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【編者按】張向東的700bike，拋開產品本身，除了滿滿的情懷，還將皮帶傳動帶回了我們的視野。雷鋒網作者是一名資深騎行愛好者，來與你們談談關于鏈條傳動和皮帶傳動的那些事兒。
由于自行車結構的原因，我們踩踏的動力需要從主動輪（牙盤）傳遞到從動輪（后輪上的飛輪），在機械工業中，對于這種大中心距的傳動方式常見有鏈傳動和帶傳動兩種（以下稱為鏈條傳動和皮帶傳動）。
那么，為什么在自行車領域，但是絕大部分的自行車使用的都是鏈條傳動，而鮮有皮帶傳動的產品呢？
那么首先讓我們看一看兩種傳動方式的結構。
鏈條傳動由主動鏈輪、從動鏈輪和繞在兩輪上的閉合鏈條所組成，它靠鏈條與鏈齒之間的嚙合來傳遞運動和動力。
在我們日常生活中常見的鏈條大都為滾子鏈。滾子鏈由內鏈板、外鏈板、銷軸、套筒和滾子組成，內鏈板與套筒間、外鏈板與銷軸間均為過盈配合，套筒與銷軸間則為間隙配合，形成動聯接。工作時內、外鏈節間可以相對撓曲，套筒則繞銷軸自由轉動。為了減少銷軸與套筒間的磨損，在它們之間應進行潤滑。滾子活套在套筒外面，嚙合時滾子沿鏈輪齒廓滾動，以減小鏈條與鏈輪輪齒間的磨損。內、外鏈板通常為8字形，以使鏈板各橫截面的抗拉強度大致相同，并減輕鏈條的重量及慣性力。
在明白了滾子鏈和鏈輪的結構之后我們就不難理解鏈條傳動的優缺點。
鏈條傳動的優點：
1、可以有較大的中心距的情況下傳遞動力。
2、能在低速、重載和高溫條件等非理想環境中工作。
3、傳動比精確、可靠，可傳遞較大功率。
4、張緊力小，軸與軸承所承受的負荷較小。
5、傳動效率高，可達95%~98%。
雖然鏈傳動擁有十分明顯的優點，但缺點也是顯而易見的：
1、由于潤滑油的存在，鏈條容易臟、維護和清潔較為麻煩。
2、材質通常是鋼，容易生銹。
3、維護不當會磨損會加劇，嚴重影響使用壽命。
4、鏈條的長度為鏈條節數的整數倍，無法隨意調節長度。
對于中心距較遠的動力傳輸，除了鏈條傳動外，在工業中常見的另一種傳動形式就是皮帶傳動，通常由主動輪、從動輪和張緊在兩輪上的環形帶組成。
和鏈條傳動主要靠的嚙合力驅動相比，常見的帶傳動通常是由張緊的皮帶和主、從動輪之間的摩擦力來驅動。
雖然長度可以任意選取、結構也比較簡單，但是如果皮帶的張緊力不夠，皮帶就容易打滑，這在自行車中容易造成危險。如果張緊又會讓軸和軸承上受力較大，也會降低傳動的效率。
（Gates Carbon Drive的同步皮帶傳動系統）
于是在自行車中，我們需要另一種特殊的皮帶傳動系統：同步帶（以下稱為同步皮帶）。
同步皮帶傳動是由一根內表面設有等間距齒的封閉環形膠帶和具有相應齒的帶輪所組成，運轉時，帶的凸齒與帶輪齒槽相嚙合，來傳遞運動和動力，與鏈條傳動有著異曲同工之妙。
相對于普通的帶傳動系統，同步帶皮帶具有以下優點：
1、工作時無滑動，有準確的傳動比。
2、傳動效率高，最高可達98%。
3、傳動比范圍大，結構簡單。
4、噪音小、耐磨性好、無需油潤滑、在惡劣環境下也能正常工作，幾乎免維護。
看起來同步皮帶不僅具有鏈條傳動的優點，還具有許多鏈條式傳動所不具有的運行安靜、免維護等更為突出的優點，但為什么同步帶傳動卻并沒有被廣泛的用于自行車中呢？
在運動自行車類別中，同步帶傳動系統沒能得到廣泛應用的原因似乎很簡單。因為在運動自行車所使用的多級變速系統中，鏈條在前、后撥變速器和張鏈器的作用下，可以給車手帶來大范圍的傳動比以滿足不同路況的需求。
（變速自行車中的鏈條傳動系統）
同時鏈條彎折角度大、可以略微傾斜使用的特點也是皮帶所不具有的。
再者，皮帶式傳動由于材質限制和強度的需要，無法做得像鏈條那樣又窄又結實，而且帶傳動的主、從動輪的平面要保證在同一平面內，否則會造成同步帶的磨損加劇甚至脫落的情況。所以同步皮帶傳動通常只出現在單速傳動的自行車上，雖然市面上也出現了一些可以通過單速傳動實現多級變速的內變速系統，但是由于內變速結構復雜、重量較重而且傳動效率較低，同時價格也較為昂貴等原因一直沒有被廣泛應用。
但是為什么在單速車中，采用皮帶傳動的產品依然屈指可數呢？或許從Gates Carbon Drive皮帶傳動系統產品中我們能夠得到答案。
Gates是一家剛剛涉足自行車行業的老牌皮帶傳動提供商，Gates Carbon Drive系統則是Gates專門為自行車研發的皮帶驅動系統，國外的Friction Facts（摩擦的事實）對這種傳動系統進行了傳動效率測試，Gates Carbon Drive的皮帶傳動在典型情況下只比鏈條傳動增加了1W左右的功率損耗，而且皮帶系統在超過208W之后會變得更加高效。
這點傳動效率的差異對大多數騎行者來說并不會感到有什么差別。但是我們無法忽略另一個細節，鏈條傳動的典型拉伸力度為2磅，而Gates Carbon Drive皮帶傳動系統的建議預拉伸力為85磅，以防止在發力時打滑。（試想一下，你的自行車的中軸和后輪軸上無時無刻都有一個40公斤的拉力，車架會有怎樣酸爽的感受？）
作為一種大眾化的交通工具，自行車在設計上力求簡單和低成本、如此高的預拉伸力對于采用鏈條傳動的車架來說是個不小的考驗。并且與現有大批量化生產的低成本鏈式傳動系統相比，無論是更換整個新型傳動系統，還是重新為高預拉伸力重新設計車架都最終都會導致制成本的上升。
總體看來，傳動效率不是問題，成本才是讓許多自行車廠商們放棄了皮帶傳動系統的主要原因。
目前，皮帶傳動在自行車中的應用較少歸根結底還是由于研發廠家不夠成熟、配套設施不完善，導致生產成本過高。
不過安靜、輕便、可靠和免維護等優點已經吸引了許多公司開始著手研發低成本的皮帶傳動系統，由此我們可以預見，當技術成熟和批量化生產等問題解決之后，采用皮帶傳動自行車的大規模生產只是時間的問題。
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