平带传动和V带传动的区别

机器可以定义为通过扩展能量来执行特定任务的机制集群。大多数机器是由机械动力驱动的，它只是旋转轴的扭矩。原动机用于将其他形式的能量转换为机械能。例如，电动机将电能转换为机械能。然而，这种原动机位于远离机器单元的位置，因此需要另一种传动系统。这就是机械动力传输系统的作用，它将运动、扭矩和动力从驱动元件（如原动机）传递到从动元件（如机器单元）。为此，采用了齿轮传动、皮带传动、链条传动和绳索传动四种机械传动装置。

皮带传动是一种摩擦传动，其中运动和动力通过摩擦传递。在这里，两个皮带轮首先安装有驱动轴和从动轴。然后将环形带部分地缠绕在皮带轮周围，保持适当的张力。皮带传动适用于小到长距离的动力传输，可以固有地保护系统免受过载和振动的影响。由于皮带轮和皮带之间的摩擦力有助于传递动力，皮带传动能力主要受摩擦特性、接触角和初始张力的限制。增加传输容量的一种方法是增加包角或接触角。这可以通过用交叉皮带驱动替换开式皮带驱动来完成，如果允许的话。

另一种提高动力传输能力的方法是增加皮带和皮带轮之间的接触面积。这是通过采用 V 型皮带传动来实现的。 平皮带传动 使用矩形横截面的连接皮带，其中皮带只有一个平面与皮带轮保持接触。虽然容量不大，但主要用于长距离输电。它可以有两种排列方式——开放式和交叉式。 三角带传动 使用带有带轮的环形梯形（横截面）皮带，皮带轮具有相应的 V 形槽。此处皮带的两个侧面与皮带轮保持接触，从而提高了传动能力并减少了打滑。然而，当驱动轴和从动轴距离很近时，它特别适用。下面以表格形式给出了平带传动和V带传动的各种区别。

表格：平带传动和三角带传动的区别

皮带配置： 平带在一点处铰接以制成环形带。它具有矩形横截面，其中宽度远大于厚度。只有皮带的内表面可以与皮带轮接触。滑轮呈圆柱形，外表面仅接触皮带。因此，皮带轮的外表面和皮带的内表面之间的摩擦力被用来将运动和动力从驱动轴传递到从动轴。另一方面，V带的横截面呈梯形，大边带的宽度与厚度几乎相同。皮带轮还有一个 V 形槽来容纳皮带。皮带轮的V角应与皮带两个不平行面之间的夹角相匹配。

噪音和振动： 如前所述，扁平皮带使用螺母和螺栓铰接以使其无端。在这个连接处总是存在一个凹槽。由于皮带的内表面不对称，平皮带传动会产生相当大的噪音和振动。这有时会限制它在非常高的速度下的应用。另一方面，V 型皮带以无休止的方式生产，因此不存在连接。因而产生的振动小，运转也很平稳。

皮带和皮带轮之间的接触： 如前所述，只有平带的内表面与圆柱皮带轮的外表面保持接触。在V带的情况下，两个斜面同时与V形带轮的两个侧面保持接触。

输电能力： 像每个机械驱动一样，皮带驱动的基本目的是将运动和动力从一个轴传递到另一个轴。由于皮带传动是一种摩擦传动，因此动力传递能力主要取决于配合面的摩擦特性。只要负载超过摩擦力，就会自动发生滑动。皮带与皮带轮之间的摩擦系数越高，传动能力越大；但是，发热和磨损也会更多。与其直接增加摩擦系数，不如用三角带代替平带间接提高摩擦系数。可以证明，V带的有效摩擦系数是相同材料的平带的2-3倍（基于带的V角，通常为40°）。因此，V 型皮带传动可以传输更高的功率而不会打滑。

轴间距离： 根据驱动轴和从动轴之间的中心距离选择合适的机械驱动。例如，齿轮传动适用于小中心距，通常可达 1m。链传动可用于小到中等距离，通常在空转链轮的帮助下可达 3m。皮带传动可用于各种中心距——从 1m 以下到长达 15m。平皮带传动特别适用于长距离动力传输；而V带只适合小距离（通常在1m以下）。

减速： 机器单元由原动机驱动。通常，原动机的驱动轴以高于机器从动轴所需的速度旋转。因此需要降低转速，这可以通过改变驱动轮和从动轮的直径来实现。但是，每个机械驱动器都可以在一定范围内改变速度比。平皮带传动可提供高达 1:4 的减速；高于此值会不希望地增加滑动。由于更高的有效摩擦系数，V 型皮带提供更高的减速比，甚至高达 1:7。

传送带的移动： 有时，单个机器单元在不同的操作阶段需要不同的速度。此外，可以使用单个原动机来驱动多台机器，每台机器都需要不同的操作速度。在这种情况下，采用阶梯式皮带轮，将多个不同直径的皮带轮安装在一根轴上。如果使用平皮带，则皮带在运行状态下可以很容易地从一个皮带轮转移到另一个皮带轮。因此，可以在不停止驱动单元的情况下改变从动轴的旋转速度（非常需要机械化调整皮带长度以保持皮带张力）。这种变速装置在 V 型皮带传动中不可用，因为它们需要带有 V 型槽的专用皮带轮。

经济方面： 平带和相应皮带轮的收缩简单。平板的长度也可以多次调整，因为它是由螺母和螺栓连接的。使用寿命长且结构简单，使该驱动单元更便宜。 V 型皮带和相应的皮带轮成本更高。长度不可调节，使用寿命较短。

本文介绍了平带传动和V带传动的科学比较。作者还建议您阅读以下参考资料以更好地理解该主题。

1. V. B. Bhandari 的机器元件设计（第四版；McGraw Hill Education）。
2. R. S. Khurmi 和 J. K. Gupta 的机器设计教科书（S. Chand；2014 年）。