帶 (機械)

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带 (机械)

,也稱傳動帶皮帶,是一種環狀柔性材料,用於機械連接兩根或以上的傳動軸。帶可以用於傳遞動力,也可以用來傳遞運動,即相對位移。帶安裝在帶輪上。在雙帶輪系統中,帶輪的轉向可以相同,也可以通過交叉帶的方向來使兩帶輪的轉向相反。

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一對V帶
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平帶
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Hagley Museum英語Hagley Museum and Library機械展館中的平帶傳動機構

作為動力源,傳送帶是帶在兩點間輸送物體的一個應用。

傳動

在兩不同軸的軸間傳遞動力的場合,帶可能是最便宜的解決方案。帶傳動系統是由特別設計的帶和帶輪組成的。由於帶傳動的廣泛應用,它產生了許多變種以適應不同的工況。普遍而言,帶可以平滑、低噪音的工作,也可以在載荷變化時對電機軸承起到緩衝的作用,但在體積相似的情況下,其強度通常低於齒輪傳動。儘管如此,現代的設計、工藝使得帶可以在部分場合替代過去只能由鏈、齒輪完成的工作。

帶和帶輪間的動力傳遞如下式所示:[1]

其中,T1和T2分別是緊邊和松邊的張緊力,μ是摩擦係數,而α是小帶輪的包角,即帶和帶輪接觸部分的角度。

優點和缺點

帶驅動的優點是簡單、便宜,而且二個傳動軸之間不需要對正。傳動帶可保護機械不會過載,也有阻尼效果,可以減少噪音及振動。傳動帶不需潤滑,所需要的保養也最少。傳動帶的效率高(90%至98%,一般95%),可以在傳動軸有明顯夾角的情形下使用。只要讓傳動帶沒有張力就可以達到離合器的效果,配合不同半徑滑輪或的斜的滑輪可以達到變速的效果。

由於滑動及傳動帶的伸長,帶驅動時二輪角速度的比例不一定是定值,也不一定會和二輪半徑比相等,不過使用有齒的傳動帶可大幅改善此一問題。其溫度範圍可以從−35°C到85°C。若要補償傳動帶的磨損伸長,需調整中心距的或增加一惰輪。

平帶

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帶可以用來從發動機的飛輪上傳出動力,例如此處的脫粒機

圓帶

V帶

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Yanmar 2GM20水上柴油發動機上的帶
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空壓機上的多V帶

V帶有帘布芯結構和繩芯結構兩種,分別由包布、頂膠、抗拉體和底膠四部分組成。

多槽皮帶

多楔帶

同步帶

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同步帶
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帶傳動自行車英語belt-driven bicycle上的同步帶輪

歷史

第一次有關帶個大滑輪和小滑輪機械皮帶傳動敘述是由漢朝(前202年-220年)楊雄(前53年-前18年)在前15年著作《方言》所提到[2],用於把纖維纏繞在上為紡梭作準備的卷緯機。[3]學者裴松之(372年-451年)所注《三國志注》注引魏晉文學家傅玄(217年—278年)所提曹魏時代機械巧匠馬鈞(活躍於230年-232年)所發明物,[4]不但後來經改良精進為鏈條傳動[5]而且對紡車發明是至關重要的元件。[6]

宋朝(960年-1279年)秦觀(1049年-1100年)於1090年所著關於紡織品養蠶業的書《蠶書》描述了機械傳動的繅絲設備。[7][8]

1313年由王禎(1271年-1368年)出版的《農書》裡有幅仕女操作帶連續皮帶傳動的多軸紡車。[9]這種絲處理機械裝置是飛輪的一種,作用是把絲均勻的繞在上。[10]

到了14世紀,水力被應用在織舫里以帶動大型紡車旋轉,實現的目的仍與其老祖宗一模一樣。[10]

參考文獻

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