皮带传动方式课件

總目錄第7章帶輪

7-1撓性傳動

7-2帶與帶輪

7-3皮帶長度

7-4速比

7-5塔輪※7-6繩輪總目錄第7章帶輪7-1撓性傳動節目錄7-1撓性傳動

當主動軸與從動軸之間的距離較長，不適合使用摩擦輪或齒輪等直接傳動方式，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。撓性中間聯接物有三種，即皮帶、繩及鏈，其中皮帶及鏈最為常見。節目錄7-1撓性傳動當主動軸與從動軸之

皮帶之所以能傳動，是利用帶與帶輪之間的摩擦力，摩擦力愈大，其傳達之功率就愈大，如圖7-1所示。動畫上一頁節目錄《圖7-1皮帶傳動》延伸動畫右圖圖片來源：shutterstockimages延伸動畫來源：台灣古董機構教學模型數位博物館皮帶之所以能傳動，是利用帶與帶輪動畫上一頁節目錄《圖71.皮帶傳動的優點：是可用於兩軸距離較

遠之傳動，裝置簡單成本低，此外皮帶

具有彈性，所以運轉平穩、安靜、能抗

突振及過度負荷。2.皮帶傳動的缺點：易發生皮帶滑動，速比不正確，因此傳動效率變小，其滑動損失一般約2～3％，適用於高速低扭力的傳動。

皮帶傳動的優缺點上一頁節目錄皮帶傳動的優缺點上一頁節目錄7-2帶與帶輪

作為動力傳遞的皮帶必須具有強韌而富柔曲性，耐久而有高摩擦係數及對溫度、溼度、化學侵蝕之穩定性，因此皮帶的種類因製造之材料及製成的形狀而有區別。節目錄7-2帶與帶輪作為動力傳遞的皮帶必須具上一頁節目錄一、依製造材料之不同區分《表7-1皮帶製造材料分類》上一頁節目錄一、依製造材料之不同區分《表7-1皮帶製上一頁節目錄《表7-1皮帶製造材料分類》上一頁節目錄《表7-1皮帶製造材料分類》二、依斷面形狀不同區分

1.平皮帶如圖7-2所示斷面呈扁平形狀，為最常用的一種，常用於兩軸相距10公尺（30呎）以下，皮帶速度可達20公尺/秒之傳動，皮帶寬度約為輪面寬度的85％為宜，皮帶厚度與帶輪直徑之比不可小於，以較佳，而皮帶與帶輪之接觸角須大於120°。上一頁節目錄二、依斷面形狀不同區分上一頁節目錄《圖7-2平皮帶》上一頁節目錄《圖7-2平皮帶》上一頁節目錄2.V形皮帶如圖7-3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，掛在有V形槽的三角皮帶輪上，藉以傳達動力。《圖7-3V形皮帶》上一頁節目錄2.V形皮帶《圖7-3V形皮帶》上一頁節目錄V形皮帶具有下列幾項優點：(1)摩擦力大，滑動損失小。(2)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。(4)旋轉方向可以任意改變。(5)若數條使用時，其中一條折斷，仍能繼續傳動。(6)裝置簡單，價格低廉，萬一損壞可立即購買更換。上一頁節目錄V形皮帶具有下列幾項優點：上一頁節目錄V形皮帶的規格：

V形皮帶的規格有M、A、B、C、D、

E等六種，其中M級斷面積最小；而

E級最大，其表示法為：型別×長度。

V形皮帶的斷面夾角：不論是何級型，其梯形斷面的夾角皆為

40°，輪槽之夾角則考量到V形皮帶之彎曲變形，及為了當受到負荷，皮帶囓入輪槽時，能增加滑動摩擦之故，製作的比40°小，一般為34°至38°；然後藉由槽中的楔形作用使得皮帶的牽引力提升。上一頁節目錄上一頁節目錄3.圓皮帶如圖7-4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，如家庭之縫紉機、鋸床之冷卻水泵等。《圖7-4圓皮帶》上一頁節目錄3.圓皮帶《圖7-4圓皮帶》上一頁節目錄4.確動皮帶如圖7-5所示，又稱為時規皮帶，它結合了平皮帶高速運轉的特性，以及與鏈條相近之傳送動力的能力。所以皮帶之張力強、速比正確，無滑動現象而且整體可以做得很小。《圖7-5確動皮帶》上一頁節目錄《圖7-6汽車的引擎》4.確動皮帶《圖7-5確動皮帶》上一頁節目錄《圖

皮帶除了V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，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續的環形，常用的結合方法有下列四種，如圖7-7所示。三、皮帶之結合方法上一頁節目錄皮帶除了V形皮帶、特殊皮帶或鋼皮帶等三、皮帶上一頁節目錄《圖7-7皮帶之結合方法》上一頁節目錄《圖7-7皮帶之結合方法》上一頁節目錄《圖7-7皮帶之結合方法》上一頁節目錄《圖7-7皮帶之結合方法》上一頁節目錄

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7-8所示。四、防止皮帶脫落的方法上一頁節目錄當皮帶在帶輪上傳動時，由於皮帶兩《圖7-8防止皮帶脫落的方法》上一頁節目錄《圖7-8防止皮帶脫落的方法》上一頁節目錄1.開口皮帶傳動如圖7-9所示，這是一種應用最廣泛的皮帶傳動方式，適用於兩軸平行的場合，這時兩軸的旋轉方向相同。動畫五、皮帶傳動方式《圖7-9開口皮帶傳動》上一頁節目錄1.開口皮帶傳動動畫五、皮帶傳動方式《圖7-2.交叉皮帶傳動如圖7-10所示，適用於兩軸平行的場合，但兩軸的旋轉方向相反；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。《圖7-10交叉皮帶傳動》上一頁節目錄2.交叉皮帶傳動《圖7-10交叉皮帶傳動》上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7-11所示，兩軸在空間互成垂直但不相交。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，則可將傳動變為可逆傳動，迴轉方向如何皆可適用，如圖7-12所示。上一頁節目錄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7-11不可逆直角迴轉皮帶》上一頁節目錄《圖7-11不可逆直角迴轉皮帶》上一頁節目錄《圖7-12可逆直角迴轉皮帶》上一頁節目錄《圖7-12可逆直角迴轉皮帶》上一頁節目錄7-3皮帶長度一、尺量法利用伸縮性較小之繩索或帶尺繞兩帶輪實際測量，由量得之長度，每3m減2.54cm（或120cm減1cm），做為帶圈受力後被拉長之緩衝，然後將其接合使用。節目錄7-3皮帶長度一、尺量法節目錄二、計算法

1.開口皮帶，如圖7-13所示。《圖7-13開口皮帶》上一頁節目錄二、計算法《圖7-13開口皮帶》上一頁節目錄2.交叉皮帶，如圖7-14所示。《圖7-14交叉皮帶》上一頁節目錄2.交叉皮帶，如圖7-14所示。《圖7-14交7-4速比※不考慮滑動損失時，如圖7-15所示。(t比直徑D小很多，對速比影響小，可省略不計)節目錄《圖7-15開口皮帶傳動》7-4速比(t比直徑D小很多，對速比影響小，節目※考慮滑動損失時，如圖7-15所示。(t比直徑D小很多，對速比影響小，可省略不計)《圖7-15開口皮帶傳動》上一頁節目錄※考慮滑動損失時，如圖7-15所示。(t比直徑D小很多，對節目錄7-5塔輪

皮帶與輪之傳動，若想得到由主動軸到從動軸上有變速的傳動，則常採用如圖7-16所示之塔輪的裝置。《圖7-16》節目錄7-5塔輪皮帶與輪之傳動，若想得到

皮帶與輪之傳動，若想得到由主動軸到從動軸上有變速的傳動，則常採用如圖7-17所示之塔輪的裝置。《圖7-17》皮帶與輪之傳動，若想得到由主動軸到《圖7-11.開口皮帶的塔輪皮帶套在D2與d1的位置時，長度為：

皮帶套在Dx與dx上時，長度為：

∴解聯立方程式可得兩軸上各輪的直徑上一頁節目錄1.開口皮帶的塔輪上一頁節目錄2.交叉皮帶的塔輪上一頁節目錄2.交叉皮帶的塔輪上一頁節目錄3.相等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，裝置時相互倒置，如圖7-18。主動軸的轉速為從動軸上任兩對稱階級上轉速之比例中項，且與從動軸中級轉速相同。《圖7-18》上一頁節目錄3.相等塔輪主動軸的轉速為從動軸上《圖7-18

皮帶傳達功率之大小，受如下三種因素的影響：

(1)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，強度愈大，功率就愈大。

(2)皮帶之有效拉力愈大，功率就愈大。

(3)皮帶的迴轉速度愈快，功率就愈大。二、皮帶之傳動功率上一頁節目錄二、皮帶之傳動功率上一頁節目錄

1.皮帶之拉力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，而鬆邊即變小，如圖7-20所示。上一頁節目錄1.皮帶之拉力上一頁節目錄《圖7-20》上一頁節目錄《圖7-20》上一頁節目錄由

可知，皮帶的接觸角愈大，有效拉力就愈大，在設計時宜儘量使緊邊在下，鬆邊在上，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7-21(a)。《圖7-21》上一頁節目錄由可知，皮帶的接觸角愈大，有效《圖7《圖7-21》上一頁節目錄亦可在鬆邊靠近小輪的地方裝置拉緊輪（tensionpulley）以增加捲繞的接觸角，如圖7-21（b）所示，但依據實驗結果，以F1＝F2時最適宜。《圖7-21》上一頁節目錄上一頁節目錄2.皮帶之寬度3.傳達功率1kW（仟瓦）=1.36馬力上一頁節目錄2.皮帶之寬度3.傳達功率P(kW)=傳達功率（仟瓦，kW）F＝有效拉力（牛頓，Nt或N）V＝皮帶之切線速度（公尺/秒，m/sec）D＝皮帶輪之直徑（公尺，m）N＝皮帶輪之轉速（轉/分，rev/min，rpm）T＝扭矩（牛頓.公尺，N.m）上一頁節目錄P(kW)=傳達功率（仟瓦，kW）上一頁節目錄※

7-6繩輪

若欲傳達動力甚大，而兩軸距離較遠及皮帶寬度受到限制時，宜採用繩索傳動來取代皮帶。繩索傳動兩軸相距10～30m，係利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，且可增加其圈數，以適應動力之增加。繩圈速度一般10~25m/s，最高可達35m/s。節目錄※7-6繩輪若欲傳達動力甚大，而兩軸一、繩之種類纖維繩：以動植物之纖維或毛髮構成，如麻、綿、毛等，多用於室內或不易受風雨浸蝕之處。鋼絲繩：由若干鋼絲合成一股，再由若干股撚絞成繩，如圖7-22所示，由7根鋼絲扭成一股，再由6股撚絞成一鋼絲繩，其規格為「6×7鋼絲繩」；因具有較大之強度，故常用於索道、起重機及升降機等。上一頁節目錄一、繩之種類纖維繩：以動植物之纖維或毛髮構成，如麻、綿、毛等上一頁節目錄《圖7-22鋼絲繩》上一頁節目錄《圖7-22鋼絲繩》上一頁節目錄P(kW)=傳達功率（kW）F＝有效拉力（N）D＝繩輪直徑（m）n＝繩圈數N＝繩輪每分鐘之迴轉速（rpm）V＝繩輪移動速度（m/s）上一頁節目錄P(kW)=傳達功率（kW）《圖片來源》表7－1（皮革皮帶）Shutterstockimages表7－1（織物皮帶）/en/products/PTFE-mesh-cloth-conveyor-belt-c163.html表7－1（橡皮皮帶）Shutterstockimages表7－1（鋼帶）/2f0j00cCTtzvuaOwoL/Timing-Steel-Conveyor-Belt-PTB-HT70PHS-.jpg圖7－5Shutterstockimages圖7－6Shutterstockimages圖7－16塔輪應用/forum/homemade-low-speed-conversion-craftsman-drill-press-220616.html《圖片來源》表7－1（皮革皮帶）Shutterstock總目錄第7章帶輪

7-1撓性傳動

7-2帶與帶輪

7-3皮帶長度

7-4速比

7-5塔輪※7-6繩輪總目錄第7章帶輪7-1撓性傳動節目錄7-1撓性傳動

當主動軸與從動軸之間的距離較長，不適合使用摩擦輪或齒輪等直接傳動方式，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。撓性中間聯接物有三種，即皮帶、繩及鏈，其中皮帶及鏈最為常見。節目錄7-1撓性傳動當主動軸與從動軸之

皮帶之所以能傳動，是利用帶與帶輪之間的摩擦力，摩擦力愈大，其傳達之功率就愈大，如圖7-1所示。動畫上一頁節目錄《圖7-1皮帶傳動》延伸動畫右圖圖片來源：shutterstockimages延伸動畫來源：台灣古董機構教學模型數位博物館皮帶之所以能傳動，是利用帶與帶輪動畫上一頁節目錄《圖71.皮帶傳動的優點：是可用於兩軸距離較

遠之傳動，裝置簡單成本低，此外皮帶

具有彈性，所以運轉平穩、安靜、能抗

突振及過度負荷。2.皮帶傳動的缺點：易發生皮帶滑動，速比不正確，因此傳動效率變小，其滑動損失一般約2～3％，適用於高速低扭力的傳動。

皮帶傳動的優缺點上一頁節目錄皮帶傳動的優缺點上一頁節目錄7-2帶與帶輪

作為動力傳遞的皮帶必須具有強韌而富柔曲性，耐久而有高摩擦係數及對溫度、溼度、化學侵蝕之穩定性，因此皮帶的種類因製造之材料及製成的形狀而有區別。節目錄7-2帶與帶輪作為動力傳遞的皮帶必須具上一頁節目錄一、依製造材料之不同區分《表7-1皮帶製造材料分類》上一頁節目錄一、依製造材料之不同區分《表7-1皮帶製上一頁節目錄《表7-1皮帶製造材料分類》上一頁節目錄《表7-1皮帶製造材料分類》二、依斷面形狀不同區分

1.平皮帶如圖7-2所示斷面呈扁平形狀，為最常用的一種，常用於兩軸相距10公尺（30呎）以下，皮帶速度可達20公尺/秒之傳動，皮帶寬度約為輪面寬度的85％為宜，皮帶厚度與帶輪直徑之比不可小於，以較佳，而皮帶與帶輪之接觸角須大於120°。上一頁節目錄二、依斷面形狀不同區分上一頁節目錄《圖7-2平皮帶》上一頁節目錄《圖7-2平皮帶》上一頁節目錄2.V形皮帶如圖7-3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，掛在有V形槽的三角皮帶輪上，藉以傳達動力。《圖7-3V形皮帶》上一頁節目錄2.V形皮帶《圖7-3V形皮帶》上一頁節目錄V形皮帶具有下列幾項優點：(1)摩擦力大，滑動損失小。(2)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。(4)旋轉方向可以任意改變。(5)若數條使用時，其中一條折斷，仍能繼續傳動。(6)裝置簡單，價格低廉，萬一損壞可立即購買更換。上一頁節目錄V形皮帶具有下列幾項優點：上一頁節目錄V形皮帶的規格：

V形皮帶的規格有M、A、B、C、D、

E等六種，其中M級斷面積最小；而

E級最大，其表示法為：型別×長度。

V形皮帶的斷面夾角：不論是何級型，其梯形斷面的夾角皆為

40°，輪槽之夾角則考量到V形皮帶之彎曲變形，及為了當受到負荷，皮帶囓入輪槽時，能增加滑動摩擦之故，製作的比40°小，一般為34°至38°；然後藉由槽中的楔形作用使得皮帶的牽引力提升。上一頁節目錄上一頁節目錄3.圓皮帶如圖7-4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，如家庭之縫紉機、鋸床之冷卻水泵等。《圖7-4圓皮帶》上一頁節目錄3.圓皮帶《圖7-4圓皮帶》上一頁節目錄4.確動皮帶如圖7-5所示，又稱為時規皮帶，它結合了平皮帶高速運轉的特性，以及與鏈條相近之傳送動力的能力。所以皮帶之張力強、速比正確，無滑動現象而且整體可以做得很小。《圖7-5確動皮帶》上一頁節目錄《圖7-6汽車的引擎》4.確動皮帶《圖7-5確動皮帶》上一頁節目錄《圖

皮帶除了V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，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續的環形，常用的結合方法有下列四種，如圖7-7所示。三、皮帶之結合方法上一頁節目錄皮帶除了V形皮帶、特殊皮帶或鋼皮帶等三、皮帶上一頁節目錄《圖7-7皮帶之結合方法》上一頁節目錄《圖7-7皮帶之結合方法》上一頁節目錄《圖7-7皮帶之結合方法》上一頁節目錄《圖7-7皮帶之結合方法》上一頁節目錄

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7-8所示。四、防止皮帶脫落的方法上一頁節目錄當皮帶在帶輪上傳動時，由於皮帶兩《圖7-8防止皮帶脫落的方法》上一頁節目錄《圖7-8防止皮帶脫落的方法》上一頁節目錄1.開口皮帶傳動如圖7-9所示，這是一種應用最廣泛的皮帶傳動方式，適用於兩軸平行的場合，這時兩軸的旋轉方向相同。動畫五、皮帶傳動方式《圖7-9開口皮帶傳動》上一頁節目錄1.開口皮帶傳動動畫五、皮帶傳動方式《圖7-2.交叉皮帶傳動如圖7-10所示，適用於兩軸平行的場合，但兩軸的旋轉方向相反；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。《圖7-10交叉皮帶傳動》上一頁節目錄2.交叉皮帶傳動《圖7-10交叉皮帶傳動》上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7-11所示，兩軸在空間互成垂直但不相交。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，則可將傳動變為可逆傳動，迴轉方向如何皆可適用，如圖7-12所示。上一頁節目錄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7-11不可逆直角迴轉皮帶》上一頁節目錄《圖7-11不可逆直角迴轉皮帶》上一頁節目錄《圖7-12可逆直角迴轉皮帶》上一頁節目錄《圖7-12可逆直角迴轉皮帶》上一頁節目錄7-3皮帶長度一、尺量法利用伸縮性較小之繩索或帶尺繞兩帶輪實際測量，由量得之長度，每3m減2.54cm（或120cm減1cm），做為帶圈受力後被拉長之緩衝，然後將其接合使用。節目錄7-3皮帶長度一、尺量法節目錄二、計算法

1.開口皮帶，如圖7-13所示。《圖7-13開口皮帶》上一頁節目錄二、計算法《圖7-13開口皮帶》上一頁節目錄2.交叉皮帶，如圖7-14所示。《圖7-14交叉皮帶》上一頁節目錄2.交叉皮帶，如圖7-14所示。《圖7-14交7-4速比※不考慮滑動損失時，如圖7-15所示。(t比直徑D小很多，對速比影響小，可省略不計)節目錄《圖7-15開口皮帶傳動》7-4速比(t比直徑D小很多，對速比影響小，節目※考慮滑動損失時，如圖7-15所示。(t比直徑D小很多，對速比影響小，可省略不計)《圖7-15開口皮帶傳動》上一頁節目錄※考慮滑動損失時，如圖7-15所示。(t比直徑D小很多，對節目錄7-5塔輪

皮帶與輪之傳動，若想得到由主動軸到從動軸上有變速的傳動，則常採用如圖7-16所示之塔輪的裝置。《圖7-16》節目錄7-5塔輪皮帶與輪之傳動，若想得到

皮帶與輪之傳動，若想得到由主動軸到從動軸上有變速的傳動，則常採用如圖7-17所示之塔輪的裝置。《圖7-17》皮帶與輪之傳動，若想得到由主動軸到《圖7-11.開口皮帶的塔輪皮帶套在D2與d1的位置時，長度為：

皮帶套在Dx與dx上時，長度為：

∴解聯立方程式可得兩軸上各輪的直徑上一頁節目錄1.開口皮帶的塔輪上一頁節目錄2.交叉皮帶的塔輪上一頁節目錄2.交叉皮帶的塔輪上一頁節目錄3.相等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，裝置時相互倒置，如圖7-18。主動軸的轉速為從動軸上任兩對稱階級上轉速之比例中項，且與從動軸中級轉速相同。《圖7-18》上一頁節目錄3.相等塔輪主動軸的轉速為從動軸上《圖7-18

皮帶傳達功率之大小，受如下三種因素的影響：

(1)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，強度愈大，功率就愈大。

(2)皮帶之有效拉力愈大，功率就愈大。

(3)皮帶的迴轉速度愈快，功率就愈大。二、皮帶之傳動功率上一頁節目錄二、皮帶之傳動功率上一頁節目錄

1.皮帶之拉力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，而鬆邊即變小，如圖7-20所示。上一頁節目錄1.皮帶之拉力上一頁節目錄《圖7-20》上一頁節目錄《圖7-20》上一頁節目錄由

可知，皮帶的接觸角愈大，有效拉力就愈大，在設計時宜儘量使緊邊在下，鬆邊在上，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7-21(a)。《圖7-21》上一頁節目錄由可知，皮帶的接觸角愈大，有效《圖7《圖7-21》上一頁節目錄亦可在鬆邊靠近小輪的地方裝置拉緊輪（tensionpulley）以增加捲繞的接觸角，如圖7-21（b）所示，但依據實驗結果，以F1＝F