皮帶傳動

皮帶傳動亦稱“帶傳動”。機械傳動的一種。由一根或幾根皮帶緊套在兩個輪子(稱為“皮帶輪”)上組成。兩輪分別裝在主動軸和從動軸上。利用皮帶與兩輪間的摩擦，以傳遞運動和動力。

基本介紹

• 中文名：皮帶傳動
• 外文名：belt transmission
• 裝置結構：主動輪、從動輪、皮帶
• 分類：平皮帶、三角皮帶、圓皮帶
• 特點：緩和載荷的衝擊，運行平穩等
• 相關套用：縫紉機、發動機等機械裝置

介紹

皮帶傳動是用張緊的(環形的)皮帶，套在兩根傳動軸的皮帶輪上，它依靠皮帶和皮帶輪張緊時產生的摩擦力，將一軸的動力傳給另一軸。皮帶轉動可用於兩軸(工作機與動力機)之間大距離傳動。由於皮帶有彈性，可以緩和衝擊、減少振動，傳動平穩，但不能保持嚴格的傳動比(主動輪每分鐘的轉數對從動輪每分鐘轉數的比值)。傳動件遇到障礙或超載時，皮帶會在皮帶輪上打滑，因此可防止機件損壞。皮帶傳動簡單易行，成本低，保養維護也簡單，還便於拆換。但於皮帶在皮帶輪上打滑，所以皮帶傳動的機械效率低，而且皮帶本身耐久性也較差，使用久了會逐漸伸長，因此應隨時調整。

類型和結構

根據皮帶的剖面形狀，可分為平皮帶傳動、三角皮帶(三角膠帶)傳動和圓皮帶傳動等(圖15-3)。

圖15-3

平皮帶的剖面為扁矩形，皮帶輪的表面為光滑的圓柱形，皮帶在皮帶輪上工作時，其內面是工作面。三角皮帶剖面為梯形，三角皮帶和皮帶輪槽在兩側面接觸，故其側面是工作面。由圖可見，在同樣的Q力作用下，三角皮帶在工作表面上產生的正壓力N較平皮帶大。故在其它條件相同時，三角皮帶能傳遞較大的圓周力。圓皮帶一般只適用於小功率的傳動，如縫紉機和某些儀器上的傳動裝置。三角皮帶傳動較平皮帶傳動套用廣泛，而兩者的計算原理基本相同。

原理

皮帶傳動，是由主動輪1、從動輪2和張緊在兩個帶輪上的環形皮帶所組成的；由於張緊原因，便在皮帶與帶輪的接觸部分產生了壓緊力。當主動輪運轉時，依靠摩擦力作用帶動皮帶，而皮帶帶動從動輪進行運轉。這樣就把主動軸的動力傳給從動軸。

皮帶應連成環形，並以一定的拉力(稱為張緊力)P₀套在一對皮帶輪上，使皮帶和皮帶輪相互壓緊。皮帶不工作時，皮帶兩邊的拉力相等(均等於R)。皮帶工作時，它與輪面同的摩擦力使其一邊的拉力加大，另一邊的拉力減小。兩者之差P₁-P₂，即皮帶傳遞的有效拉力。在數值上它等於沿任意一個皮帶輪的接觸弧上摩擦力的總和(圖128)。在一定條件下，達摩擦力有一極限值，如果工作阻力超過這一極限值，皮帶則將在輪面上打滑，傳動也就不能順利工作。

圖128

摩擦力的極限值決定於皮帶材料、張緊程度、包角(接觸角)大小、皮帶速度等因素。當其他條件相同時，張緊力P₀和包角α₁(兩輪包角中較小的一個)愈大，摩擦力的極限值也愈大。所以為了有效地利用皮帶，必須適當地控制張緊力和維持不過小的包角。後一要求限制了皮帶傳動的最小中心距離和最大傳動比。

特點

皮帶傳動在機械中套用得非常廣泛，與嚙合傳動(齒輪、蝸輪傳動)比較，皮帶傳動具有下列一些特點：

(1)結構簡單，製造成本低，安裝維護方便。

(2)皮帶富於彈性，可以緩和衝擊和振動，因此運轉平穩，工作時噪聲較低。

(3)適用於較大中心距的傳動，但從另一方面看，傳動外廓尺寸大，緊湊性差。

(4)皮帶在皮帶輪上的彈性滑動隨負載的變化而變化，故傳動比不準確。但是過載時，可以發生打滑。因此能防止其它傳動件的損壞。但通常不用它來作過載保護裝置。

(5)皮帶必須張緊，使軸和軸承受到較大的作用力。

(6)皮帶和皮帶輪會摩擦生熱、起電，因之不宜用在有爆炸危險的地方。

(7)皮帶傳動的效率和耐久性低。三角皮帶與平皮帶傳動相比，有傳動比i較大，中心距A較小，傳動外廓尺寸較緊湊，皮帶的滑動和張緊力較小等優點。

因為皮帶傳動靠摩擦力工作，所以能有效緩和載荷的衝擊，運行平穩、無噪音。製造和安裝精度不像嚙合傳動要求那樣嚴格；工作時和摩擦輪傳動相似，在過載時將引起皮帶打滑，因而可防止其他零件的損壞並可在合理範圍內增加皮帶長度以適應中心距較大的工作條件(中心距可到15米)。

但是，靠摩擦力運作的皮帶傳動和摩擦輪傳動一樣，也有下列缺點：1)有彈性滑動和打滑，使效率降低和不能保持準確的傳動比；2)傳遞同樣大的圓周力時，輪廓尺寸和軸上的壓力都比嚙合傳動力大；3)皮帶的壽命較短，一般只有2000～3000小時。

皮帶傳動故障處理：皮帶傳動的主要故障就是打滑，造成打滑的原因有：皮帶過松，皮帶或皮帶輪上有油污，皮帶磨損嚴重或伸長等。皮帶過松時，應按說明書上的鬆緊要求度重新進行調整。若因皮帶或皮帶輪上有油污而打滑，則應及時清除油污，如皮帶嚴重磨損或伸長，則應更換新皮帶。