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小型荞麦播种机设计（动力、传动、行走及功能转换机构）,小型,荞麦,播种机,设计,动力,传动,行走,功能,转换,机构

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文章编号:1004 - 2539(2002)04 - 0001 - 02带传动技术现状和发展前景(机械科学研究院, 北京 100044) 秦书安摘要 介绍了我国带传动技术发展基本状况,包括带传动种类、 生产情况、 与国外的差距、 理论研究和标准化以及 “十五” 期间带传动技术发展前景及主要任务。关键词 带传动 现状 发展 任务前言带传动用于传递动力和运动,是机械传动中重要的传动形式,已得到越来越广泛的应用并日益起着更为重要的作用。近年来,特别是在汽车工业、 家用电器和办公机械以及各种新型机械装备中使用相当普遍。科学技术的进步,合成材料不断发展并迅速地在带传动上得到使用,伴随制带设备、 工艺水平的持续提高,使得带传动的工作能力显著增强。为满足各种用途的需要,品种也不断增加。带传动具有结构简单,传动平稳,价格低廉,不需润滑及可以缓冲吸振等特点。这一切,使带传动在机械传动中占据了重要地位,而且从易损件向传动的功能部件演变,以至在许多场合替代了其它传动形式。1 我国带传动技术现状1. 1 带传动的种类带传动通常根据其传动原理分为摩擦型和啮合型两大类;根据其用途分为一般工业用、 汽车用和农业机械用三大类。家用电器和各种办公机械用带传动渐成第四大类。摩擦型带传动包括平带传动、V带传动、 多楔带传动以及双面V带传动、 圆型带传动等。啮合型带传动即同步带传动。由于机械设备不断向高精度、 高速度、 大功率、 长寿命、 低噪声、 低成本和紧凑化发展,使近年来的带传动产品在保证一定强度的条件下亦逐步向轻薄方向发展。过去一直在使用方面占绝对优势的普通V带传动出现下降趋势,同步带传动、 多楔带传动、 窄V带传动和复合平带传动的应用持续增长。如同步带传动用于汽车发动机中正时系统、 机床、 纺织机械等行业,多楔带传动在汽车发动机辅助设备以及各类机械装备中的应用等,使同步带传动、 多楔带传动的应用大幅度增加。此外,近年来对带传动安全性、 多样性的要求也日益增多。如难燃带、 抗静电带等。除用于传递动力外,由于带的品种增加,带的背面可制成各种输送结构、 传递信号、 控制开关等,使它更为广泛地应用于各行各业。1.1. 1V带传动 以骨架材料聚脂化、 结构线绳化、 胶料氯丁化、 带体窄形化、 底胶短纤维化为中心,近年来开展了带传动产品的技术改造和产品更新换代。线绳成组成型、 胶套硫化和成品切割技术得到了应用。随着国内汽车工业的发展和进口汽车的增加,用以驱动冷却风扇、 空气压缩机、 交流电机和液压泵等的汽车V带成为重要产品,主要品种由切割V带替代包布V带。洗衣机V带成为新的带传动应用增长领域。1.1. 2 同步带传动 同步带是单面或双面具有等距齿的环形传动带,优点是严格同步无滑差、 传动效率高、 传动准确、 节能效果好、 传动速度范围大,兼有带传动、 链传动、 齿轮传动的特点和长处,发展较快。在汽车、 纺织、 烟草机械等行业有较大市场,其它方面如粮食食品机械、 石化机械、 家用电器、 办公机械等,亦广泛予以应用。近年来,数控机床中,同步带传动的应用呈显著增长趋势。1.1. 3 多楔带传动 多楔带传动在近几年来得到了显著的发展,其应用随着引进设备以及采用国际先进技术的汽车发动机的增加而迅猛发展。其带体轻薄、 传动效率高、 运动平稳、 曲挠性好,传动比范围大、传动速度高,结构合理、 使用寿命长,兼具平带传动和V带传动的特点,因而具有明显的优势,并有着极大的发展前景。机床、 汽车发动机辅助设备、 各种机械设备尤以各类引进和新设计的设备中应用十分广泛。其生产状况在我国逐渐形成规模,生产设备基本为引进或吸收消化制造,产品质量较好,持续大批量为汽车等多种机械传动装置配套。1. 1. 4 平带传动 平带是老产品,过去主要是棉帆布结构。近年来,在纺织机械、 精密机床中采用了尼龙片基平带,它以橡胶、PVC、 皮革或聚氨脂作覆盖层,用尼龙片基作骨架材料。强度大、 伸长小、 效率高,比一1第26卷 第4期 带传动技术现状和发展前景 般平带传动节能15 %以上。几个主要新型平带生产厂生产率较高,产量大。随着原材料的不断发展,新型平带传动有着非常好的发展前景。1. 2 生产情况目前我国规模较大的传动带专业生产厂家有100家左右(包括输送用带生产) ,县级以上有胶带产品的橡胶企业则超过300家,个体近千家。其中多为生产普通V带。至目前,我国同步带、 多楔带等特种传动带年生产能力2000万条左右,传动带行业年产值约20亿元,生胶耗量近5万吨。带轮生产,仍然维持使用单位(一般为机械行业)自行加工或外协加工现状。同步带传动、 多楔带传动的大量应用,对带轮的行业化生产起了促进作用。大规模的社会化生产和市场商品经济的需求,也使带轮专业化生产面临着新的任务。我国带轮专业生产厂正在逐步增加,但形成规模的仍为数不多,对国内需求未形成专业商品化产品。1. 3 与国外比较从整体上看,我国带传动技术水平仍比发达国家落后,传动带生产工艺装备除少数引进和吸收消化外,大部分企业生产能力很大,但设备陈旧,管理水平低,职工素质不高,产品质量同发达国家相比,竞争能力明显处于劣势。在保证质量的测试手段方面,20世纪80年代时,日本三星公司一家胶带专业生产公司就有近300台试验设备。相对我国,拥有检测设备的厂家为数不多且一般比较落后,这与我国拥有的生产规模和市场规模很不相称。动力消耗、 原材料消耗都很大,半成品质量差,生产环境急待改善,劳动生产率低,产品使用寿命短。如农业机械用V带使用寿命仅100小时,国外一般超过1000小时。汽车V带疲劳寿命差距也较大。此外,原材料不配套、 规格品种少等问题,也较大地影响了我国带传动技术的发展。这一切使得我国带传动行业在加入WTO以后必然面临较大冲击。1. 4 带传动理论研究和标准化从带传动行业学术活动中可以清楚地看到,国内带传动技术的研究自改革开放以来基本可划分为三个阶段:第一阶段为20世纪80年代,大专院校、 研究院所、 生产和制造企业对带传动技术的研究,涉及人员多,研究范围广,形成蓬勃发展的大好局面,在传动理论、 试验设备、 制造和应用技术等方面出现大批有价值的研究成果。由于生产、 使用发展水平的局限,此阶段技术研究主要集中在V带传动包括一部分平带传动方面。第二阶段为20世纪80年代末期至20世纪90年代初,带传动理论研究人员、 单位相对集中,新型、 特种带传动 同步带传动和多楔带传动的研究形成带传动学术研究的主流。由于新型、 特种带的制造设备除需要通用设备外,基本为专业机械装备,除少数企业具备进口能力外,许多企业亟待上马。面对这种需要,试验设备、 制造设备的研制较为突出,测长机、 疲劳试验机、 制带生产线(成型机、 硫化罐、 脱模机、 切割机、 磨削机等)、 带和带轮刀具、 模具等经过几代的改进、 更新和相互取长补短,已具备一定水平,为国内传动带和带轮生产作出了贡献。第三阶段为20世纪90年代后期以来,带传动技术研究仍保持在新型、 特种带传动方面,在市场经济的环境下,带传动的实用技术研究日益成为热点,而以大专院校、 研究院所为主要代表的理论研究则出现后继乏人的局面。近几年理论研究主要在同步带传动方面。同步带传动在梯形齿基础上,单圆弧齿、 双圆弧齿、 平顶圆弧齿以及抛物线齿等多种曲线齿廓不断出现。其性能研究主要从啮合齿间载荷的分布,带的损坏形式和寿命、同步带的运行误差、 运转噪声等方面开展。带齿变形和强度、 传动精度、 使用寿命的影响因素、 同步带和带轮制造技术等研究及同步带传动标准化工作取得了一定成果和进展。这些研究成果对推广同步带传动的应用、 延长带的使用寿命、 提高传动质量等都取得了一定效果。对于多楔带传动的研究,我国起步较晚,还很不深入。带传动的标准化工作近些年来发展比较稳定,取得了一定成果,到目前为止,已有国家标准和各类行业标准约计79项。已基本形成我国带传动标准化的完整体系,在一定程度上推动和促进了我国带传动技术理论研究、 产品生产和使用。但标准化管理归口不统一,标准化技术委员会尚未成立,给带传动标准化工作带来较大不利影响。我国是国际标准化组织ISO/ TC41带轮和带的P成员国。依据国家标准化政策,国际标准在我国全部得到采用,并尽可能及时追踪。2 带传动行业发展前景和任务我国带传动行业发展前景和主要任务有以下几个方面(1)严格技术管理,加强全面控制。大力采用新材料、 新结构,降低消耗、 降低成本,把产品的设计和生产建立在更加科学合理的基础上,逐步实现产品的更新换代,争取更多的产品投入国际市场。(2)品种结构仍将向多品种、 系列化方向发展。尼龙片基平带、 多楔带和同步带等高传动效率、 节能型带在传动带中的比例将继续上升,配套用(下转第6页)2 机械传动 2002年看出,随着速度的增加,微线段齿轮的传动效率有所下降,作者认为,这是由于速度增高时,相应的搅油功率损失也要相应的增大,故引起效率有所下降;而随负载增加其传动效率逐渐增大。5 结论台架试验更加证明了微线段齿轮是一种性能优良的齿轮。在相同的工况下,微线段齿轮的传动效率比相应的渐开线齿轮要高2%6% ,最高可接近99% ,因而具有广阔的应用前景。参考文献1K omori T,Ariga R ,Nagata S. A new gear profile having zero relative curva2ture at many contact points (Logix tooth profile) . In: Proc of internationalPower Transmission and Gearing conference. ASME,chicago ,1989 ,22 赵韩,梁锦华,刘红雨等.微线段齿廓的形成原理及特性.机械工程学报,1997 ,33(5)3 赵韩,黄康.微线段齿轮的弯曲强度分析.机械强度,2001(3)4 赵韩,黄康.微线段齿轮基本齿形参数优化设计.机械设计,2001 ,18(10)5 朱俊平,梁兆兰.一种新的齿轮啮合效率计算方法探讨.机械科学与技术,1996 ,15(1)6 黄康.微线段齿轮的理论与实验研究.博士学位论文,2002(2)7 中华人民共和国机械行业标准. JB/ T5077 - 91通用齿轮装置型式试验方法.中华人民共和国机械电子工业部发布,1991收稿日期:20011227 收修改稿日期:20020503基金项目:安徽省自然科学基金资助项目(01044104)重庆大学机械传动国家重点实验室访问学者基金资助项目作者简介:黄康(1968 - ) ,男,安徽泾县人,博士,副教授(上接第2页)V带主要将是切割式的,保留的包布式V带基本用于维修更换。(3)产品使用寿命。各种传动带产品都应引入动态疲劳试验的检测项目,并使普通V带使用寿命达到2. 5万小时;汽车V带寿命与大修寿命相同,即18万公里;农机V带使用寿命达到1000小时以上。(4)传动带的骨架材料继续向聚酯化、 轻量化的方向发展。传动带用化学纤维线绳的规格系列将丰富并标准化,V带聚酯线绳将全部国产化,淘汰棉帆布。国内引进或开发线绳生产设备和软件的企业要使产品质量达到国外同类产品水平,质量、 规格和数量均完成对传动带生产企业的配套。(5)重视开发具有经济效益规模的窄V带、 联组V带、 同步带、 切边带、 多楔带,重视为农业、 轻工机械、 新兴电子行业配套。充实和扩大规格系列范围,逐步形成我国带和带轮产品的完整系列。(6)加强环保,把三废(粉尘、 有害气体和高温作业)治理和环境保护当作技术改造的重要内容。把绿化环境、 清洁卫生和文明生产作为工厂建设、 产品设计、 原料与工艺装备选择的前提。(7)协调有关部门,采取必要措施,打击假冒伪劣产品,扶持品牌企业,使带和带轮产品生产走上健康发展的道路。带传动行业应形成规模化、 集团化生产企业,在设计开发、 产品生产、 市场营销以及服务等各个方面占据主导地位,淘汰水平低、 浪费大、 污染重,特别是质量差的小规模企业。(8)所有传动带企业都要有符合标准要求的完善的检验手段。汽车用带生产企业配置疲劳寿命试验机和测长机,以保证提高产品质量。加大检测设备研究、开发力度,提高我国带传动检测技术水平。加强协调和宣传,避免技术落后、 使用效果差的检测设备的重复生产和使用。(9)带轮加工逐渐形成规模生产,向专业标准化商品方向发展。3 结束语带传动在现代机械传动中占据着重要的地位。带传动品种开展和理论研究、 带传动检测装置和试验设备、 传动带和带轮制造设备和工艺控制技术等等方面,我国与工业发达国家都有相当大的差距。我们应针对带传动行业发展现状,切实解决一些基本和关键问题,使带传动技术真正为满足各行业机械装备对带传动日益增长的需求和提高质量的要求服务。收稿日期:20011126作者简介:秦书安(1960 - ) ,男,吉林长春人,高级工程师,中国机械工程学会机械传动分会带传动专业委员会秘书长机械传动 杂志 2003年起改为双月刊逢双月10日出版 全年六期欢迎订阅 欢迎赐稿欢迎刊登广告6 机械传动 2002年ABSTRACTS & KEY WORDSJOURNAL OF MECHANICAL TRANSMISSION Vol.26. No.4 , 2002The Efficiency Comparisonal Test Research on Micro - segmentsGear and Involute GearHuang Kang , et al. (3)AbstractThe efficiency comparison test of micro - segments gear andinvolute gear , which have same material , same basic parameters andsame manufacturing method , is introduced , and the test is the firstbench test for micro - segments gear. The test result show , that micro- segments not only run normally , and its transmission efficiency is 2percent to 6 percent higher than that of involute gear. It proves that mi2cro - segments gear has better properties.Key words :Micro - segments gearEfficientTest researchThe Research of Intelligent CAD System for Planar Double - en2veloping Worm- gear ReducerLuo Tianhong ,et al. (7)AbstractIn this paper ,an intelligent CAD(ICAD) systemplanar dou2ble - envelopingworm- gear reducer ,is developed ,in which expert sys2tem of project , calculation , process and design are integrated. Structuremodel and function model of the system are discussed. An example isgiven to illuminate the system.Key words :Intelligent CADExpert systemCollaborative designWorm- gear reducerThe Research of Non - sinusoidal Oscillation of MoldWang Zhigang , et al. (10)AbstractIn this paper , a non - sinusoidal oscillation installing ofmold which is driven by elliptic gears was introduced. But its analyticstation is too complex to analyze the processingparameters. A method ispresented to solve this problem. The approximate Fourier series expres2sion of non - sinusoidal oscillation is got using numeric analysis tech2nique. It provides facility for design of non - sinusoidal oscillation in2stalling of mold.Key words :MoldNon - sinusoidal oscillationFourier seriesElliptic gear driveAn Homology Continuation Algorithm Based on Homology Pertur2bation and its Application to Mechanism SynthesisZen Jingliang , et al. (12)AbstractBased on the idea of homology perturbation , an improvedhomology continuation algorithm was proposed by improved calculatingformula of pre - guesstimate emendation. The improvement can avoidthe phenomenon of resolution omission of present homology continuationmethod in solving deficient polynomial system and its calculating effi2ciency is higher. The homology continuation method with the improvedalgorithmfor path - tracking has been used in solving the mechanismproblems successfully.Key words :Homology continuation algorithmPerturbation theoryHomology path - trackingK inematic analysis and synthesis of mecha2nismsStudy on the Velocity Ratio Function of the Eccentric GearsGao Hong , et al. (15)AbstractIn accordance with Willis theorem and the nature of invo2lute , the question about the velocity ratio function of the eccentric gearswas transformed into the ratio between the distances from the movablepitch point to the two gear centers , and then the differential equationabout the velocity ratio function of the eccentric gears was derived.Key words :Eccentric gearMovablePath of ContactMovablepitch pointChangeable velocity ratioAnalysis of Open Operation Speed of New- Styled ActuatorCui Yanbin(17)AbstractBy means of the dynamics analysis of the open operationprocessof new - styled actuator , the paper presents a new computingmethod for the open operation speed of actuator , as provides theoreticalfoundation for product design.Key words :ActuatorSpeedDynamicsThe Study of the Elliptic Rotator PumpZhangJun(19)AbstractThe structure and the working principle of the elliptic rotatorPump are given. The flow characteristics and the hydraulic forces of thepump are analyzed. The results shows that this kind of pump has largerdisplacement and zero engage force. It can be used in infusing corrosiveliquid.Key words :The elliptic rotator pumpWorking principleFlowcharacteristicsGear Mesh Stiffness Based on Coner ContactTangJinyuan , et al. (22)AbstractThis paper develops the method of calculating gear meshstiffness by introducing corner contact conditions.Key words :Corner contactGearStiffnessThe Determination of Tooth Number for Radial Force BalancedGear PumpZhu Hailin , et al. (33)AbstractTraditional gear pump with two gears is a pressure unbal2anced element. Higher unbalanced radial force causes the early failureof the bearings , which becomes a main factor affecting the pump life.The radial balanced gear pump , based on the theory of planetary geartransmission is a new type of gear pump , witch solves the problem men2tioned above for the traditional gear pump. Several rulesfor tooth num2ber determination are proposed in this paper.Key words :Gear pumpRadial forceBalanceT ooth numberA Study on the Axial Vibrations of Transmission Timing - beltYang Yuping , et al. (38)AbstractThe axial vibration models and the equation of motion of thetransmission timing - belt are established in this paper. According tothe equation , the natural frequency and the forced vibration when pulleyis eccentric are obtained.(下转第65页) 英文摘要 2002年机械传动 2 O O 7年 文章编号 ： 1 0 0 42 5 3 9 ( 2 0 0 7 ) O 1一O O 9 20 5 带传动理论与技术的现状与展望 ( 湖 南 科 技 大 学 机电 工 程 学 院，湖 南湘 潭 4 1 1 2 0 1 ) 诸世敏 罗善明 余以道 郭迎福 摘要介绍 了国内外带传动理论与技术的发展历史， 综述 了国内外带传动产品、 传动带材料、 生产 装备及理论研 究等方面的现状。指出小型化、 精密化和高速化将是今后 带传动的发展方向， 切边 V带、 同步带、 多楔带、 C V T用无级变速带、 磁性 复合金属带等新型传动带将是今后传 动带产品开发 的重点。 同时还指 出， 先进的生产工艺装备和试验测试设备的研制与开发将是今后 带传动技术领域所需要解决 的主要 问题 。 关键词 带传动传动带制造工艺 试验设备机械传动 弓I 言 由于原动机运动的单 一性 、 简单性与工作机运动 的多样性、 复杂性之间的矛盾， 任何机器都必须包括传 动机械。特别是， 很多机器的工作性能、 使用寿命、 能 源消耗、 振动噪声， 在很大程度上取决于传动机械的质 量 1 。带传动便是其中最重要的传动形式之一。 带传动( B e l t d ri v e ) 是机械传动学科的一个重要分 支， 主要用于传递运动和动力。它是机械传动中重要 的传动形式， 也是机电设备的核心联结部件， 种类异常 繁多 ， 用途极为广泛 。其最大特点是可以 自由变速 ， 远 近传动， 结构简单， 更换方便 。带传动根据其传动原 理可分为摩擦型和啮合型两大类。摩擦型带传动包括 平带传动 ( F l a t b e l t d r i v e ) 、 v带传动、 多楔带传动 ( R i b b V b el t d r i v e ) 以及双面 V带传动、 圆型带传动 等。啮合型带传动 即同步带传动 ( S y n c h r o n o u s b e l t d r i v e ) o 1 带 传 动 的应 用 随着工业技术水平的不断提高， 带传动在各种机 械设备传动中的应用越来越广泛， 并在一定范围内代 替了齿轮传动和链传动。为适应高速化、 轻量化、 精密 化 、 省力化和长寿命 、 低 噪声 的要求 ， 我 国在 “ 八五” 期 间就提出传动带应向“ 四化” 结构发展， 即骨架材料聚 酯化、 结构线绳化、 胶料氯丁化和底胶短纤维定向化， 从而促进了带传动理论与技术的发展 J 。 从大到几千千瓦的巨型 电机 ， 小到不足一个千瓦 的微型电机 ， 甚至包括家用 电脑 、 机器人等精密机械在 内都离不开带传动。作为带传动中的主体部件传 动带也 由原来的易损件向功能件方 向转变 ， 其品种规 格向多样性发展， 由传统的普通包布 V带和普通平带 发展了窄 V带( N a r r o w Vb e l t ) 、 宽 V带、 联组 V带 ( B a n d e d Vb e l t ) 、 切边带( R a w e d g e V b e l t ) 、 多楔带、 同步带、 绳芯平带和片基平带等 引 。这些传动带已广 泛应用于汽车、 机械、 纺织 、 家电、 轻工 、 农机等各个领 域。可以说， 从原始机械到现代 自动设备都有带传动 的身影 ， 产品也历经多次演变 ， 技术 已 1 3 臻成熟 ， 并在 国民经济和人 民 1 3常生活中发挥 着愈来愈重要 的作 用。 以齿型带( 包括多楔带) 为例， 近 2 0 年来在工业发 达国家发展极为迅猛， 正在不断地侵蚀传统的金属齿 轮 、 链条以及橡胶方面的平板带和三角带市场 ， 一。 。 。 目 前 ， 除已大量用于汽车及传统产业之外， 还进一步扩 大到 O A机器( 办公设备) 、 机器人等各种精密机械的 传动 。由于胶带 内侧带有弹性体的齿牙 ， 能实现无滑 动的同步传动， 而且具有比链条轻、 噪声小的特点， 现 今欧洲 8 0 以上的轿车、 美国 4 o 的轿车都 已装用了 这种齿型带。我国2 O O O 年生产汽车2 0 0 万辆， 齿型带 需要 7 0 0万条 以上。最近 出现的圆齿带较之方齿带 ， 更进一步增大了传动力和肃静性 ， 作为新一代的环保 带， 其使用范围更趋广泛。现在， 已开始成为对同步传 动 、 噪声要求极为严格 的家用 和工业用缝 纫机、 打字 机 、 复印机的使用对象 J 。 近年来对带传动安全性、 多样性的要求也 13 益增 多， 如难燃带、 抗静电带等。同时， 除用于传递运动和 动力外， 由于传动带的品种增加， 带的背面可制成各种 输送结构， 用于传递信号、 控制开关等， 使它更为广泛 地应用于各行各业 J 。 2 带 传 动 的研 究 概 况 由于机械设备不断向高精度、 高速度、 大功率、 长 寿命、 低噪声、 低成本和紧凑化发展， 使近年来的带传 动产品在保证一定 强度的条件下逐步向轻薄方 向发 展。过去一直在使用方面占绝对优势的普通 V带传 维普资讯 第 3 l 卷第 1 期 带传动理论与技术的现状与展望 9 3 动出现下降趋势， 同步带传动 多楔带传动、 窄 v带传 动和复合平带( C o m p l e x fl a t b e lt ) 传动的应用持续增长。 如同步带传动用于汽车发动机中正时系统( T im i n g s y s te m ) 、 机床、 纺织机械等行业， 多楔带传动在汽车发动 机辅助设备以及各类机械装备中的应用等， 使同步带 传动、 多楔带传动的应用大幅度增Jj tl t 6 。 2 1 带 传动产品及材料的演变 传动带最初是由皮革制造的， 1 9 世纪中叶为橡胶 所取代。2 0世 纪 6 0年代 开始 ， 陆续 由 N R S B R转 向 C R P U R。进入 2 0世纪 8 0年代 ， 又进一步扩大到采用 C S M和 H N B R。骨架材料 由棉纤维扩 大到 人造丝、 聚 酯尼龙、 玻璃纤维、 钢丝以及芳纶等， 如表 1 所示。胶 带的形状也从平板型扩大到角型、 圆型、 齿型， 使用从 单根传动发展到成组并联， 从而形成今 日的传动带系 列群体 2 l 。 表 1 传动带材料的演变 发展历程 发展趋势 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 长寿命 高质量、 高可靠性 变化 高质量 、 高可靠性 轻量化、 高传动化 高可靠性 低成本化 长寿命 产品 平板带 、 三角带 高负荷 演变 切 割三角带 低噪声 带齿三角带 多轴驱动 v型平板带 、 楔形带 低成本 齿型带 汽车齿型带 材料 橡胶 演变 N R、 S s R 耐热 C R短纤维 耐疲劳 C S M、 HN B R 可 回收 帘线 棉 、 人造丝 聚酯 钢丝 玻璃纤维 芳纶 帆布 棉 聚酯 尼龙高强度尼龙 耐热 芳纶 耐磨 多年来 ， 传动带一直是以 v型带为中心， 不断扩 大品种， 取代平板带 ， 而形成了自己的主导产品。为提 高 v型带的耐久性 ， 从 2 0 世纪 6 0年代开始 ， 出现了切 割式三角带， 它的侧面没有包布， 耐弯曲疲劳性非常 好， 已取代了大部分包布式三角带。进入 2 0 世纪 8 0 年代之后， 平板带与 V型带结合的v型平板带得到快 速发展。由于其性能优异 ， 产量急剧增大 ， 现已部分取 代了切割式 v带。紧接着， 在美、 日等国又出现了楔 形 v带 ， 因为这种带的厚度薄 ， 与带轮 的接触面积大 ， 弯曲性能好， 可以在小的带轮上使用。因而， 为传动装 置的小型化 、 节能化做出了重要贡献。再有 ， 利用传动 带背面也可驱动的原理 ， 例如在汽车风扇 、 交流 电机 、 动力操纵系统 、 空调等采用一根传动带一次驱动 的所 谓蛇行传动方式， 引起了各界的关注， 使用范围日趋扩 大， 这种 多面多 向多 机传动 的代表性产 品有 六角带 ( H e x a g o n a l b e l t ) 和圆形带L 2 l o 传动带 中的最新一类产品是齿型带( 同步带) 。它 集齿轮、 链条、 带传动等的优点于一体， 具有传动效率 高、 传动比准确、 噪声小、 节能、 维修方便等特点。其传 动原理早在 1 9 0 0 年即有若干专利出现， 但直到半个世 纪之后才开始工业化， 2 0世纪 8 0年代起 ， 终于成为精 密机械的主导传动产品。用饱和丁腈橡胶和聚氨酯弹 性体制造 的高精度微型带 ， 已经进入了高新技术领域。 齿型带与传统传动带的最大差别在于同步和静音。因 此 ， 它是当今最受推崇的环保型产品。近年来 ， 齿型带 的齿牙， 由方齿改为圆齿之后， 更进一步增大了传载能 力 ， 发展前景极为广阔 J 。 由于各种机械要求的特性不同， 以及各种传动带 的价格高低相差悬殊， 今后传动带将朝着结构材料多 元化的方向发展。其用途和品种规格也 日 趋多样化， 传动带中V型带、 齿型带、 平板带的构成比例， 大体将 在 6 ： 3 ： 1 的范围内上下变化 J 。 2 2 带传动生产设备概况 切边 v带 、 同步带和多楔带等新 型传动带 ， 是随 着新兴工业发展起来的， 具有传动效率高、 传动速 比 大、 节能效果明显、 使用寿命长等优点， 因此又被称为 新型高效传动带。近年来 ， 随着现代科学技术的发展 以及各种产业对机械化、 自动化水平要求的提高， 对传 动带的使用要求更加苛刻， 这为新型传动带的发展提 供了广阔的天地 。就生产工艺而言， 它们基本上都需 要整体成型、 胶套硫化、 磨削、 切割等生产工序， 使用的 设备也大同小异， 只是个别工序所用的专用设备有所 不同。如磨削工序 ， 同步带需在磨背机上用平砂轮进 行磨背 ， 多楔带需在磨削机上用带楔槽 的成形砂轮进 行磨楔 ， 而切边 V带则不需要磨背和磨楔 ， 但要在测 量研磨机上对切割不 良或长度稍短的带子进行侧面磨 削修整。因此， 新型传动带之间的产品调整很方便， 只 需增加 或更换 磨削 机及硫 化模具 ， 便 可进行 切边 V 带 、 同步带或多楔带 的生产 1 。 维普资讯 机械传动 2 O 0 7钲 目前 ， 国外发达 国家 的胶带生产工艺装备和试验 测试设备 已达到相当先进和完善 的地步 ， 整个生产工 艺连续化 ， 普遍采用电子计算机控制 ， 使成型、 硫化、 磨 削、 切割等工艺设备和功率试验机等测试设备实现了 高度机 电一体化 ， 操作人员少 ， 生产效率高 ， 产品质量 已相 当高。如德 国的 S c h o l z公司 、 B e r s t o r ff公 司、 日本 的神户公司等专业生产此类先进的专用设备 ； 某些大 的橡胶公司 ， 如 P i r e l l i 公司和 G a t e s 公 司等也可 自行设 计制造此类设备。但引进这些厂家的设备价格相当昂 贵 ， 一般为国产设备价格的 3 1 0倍 ， 从而使其在国内 推广应用受到约束 - 3 ， 5 l 。 我国传动带生产技术虽然有了较大的进步， 但 与 发达国家相 比， 在产品质量水平 、 生产工艺装备 、 原材 料、 测试手段、 生产管理和生产规模等方面仍存在较大 差距 ， 而且各厂之间发展极不平衡 ， 有相当一部分生产 企业仍采用手工成型工艺 ， 产品质量极不稳定。另外 ， 面对激烈的市场竞争 ， 不少企业采取短期行为， 以降低 产品质量的手段来降低 价格 ， 以期达到 占领市场的 目 的。这极大地阻碍了胶带行业的技术进步， 影响了传 动带产品的整体质量。 从 2 0世纪 8 0年代末开始 ， 国内少数有实力 的厂 家 ， 如上海胶带股份有限公 司、 无锡橡胶厂 、 贵州大众 橡胶有限公司 、 洛阳橡胶制 品厂 、 宁波 同步带总厂、 宁 波凯驰胶带有限公司、 苏州盖茨霓塔传动带有 限公司 等相继从 德 国或美 国引进 了部分新 型传动 带生产设 备 ， 开始生产切边 V带 、 同步带和多楔带 ， 产品很受用 户青睐 ， 市场销路相当不错 。这些先进生产设备 的引 进 ， 对提高我 国胶带行业 的工装水平 ， 改善落后状况起 到了积极 的推动作用 。但我们应该清醒地认识到 ， 拥 有先进设备的毕竟只是少数厂家， 而其它大多数厂家 的生产设备仍十分落后 ， 成型工艺无恒张力装置 ， 只实 现了自由张力下 的成组成型 ， 不少企业还采用手工操 作 ； 硫化工艺大多数企业仍采用颚式平板硫化机分段 硫化； 而拥有动态疲劳试验机的更是寥寥几家， 行业整 体测试手段落后， 也是我国传动带质量不高的一个重 要原 因 3 ， 5 l 。 2 3 带传动理论与技术研究概况 国内带传动技术的研究 自改革开放以来基本可划 分为三个阶段 6： 第一阶段为 2 0世纪 8 0年代 ， 大专院 校、 研究院所、 生产和制造企业对带传动技术的研究， 涉及人员多， 研究范 围广 ， 形成蓬勃发展的大好局面 ， 在传动理论 、 试验设备 、 制造和应用技术等方面出现大 批有价值 的研究成果。由于生产 、 使用发展水平 的局 限， 此阶段技术研究主要 集中在 V带传动包括一部分 平带传动方面。第二阶段为 2 0世纪 8 o年代末期至 2 0 世纪 9 0 年代初 ， 带传动理论研究人员及研究单位相对 集中， 新型、 特种带传动( 如同步带传动和多楔带传动) 的研究形成带传动学术研究的主流。由于新 型、 特种 带的制造设备除需要通用设备外 ， 基本为专业机械装 备 ， 除少数企业具备进 口能力外 ， 许多企业亟待上马。 面对这种需要 ， 试验设备 、 制造设备的研制较为突出， 测长机 、 疲劳试验机 、 制 带生产线 ( 成 型机 、 硫化罐、 脱 模机 、 切割机 、 磨削机等) 、 带和带轮刀具 、 模具等经过 几代 的改进 、 更新和相互取长补短 ， 已具备一定水平， 为国内传动带和带轮的生产做出了贡献 。第三阶段为 2 0 世纪9 0 年代后期以来， 带传动技术研究仍保持在 新型、 特种带传动方面， 在市场经济的环境下， 带传动 的实用技术研究 日益成为热点 ， 而以大专院校 、 研究院 所为主要代表的理论研究则出现后继乏人 的局面。 近几年来 ， 带传动理论方面的研究主要集 中在同 步带传动领域。在现有的梯形齿基础上， 单圆弧齿、 双 圆弧齿 ( D o u b l e c i r c u l a r t o o t h ) 、 平顶 圆弧齿 ( na t t 叩 c i r c u l a r t o o t h ) 以及抛物线齿 ( P a r a b o l i c t o o t h ) 等多种曲线 齿廓不断出现-6 J 。其性能研究主要从啮合齿间载荷的 分布 ， 带的损坏形式和寿命 、 同步带 的运行误差 、 运转 噪声等方面开展 。带齿变形和强度 、 传动精度、 使用寿 命 的影 响因素 、 同步带和带轮制造技术等研究及 同步 带传动标准化工作取得了一定成果和进展。这些研究 成果对推广同步带传动的应用、 延长带的使用寿命、 提 高传动质量等都取得 了一定效果。 此外 ， 带传动的标准化工作近年来发展比较稳定 ， 取得了一定成果。到 目前 为止， 我国已有 国家标准和 各类行业标准 8 0 余项， 已基本形成我国带传动标准化 的完整体系， 在一定程度上推动和促进 了我国带传动 技术的理论研究 、 产品生产和使用 6。 3 带 传 动 的发 展 前 景 纵观 半 个 多 世 纪 以来 世 界 带 传 动 的 发 展 趋 势 一 ， 随着全球高新技术产业化的迅猛发展， 今后 传动带的主流是向着小型化 、 精密化和高速化 的方向 发展。老式的平板带将被 日渐淘汰 ， 新型的环形平板 带重新崛起 ； 切割三角带将取代大部分包布 V型带， 同时代之而起 的 v型平板 带、 多楔带、 齿型带可能成 为新的主流产品- 2 J 。 我国传动带生产的工装设备通过多年来 的引进消 化吸收和 自行开发 ， 已有长足的进步 ， 尤其是 2 0世纪 9 0 年代以来， 以生产线绳 v带和切边 V带 、 同步带及 多楔带两大系列为主要代表的生产装备 已达到了相当 水平， 基本能满足我国传动带制造的需要-4 J 。但是， 从 整体上看， 我国带传动技术水平仍比发达国家落后， 主 维普资讯 第 3 l 卷第 1 期 带传动理论与技术的现状与展望 9 5 要体现在新型带传动产 品的开发和理论研究 、 带传动 检测装置和试验设备、 传动带和带轮制造设备和工艺 控制技术等方面。 传动带生产工艺装备除少数引进和吸收消化 外 ， 大部分企业生产能力很大 ， 但设备陈旧， 管理水平 低 ， 职工素质不高 ， 产品质量 同发达 国家相 比， 竞争能 力明显处于劣势。 在保证质量 的测试手段方面 ， 2 0世 纪 8 0年代 时， 日本三星公 司一家胶带专业 生产公 司就有近 3 0 0 台试验设备。相对我 国， 拥有检测设备的厂家为数不 多 ， 且一般 比较落后 ， 这与我国拥有的生产规模和市场 规模很不相称 6。 动力消耗 、 原材料消耗大 ， 半成品质量差， 生产 环境亟待改善， 劳动生产率低， 产品使用寿命短。如农 业机械用 V带使用 寿命仅 1 0 0小 时， 国外一般 超过 1 0 0 0小时。汽车 V带疲劳寿命差距也较大。此外 ， 原 材料不配套、 规格品种少等问题， 也较大地影响了我国 带传动技术的发展 - 6 】6。 生产传动带的厂家十分杂乱， 除 2 0 0 家国有、 三资企业之外， 还有 1 0 0 0余家集体、 私营和个体所有 制企业。仅V型带一种产品， 年产即达4 亿米以上， 在 产量上虽 已位居世界前列 ， 而略具规模水平 的不过十 几家。除少数引进技术设备和合资企业外， 大多处于 后进状态， 亟待改组、 改造、 改革 2 。 进入 2 1 世纪 ， 胶带工业的生产技术将有更大 、 更 快的发展。为适应新产品、 新工艺的需求 ， 传动带生产 设备将不断采用相关行业的新技术 、 新产品， 增加品种 和提高质量， 配套更加完善、 合理 ， 并逐步实现系列化。 基于我国带传动的研究及应用现状， 未来带传动在理 论研究、 工艺装备、 产品开发及管理方 面， 应着力考虑 以下几方面： ( 1 ) 理论研究方面 摩擦传动带的承载能力与疲劳寿命的研究， 重 点是对国产带取得数据并研究其计算方法。 同步齿形带的研究， 其中包括高速、 重栽、 低噪 声、 高效率同步带传动啮合原理与齿形优选的研究； 有 误差 、 变形和多边形效应的条件下 同步带的传动精度 ， 动、 静态特性及承载能力的研究等。 带传动可靠性的研究， 包括带传动的可靠性分 析、 可靠性指标的试验数据采集， 以及带传动的概率设 计方法等 。 带传动 C A D的研究， 要求逐步建立包括以现 代计算方法为基础的带传动优化设计、 可靠性设计、 动 态设计在内的 C A D系统 。 新材料及新型带传动的研究， 例如， 金属带式 无级 变 速 传 动 ( C V T ) 1 Z , 1 3 ， 磁 力 金 属 带 传 动 ( M B D M) 【 1 4 , l 5 j 等 。 带传动试验方法 与装置 、 测试技术等的研究 ， 包括带的强化试验与强化系数的研究 。 ( 2 ) 在传动带工艺装备方面3 ,4 进一步提高现有装备的可靠性、 可操作性和自 动化水平， 应用现代计算机技术做到人机对话。 开发国内急需的生产装备如 V带鼓式硫化机 、 双面齿同步带制造设备等。 加强对新技术、 新工艺的研究和开发如注射反 应传动带 、 短纤维补强同步带 、 斜 ( 人字) 齿 同步带 、 热 塑性弹性体 V带及 C V T用变速 v带 、 复合磁性金属带 等 ， 并研制相应的装备。 实验设备的国产化工作并提高其可靠性， 特别 是高温多楔带实验机、 高温喷水汽车同步带疲劳寿命 试验机和摩托车变速 V带疲劳寿命试验机的研制和 推广应用。 有条件的传动带生产厂家应积极自行开发传 动带生产技术和装备 。 ( 3 ) 在带传动产品开发和管理方面L 3 6 切边 v带、 同步带和多楔带等新型高效传动带是 传动带的发展趋势， 代表着带传动技术及产品的发展 方 向。进入 2 1 世纪， 胶带工业 的生产技术将有更 大、 更快的发展。为适应新产品、 新工艺的需求， 传动带生 产设备将不断采用相关行业的新技术 、 新产品， 增加品 种和提高质量 ， 配套更加完善 、 合理 ， 并逐步实现系列 化。 传动带 的骨架材料继续 向聚酯化 、 线 绳化 、 轻 量化的方向发展。传动带用化学纤维线绳的规格系列 将丰富并标准化， v带聚酯线绳将全部国产化， 淘汰棉 帆布。国内引进或开发线绳生产设备和软件的企业要 使产品质量达到 国外同类产品水平。 重视开发具有经济效益和一定规模 的窄 V带、 联组 V带 、 同步带 、 切边带 、 多楔带 ， 重视为农业、 轻工 机械、 新兴电子行业配套 。充实和扩大规格系列范围， 逐步形成我国传动带和带轮产品的完整系列。 为提高胶带产品质量， 并在未来的竞争中占领 市场， 生产企业必将增加对成品实验设备的需求， 加大 胶带产品测试仪器设备的开发和生产。 带轮加工逐渐形成规模生产 ， 并 向专业化 、 标 准化、 商 品化方 向发展。 参 考 文 献 1 李华敏 关于齿 轮、 链 、 带等学 科的 发展方 向 机械传 动 ，1 9 9 2 ， 1 6 ( 1 ) ： 1 5 维普资讯 机械传动 2 O O 7矩 2 于清溪 世界 传动带 发展 现状 与展望 橡 塑技 术与 装备 ，2 0 0 1 ， 2 7 ( 6 ) ： 1 6 3 邹维涛 新型传动带生 产设备现状及 发展 方 向橡塑技术与装 备 ， 2 O O 2 ， 2 8 ( 1 ) ： 69 4 吴 贻珍 我国传动带工艺装 备现状 与展望 橡胶 技术与装 备，2 O O 2， 2 8 ( 1 2 ) ： 1 42 0 5 苑晓东 传动带生产设备现状和发展方 向 特种橡胶制 品，2 O O 2 ， 2 3 ( 2 ) ： 5 65 8 6 秦书安 带传动技术现状和发展前景 机械传动 ， 2 O O 2 ， 2 6( 4 ) ： 1 2 7 路剑锋 ，张一心 橡胶同步带的发展 与展 望 产业 用纺织品 ，2 O O 2 ， 2 o ( 1 ) ： 9一l l 8 张传智 同步带用材料的现状和发展 特种橡胶制品， 1 9 9 7 ， l 8 ( 1 ) ： 9 1 1 9 曾宪奎 ， 朱继 向橡胶多楔带特点分析及制造 设备介绍 特种橡胶 制 品，1 9 9 7 ， 1 8 ( 4 ) ： 3 53 9 1 0 赵彩荣 ， 刘朝 晖，杨洁等 P T M G型聚氨酯 同步带的研制 特种橡 胶制品 ， 2 O O 2 ， 2 3 ( 5 ) ： 2 7 2 9 l 1 黄靖， 姜维锋 橡胶传动带生产设备现状 橡塑技术与装备， 2 0 0 1 ， Z 7 ( 8 ) ： 1 01 3 1 2 程乃 士， 刘 温 ， 郭大忠等 金属带式无级变速器传动效率的实验研 究 东北大学学报 ， 2 O O O ， 2 1 ( 4 ) ： 3 9 43 9 6 1 3 李华英， 秦大同， NAA t ri a 牵引式锥盘滚轮 C V T的研究现状及发 展趋势 重庆大学学报，2 O O 3 ， 2 6 ( 4 ) ： 1 51 9 1 4 罗善明 磁力金属带传动的原理与设计 中国机械工程， 2 O O 2 ， 1 3 ( 7 ) ： 5 4 45 4 7 1 5 罗善明， 郭迎福， 陈安华 磁力金属带传动的传动特性分析中国 工程科学 ， 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鲫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