皮带传动方式课件.ppt

1、總目錄總目錄 7-1 撓性傳動撓性傳動 7-2 帶與帶輪帶與帶輪 7-3 皮帶長度皮帶長度 7-4 速比速比 7-5 塔輪塔輪7-6 繩輪繩輪節目錄節目錄 當主動軸與從動軸之間的當主動軸與從動軸之間的距離較距離較長，不適合使用摩擦輪或齒輪長，不適合使用摩擦輪或齒輪等直接傳等直接傳動方式，則可使用撓性中間聯接物藉其動方式，則可使用撓性中間聯接物藉其拉力來傳達運動，稱為撓性傳動。拉力來傳達運動，稱為撓性傳動。撓性中間聯接物有三種，即撓性中間聯接物有三種，即皮帶皮帶、繩及鏈，、繩及鏈，其中皮帶及鏈最為常見其中皮帶及鏈最為常見。皮帶之所以能傳動，是利用帶與帶輪皮帶之所以能傳動，是利用帶與帶輪之間的摩擦

2、力，之間的摩擦力，摩擦力愈大，其傳達之摩擦力愈大，其傳達之功率就愈大功率就愈大，如圖，如圖7-1所示。所示。動動 畫畫上一頁上一頁節目錄節目錄圖圖7-1 皮帶傳動皮帶傳動延伸動畫延伸動畫右圖圖片來源：shutterstock images延伸動畫來源：台灣古董機構教學模型數位博物館 1.皮帶傳動的優點：是可用於皮帶傳動的優點：是可用於兩軸距離較兩軸距離較 遠之傳動遠之傳動，裝置簡單，裝置簡單成本低，此外皮帶成本低，此外皮帶 具有彈性，所以運轉平穩、安靜、能抗具有彈性，所以運轉平穩、安靜、能抗 突振及過度負荷。突振及過度負荷。2.皮帶傳動的缺點：易發生皮帶滑動，皮帶傳動的缺點：易發生皮帶滑動，速

3、速 比不正確，因此傳動效率變小，其滑動比不正確，因此傳動效率變小，其滑動損失一般約損失一般約23 ，適用於高速低扭力，適用於高速低扭力的傳動。的傳動。皮帶傳動的優缺點皮帶傳動的優缺點上一頁上一頁節目錄節目錄 作為動力傳遞的皮帶必須具有作為動力傳遞的皮帶必須具有強韌而強韌而富柔曲性，耐久而有高摩擦係數富柔曲性，耐久而有高摩擦係數及對溫度及對溫度、溼度、化學侵蝕之穩定性，因此皮帶、溼度、化學侵蝕之穩定性，因此皮帶的種類因的種類因製造之材料製造之材料及及製成的形狀製成的形狀而有而有區別。區別。節目錄節目錄上一頁上一頁節目錄節目錄一、依製造材料之不同區分一、依製造材料之不同區分表表7-1 皮帶製造材料

4、分類皮帶製造材料分類上一頁上一頁節目錄節目錄表表7-1 皮帶製造材料分類皮帶製造材料分類二、依斷面形狀不同區分二、依斷面形狀不同區分 1.平皮帶平皮帶 如圖如圖7-2所示斷面呈扁平形狀，為最常用的所示斷面呈扁平形狀，為最常用的 一種，常用於一種，常用於兩軸相距兩軸相距10 公尺（公尺（30 呎）以呎）以 下，皮帶速度可達下，皮帶速度可達20 公尺公尺/秒秒之傳動，皮帶之傳動，皮帶 寬度約為輪面寬度的寬度約為輪面寬度的85為宜，皮帶厚度為宜，皮帶厚度 與帶輪直徑之比不可小於與帶輪直徑之比不可小於 ，以，以 較較 佳，而皮帶與帶輪之接觸角須佳，而皮帶與帶輪之接觸角須大於大於120。50130120

5、1上一頁上一頁節目錄節目錄圖圖7-2 平皮帶平皮帶上一頁上一頁節目錄節目錄2.V 形皮帶形皮帶 如圖如圖7-3所示，又稱梯形皮帶或三角皮帶，所示，又稱梯形皮帶或三角皮帶，由斷面呈梯形所製成無接頭之環形帶圈，由斷面呈梯形所製成無接頭之環形帶圈，掛在有掛在有V形槽的三角皮帶輪上，藉以傳達形槽的三角皮帶輪上，藉以傳達 動力。動力。圖圖7-3 V形皮帶形皮帶上一頁上一頁節目錄節目錄V形皮帶具有下列幾項優點：形皮帶具有下列幾項優點：(1)摩擦力大，滑動損失小。摩擦力大，滑動損失小。(2)可以吸收衝擊，運轉較平穩，噪音小。可以吸收衝擊，運轉較平穩，噪音小。(3)適用於兩軸距離短且轉速較快者。適用於兩軸距離

6、短且轉速較快者。(4)旋轉方向可以任意改變。旋轉方向可以任意改變。(5)若數條使用時，其中一條折斷，仍能若數條使用時，其中一條折斷，仍能 繼續傳動。繼續傳動。(6)裝置簡單，價格低廉，萬一損壞可立裝置簡單，價格低廉，萬一損壞可立 即購買更換。即購買更換。上一頁上一頁節目錄節目錄 V 形皮帶的規格：形皮帶的規格：V 形皮帶的規格有形皮帶的規格有M、A、B、C、D、E 等六種，其中等六種，其中M 級斷面積最小；而級斷面積最小；而 E 級最大，級最大，其表示法為：其表示法為：型別型別 長度。長度。V 形皮帶的斷面夾角：形皮帶的斷面夾角：不論是何級型，其不論是何級型，其梯形斷面的夾角皆為梯形斷面的夾角

7、皆為 40，輪槽之夾角則考量到，輪槽之夾角則考量到V形皮帶之彎形皮帶之彎 曲變形，及為了當受到負荷，皮帶囓入曲變形，及為了當受到負荷，皮帶囓入 輪槽時，能增加滑動摩擦之故，製作的輪槽時，能增加滑動摩擦之故，製作的 比比40 小，一般為小，一般為34 至至38；然後藉由槽中；然後藉由槽中 的楔形作用使得皮帶的牽引力提升。的楔形作用使得皮帶的牽引力提升。上一頁上一頁節目錄節目錄3.圓皮帶圓皮帶 如圖如圖7-4所示斷面呈圓形者，圓皮帶通所示斷面呈圓形者，圓皮帶通 常由皮帶製成，使用在輕負荷之傳動，常由皮帶製成，使用在輕負荷之傳動，如家庭之縫紉機、鋸床之冷卻水泵等。如家庭之縫紉機、鋸床之冷卻水泵等。圖

8、圖7-4 圓皮帶圓皮帶上一頁上一頁節目錄節目錄4.確動皮帶確動皮帶 如圖如圖7-5所示，又稱為時規皮帶，它結合了所示，又稱為時規皮帶，它結合了 平皮帶高速運轉的特性，以及與鏈條相近平皮帶高速運轉的特性，以及與鏈條相近 之傳送動力的能力。所以之傳送動力的能力。所以皮帶之張力強、皮帶之張力強、速比正確，無滑動現象而且整體可以做得速比正確，無滑動現象而且整體可以做得 很小。很小。圖圖7-5 確動皮帶確動皮帶上一頁上一頁節目錄節目錄圖圖7-6 汽車的引擎汽車的引擎 皮帶除了皮帶除了V形皮帶、特殊皮帶或鋼皮帶等形皮帶、特殊皮帶或鋼皮帶等種類，在出廠前按規定長度先行結合之外，種類，在出廠前按規定長度先行結

9、合之外，其他各種皮帶待使用時再剪成所需要的長其他各種皮帶待使用時再剪成所需要的長度，利用結合材料把兩端接起來成為一個連度，利用結合材料把兩端接起來成為一個連續的環形，常用的結合方法有下列四種，如續的環形，常用的結合方法有下列四種，如圖圖7-7所示。所示。三、皮帶之結合方法三、皮帶之結合方法上一頁上一頁節目錄節目錄上一頁上一頁節目錄節目錄圖圖7-7 皮帶之結合方法皮帶之結合方法上一頁上一頁節目錄節目錄圖圖7-7 皮帶之結合方法皮帶之結合方法上一頁上一頁節目錄節目錄 當皮帶在帶輪上傳動時，由於皮帶兩側當皮帶在帶輪上傳動時，由於皮帶兩側所受張力之不同，若速度較高時，皮帶較鬆所受張力之不同，若速度較高

10、時，皮帶較鬆側即產生跳動，因而有脫落之慮，防止的方側即產生跳動，因而有脫落之慮，防止的方法常見的下列三種，如圖法常見的下列三種，如圖7-8所示。所示。四、防止皮帶脫落的方法四、防止皮帶脫落的方法圖圖7-8 防止皮帶脫落的方法防止皮帶脫落的方法上一頁上一頁節目錄節目錄 1.開口皮帶傳動開口皮帶傳動 如圖如圖7-9所示，這是一種應用最廣泛的皮帶所示，這是一種應用最廣泛的皮帶傳動方式，傳動方式，適用於兩軸平行的場合，這時兩軸的適用於兩軸平行的場合，這時兩軸的旋轉方向相同。旋轉方向相同。動動 畫畫五、皮帶傳動方式五、皮帶傳動方式圖圖7-9 開口皮帶傳動開口皮帶傳動上一頁上一頁節目錄節目錄 2.交叉皮帶

11、傳動交叉皮帶傳動 如圖如圖7-10所示，所示，適用於兩軸平行的場合適用於兩軸平行的場合，但但兩軸的旋轉方向相反兩軸的旋轉方向相反；又因皮帶在交叉處發；又因皮帶在交叉處發生相互摩擦，皮帶的摩損會比較大為其缺點。生相互摩擦，皮帶的摩損會比較大為其缺點。圖圖7-10 交叉皮帶傳動交叉皮帶傳動上一頁上一頁節目錄節目錄 皮帶輪除了以上兩軸平行的傳動之外，尚有皮帶輪除了以上兩軸平行的傳動之外，尚有直角迴轉皮帶，如圖直角迴轉皮帶，如圖7-11所示，所示，兩軸在空間兩軸在空間互成垂直但不相交互成垂直但不相交。此種裝置方式必須依據。此種裝置方式必須依據皮帶裝置定律，即皮帶進入帶輪時之皮帶寬皮帶裝置定律，即皮帶進

12、入帶輪時之皮帶寬度中心線，必須位於帶輪之寬度中線平面上。度中心線，必須位於帶輪之寬度中線平面上。若增設一導輪於兩輪之間以引導皮帶的移動，若增設一導輪於兩輪之間以引導皮帶的移動，則可將傳動變為可逆傳動，迴轉方向如何皆則可將傳動變為可逆傳動，迴轉方向如何皆可適用，如圖可適用，如圖7-12所示。所示。上一頁上一頁節目錄節目錄圖圖7-11 不可逆直角迴轉皮帶不可逆直角迴轉皮帶上一頁上一頁節目錄節目錄圖圖7-12 可逆直角迴轉皮帶可逆直角迴轉皮帶上一頁上一頁節目錄節目錄一、尺量法一、尺量法 利用伸縮性較小之繩索或帶尺繞兩帶利用伸縮性較小之繩索或帶尺繞兩帶輪實際測量，輪實際測量，由量得之長度，每由量得之長

13、度，每3 m減減2.54 cm（或（或120 cm減減 1 cm），做為帶圈受力後），做為帶圈受力後被拉長之緩衝被拉長之緩衝，然後將其接合使用。，然後將其接合使用。節目錄節目錄二、計算法二、計算法 1.開口皮帶，如圖開口皮帶，如圖7-13所示。所示。2(Dd)L=(D+d)+2C+24C圖圖7-13 開口皮帶開口皮帶上一頁上一頁節目錄節目錄 2.交叉皮帶，如圖交叉皮帶，如圖7-14所示。所示。2(D+d)L=(D+d)+2C+24C圖圖7-14 交叉皮帶交叉皮帶上一頁上一頁節目錄節目錄不考慮滑動損失時，如圖不考慮滑動損失時，如圖7-15所示。所示。2112ND=()ND速比轉速與直徑成反比(t

14、比直徑比直徑D小很多，對速比影響小，小很多，對速比影響小，可省略不計可省略不計)節目錄節目錄圖圖7-15 開口皮帶傳動開口皮帶傳動考慮滑動損失時，如圖考慮滑動損失時，如圖7-15所示。所示。2112ND(1S)S%ND速比為滑動損失以表示(t比直徑比直徑D小很多，對速比影響小，小很多，對速比影響小，可省略不計可省略不計)圖圖7-15 開口皮帶傳動開口皮帶傳動上一頁上一頁節目錄節目錄節目錄節目錄 皮帶與輪之傳動，若想得到由主動軸到皮帶與輪之傳動，若想得到由主動軸到從動軸上有變速從動軸上有變速的傳動，則常採的傳動，則常採用如圖用如圖7-16所示所示之塔輪的裝置。之塔輪的裝置。圖圖7-16 皮帶與輪

15、之傳動，若想得到由主動軸到皮帶與輪之傳動，若想得到由主動軸到從動軸上有變速從動軸上有變速的傳動，則常採的傳動，則常採用如圖用如圖7-17所示所示之塔輪的裝置。之塔輪的裝置。xxxnD=Nd速比圖圖7-17 1.開口皮帶的塔輪開口皮帶的塔輪 皮帶套在皮帶套在D2與與d1的位置時，長度為：的位置時，長度為：皮帶套在皮帶套在Dx與與dx上時，長度為：上時，長度為：解聯立方程式可得兩軸上各輪的直徑解聯立方程式可得兩軸上各輪的直徑221121(Dd)L=(D+d)+2C+24C2xx2xx(Dd)L=(D+d)+2C+24Cxx12xnDL=L =Nd且上一頁上一頁節目錄節目錄 2.交叉皮帶的塔輪交叉皮

16、帶的塔輪xxxnD=Ndxx21 D+d=D+d()且相對應兩輪的直徑和恆為一定解兩聯立方程式即可得到兩軸上各輪的直徑上一頁上一頁節目錄節目錄 3.相等塔輪相等塔輪 為了製造與應用上的方便起見，將塔輪為了製造與應用上的方便起見，將塔輪 的主動軸與從動軸兩者做成相同，裝置的主動軸與從動軸兩者做成相同，裝置 時相互倒置，如圖時相互倒置，如圖7-18。2219375nn=Nnn=Nn=N主動軸的轉速為從動軸主動軸的轉速為從動軸上上任兩對稱階級上轉速之任兩對稱階級上轉速之比比例中項，且與從動軸中例中項，且與從動軸中級級轉速相同轉速相同。圖圖7-18 上一頁上一頁節目錄節目錄 皮帶傳達功率之大小，受如下

17、三種因素皮帶傳達功率之大小，受如下三種因素的影響：的影響：(1)皮帶本身的強度，皮帶所用之材質、皮帶本身的強度，皮帶所用之材質、寬度、厚度等均影響其強度，寬度、厚度等均影響其強度，強度愈強度愈 大，功率就愈大大，功率就愈大。(2)皮帶之皮帶之有效拉力愈大，功率就愈大有效拉力愈大，功率就愈大。(3)皮帶的皮帶的迴轉速度愈快，功率就愈大迴轉速度愈快，功率就愈大。二、皮帶之傳動功率二、皮帶之傳動功率 上一頁上一頁節目錄節目錄 1.皮帶之拉力皮帶之拉力 皮帶與帶輪之間為了要產生摩擦，在繞皮帶與帶輪之間為了要產生摩擦，在繞 掛皮帶時必須要具有適當之拉力，此拉掛皮帶時必須要具有適當之拉力，此拉 力稱為初拉

18、力，當主動輪開始迴轉時，力稱為初拉力，當主動輪開始迴轉時，在緊邊之皮帶之拉力變大，而鬆邊即變在緊邊之皮帶之拉力變大，而鬆邊即變 小，如圖小，如圖7-20所示。所示。上一頁上一頁節目錄節目錄圖圖7-20 上一頁上一頁節目錄節目錄由由 可知，皮帶的可知，皮帶的接觸角愈大，有效接觸角愈大，有效拉力就愈大拉力就愈大，在設計時宜儘量使，在設計時宜儘量使緊邊在下，緊邊在下，鬆邊在上鬆邊在上，以增加皮帶與帶輪間的接觸角，以增加皮帶與帶輪間的接觸角，減少皮帶滑動，提高有效拉力，如減少皮帶滑動，提高有效拉力，如7-21(a)。圖圖7-21上一頁上一頁節目錄節目錄圖圖7-21上一頁上一頁節目錄節目錄亦可在鬆邊靠近

19、小輪的地方裝置拉緊輪亦可在鬆邊靠近小輪的地方裝置拉緊輪（tension pulley）以增加捲繞的接觸角，）以增加捲繞的接觸角，如圖如圖7-21（b）所示，但依據實驗結果，）所示，但依據實驗結果，以以F1 F2時最適宜。時最適宜。73上一頁上一頁節目錄節目錄 2.皮帶之寬度皮帶之寬度 3.傳達功率傳達功率 1kW（仟瓦）（仟瓦）=1.36馬力馬力P(kW)=傳達功率（仟瓦，kW）F 有效拉力（牛頓，有效拉力（牛頓，Nt 或或N）V 皮帶之切線速度（公尺皮帶之切線速度（公尺/秒，秒，m/sec）D 皮帶輪之直徑（公尺，皮帶輪之直徑（公尺，m）N 皮帶輪之轉速（轉皮帶輪之轉速（轉/分，分，rev/

20、min，rpm）T 扭矩（牛頓扭矩（牛頓.公尺，公尺，N.m）上一頁上一頁節目錄節目錄 若欲若欲傳達動力甚大傳達動力甚大，而，而兩軸距離較遠兩軸距離較遠及及皮帶寬度受到限制皮帶寬度受到限制時，宜採用繩索傳動來取時，宜採用繩索傳動來取代皮帶。繩索傳動代皮帶。繩索傳動兩軸相距兩軸相距10 30m，係利，係利用纖維繩或鋼絲繩在多槽繩輪上運轉，藉以用纖維繩或鋼絲繩在多槽繩輪上運轉，藉以傳遞動力之設備，且傳遞動力之設備，且可增加其圈數，以適應可增加其圈數，以適應動力之增加。繩圈速度一般動力之增加。繩圈速度一般1025m/s，最高，最高可達可達35m/s。節目錄節目錄一、繩之種類一、繩之種類1.纖維繩：以

21、動植物之纖維或毛髮構成，纖維繩：以動植物之纖維或毛髮構成，如麻、綿、毛等，如麻、綿、毛等，多用於室內或不易多用於室內或不易受風雨浸蝕之處。受風雨浸蝕之處。2.鋼絲繩：由若干鋼絲合成一股，再由鋼絲繩：由若干鋼絲合成一股，再由若干股撚絞成繩，如圖若干股撚絞成繩，如圖7-22 所示，由所示，由7 根鋼絲扭成一股，再由根鋼絲扭成一股，再由6 股撚絞成一鋼股撚絞成一鋼絲繩，其規格為絲繩，其規格為6 7 鋼絲繩；因鋼絲繩；因具有較大之強度，具有較大之強度，故常用於索道、起故常用於索道、起重機及升降機等。重機及升降機等。上一頁上一頁節目錄節目錄上一頁上一頁節目錄節目錄圖圖7-22 鋼絲繩鋼絲繩上一頁上一頁節目錄節目錄P(kW)=傳達功率（kW）F 有效拉力（有效拉力（N）D 繩輪直徑（繩輪直徑（m）n 繩圈數繩圈數N 繩輪每分鐘之迴轉速（繩輪每分鐘之迴轉速（rpm）V 繩輪移動速度（繩輪移動速度（m/s）圖片來源圖片來源表表71（皮革皮帶）（皮革皮帶）Shutterstock images表表71（織物皮帶）（織物皮帶）http:/ images表表71（鋼帶）（鋼帶）http:/image.made-in- Shutterstock images圖圖76 Shutterstock images圖圖716塔輪應用塔輪應用 http:/