帶 (機械)
帶，也稱傳動帶或皮帶，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。
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
[編輯]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和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和鏈傳動。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
[編輯]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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圓帶
[編輯]V帶
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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
[編輯]多楔帶
[編輯]同步帶
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歷史
[編輯]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]，用於把絲纖維纏繞在錠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年所著關於紡織品和養蠶業的書《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》裏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錠上。[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
[編輯]- ^ Belt drives, IIT Kharagpur (PDF). 1. NPTEL. （原始內容 (PDF)存檔於2011-08-23）.
- ^ 見《方言》：方言/卷五，原文：「……繀車，趙魏之間謂之轣轆車，東齊海岱之間謂之道軌。」
- ^ Temple (1986), 54.
- ^ 見《三國志注》三國志·魏書·方技傳，原文：「時有扶風馬鈞，巧思絕世。傅玄序之曰：「馬先生，天下之名巧也，少而游豫，不自知其為巧也。當此之時，言不及巧，焉可以言知乎？為博士居貧，乃思綾機之變，不言而世人知其巧矣。舊綾機五十綜者五十躡，六十綜者六十躡，先生患其喪功費日，乃皆易以十二躡。其奇文異變，因感而作者，猶自然之成形，陰陽之無窮，此輪扁之對不可以言言者，又焉可以言校也。先生為給事中，與常侍高堂隆、驍騎將軍秦朗爭論於朝，言及指南車，二子謂古無指南車，記言之虛也。先生曰： 『古有之，未之思耳，夫何遠之有！』二子哂之曰：『先生名鈞字德衡，鈞者器之模，而衡者所以定物之輕重；輕重無准而莫不模哉！』先生曰：『虛爭空言，不如試之易效也。』於是二子遂以白明帝，詔先生作之，而指南車成。此一異也，又不可以言者也，從是天下服其巧矣。居京都，城內有地，可以為園，患無水以灌之，乃作翻車，令童兒轉之，而灌水自覆，更入更出，其巧百倍於常。此二異也。……」
- ^ 作者不詳. 龙骨水车(翻车；Dragon pump). 《數位典藏聯合目錄》. 1998-11-28 [2009-07-08]. （原始內容存檔於2015-06-04）.
- ^ Temple (1986), 54–55.
- ^ 見《農書》蠶書，原文：「……車，臥種如轆轤，必活其兩輻，以利脫系。……」
- ^ Needham (1986), Volume 4, Part 2, 107–;108.
- ^ Needham (1986), Volume 4, Part 2, PLATE CXLVII.
- ^ 10.0 10.1 Needham (1986), Volume 7, Part 2, 214.
