帶傳動(dòng)理論與技術(shù)的現(xiàn)狀與展望.pdf

機(jī)械傳動(dòng) 2 O O 7年 文章編號(hào) ： 1 0 0 42 5 3 9 ( 2 0 0 7 ) O 1一O O 9 20 5 帶傳動(dòng)理論與技術(shù)的現(xiàn)狀與展望 ( 湖 南 科 技 大 學(xué) 機(jī)電 工 程 學(xué) 院，湖 南湘 潭 4 1 1 2 0 1 ) 諸世敏 羅善明 余以道 郭迎福 摘要介紹 了國內(nèi)外帶傳動(dòng)理論與技術(shù)的發(fā)展歷史， 綜述 了國內(nèi)外帶傳動(dòng)產(chǎn)品、 傳動(dòng)帶材料、 生產(chǎn) 裝備及理論研 究等方面的現(xiàn)狀。指出小型化、 精密化和高速化將是今后 帶傳動(dòng)的發(fā)展方向， 切邊 V帶、 同步帶、 多楔帶、 C V T用無級(jí)變速帶、 磁性 復(fù)合金屬帶等新型傳動(dòng)帶將是今后傳 動(dòng)帶產(chǎn)品開發(fā) 的重點(diǎn)。 同時(shí)還指 出， 先進(jìn)的生產(chǎn)工藝裝備和試驗(yàn)測(cè)試設(shè)備的研制與開發(fā)將是今后 帶傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域所需要解決 的主要 問題 。 關(guān)鍵詞 帶傳動(dòng)傳動(dòng)帶制造工藝 試驗(yàn)設(shè)備機(jī)械傳動(dòng) 弓I 言 由于原動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)的單 一性 、 簡單性與工作機(jī)運(yùn)動(dòng) 的多樣性、 復(fù)雜性之間的矛盾， 任何機(jī)器都必須包括傳 動(dòng)機(jī)械。特別是， 很多機(jī)器的工作性能、 使用壽命、 能 源消耗、 振動(dòng)噪聲， 在很大程度上取決于傳動(dòng)機(jī)械的質(zhì) 量 1 。帶傳動(dòng)便是其中最重要的傳動(dòng)形式之一。 帶傳動(dòng)( B e l t d ri v e ) 是機(jī)械傳動(dòng)學(xué)科的一個(gè)重要分 支， 主要用于傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。它是機(jī)械傳動(dòng)中重要 的傳動(dòng)形式， 也是機(jī)電設(shè)備的核心聯(lián)結(jié)部件， 種類異常 繁多 ， 用途極為廣泛 。其最大特點(diǎn)是可以 自由變速 ， 遠(yuǎn) 近傳動(dòng)， 結(jié)構(gòu)簡單， 更換方便 。帶傳動(dòng)根據(jù)其傳動(dòng)原 理可分為摩擦型和嚙合型兩大類。摩擦型帶傳動(dòng)包括 平帶傳動(dòng) ( F l a t b e l t d r i v e ) 、 v帶傳動(dòng)、 多楔帶傳動(dòng) ( R i b b V b el t d r i v e ) 以及雙面 V帶傳動(dòng)、 圓型帶傳動(dòng) 等。嚙合型帶傳動(dòng) 即同步帶傳動(dòng) ( S y n c h r o n o u s b e l t d r i v e ) o 1 帶 傳 動(dòng) 的應(yīng) 用 隨著工業(yè)技術(shù)水平的不斷提高， 帶傳動(dòng)在各種機(jī) 械設(shè)備傳動(dòng)中的應(yīng)用越來越廣泛， 并在一定范圍內(nèi)代 替了齒輪傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)。為適應(yīng)高速化、 輕量化、 精密 化 、 省力化和長壽命 、 低 噪聲 的要求 ， 我 國在 “ 八五” 期 間就提出傳動(dòng)帶應(yīng)向“ 四化” 結(jié)構(gòu)發(fā)展， 即骨架材料聚 酯化、 結(jié)構(gòu)線繩化、 膠料氯丁化和底膠短纖維定向化， 從而促進(jìn)了帶傳動(dòng)理論與技術(shù)的發(fā)展 J 。 從大到幾千千瓦的巨型 電機(jī) ， 小到不足一個(gè)千瓦 的微型電機(jī) ， 甚至包括家用 電腦 、 機(jī)器人等精密機(jī)械在 內(nèi)都離不開帶傳動(dòng)。作為帶傳動(dòng)中的主體部件傳 動(dòng)帶也 由原來的易損件向功能件方 向轉(zhuǎn)變 ， 其品種規(guī) 格向多樣性發(fā)展， 由傳統(tǒng)的普通包布 V帶和普通平帶 發(fā)展了窄 V帶( N a r r o w Vb e l t ) 、 寬 V帶、 聯(lián)組 V帶 ( B a n d e d Vb e l t ) 、 切邊帶( R a w e d g e V b e l t ) 、 多楔帶、 同步帶、 繩芯平帶和片基平帶等 引 。這些傳動(dòng)帶已廣 泛應(yīng)用于汽車、 機(jī)械、 紡織 、 家電、 輕工 、 農(nóng)機(jī)等各個(gè)領(lǐng) 域?？梢哉f， 從原始機(jī)械到現(xiàn)代 自動(dòng)設(shè)備都有帶傳動(dòng) 的身影 ， 產(chǎn)品也歷經(jīng)多次演變 ， 技術(shù) 已 1 3 臻成熟 ， 并在 國民經(jīng)濟(jì)和人 民 1 3常生活中發(fā)揮 著愈來愈重要 的作 用。 以齒型帶( 包括多楔帶) 為例， 近 2 0 年來在工業(yè)發(fā) 達(dá)國家發(fā)展極為迅猛， 正在不斷地侵蝕傳統(tǒng)的金屬齒 輪 、 鏈條以及橡膠方面的平板帶和三角帶市場(chǎng) ， 一。 。 。 目 前 ， 除已大量用于汽車及傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)之外， 還進(jìn)一步擴(kuò) 大到 O A機(jī)器( 辦公設(shè)備) 、 機(jī)器人等各種精密機(jī)械的 傳動(dòng) 。由于膠帶 內(nèi)側(cè)帶有彈性體的齒牙 ， 能實(shí)現(xiàn)無滑 動(dòng)的同步傳動(dòng)， 而且具有比鏈條輕、 噪聲小的特點(diǎn)， 現(xiàn) 今歐洲 8 0 以上的轎車、 美國 4 o 的轎車都 已裝用了 這種齒型帶。我國2 O O O 年生產(chǎn)汽車2 0 0 萬輛， 齒型帶 需要 7 0 0萬條 以上。最近 出現(xiàn)的圓齒帶較之方齒帶 ， 更進(jìn)一步增大了傳動(dòng)力和肅靜性 ， 作為新一代的環(huán)保 帶， 其使用范圍更趨廣泛?，F(xiàn)在， 已開始成為對(duì)同步傳 動(dòng) 、 噪聲要求極為嚴(yán)格 的家用 和工業(yè)用縫 紉機(jī)、 打字 機(jī) 、 復(fù)印機(jī)的使用對(duì)象 J 。 近年來對(duì)帶傳動(dòng)安全性、 多樣性的要求也 13 益增 多， 如難燃帶、 抗靜電帶等。同時(shí)， 除用于傳遞運(yùn)動(dòng)和 動(dòng)力外， 由于傳動(dòng)帶的品種增加， 帶的背面可制成各種 輸送結(jié)構(gòu)， 用于傳遞信號(hào)、 控制開關(guān)等， 使它更為廣泛 地應(yīng)用于各行各業(yè) J 。 2 帶 傳 動(dòng) 的研 究 概 況 由于機(jī)械設(shè)備不斷向高精度、 高速度、 大功率、 長 壽命、 低噪聲、 低成本和緊湊化發(fā)展， 使近年來的帶傳 動(dòng)產(chǎn)品在保證一定 強(qiáng)度的條件下逐步向輕薄方 向發(fā) 展。過去一直在使用方面占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的普通 V帶傳 維普資訊 第 3 l 卷第 1 期 帶傳動(dòng)理論與技術(shù)的現(xiàn)狀與展望 9 3 動(dòng)出現(xiàn)下降趨勢(shì)， 同步帶傳動(dòng) 多楔帶傳動(dòng)、 窄 v帶傳 動(dòng)和復(fù)合平帶( C o m p l e x fl a t b e lt ) 傳動(dòng)的應(yīng)用持續(xù)增長。 如同步帶傳動(dòng)用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中正時(shí)系統(tǒng)( T im i n g s y s te m ) 、 機(jī)床、 紡織機(jī)械等行業(yè)， 多楔帶傳動(dòng)在汽車發(fā)動(dòng) 機(jī)輔助設(shè)備以及各類機(jī)械裝備中的應(yīng)用等， 使同步帶 傳動(dòng)、 多楔帶傳動(dòng)的應(yīng)用大幅度增Jj tl t 6 。 2 1 帶 傳動(dòng)產(chǎn)品及材料的演變 傳動(dòng)帶最初是由皮革制造的， 1 9 世紀(jì)中葉為橡膠 所取代。2 0世 紀(jì) 6 0年代 開始 ， 陸續(xù) 由 N R S B R轉(zhuǎn) 向 C R P U R。進(jìn)入 2 0世紀(jì) 8 0年代 ， 又進(jìn)一步擴(kuò)大到采用 C S M和 H N B R。骨架材料 由棉纖維擴(kuò) 大到 人造絲、 聚 酯尼龍、 玻璃纖維、 鋼絲以及芳綸等， 如表 1 所示。膠 帶的形狀也從平板型擴(kuò)大到角型、 圓型、 齒型， 使用從 單根傳動(dòng)發(fā)展到成組并聯(lián)， 從而形成今 日的傳動(dòng)帶系 列群體 2 l 。 表 1 傳動(dòng)帶材料的演變 發(fā)展歷程 發(fā)展趨勢(shì) 年代 1 9 5 O 1 9 6 o 1 9 7 O 1 9 8 0 1 9 9 0 2 0 0 O 2 O l O 需求 長壽命 高質(zhì)量、 高可靠性 變化 高質(zhì)量 、 高可靠性 輕量化、 高傳動(dòng)化 高可靠性 低成本化 長壽命 產(chǎn)品 平板帶 、 三角帶 高負(fù)荷 演變 切 割三角帶 低噪聲 帶齒三角帶 多軸驅(qū)動(dòng) v型平板帶 、 楔形帶 低成本 齒型帶 汽車齒型帶 材料 橡膠 演變 N R、 S s R 耐熱 C R短纖維 耐疲勞 C S M、 HN B R 可 回收 簾線 棉 、 人造絲 聚酯 鋼絲 玻璃纖維 芳綸 帆布 棉 聚酯 尼龍高強(qiáng)度尼龍 耐熱 芳綸 耐磨 多年來 ， 傳動(dòng)帶一直是以 v型帶為中心， 不斷擴(kuò) 大品種， 取代平板帶 ， 而形成了自己的主導(dǎo)產(chǎn)品。為提 高 v型帶的耐久性 ， 從 2 0 世紀(jì) 6 0年代開始 ， 出現(xiàn)了切 割式三角帶， 它的側(cè)面沒有包布， 耐彎曲疲勞性非常 好， 已取代了大部分包布式三角帶。進(jìn)入 2 0 世紀(jì) 8 0 年代之后， 平板帶與 V型帶結(jié)合的v型平板帶得到快 速發(fā)展。由于其性能優(yōu)異 ， 產(chǎn)量急劇增大 ， 現(xiàn)已部分取 代了切割式 v帶。緊接著， 在美、 日等國又出現(xiàn)了楔 形 v帶 ， 因?yàn)檫@種帶的厚度薄 ， 與帶輪 的接觸面積大 ， 彎曲性能好， 可以在小的帶輪上使用。因而， 為傳動(dòng)裝 置的小型化 、 節(jié)能化做出了重要貢獻(xiàn)。再有 ， 利用傳動(dòng) 帶背面也可驅(qū)動(dòng)的原理 ， 例如在汽車風(fēng)扇 、 交流 電機(jī) 、 動(dòng)力操縱系統(tǒng) 、 空調(diào)等采用一根傳動(dòng)帶一次驅(qū)動(dòng) 的所 謂蛇行傳動(dòng)方式， 引起了各界的關(guān)注， 使用范圍日趨擴(kuò) 大， 這種 多面多 向多 機(jī)傳動(dòng) 的代表性產(chǎn) 品有 六角帶 ( H e x a g o n a l b e l t ) 和圓形帶L 2 l o 傳動(dòng)帶 中的最新一類產(chǎn)品是齒型帶( 同步帶) 。它 集齒輪、 鏈條、 帶傳動(dòng)等的優(yōu)點(diǎn)于一體， 具有傳動(dòng)效率 高、 傳動(dòng)比準(zhǔn)確、 噪聲小、 節(jié)能、 維修方便等特點(diǎn)。其傳 動(dòng)原理早在 1 9 0 0 年即有若干專利出現(xiàn)， 但直到半個(gè)世 紀(jì)之后才開始工業(yè)化， 2 0世紀(jì) 8 0年代起 ， 終于成為精 密機(jī)械的主導(dǎo)傳動(dòng)產(chǎn)品。用飽和丁腈橡膠和聚氨酯彈 性體制造 的高精度微型帶 ， 已經(jīng)進(jìn)入了高新技術(shù)領(lǐng)域。 齒型帶與傳統(tǒng)傳動(dòng)帶的最大差別在于同步和靜音。因 此 ， 它是當(dāng)今最受推崇的環(huán)保型產(chǎn)品。近年來 ， 齒型帶 的齒牙， 由方齒改為圓齒之后， 更進(jìn)一步增大了傳載能 力 ， 發(fā)展前景極為廣闊 J 。 由于各種機(jī)械要求的特性不同， 以及各種傳動(dòng)帶 的價(jià)格高低相差懸殊， 今后傳動(dòng)帶將朝著結(jié)構(gòu)材料多 元化的方向發(fā)展。其用途和品種規(guī)格也 日 趨多樣化， 傳動(dòng)帶中V型帶、 齒型帶、 平板帶的構(gòu)成比例， 大體將 在 6 ： 3 ： 1 的范圍內(nèi)上下變化 J 。 2 2 帶傳動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備概況 切邊 v帶 、 同步帶和多楔帶等新 型傳動(dòng)帶 ， 是隨 著新興工業(yè)發(fā)展起來的， 具有傳動(dòng)效率高、 傳動(dòng)速 比 大、 節(jié)能效果明顯、 使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)， 因此又被稱為 新型高效傳動(dòng)帶。近年來 ， 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 以及各種產(chǎn)業(yè)對(duì)機(jī)械化、 自動(dòng)化水平要求的提高， 對(duì)傳 動(dòng)帶的使用要求更加苛刻， 這為新型傳動(dòng)帶的發(fā)展提 供了廣闊的天地 。就生產(chǎn)工藝而言， 它們基本上都需 要整體成型、 膠套硫化、 磨削、 切割等生產(chǎn)工序， 使用的 設(shè)備也大同小異， 只是個(gè)別工序所用的專用設(shè)備有所 不同。如磨削工序 ， 同步帶需在磨背機(jī)上用平砂輪進(jìn) 行磨背 ， 多楔帶需在磨削機(jī)上用帶楔槽 的成形砂輪進(jìn) 行磨楔 ， 而切邊 V帶則不需要磨背和磨楔 ， 但要在測(cè) 量研磨機(jī)上對(duì)切割不 良或長度稍短的帶子進(jìn)行側(cè)面磨 削修整。因此， 新型傳動(dòng)帶之間的產(chǎn)品調(diào)整很方便， 只 需增加 或更換 磨削 機(jī)及硫 化模具 ， 便 可進(jìn)行 切邊 V 帶 、 同步帶或多楔帶 的生產(chǎn) 1 。 維普資訊 機(jī)械傳動(dòng) 2 O 0 7鉦 目前 ， 國外發(fā)達(dá) 國家 的膠帶生產(chǎn)工藝裝備和試驗(yàn) 測(cè)試設(shè)備 已達(dá)到相當(dāng)先進(jìn)和完善 的地步 ， 整個(gè)生產(chǎn)工 藝連續(xù)化 ， 普遍采用電子計(jì)算機(jī)控制 ， 使成型、 硫化、 磨 削、 切割等工藝設(shè)備和功率試驗(yàn)機(jī)等測(cè)試設(shè)備實(shí)現(xiàn)了 高度機(jī) 電一體化 ， 操作人員少 ， 生產(chǎn)效率高 ， 產(chǎn)品質(zhì)量 已相 當(dāng)高。如德 國的 S c h o l z公司 、 B e r s t o r ff公 司、 日本 的神戶公司等專業(yè)生產(chǎn)此類先進(jìn)的專用設(shè)備 ； 某些大 的橡膠公司 ， 如 P i r e l l i 公司和 G a t e s 公 司等也可 自行設(shè) 計(jì)制造此類設(shè)備。但引進(jìn)這些廠家的設(shè)備價(jià)格相當(dāng)昂 貴 ， 一般為國產(chǎn)設(shè)備價(jià)格的 3 1 0倍 ， 從而使其在國內(nèi) 推廣應(yīng)用受到約束 - 3 ， 5 l 。 我國傳動(dòng)帶生產(chǎn)技術(shù)雖然有了較大的進(jìn)步， 但 與 發(fā)達(dá)國家相 比， 在產(chǎn)品質(zhì)量水平 、 生產(chǎn)工藝裝備 、 原材 料、 測(cè)試手段、 生產(chǎn)管理和生產(chǎn)規(guī)模等方面仍存在較大 差距 ， 而且各廠之間發(fā)展極不平衡 ， 有相當(dāng)一部分生產(chǎn) 企業(yè)仍采用手工成型工藝 ， 產(chǎn)品質(zhì)量極不穩(wěn)定。另外 ， 面對(duì)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭 ， 不少企業(yè)采取短期行為， 以降低 產(chǎn)品質(zhì)量的手段來降低 價(jià)格 ， 以期達(dá)到 占領(lǐng)市場(chǎng)的 目 的。這極大地阻礙了膠帶行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步， 影響了傳 動(dòng)帶產(chǎn)品的整體質(zhì)量。 從 2 0世紀(jì) 8 0年代末開始 ， 國內(nèi)少數(shù)有實(shí)力 的廠 家 ， 如上海膠帶股份有限公 司、 無錫橡膠廠 、 貴州大眾 橡膠有限公司 、 洛陽橡膠制 品廠 、 寧波 同步帶總廠、 寧 波凱馳膠帶有限公司、 蘇州蓋茨霓塔傳動(dòng)帶有 限公司 等相繼從 德 國或美 國引進(jìn) 了部分新 型傳動(dòng) 帶生產(chǎn)設(shè) 備 ， 開始生產(chǎn)切邊 V帶 、 同步帶和多楔帶 ， 產(chǎn)品很受用 戶青睞 ， 市場(chǎng)銷路相當(dāng)不錯(cuò) 。這些先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備 的引 進(jìn) ， 對(duì)提高我 國膠帶行業(yè) 的工裝水平 ， 改善落后狀況起 到了積極 的推動(dòng)作用 。但我們應(yīng)該清醒地認(rèn)識(shí)到 ， 擁 有先進(jìn)設(shè)備的畢竟只是少數(shù)廠家， 而其它大多數(shù)廠家 的生產(chǎn)設(shè)備仍十分落后 ， 成型工藝無恒張力裝置 ， 只實(shí) 現(xiàn)了自由張力下 的成組成型 ， 不少企業(yè)還采用手工操 作 ； 硫化工藝大多數(shù)企業(yè)仍采用顎式平板硫化機(jī)分段 硫化； 而擁有動(dòng)態(tài)疲勞試驗(yàn)機(jī)的更是寥寥幾家， 行業(yè)整 體測(cè)試手段落后， 也是我國傳動(dòng)帶質(zhì)量不高的一個(gè)重 要原 因 3 ， 5 l 。 2 3 帶傳動(dòng)理論與技術(shù)研究概況 國內(nèi)帶傳動(dòng)技術(shù)的研究 自改革開放以來基本可劃 分為三個(gè)階段 6： 第一階段為 2 0世紀(jì) 8 0年代 ， 大專院 校、 研究院所、 生產(chǎn)和制造企業(yè)對(duì)帶傳動(dòng)技術(shù)的研究， 涉及人員多， 研究范 圍廣 ， 形成蓬勃發(fā)展的大好局面 ， 在傳動(dòng)理論 、 試驗(yàn)設(shè)備 、 制造和應(yīng)用技術(shù)等方面出現(xiàn)大 批有價(jià)值 的研究成果。由于生產(chǎn) 、 使用發(fā)展水平 的局 限， 此階段技術(shù)研究主要 集中在 V帶傳動(dòng)包括一部分 平帶傳動(dòng)方面。第二階段為 2 0世紀(jì) 8 o年代末期至 2 0 世紀(jì) 9 0 年代初 ， 帶傳動(dòng)理論研究人員及研究單位相對(duì) 集中， 新型、 特種帶傳動(dòng)( 如同步帶傳動(dòng)和多楔帶傳動(dòng)) 的研究形成帶傳動(dòng)學(xué)術(shù)研究的主流。由于新 型、 特種 帶的制造設(shè)備除需要通用設(shè)備外 ， 基本為專業(yè)機(jī)械裝 備 ， 除少數(shù)企業(yè)具備進(jìn) 口能力外 ， 許多企業(yè)亟待上馬。 面對(duì)這種需要 ， 試驗(yàn)設(shè)備 、 制造設(shè)備的研制較為突出， 測(cè)長機(jī) 、 疲勞試驗(yàn)機(jī) 、 制 帶生產(chǎn)線 ( 成 型機(jī) 、 硫化罐、 脫 模機(jī) 、 切割機(jī) 、 磨削機(jī)等) 、 帶和帶輪刀具 、 模具等經(jīng)過 幾代 的改進(jìn) 、 更新和相互取長補(bǔ)短 ， 已具備一定水平， 為國內(nèi)傳動(dòng)帶和帶輪的生產(chǎn)做出了貢獻(xiàn) 。第三階段為 2 0 世紀(jì)9 0 年代后期以來， 帶傳動(dòng)技術(shù)研究仍保持在 新型、 特種帶傳動(dòng)方面， 在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的環(huán)境下， 帶傳動(dòng) 的實(shí)用技術(shù)研究 日益成為熱點(diǎn) ， 而以大專院校 、 研究院 所為主要代表的理論研究則出現(xiàn)后繼乏人 的局面。 近幾年來 ， 帶傳動(dòng)理論方面的研究主要集 中在同 步帶傳動(dòng)領(lǐng)域。在現(xiàn)有的梯形齒基礎(chǔ)上， 單圓弧齒、 雙 圓弧齒 ( D o u b l e c i r c u l a r t o o t h ) 、 平頂 圓弧齒 ( na t t 叩 c i r c u l a r t o o t h ) 以及拋物線齒 ( P a r a b o l i c t o o t h ) 等多種曲線 齒廓不斷出現(xiàn)-6 J 。其性能研究主要從嚙合齒間載荷的 分布 ， 帶的損壞形式和壽命 、 同步帶 的運(yùn)行誤差 、 運(yùn)轉(zhuǎn) 噪聲等方面開展 。帶齒變形和強(qiáng)度 、 傳動(dòng)精度、 使用壽 命 的影 響因素 、 同步帶和帶輪制造技術(shù)等研究及 同步 帶傳動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化工作取得了一定成果和進(jìn)展。這些研究 成果對(duì)推廣同步帶傳動(dòng)的應(yīng)用、 延長帶的使用壽命、 提 高傳動(dòng)質(zhì)量等都取得 了一定效果。 此外 ， 帶傳動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作近年來發(fā)展比較穩(wěn)定 ， 取得了一定成果。到 目前 為止， 我國已有 國家標(biāo)準(zhǔn)和 各類行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 8 0 余項(xiàng)， 已基本形成我國帶傳動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化 的完整體系， 在一定程度上推動(dòng)和促進(jìn) 了我國帶傳動(dòng) 技術(shù)的理論研究 、 產(chǎn)品生產(chǎn)和使用 6。 3 帶 傳 動(dòng) 的發(fā) 展 前 景 縱觀 半 個(gè) 多 世 紀(jì) 以來 世 界 帶 傳 動(dòng) 的 發(fā) 展 趨 勢(shì) 一 ， 隨著全球高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的迅猛發(fā)展， 今后 傳動(dòng)帶的主流是向著小型化 、 精密化和高速化 的方向 發(fā)展。老式的平板帶將被 日漸淘汰 ， 新型的環(huán)形平板 帶重新崛起 ； 切割三角帶將取代大部分包布 V型帶， 同時(shí)代之而起 的 v型平板 帶、 多楔帶、 齒型帶可能成 為新的主流產(chǎn)品- 2 J 。 我國傳動(dòng)帶生產(chǎn)的工裝設(shè)備通過多年來 的引進(jìn)消 化吸收和 自行開發(fā) ， 已有長足的進(jìn)步 ， 尤其是 2 0世紀(jì) 9 0 年代以來， 以生產(chǎn)線繩 v帶和切邊 V帶 、 同步帶及 多楔帶兩大系列為主要代表的生產(chǎn)裝備 已達(dá)到了相當(dāng) 水平， 基本能滿足我國傳動(dòng)帶制造的需要-4 J 。但是， 從 整體上看， 我國帶傳動(dòng)技術(shù)水平仍比發(fā)達(dá)國家落后， 主 維普資訊 第 3 l 卷第 1 期 帶傳動(dòng)理論與技術(shù)的現(xiàn)狀與展望 9 5 要體現(xiàn)在新型帶傳動(dòng)產(chǎn) 品的開發(fā)和理論研究 、 帶傳動(dòng) 檢測(cè)裝置和試驗(yàn)設(shè)備、 傳動(dòng)帶和帶輪制造設(shè)備和工藝 控制技術(shù)等方面。 傳動(dòng)帶生產(chǎn)工藝裝備除少數(shù)引進(jìn)和吸收消化 外 ， 大部分企業(yè)生產(chǎn)能力很大 ， 但設(shè)備陳舊， 管理水平 低 ， 職工素質(zhì)不高 ， 產(chǎn)品質(zhì)量 同發(fā)達(dá) 國家相 比， 競(jìng)爭能 力明顯處于劣勢(shì)。 在保證質(zhì)量 的測(cè)試手段方面 ， 2 0世 紀(jì) 8 0年代 時(shí)， 日本三星公 司一家膠帶專業(yè) 生產(chǎn)公 司就有近 3 0 0 臺(tái)試驗(yàn)設(shè)備。相對(duì)我 國， 擁有檢測(cè)設(shè)備的廠家為數(shù)不 多 ， 且一般 比較落后 ， 這與我國擁有的生產(chǎn)規(guī)模和市場(chǎng) 規(guī)模很不相稱 6。 動(dòng)力消耗 、 原材料消耗大 ， 半成品質(zhì)量差， 生產(chǎn) 環(huán)境亟待改善， 勞動(dòng)生產(chǎn)率低， 產(chǎn)品使用壽命短。如農(nóng) 業(yè)機(jī)械用 V帶使用 壽命僅 1 0 0小 時(shí)， 國外一般 超過 1 0 0 0小時(shí)。汽車 V帶疲勞壽命差距也較大。此外 ， 原 材料不配套、 規(guī)格品種少等問題， 也較大地影響了我國 帶傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展 - 6 】6。 生產(chǎn)傳動(dòng)帶的廠家十分雜亂， 除 2 0 0 家國有、 三資企業(yè)之外， 還有 1 0 0 0余家集體、 私營和個(gè)體所有 制企業(yè)。僅V型帶一種產(chǎn)品， 年產(chǎn)即達(dá)4 億米以上， 在 產(chǎn)量上雖 已位居世界前列 ， 而略具規(guī)模水平 的不過十 幾家。除少數(shù)引進(jìn)技術(shù)設(shè)備和合資企業(yè)外， 大多處于 后進(jìn)狀態(tài)， 亟待改組、 改造、 改革 2 。 進(jìn)入 2 1 世紀(jì) ， 膠帶工業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)將有更大 、 更 快的發(fā)展。為適應(yīng)新產(chǎn)品、 新工藝的需求 ， 傳動(dòng)帶生產(chǎn) 設(shè)備將不斷采用相關(guān)行業(yè)的新技術(shù) 、 新產(chǎn)品， 增加品種 和提高質(zhì)量， 配套更加完善、 合理 ， 并逐步實(shí)現(xiàn)系列化。 基于我國帶傳動(dòng)的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀， 未來帶傳動(dòng)在理 論研究、 工藝裝備、 產(chǎn)品開發(fā)及管理方 面， 應(yīng)著力考慮 以下幾方面： ( 1 ) 理論研究方面 摩擦傳動(dòng)帶的承載能力與疲勞壽命的研究， 重 點(diǎn)是對(duì)國產(chǎn)帶取得數(shù)據(jù)并研究其計(jì)算方法。 同步齒形帶的研究， 其中包括高速、 重栽、 低噪 聲、 高效率同步帶傳動(dòng)嚙合原理與齒形優(yōu)選的研究； 有 誤差 、 變形和多邊形效應(yīng)的條件下 同步帶的傳動(dòng)精度 ， 動(dòng)、 靜態(tài)特性及承載能力的研究等。 帶傳動(dòng)可靠性的研究， 包括帶傳動(dòng)的可靠性分 析、 可靠性指標(biāo)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集， 以及帶傳動(dòng)的概率設(shè) 計(jì)方法等 。 帶傳動(dòng) C A D的研究， 要求逐步建立包括以現(xiàn) 代計(jì)算方法為基礎(chǔ)的帶傳動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)、 可靠性設(shè)計(jì)、 動(dòng) 態(tài)設(shè)計(jì)在內(nèi)的 C A D系統(tǒng) 。 新材料及新型帶傳動(dòng)的研究， 例如， 金屬帶式 無級(jí) 變 速 傳 動(dòng) ( C V T ) 1 Z , 1 3 ， 磁 力 金 屬 帶 傳 動(dòng) ( M B D M) 【 1 4 , l 5 j 等 。 帶傳動(dòng)試驗(yàn)方法 與裝置 、 測(cè)試技術(shù)等的研究 ， 包括帶的強(qiáng)化試驗(yàn)與強(qiáng)化系數(shù)的研究 。 ( 2 ) 在傳動(dòng)帶工藝裝備方面3 ,4 進(jìn)一步提高現(xiàn)有裝備的可靠性、 可操作性和自 動(dòng)化水平， 應(yīng)用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)做到人機(jī)對(duì)話。 開發(fā)國內(nèi)急需的生產(chǎn)裝備如 V帶鼓式硫化機(jī) 、 雙面齒同步帶制造設(shè)備等。 加強(qiáng)對(duì)新技術(shù)、 新工藝的研究和開發(fā)如注射反 應(yīng)傳動(dòng)帶 、 短纖維補(bǔ)強(qiáng)同步帶 、 斜 ( 人字) 齒 同步帶 、 熱 塑性彈性體 V帶及 C V T用變速 v帶 、 復(fù)合磁性金屬帶 等 ， 并研制相應(yīng)的裝備。 實(shí)驗(yàn)設(shè)備的國產(chǎn)化工作并提高其可靠性， 特別 是高溫多楔帶實(shí)驗(yàn)機(jī)、 高溫噴水汽車同步帶疲勞壽命 試驗(yàn)機(jī)和摩托車變速 V帶疲勞壽命試驗(yàn)機(jī)的研制和 推廣應(yīng)用。 有條件的傳動(dòng)帶生產(chǎn)廠家應(yīng)積極自行開發(fā)傳 動(dòng)帶生產(chǎn)技術(shù)和裝備 。 ( 3 ) 在帶傳動(dòng)產(chǎn)品開發(fā)和管理方面L 3 6 切邊 v帶、 同步帶和多楔帶等新型高效傳動(dòng)帶是 傳動(dòng)帶的發(fā)展趨勢(shì)， 代表著帶傳動(dòng)技術(shù)及產(chǎn)品的發(fā)展 方 向。進(jìn)入 2 1 世紀(jì)， 膠帶工業(yè) 的生產(chǎn)技術(shù)將有更 大、 更快的發(fā)展。為適應(yīng)新產(chǎn)品、 新工藝的需求， 傳動(dòng)帶生 產(chǎn)設(shè)備將不斷采用相關(guān)行業(yè)的新技術(shù) 、 新產(chǎn)品， 增加品 種和提高質(zhì)量 ， 配套更加完善 、 合理 ， 并逐步實(shí)現(xiàn)系列 化。 傳動(dòng)帶 的骨架材料繼續(xù) 向聚酯化 、 線 繩化 、 輕 量化的方向發(fā)展。傳動(dòng)帶用化學(xué)纖維線繩的規(guī)格系列 將豐富并標(biāo)準(zhǔn)化， v帶聚酯線繩將全部國產(chǎn)化， 淘汰棉 帆布。國內(nèi)引進(jìn)或開發(fā)線繩生產(chǎn)設(shè)備和軟件的企業(yè)要 使產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到 國外同類產(chǎn)品水平。 重視開發(fā)具有經(jīng)濟(jì)效益和一定規(guī)模 的窄 V帶、 聯(lián)組 V帶 、 同步帶 、 切邊帶 、 多楔帶 ， 重視為農(nóng)業(yè)、 輕工 機(jī)械、 新興電子行業(yè)配套 。充實(shí)和擴(kuò)大規(guī)格系列范圍， 逐步形成我國傳動(dòng)帶和帶輪產(chǎn)品的完整系列。 為提高膠帶產(chǎn)品質(zhì)量， 并在未來的競(jìng)爭中占領(lǐng) 市場(chǎng)， 生產(chǎn)企業(yè)必將增加對(duì)成品實(shí)驗(yàn)設(shè)備的需求， 加大 膠帶產(chǎn)品測(cè)試儀器設(shè)備的開發(fā)和生產(chǎn)。 帶輪加工逐漸形成規(guī)模生產(chǎn) ， 并 向?qū)I(yè)化 、 標(biāo) 準(zhǔn)化、 商 品化方 向發(fā)展。 參 考 文 獻(xiàn) 1 李華敏 關(guān)于齒 輪、 鏈 、 帶等學(xué) 科的 發(fā)展方 向 機(jī)械傳 動(dòng) ，1 9 9 2 ， 1 6 ( 1 ) ： 1 5 維普資訊 機(jī)械傳動(dòng) 2 O O 7矩 2 于清溪 世界 傳動(dòng)帶 發(fā)展 現(xiàn)狀 與展望 橡 塑技 術(shù)與 裝備 ，2 0 0 1 ， 2 7 ( 6 ) ： 1 6 3 鄒維濤 新型傳動(dòng)帶生 產(chǎn)設(shè)備現(xiàn)狀及 發(fā)展 方 向橡塑技術(shù)與裝 備 ， 2 O O 2 ， 2 8 ( 1 ) ： 69 4 吳 貽珍 我國傳動(dòng)帶工藝裝 備現(xiàn)狀 與展望 橡膠 技術(shù)與裝 備，2 O O 2， 2 8 ( 1 2 ) ： 1 42 0 5 苑曉東 傳動(dòng)帶生產(chǎn)設(shè)備現(xiàn)狀和發(fā)展方 向 特種橡膠制 品，2 O O 2 ， 2 3 ( 2 ) ： 5 65 8 6 秦書安 帶傳動(dòng)技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展前景 機(jī)械傳動(dòng) ， 2 O O 2 ， 2 6( 4 ) ： 1 2 7 路劍鋒 ，張一心 橡膠同步帶的發(fā)展 與展 望 產(chǎn)業(yè) 用紡織品 ，2 O O 2 ， 2 o ( 1 ) ： 9一l l 8 張傳智 同步帶用材料的現(xiàn)狀和發(fā)展 特種橡膠制品， 1 9 9 7 ， l 8 ( 1 ) ： 9 1 1 9 曾憲奎 ， 朱繼 向橡膠多楔帶特點(diǎn)分析及制造 設(shè)備介紹 特種橡膠 制 品，1 9 9 7 ， 1 8 ( 4 ) ： 3 53 9 1 0 趙彩榮 ， 劉朝 暉，楊潔等 P T M G型聚氨酯 同步帶的研制 特種橡 膠制品 ， 2 O O 2 ， 2 3 ( 5 ) ： 2 7 2 9 l 1 黃靖， 姜維鋒 橡膠傳動(dòng)帶生產(chǎn)設(shè)備現(xiàn)狀 橡塑技術(shù)與裝備， 2 0 0 1 ， Z 7 ( 8 ) ： 1 01 3 1 2 程乃 士， 劉 溫 ， 郭大忠等 金屬帶式無級(jí)變速器傳動(dòng)效率的實(shí)驗(yàn)研 究 東北大學(xué)學(xué)報(bào) ， 2 O O O ， 2 1 ( 4 ) ： 3 9 43 9 6 1 3 李華英， 秦大同， NAA t ri a 牽引式錐盤滾輪 C V T的研究現(xiàn)狀及發(fā) 展趨勢(shì) 重慶大學(xué)學(xué)報(bào)，2 O O 3 ， 2 6 ( 4 ) ： 1 51 9 1 4 羅善明 磁力金屬帶傳動(dòng)的原理與設(shè)計(jì) 中國機(jī)械工程， 2 O O 2 ， 1 3 ( 7 ) ： 5 4 45 4 7 1 5 羅善明， 郭迎福， 陳安華 磁力金屬帶傳動(dòng)的傳動(dòng)特性分析中國 工程科學(xué) ， 2 O O 5 ， 7 ( 7 ) ： 7 6 8 o 1 6 L，Z u J wNo n li n e a r v i b l o ll 0 f p a r a me t r i c a l ly e x c it e d mo v i n g b e l t s ，p a r t 1 ：d y l,m l i c r e s p o meAS NE，J o u r n a l 0 f Ap p l l c a t i o l l e e h a n i t s ，1 9 9 9 ， 6 6 ( 4 ) ：3 9 6 4 0 2 1 7 K e n i e h i Ml lk i t a，l l a s a n o r i Ka g 0 t a l li ，r l i r o y u k i Ue d a ，e t a 1 In fl u e n c e 0 f i d l e r 0 1 1 tr a n s m i s s i o n e 13o r i n s y n e h r o n o t t s b e l t d r i v e r s( c 日 s e 0 f D O l o a , i ) I C I I T 2 0 0 1 ， C h o n lg t i n g ， 0l i I l 8 B e l j i n g ：0li I l8Id a e h i n e P r e s s ， 2 0 0 1 ： 5 3 0 5 3 4 l 8 l ( a N a s a n o r i ， U e d a I I i1 0 y I l k i ， K o y a m a T o m i o ， e t a 1 T l m鯽i s s i m l O l“ i n h e l i c a l s y n c h r o n o u s b e l t d r i v e s( E ff e c t 0 f b e l t s i d e t r c k i ,l ) T r a m a c t i o n s 0 f t h e J a p a n S o c i e t y 0 f l l e e h a n i c a l BIg in l s ，P a r t C，1 9 9 7 ， 6 3 ( 6 1 4 ) ： 3 6 1 23 6 1 8 1 9 No o n J ，Wi c k e r t JAN0 l l l i n e a r v ib l o ll 0 f p o w e r曲m m b e l t s J o u r n a l 0 f S o u n d a n d V ib r a ti o n 1 9 9 7 。 2 o o ( 4 ) ： 4 1 9 4 3 1 2 0 Ad a e h i Ka nJ t a k a， Wa k a h a r a T a t s u o ， S h i ma n a k a S l I i ， e t a 1 R0 b _ 戚 e a t r o l s y s t e m f o r e n t i n u o u s l y v a r i a b l e b e l t缸呱蹦 J SA E R ， 1 9 9 9 ，2 0 ( 1 ) ： 4 95 4 2 1 F u r u k a w a，Yu ta k a，I k e d a D e v e l o ll l m 0 f n e wt y p e 0 f v a r ia b l e p o w 一 tr a n s m i s s i o n u s i n g Vb e l t h0 c e e d 0 fro l l E l l g i I dm 0 c ( 日 l o e S o e A u t o mo li v eE n Or J a p a n 。1 9 9 1 ： 5 3 9 5 4 4 2 2 Ma l ac h i Yu t a k a，I (a mo Ma k o t o，I B I l i k m T a ka t o，e t a 1 E ff e c t 0 f Z DDP n d d i ti v e i n CVI“fl u i d m in c r e a s i n g f r i c t i o n e o e t t l e i e t a t b e t w e e n b e l t e l e mmt s a n d p u l l 0