世界各地的人們使用自行車通勤或鍛煉。但是你有沒(méi)有想過(guò)簡(jiǎn)單的踩踏動(dòng)作是如何讓車輪旋轉(zhuǎn)并覆蓋距離的？當(dāng)您踩踏板時(shí)，車軸和其他部件（如齒輪、鏈條等）會(huì)累積力，連接的車輪會(huì)幫助您跑完距離。長(zhǎng)話短說(shuō)，這臺(tái)簡(jiǎn)單的兩輪機(jī)器利用動(dòng)量、力和摩擦力，將騎手身體產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，讓他們到達(dá)目的地。

這是我們?nèi)粘Ｉ钪须娏鬏斶^(guò)程最簡(jiǎn)單的例子之一。

生產(chǎn)的有效動(dòng)力傳輸

世界各地的行業(yè)，包括能源、建筑、食品和飲料、農(nóng)業(yè)等，都嚴(yán)重依賴其流程和操作的機(jī)械化和自動(dòng)化。

為整個(gè)生產(chǎn)線的這些流程提供動(dòng)力的是這種動(dòng)力傳輸機(jī)制。所有機(jī)器都需要?jiǎng)恿υ矗瑹o(wú)論是電動(dòng)機(jī)還是汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，或類似的東西。這種動(dòng)力的最終用戶是機(jī)器的運(yùn)動(dòng)部件，動(dòng)力必須通過(guò)多種方式傳遞，包括齒輪、鏈條、皮帶、滑輪等，每種方式都有自己的動(dòng)力傳遞方式。

深入了解每個(gè)驅(qū)動(dòng)器的工作原理有助于我們了解事物的工作原理。讓我們來(lái)看看。

皮帶傳動(dòng)如何傳遞動(dòng)力

皮帶傳動(dòng)的主要目的是借助一條橫跨兩個(gè)滑輪的不可伸展的細(xì)帶將動(dòng)力從一個(gè)軸傳遞到另一個(gè)軸。這些滑輪可以相同或不同的速度旋轉(zhuǎn)。機(jī)械動(dòng)力或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)從主動(dòng)輪傳遞到從動(dòng)輪。

當(dāng)驅(qū)動(dòng)皮帶輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于摩擦力對(duì)皮帶產(chǎn)生拉動(dòng)作用，從動(dòng)皮帶輪吸收該拉動(dòng)作用并與驅(qū)動(dòng)皮帶輪同向旋轉(zhuǎn)。兩個(gè)皮帶輪之間的距離會(huì)在皮帶的一側(cè)產(chǎn)生張力，稱為“緊側(cè)”。皮帶的另一側(cè)會(huì)松動(dòng)，稱為“松弛側(cè)”。

圖 1.皮帶傳動(dòng)示意圖。圖片由 Stratview Research 提供

皮帶驅(qū)動(dòng)器可用于檢查損壞或磨損。它們吸收沖擊和振動(dòng)并保護(hù)旋轉(zhuǎn)機(jī)械免受過(guò)載波動(dòng)的影響。它需要較少的調(diào)整，并且更安靜、更清潔且運(yùn)行平穩(wěn)。它們易于安裝；有多種速度選擇；降低功率損耗；并且更便宜。

動(dòng)力傳動(dòng)帶的使用可以追溯到現(xiàn)代機(jī)械的出現(xiàn)；脫粒機(jī)和其他各種設(shè)備都依賴于傳動(dòng)帶。動(dòng)力傳動(dòng)帶用于采礦和制造設(shè)備、汽車，甚至縫紉機(jī)等小型公用事業(yè)。

皮帶最初由皮革制成，但到 19 世紀(jì)中葉，制造商也使用由棉、麻和金屬絲制成的皮帶。多年來(lái)，通過(guò)皮帶進(jìn)行電力傳輸一直很流行。即使在 20 世紀(jì)之交，皮帶也是高效電力傳輸?shù)淖钕冗M(jìn)解決方案。今天的工業(yè)傳動(dòng)帶由橡膠、聚酯、聚酰胺和其他合成材料等材料制成。

如今，能源、建筑材料、食品和飲料、倉(cāng)儲(chǔ)和配送以及農(nóng)業(yè)等大多數(shù)行業(yè)在其運(yùn)營(yíng)中都使用電力傳輸帶。

根據(jù) Stratview Research 的數(shù)據(jù)，到 2022 年，傳動(dòng)帶的年銷售額為 28 億美元。到 2027 年，這一數(shù)字可能達(dá)到 37 億美元。

在上述行業(yè)中，農(nóng)業(yè)是傳動(dòng)帶的最大用戶，因?yàn)樗枰暂^低的生產(chǎn)成本進(jìn)行高效可靠的生產(chǎn)。

鏈傳動(dòng)如何傳遞動(dòng)力

鏈傳動(dòng)有助于在機(jī)器中傳遞機(jī)械動(dòng)力（旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)）。顧名思義，鏈傳動(dòng)是由一系列銷連接的鏈節(jié)組成，這些鏈節(jié)由纏繞在兩個(gè)或多個(gè)鏈輪上的無(wú)端鏈條覆蓋。鏈節(jié)上的孔安裝在鏈輪齒上。纏繞在軸鏈輪上的鏈條與主動(dòng)軸一起旋轉(zhuǎn)，通過(guò)向從動(dòng)軸施加機(jī)械力將機(jī)械動(dòng)力傳遞給從動(dòng)軸。

圖 2.鏈傳動(dòng)示意圖。圖片由 Stratview Research 提供

鏈傳動(dòng)主要適用于小中心距，通常可達(dá) 3 米。在某些特殊條件下，鏈傳動(dòng)可以覆蓋長(zhǎng)達(dá) 8 米的距離。鏈條用于自行車等短距離應(yīng)用和高性能船用發(fā)動(dòng)機(jī)等長(zhǎng)距離應(yīng)用。

鏈條最常用于該行業(yè)的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，年銷售額是皮帶的兩倍多。根據(jù) Stratview Research 的數(shù)據(jù)， 2021 年全球工業(yè)輸電鏈的市場(chǎng)規(guī)模約為 60 億美元。

動(dòng)力傳輸鏈在能源、食品和飲料、木材和骨料、農(nóng)業(yè)和其他一般行業(yè)中都有應(yīng)用。

在滾子鏈、靜音鏈、葉片鏈、平頂鏈和工程鋼鏈等不同類型中，滾子鏈?zhǔn)切袠I(yè)中使用最廣泛的（~80%）。

是什么讓鏈條成為行業(yè)的寵兒？

恒速比

動(dòng)力傳輸沒(méi)有間隔，因此，它在內(nèi)燃機(jī)等應(yīng)用中用作正時(shí)鏈

幾乎沒(méi)有功率損失；鏈傳動(dòng)中唯一的功率損失是由于鏈節(jié)和鏈輪之間的摩擦

無(wú)滑動(dòng)確保高達(dá) 98% 的高機(jī)械效率

鏈條通常使用不銹鋼制造，但也可以使用特殊聚合物或材料制造，例如鈦或鍍鎳合金等。這些鏈條有不同的尺寸、長(zhǎng)度和材料可供選擇，使其幾乎可以用于每個(gè)應(yīng)用程序和操作條件。

齒輪傳動(dòng)如何傳遞動(dòng)力

當(dāng)您需要在短距離內(nèi)以穩(wěn)定的速度比傳輸相當(dāng)大的動(dòng)力時(shí)，可以使用齒輪驅(qū)動(dòng)技術(shù)。齒輪傳動(dòng)的機(jī)制很簡(jiǎn)單——在齒輪的毛坯上切割齒并相互嚙合以傳遞改變的扭矩和旋轉(zhuǎn)。

齒輪傳動(dòng)使用齒輪從一個(gè)軸到另一個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳輸。它們由驅(qū)動(dòng)齒輪或輸入軸和從動(dòng)齒輪/輸出軸組成。當(dāng)一個(gè)小齒輪移動(dòng)一個(gè)大齒輪時(shí)，這會(huì)增加功率。同樣，大齒輪移動(dòng)小齒輪會(huì)導(dǎo)致功率降低但速度會(huì)增加。

圖 3.齒輪傳動(dòng)示意圖。圖片由 Stratview Research 提供

根據(jù)機(jī)器的要求，這些齒輪由多種材料制成。齒輪由塑料、鋼、木材、鑄鐵、黃銅、粉末金屬、磁性合金等材料制成。齒輪設(shè)計(jì)者和用戶面臨著無(wú)數(shù)的選擇。最終選擇基于對(duì)材料特性和應(yīng)用要求的理解。

由于適用于短距離、高成本和復(fù)雜制造等限制，齒輪在工業(yè)用途中作為動(dòng)力傳輸手段的份額最少。

哪種電力傳輸技術(shù)最好？好吧，很難選擇一個(gè)而不是另一個(gè)，因?yàn)檫@些驅(qū)動(dòng)器都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)。

驅(qū)動(dòng)器的優(yōu)缺點(diǎn)

讓我們看看每種技術(shù)有何不同。

驅(qū)動(dòng)器比較

大流行的影響

COVID-19 大流行的爆發(fā)使世界經(jīng)濟(jì)發(fā)生了逆轉(zhuǎn)。根據(jù)世界銀行的數(shù)據(jù)，2020 年全球?qū)嶋H GDP 下降了 3.4%。2020 年，行業(yè)增加值（包括建筑業(yè)）下降 2.5%，為 22.04 萬(wàn)億美元。

因此，工業(yè)輸電市場(chǎng)也隨著上述工業(yè)增長(zhǎng)而大幅下滑，跌幅超過(guò) 7.0%。由于整個(gè)封鎖以及制造工廠的臨時(shí)關(guān)閉，公司遭受了重大損失。

但隨著疫苗推出的進(jìn)步和意識(shí)的提高，這些行業(yè)已經(jīng)開(kāi)始幾乎在大流行前的水平上運(yùn)行他們的機(jī)器。

盡管如此，世界各地仍在目睹不同程度的激增和相鄰的限制，例如中國(guó)的 Omicron 變體。現(xiàn)在世界似乎已經(jīng)接受了病毒的共存。

然而，近期全球環(huán)境升溫，俄烏戰(zhàn)爭(zhēng)持續(xù)升溫，世界經(jīng)濟(jì)再次陷入危險(xiǎn)境地。由于對(duì)俄羅斯的各種制裁和油價(jià)上漲導(dǎo)致供應(yīng)鏈瓶頸，世界已經(jīng)開(kāi)始面臨通脹上升和低增長(zhǎng)方面的影響。

電力傳輸?shù)南乱徊绞鞘裁矗?/p>

包括美國(guó)和歐盟在內(nèi)的西方世界，以及北約聯(lián)盟，正面臨著俄烏戰(zhàn)爭(zhēng)的音樂(lè)。迫在眉睫的能源危機(jī)和供應(yīng)鏈挑戰(zhàn)對(duì)全球造成了不利影響。世界正處于滯脹之中。

亞洲制造業(yè)強(qiáng)國(guó)中國(guó)和印度一直與這種情況保持安全距離，并著眼于填補(bǔ)這場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)造成的供應(yīng)鏈空白。據(jù)估計(jì)，這兩個(gè)國(guó)家在 2022 年的 GDP 都將實(shí)現(xiàn)強(qiáng)勁增長(zhǎng)。

亞太地區(qū)占全球工業(yè)增加值（包括建筑業(yè)）的近 45%，中國(guó)占該份額的一半以上。預(yù)計(jì)未來(lái)五年亞太地區(qū)也將以 4.6% 的最高增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，幾乎是北美和歐洲增長(zhǎng)率的兩倍。

世界正面臨不確定時(shí)期，全球供應(yīng)鏈可能發(fā)生劇烈變化和調(diào)整。中國(guó)和印度等高增長(zhǎng)地區(qū)無(wú)疑將成為驅(qū)動(dòng)輪，這將推動(dòng)全球工業(yè)輸電市場(chǎng)的運(yùn)轉(zhuǎn)。