皮带驱动器和皮带类型

皮带驱动是最受欢迎的类型之一动力传输方法besides gears, chain drives,shaft couplings和铅螺钉。这些高效的机械驱动器的使用随着每年的每年而增加。

由于皮带技术的许多进步，他们现在能够满足高功率的需求，同时非常安全，高效和耐用。在本文中，我们将详细介绍不同类型的现代皮带驱动器和皮带类型。

什么是皮带驱动器？

皮带驱动是一种摩擦驱动器，使用皮带轮和弹性皮带在两个或多个轴之间传递功率。在大多数情况下，它由摩擦提供动力，但也可能是一个积极的动力。它可以以速度和功率要求的广泛范围运行。它也很高效。

When it comes to cost, a belt drive is considerably cheaper than gear andchain drives。我t costs less to install as well as maintain. Belt drive sheaves or pulleys undergo little wear compared to chain drive sprockets over extended periods of use.

与大多数链条和齿轮驱动器相反，皮带驱动器可能会处理一定程度的未对准。但是，正确的对齐方式会增加使用寿命。过度的未对准造成不当皮带跟踪，不均匀的滑轮磨损，嘈杂的操作和皮带边缘磨损等问题。这些问题的强度与皮带的宽度成正比。

Belt tracking refers to the belt’s ability to be centrally located on the pulley and not shift to either side when in operation. Crowned pulleys can alleviate belt tracking issues.

还值得注意的是，皮带驱动通常会降低轴速度。因此，驾驶皮带轮通常比驱动的皮带轮小。这为驱动的滑轮提供了更大的包裹角，这对基于摩擦的驱动器有益。设计师还可以使用惰轮皮带轮增加包裹角并保持推荐的皮带张力。

Belt Tension and Slack

当驾驶皮带轮拉动皮带轮时，皮带会张力。除静态皮带张力外，该皮带张力还负责机械力的转移。高皮带张力可防止热量积聚，滑动和对齐问题，因为皮带和皮带轮之间几乎没有相对运动。

On the other side, the driving pulley pushes the belt away towards the driven pulley. This causes slacking of the belt. Thus, a belt drive sets up fluctuating loads in the belt. If these loads are not considered in the设计过程，可能会发生过早皮带故障。疲劳造成比其他任何问题更多的皮带故障。

从张力下的侧面识别出松弛的一侧很容易。无论皮带的哪一侧接近驾驶皮带轮都在张力下。另一侧是松弛的一面。

皮带驱动器类型

As discussed above, belt drives today are capable of handling a wide range of speeds and power transmission needs. This has prompted further R&D, providing us with an array of different belt drive designs. All engineers should be familiar with the different types to facilitate an informed choice when selecting a belt drive for their application.

We can classify belt drives into seven main types, these are:

• 开放皮带驱动器
• Closed or crossed belt drive
• 快速而松散的锥皮带轮
• 阶梯锥皮带轮
• Jockey pulley drive
• 四分之一弯道驱动器
• Compound belt drive

开放皮带驱动器

This is the simplest type of belt drive where two or more pulleys are connected with a belt wrapped around them. When power is supplied to the driving shaft, it rotates the driving pulley. The belt moves with it and rotates one or more driven pulleys.

在开放的皮带驱动器中，两个皮带轮都沿相同的方向旋转。凭借水平的滑轮排列，皮带的紧身侧位于底部，松弛侧在顶部，以增加皮带与皮带轮的接触角。

Cross belt drive

当两个皮带轮需要朝相反的方向旋转或需要更大的包裹角才能进行功率传递时，使用这种驱动器。在交叉的皮带驱动器（又名扭曲或闭合皮带驱动器）中，经过驱动的皮带轮的顶部后，皮带从底部接触驾驶皮带轮。因此，皮带的形状类似于数字8。

在两个皮带轮之间，皮带与自身接触，摩擦会导致皮带磨损。可以通过将皮带轮放置在最大允许距离并以慢速运行系统来缓解这种情况。

随着接触角的较高，交叉皮带驱动器可以将更大的动力传递给相同的皮带轮尺寸和中心距离。但是，需要更长的皮带，从而可以通过其交叉定位。

阶梯锥皮带轮

This type of belt drive uses a driven pulley with multiple diameters. As the pulley resembles a stepped cone, it is known as a stepped cone pulley drive.

当需要以不同的速度旋转驱动轴时，使用此驱动器。通过将皮带转移到皮带轮上的较小或较大的直径步骤，可以提高或降低驱动轴的速度。

这种类型的驱动器的常见应用是车床和钻井机。步进的锥形皮带轮使能够使用相同的驱动电动机获得不同的输出速度。

快速而松散的锥皮带轮

顾名思义，此驱动器由两个皮带轮组成 - 一个快速，另一个宽松。这两个滑轮都安装在驱动的轴上。

快速滑轮被键入驱动的轴，因此它以与轴相同的速度旋转。松散的皮带轮无需钥匙就安装了，因此它相对于轴自由旋转。该皮带轮无力传输。

To hold the loose pulley in its place, a gun-metal or cast-iron bushing with a collar on one end is used. This prevents any axial movement. The diameter of the loose pulley is smaller than the fast pulley’s to allow the belt some slack.

此驱动器允许在不改变驾驶轴的速度的情况下立即开始和停止驱动轴。当需要传递电源时，皮带将从松散的皮带轮转移到快速滑轮，当需要停止时，皮带会移回宽松的皮带轮。

快速和松散的锥形滑轮驱动器可以在一个应用中使用线轴powers multiple driven shafts. Switching to the loose pulley stops power transmission without having to stop the driving shaft which may be powering other shafts at the same time.

Jockey pulley drive

较小的皮带轮的尺寸决定皮带驱动系统可以发射的最大力。但是，如果两个皮带轮都小怎么办？较小的皮带轮导致皮带表面和皮带轮之间的较小接触区域。如果皮带轮直径太小，无法与皮带表面有意义接触，则功率传输能力会降低。

Alternately, if the pulleys are required to be really close to each other, the wrap angle around the smaller pulley is reduced. This limits its power transmission capacity.

上述情况的解决方案是使用骑师轮或惰轮。在机械系统中，骑师轮是指机器元素引导或指导另一个元素。

惰轮放在皮带的松弛侧。通过支撑皮带，它们可以改善皮带驱动器的性能。

空转滑轮可以增加从小型的包角ler pulleys, ultimately increasing the surface area between the drive belt and the pulley.

四分之一弯道驱动器

大多数皮带驱动器只能与平行轴一起使用。但情况并非总是如此。在旋转轴成直角的情况下，我们可以使用四分之一的旋转皮带驱动器。

四分之一弯道驱动器s (aka right angle belt drives) have a belt that goes around two perpendicular shafts after making a quarter turn. For the belt to stay in place, the pulley’s width must be at least 40% wider than the belt’s cross-section.

在某些情况下，指南或惰轮用于促进更好的皮带跟踪并防止滑落。

Compound belt drive

皮带驱动器的常见应用是降低轴速度。这是大多数皮带将运动从较小的皮带轮传递到较大的皮带轮的部分原因。但是有时从一组皮带轮实现的速度比可能还不够。在这种情况下，设计人员可以选择复合带驱动器，因为它们可以实现更高的速度比。

复合带驱动器由两个以上的轴组成，其中有多个皮带轮键为至少一个轴。驾驶皮带轮通过多个轴从一个轴传递到另一个轴。

这种设置可提高速度比，而无需更大的驱动皮带轮或太多额外的空间。

Types of Belts

与皮带驱动器一样，皮带设计也专门用于各种应用。在特定情况下，他们每个人都提供了比其他好处的各种好处。我们将看看当今皮带驱动器中使用的五种最受欢迎​​的皮带。这五种类型是：

• 圆皮
• 扁平皮带
• v皮带
• 齿形带
• 链接带

圆皮

圆形皮带具有圆形横截面，并在皮带轮中拟合到U或V形凹槽中。它们也被称为无尽的驱动器，无尽的圆形和O型环式皮带。

圆形皮带用于运动控制以及电力传输应用。这些皮带可以在线轴，工业输送机，包装机械，复印机，打印机等中找到使用。

我n applications where belts are expected to twist and turn a lot, contacting multiple pulleys in the process, round belts are highly suitable. Due to their very nature, these belts can transmit power and provide friction from any part of their circular surface.

圆形皮带的其他一些有益特征是：

• 有不同的尺寸，颜色和纹理
• 没有磨损
• 经济
• Strong and durable
• Easy to clean
• 适合各种滑轮形状
• 非标
• 可以加强实力
• Features such as abrasion and UV resistance can be improved on need

扁平皮带

扁平皮带是最常见的工业带之一。这些皮带具有矩形的横截面，并在平整皮带轮的顶部休息以进行操作。它们根据设计从一个或两侧传递功率。平坦的皮带可以在许多工业机器中使用，例如压缩机，分离器，风扇，皮带输送机，锯木厂，水泵和机床，例如研磨机。

皮带最初用于扁平皮带应用。但是随着时间的流逝，随着橡胶和合成聚合物等新材料的发现，皮带的使用有所减少。

扁平皮带最适合加冕或锥形皮带轮。

平坦皮带的一些出色特征是：

• 扁平皮带可以以高皮带速度传递高功率
• 低噪声操作
• 高效率（最高98％）
• Small bending loss due to small bending cross-section
• 高灵活性
• 不需要凹槽
• Long service life as they handle dust and dirt reasonably well
• 可以加强实力

v皮带

平板皮带不适用于皮带轮之间的中心距离很小的应用。V带在此类地区取代了它们。实际上，v皮带是最常见的皮带类型今天使用。

Av皮带has a trapezoidal (V-shaped) cross-section that fits into a similar groove on pulleys and sheaves. As V belt drives have a larger contact area between the pulley and the belt section (bottom + 2 sides), they can transmit greater power for the same dimensions.

v皮带s find use in various machine tools such as lathes, drills,铣床and power tools. They are also widely used in non-industrial applications.

为了更完整地了解V腰带，有两种特殊类型需要进一步的解释。这些是十六进制带和牛皮纸。

Ahex belt如果我们将两个V带的顶表面粘合在一起，我们会得到的。结果是六角形皮带，可以从两侧楔入皮带轮。十六进制腰带的另一个合适名称是双V腰带。它们非常适合一个或多个反向弯曲的应用。

牛皮纸是一种特殊类型的V型皮带看起来好像塞弗吗ral V belts are connected side by side at their top edges. It can work as multiple belts in one by increasing the contact area for power transmission. Up to five V belts can connect to form a single kraftband.

Some important features of V belts are as follows:

• 可用多种尺寸，优势和材料
• High power transmission capacity at high belt speeds
• 低成本
• 简易安装
• 紧凑的布置
• 可以与多门的皮带轮结合使用，以获得许多操作优势
• 由于滑轮的楔形效果，效率低于平坦皮带。

齿形带

虽然平坦，圆形和V腰带在转移运动方面非常出色，但它们有一些局限性。例如，在任何一个中都不能消除皮带滑动。在具有no slip is a requirement, we must usetoothed belts。

Atoothed belt is a positive transfer belt that does not need friction for power transfer. It transfers force via teeth similar to chain or齿轮驱动但是，噪声水平要低得多，而无需过度润滑。

皮带在皮带的侧面有牙齿。这些牙齿适合加工到皮带轮上的相应凹槽中。齿皮带根本不会滑落，并且用于保持准确的时机和位置至关重要的应用。结果，这些皮带也称为正时皮带或同步带。它们通常在汽车和摩托车发动机中用于电源和时间凸轮轴。

链接带

链接带是一种特殊的皮带类型，由许多单独的链接组成。这些链接可以根据需要附加和分离以改变皮带的长度。这些链接通常由聚氨酯制成，并由多层编织聚酯织物加固。

链接带s offer features similar to无尽的皮带并且不需要特殊的皮带轮来运作。它们具有与类似大小的无尽皮带相同的功率和速度等级。由于机器不需要拆卸，它们很容易安装。

链接带s are costlier than other alternatives which may restrict their use in budget-conscious applications. However, they offer excellent vibration dampening features and they can resist environmental factors much better than rubber belts.

皮带驱动器选择

要选择合适应用的正确带，必须考虑许多因素。这些因素有助于我们确定皮带驱动器设计所需的皮带和皮带轮特性。其中一些重要因素是：

• 电力传输要求
• Shaft separation
• 服务环境
• 空间约束
• Type of driven load
• 转速比

电力传输要求

皮带可以在广泛的应用中传递动力。我们需要具有适当安全系数的准确数据来确定最适合应用的皮带的类型。

Shaft separation

Every belt drive has an optimal distance at which it performs best. A small distance between the shafts would suggest the use of jockey pulley drive while long distances would permit an open belt drive for cost savings.

服务环境

油，水分，高温，灰尘，积雪等服务环境因素会影响许多参数，例如皮带磨损，皮带寿命，材料，功能和滑动。皮带驱动器的选择必须集中在皮带必须忍受的服务环境上，以使磨损寿命令人满意。

空间约束

Limited available space can direct us towards more compact assemblies. Compact setups with hex belts or compound drives can significantly reduce the amount of space a belt drive requires.

Type of driven load

The loads driven by belts can be jerky, shock-prone or reversible. The selection process must opt for belts and pulleys that can manage such loads to ensure compatibility.

转速比

Most belt drives have speed ratio greater than one which means that the driven pulley is larger than the driving pulley. In order to achieve this speed ratio, the designers can either increase the size of the driven pulley or reduce the size of the driving pulley.

But there are certain limitations in both. Increasing the size of the driven pulley drives up the costs and space requirements. Decreasing the size of the driving pulley can only be done to a certain extent as the belt must be capable of bending and wrapping around the driving pulley. Small pulleys increase the elongation of the belt’s outer fibres, exacerbating belt wear and life expectancy.

为此，这两个皮带轮都不能太小，因为这也会导致较高的皮带速度，这也对皮带寿命有害。

优点

• 由于零件成本较低和高效率，皮带驱动器非常实惠
• 它们可以在长距离内传输电源，与齿轮，耦合和铅螺钉
• Compared to chain drives, they operate smoother and more quietly
• 它们可以吸收冲击和振动
• 通过皮带滑动过多保护
• 轻巧且相对耐用
• 低维护成本

缺点

• 皮带滑移可以改变速度比
• 他们在轴承和轴
• 有限速度范围
• 如果维护不佳的话，服务寿命短
• They need an idler pulley or some adjustment of center distance to compensate for belt stretching and wear

结论

皮带驱动器在当今行业非常普遍。它们用于光线以及许多不同配置的重型应用。

圆形和齿状皮带可以衡量运动控制，编码器和精确制造等应用中最小的相对运动。平坦，V和正时皮带被广泛用作电动传输带。他们也发现广泛用作材料处理设备。

在这些应用中，皮带驱动器是其显着特征的首选，例如低成本，低重量，可靠性，灵活性，耐用性，易于安装和维护。通常，它们也可以安装在狭窄的空间中。

他们确实有一些缺点。通常，皮带无法修复，必须更换。他们的张力需要时不时地进行调整。大多数皮带材料对环境和化学物质（例如油和润滑剂）敏感。

Thus, due consideration and attention must be paid when choosing a belt drive system that is as compatible as possible with the application at hand.