皮带传动和链传动的区别

原动机用于通过从其他形式的能量转换来产生机械能。例如，电动机将电能转换为机械能，并以轴旋转的形式输送机械能。同样，水轮机、汽轮机、风车等也可以作为原动机。机械驱动器用于将运动、扭矩和动力从这些原动机（驱动轴）传输到机器部件（从动轴）。除了传动外，它们还可以根据机组的要求改变旋转方向和改变速度。机械传动有四种，即齿轮传动、皮带传动、链条传动和绳索传动。此类驱动器还借助其他动力传输元件（如轴、键、联轴器、制动器、离合器、皮带轮、链轮等）实现高效和不间断的动力传输。

四种机械驱动器中的每一种都有各自的优点和局限性；因此适用于特定目的。这四种驱动器可以在不同的基础上以几种方式分类。一种这样的分类基础是电力传输方式。在通过两个配合部件之间的摩擦力传递动力的所有此类驱动器中，称为摩擦驱动器（例如，皮带驱动器）。当通过啮合传递动力时，这种类型的驱动被称为啮合驱动（例如，齿轮驱动和链条驱动）。对机械驱动器进行分类的另一个因素是柔性元件的存在。在驱动轴和从动轴之间存在中间柔性连杆的所有此类驱动器称为柔性驱动器；而如果不存在这样的中间连杆，则将其归为刚性驱动。皮带传动和链传动都属于柔性传动；而齿轮传动是一种刚性传动。

皮带传动 是一种柔性摩擦传动装置，它通过皮带轮和皮带之间的摩擦力将动力和运动从驱动器传递到从动轴。适用于中长距离电力传输。但是，它的能力仅限于皮带和皮带轮之间的摩擦力。因此它不适合大功率传输要求。另一方面，链传动 是一种灵活的啮合传动装置，其中动力通过链条与链轮的连续啮合和分离来传递。皮带传动容易打滑，而链条传动则没有；但是，它可能不一定提供恒定的速度比。下面以表格形式给出了皮带传动和链传动的各种区别。

表格：皮带传动和链条传动的区别

摩擦和参与驱动： 在摩擦驱动中，动力和运动的传递是通过两个部件之间的摩擦来实现的。皮带传动是一种摩擦传动，因为皮带轮和皮带之间的摩擦力作为动力传递的手段。同样绳索驱动也是一种摩擦驱动。另一方面，由于齿形零件的连续啮合和脱开而发生动力和运动传递时，称为啮合传动。这里摩擦力在动力传输中没有直接作用。例如，在链传动中，动力是通过齿形链轮与相应的链条配合来传递的。同样，齿轮传动也是一种啮合传动。

滑动和正向驱动： 正向驱动器是在操作期间提供恒定速度比的驱动器。各种现象，如滑移、蠕变、多边形效应等，往往会改变转速，从而阻碍速度比。在车床螺纹切削等各种操作中，非常需要恒定的速度比。齿轮传动是唯一能提供真正正向传动的机械传动。皮带传动容易打滑，不能提供恒速比。虽然 V 型带和多棱带倾向于使滑移率最小化，但蠕变也会影响速度比。另一方面，链传动不打滑；然而，多边形效应会不希望地改变速度比。

首选轴距： 机械传动的基本目的是将驱动轴（如原动机）的运动和动力传递到从动轴（如机械）。驱动器和从动轴之间的距离可能会因包括地板布局在内的许多因素而有所不同。齿轮传动是小距离动力传输的首选。平带传动适用于中远距离（3-15m）；但是，V 型皮带也可用于小距离（通常可达 1m）。如果轴距更大，则皮带将倾向于鞭打（在两个皮带轮之间振动）。皮带松弛的一面也可以向下弯曲。因此可能需要额外的支持。另一方面，链传动更适合中短距离的电力传输。与皮带相比，链条通常较重，因此如果用于长距离，它会大大增加系统重量。当链条长度更长时，还需要支撑链轮。

可行的面孔： 在平皮带的情况下，只有皮带的内侧部分与皮带轮接触。即使在交叉皮带布置中，皮带也在两个不同的平面上弯曲，以确保只有内侧部分与皮带轮接触。在 V 型皮带中，只有两个倾斜的侧面与相应的皮带轮接触。这些接触面不能改变；例如，平带的外侧部分不能用于动力传输。然而，链传动提供了使用两侧（内侧和外侧）没有任何问题的可能性。当需要多个（至少3个）轴由一根驱动轴驱动时，甚至可以同时使用两侧。

效率： 作为摩擦驱动，由于摩擦，在皮带驱动中会发生功率损失。这降低了驱动器的效率。在单级中，皮带传动可提供 92 – 96% 的效率，主要取决于配合面的摩擦特性、初始张力、皮带类型、包角、滑动和蠕变。链传动可以提供更好的效率，因为摩擦损失可以忽略不计。正确润滑新链条通常可以提供 95 – 98% 的效率。

工作室温度： 大多数工程材料的尺寸随温度的变化而变化；然而，变化程度取决于相关材料的热膨胀系数。皮带通常由橡胶、织物橡胶、夹层皮革或合成材料制成。作为一种非金属材料，皮带的尺寸变化很大，而大气温度的变化很小。即使是湿度也会影响性能。当温度升高时，皮带长度也会增加，这会导致更多的打滑、功率损失、速度不稳定和效率下降。随着大气温度的降低，皮带长度减少，从而导致轴承（它安装轴）上的负载增加。工作室温度的微小变化不会对链传动造成可检测到的问题。由于链条润滑良好，湿度的影响也可以忽略不计。

轴方向和不对中： 需要根据驱动器和从动轴的方向选择合适的机械驱动器。皮带和链传动只能在平行轴之间传递动力。尽管直角不相交的轴可以使用直角回转带，但由于限制较多且与锥齿轮或蜗轮相比性能较差，因此不受欢迎。将带轮与相应轴固定时的小角度或位置偏差不会对动力传输造成任何问题。另一方面，链传动不能用于非平行轴。它总是需要链轮正确对齐，否则链条的槽与链轮的齿不匹配，因此下巴容易从链轮中跳出。

初始张力： 皮带传动需要基于承载所需负载和运行速度的初始张力。还需要经常调整皮带张力以减轻皮带长度逐渐增加的影响。这种初始张力会增加轴承上的负载。然而，链条传动不需要在链条中保持这种张力来进行动力传输。

润滑： 皮带传动只需要偶尔润滑。高于所需的润滑是有害的，因为它不希望地增加了滑动。链传动需要经常润滑；然而，并不是齿轮传动所需要的完全润滑。与皮带传动相比，润滑油成本是链条传动要考虑的另一个因素。

本文介绍了皮带传动和链传动之间的科学比较。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. L. Norton 的机器设计（第五版；Pearson Education）。
3. R. S. Khurmi 和 J. K. Gupta 的机器设计教科书（S. Chand；2014 年）。