 2—滚轮 3—弹簧

由上式可见，如果机构以恒定的角速度ω₁和确定的距离y作为输入因子，则其输出角速度ω₂与它们之积成比例。其中1／r为比例系数。反之，若以ω₂和y作为机构的输入量，则所得的ω₁值就相当于含有比例系数r的商。此时关系式为ω₁=rω₂／y。

在应用中，为了避免使用转速表测出输入转速ω₁，可将角速度转换为角度值，以便直接用刻度盘指示和读取。这时若圆盘的输入转角为φ₁，则滚轮的输出转角φ₂为φ₂=iφ₁。式中i=y／r，是可变传动比。

摩擦盘式乘法机构的缺点是只能按先确定输入量y，然后输入φ₁的顺序进行运算，巨不宜在快速改变y的情况下连续工作。作除法机构也存在实际问题，因为滚轮与圆盘的摩擦力和力臂y都很小，而圆盘的惯性很大，所以滚轮有不能带动圆盘的可能，即使能带动，也会有很大的滑动，所以作除法运算时尚需改进结构。此外，由除法式子可见，当分母变量y趋向于零时，ω₁趋向无穷大，这是不可能的。所以此种机构不宜作除法运算的传动。

图6-15 圆盘-钢球摩擦式乘法机构

1—圆盘 2—辊轴 3—夹持架

图6-15所示是圆盘-钢球摩擦式乘法机构。圆盘1和辊轴2之间用钢球作中间传动。利用夹持架3来改变钢球与圆盘的接触点至圆盘中心的距离y。

当钢球移至圆盘中心时，y=0，则辊轴的转速为零；当钢球越过圆盘中心到另一边时，y为负值，则辊轴的旋转方向改变。