皮带传动

古代汉族重要发明之一

皮带传动亦称“带传动”。机械传动的一种。由一根或几根皮带紧套在两个轮子(称为“皮带轮”)上组成。两轮分别装在主动轴和从动轴上。利用皮带与两轮间的摩擦，以传递运动和动力。

介绍

皮带传动是用张紧的(环形的)皮带，套在两根传动轴的皮带轮上，它依靠皮带和皮带轮张紧时产生的摩擦力，将一轴的动力传给另一轴。皮带转动可用于两轴(工作机与动力机)之间大距离传动。由于皮带有弹性，可以缓和冲击、减少振动，传动平稳，但不能保持严格的传动比(主动轮每分钟的转数对从动轮每分钟转数的比值)。传动件遇到障碍或超载时，皮带会在皮带轮上打滑，因此可防止机件损坏。皮带传动简单易行，成本低，保养维护也简单，还便于拆换。但由于皮带在皮带轮上打滑，所以皮带传动的机械效率低，而且皮带本身耐久性也较差，使用久了会逐渐伸长，因此应随时调整。

类型和结构

根据皮带的剖面形状，可分为平皮带传动、三角皮带(三角胶带)传动和圆皮带传动等(图15-3)。

平皮带的剖面为扁矩形，皮带轮的表面为光滑的圆柱形，皮带在皮带轮上工作时，其内面是工作面。三角皮带剖面为梯形，三角皮带和皮带轮槽在两侧面接触，故其侧面是工作面。由图可见，在同样的Q力作用下，三角皮带在工作表面上产生的正压力N较平皮带大。故在其它条件相同时，三角皮带能传递较大的圆周力。圆皮带一般只适用于小功率的传动，如缝纫机和某些仪器上的传动装置。三角皮带传动较平皮带传动应用广泛，而两者的计算原理基本相同。

原理

皮带传动，是由主动轮1、从动轮2和张紧在两个带轮上的环形皮带所组成的；由于张紧原因，便在皮带与带轮的接触部分产生了压紧力。当主动轮运转时，依靠摩擦力作用带动皮带，而皮带带动从动轮进行运转。这样就把主动轴的动力传给从动轴。

皮带应连成环形，并以一定的拉力(称为张紧力)P0套在一对皮带轮上，使皮带和皮带轮相互压紧。皮带不工作时，皮带两边的拉力相等(均等于R)。皮带工作时，它与轮面同的摩擦力使其一边的拉力加大，另一边的拉力减小。两者之差P1-P2，即皮带传递的有效拉力。在数值上它等于沿任意一个皮带轮的接触弧上摩擦力的总和(图128)。在一定条件下，达摩擦力有一极限值，如果工作阻力超过这一极限值，皮带则将在轮面上打滑，传动也就不能顺利工作。

摩擦力的极限值决定于皮带材料、张紧程度、包角(接触角)大小、皮带速度等因素。当其他条件相同时，张紧力P0和包角α1(两轮包角中较小的一个)愈大，摩擦力的极限值也愈大。所以为了有效地利用皮带，必须适当地控制张紧力和维持不过小的包角。后一要求限制了皮带传动的最小中心距离和最大传动比。

特点

皮带传动在机械中应用得非常广泛，与啮合传动(齿轮、蜗轮传动)比较，皮带传动具有下列一些特点：

(1)结构简单，制造成本低，安装维护方便。

(2)皮带富于弹性，可以缓和冲击和振动，因此运转平稳，工作时噪声较低。

(3)适用于较大中心距的传动，但从另一方面看，传动外廓尺寸大，紧凑性差。

(4)皮带在皮带轮上的弹性滑动随负载的变化而变化，故传动比不准确。但是过载时，可以发生打滑。因此能防止其它传动件的损坏。但通常不用它来作过载保护装置。

(5)皮带必须张紧，使轴和轴承受到较大的作用力。

(6)皮带和皮带轮会摩擦生热、起电，因之不宜用在有爆炸危险的地方。

(7)皮带传动的效率和耐久性低。三角皮带与平皮带传动相比，有传动比i较大，中心距A较小，传动外廓尺寸较紧凑，皮带的滑动和张紧力较小等优点。

因为皮带传动靠摩擦力工作，所以能有效缓和载荷的冲击，运行平稳、无噪音。制造和安装精度不像啮合传动要求那样严格；工作时和摩擦轮传动相似，在过载时将引起皮带打滑，因而可防止其他零件的损坏并可在合理范围内增加皮带长度以适应中心距较大的工作条件(中心距可到15米)。

但是，靠摩擦力运作的皮带传动和摩擦轮传动一样，也有下列缺点：1)有弹性滑动和打滑，使效率降低和不能保持准确的传动比；2)传递同样大的圆周力时，轮廓尺寸和轴上的压力都比啮合传动力大；3)皮带的寿命较短，一般只有2000～3000小时。