Napęd łańcuchowy
Napęd łańcuchowy to sposób przenoszenia mocy mechanicznej z jednego miejsca do drugiego. Jest często używany do przenoszenia mocy na koła pojazdu, zwłaszcza rowerów i motocykli . Jest również stosowany w wielu różnych maszynach poza pojazdami.
Najczęściej moc jest przenoszona przez łańcuch rolkowy , znany jako łańcuch napędowy lub łańcuch transmisyjny , przechodzący przez koło zębate , z zębami koła zębatego zazębiającymi się z otworami w ogniwach łańcucha. Koło zębate jest obracane, a to ciągnie łańcuch, wprowadzając siłę mechaniczną do układu. Innym typem łańcucha napędowego jest łańcuch Morse'a, wynaleziony przez firmę Morse Chain Company z Ithaca, Nowy Jork , Stany Zjednoczone. To ma odwrócone zęby.
Czasami moc jest wyprowadzana przez zwykłe obracanie łańcucha, którego można użyć do podnoszenia lub przeciągania przedmiotów. W innych sytuacjach zakłada się drugie koło zębate i moc odzyskuje się poprzez zamocowanie wałków lub piast do tego koła zębatego. Chociaż łańcuchy napędowe są często prostymi owalnymi pętlami, mogą również omijać rogi, umieszczając więcej niż dwa koła zębate wzdłuż łańcucha; koła zębate, które nie przekazują mocy do systemu ani nie przekazują jej na zewnątrz, są ogólnie znane jako koła napinające . Zmieniając średnicę przekładni wejściowej i wyjściowej względem siebie, można zmienić przełożenie przekładni . Na przykład, gdy koło zębate pedałów roweru obróci się raz, powoduje to, że koło zębate napędzające koła obraca się o więcej niż jeden obrót. Łańcuchy dupleksowe to inny typ łańcucha, który zasadniczo składa się z dwóch łańcuchów połączonych obok siebie, co pozwala na przenoszenie większej mocy i momentu obrotowego.
Historia
_of_roller_chain,_Leonardo_da_Vinci.jpg)
Najstarsze znane zastosowanie napędu łańcuchowego pojawia się w Polybolos , opisanym przez greckiego inżyniera Filona z Bizancjum (III wiek pne). Dwa płaskie łańcuchy były połączone z windą kotwiczną , która obracając się tam iz powrotem, automatycznie wystrzeliwała strzały maszyny, aż jej magazynek był pusty. Chociaż urządzenie nie przenosiło mocy w sposób ciągły, ponieważ łańcuchy „nie przenosiły mocy z wału na wał, a zatem nie znajdowały się w bezpośredniej linii przodków właściwego napędu łańcuchowego”, grecki projekt wyznacza początek historii napęd łańcuchowy, ponieważ „nie jest znany żaden wcześniejszy przypadek takiej krzywki i żaden tak złożony nie jest znany aż do XVI wieku”. po raz pierwszy pojawił się płaski łańcuch, często przypisywany Leonardo da Vinci ”.
Pierwszy ciągły, jak również pierwszy nieskończony napęd łańcuchowy został pierwotnie przedstawiony w traktacie horologicznym dynastii Song, napisanym przez średniowiecznego chińskiego matematyka i astronoma Su Songa (1020-1101 ne), który użył go do obsługi sfery armilarnej swojego astronomiczna wieża zegarowa , która jest pierwszym zegarem astronomicznym, a także figurki zegarowe, które poprzez mechaniczne uderzanie w gongi i bębny przedstawiają aktualną godzinę. Sam napęd łańcuchowy przekształcił ruch obrotowy w ruch prostoliniowy i był zasilany przez układ hydrauliczny zbiornika zegara wodnego i koła wodnego Su, które działało jak duże koło zębate .
Alternatywy
Napęd pasowy
Większość układów napędów łańcuchowych wykorzystuje zęby do przenoszenia ruchu między łańcuchem a rolkami. Skutkuje to niższymi stratami tarcia niż z napędem pasowym , które często opierają się na tarciu w celu przenoszenia ruchu.
Chociaż łańcuchy mogą być mocniejsze niż paski, ich większa masa zwiększa bezwładność układu napędowego .
Łańcuchy napędowe są najczęściej wykonane z metalu, podczas gdy paski są często z gumy, plastiku, uretanu lub innych substancji. Jeśli łańcuch napędowy jest cięższy niż równoważny pasek napędowy, system będzie miał większą bezwładność . Teoretycznie może to prowadzić do większego koła zamachowego , jednak w praktyce bezwładność paska lub łańcucha często stanowi niewielką część całkowitej bezwładności układu napędowego.
Jednym z problemów związanych z łańcuchami rolkowymi są wahania prędkości lub falowanie, spowodowane przyspieszaniem i zwalnianiem łańcucha podczas jego okrążania ogniwa koła łańcuchowego za ogniwem. Rozpoczyna się, gdy linia podziałowa łańcucha zetknie się z pierwszym zębem zębatki. Ten kontakt występuje w punkcie poniżej koła podziałowego koła łańcuchowego. Gdy zębatka obraca się, łańcuch jest podnoszony do koła podziałowego, a następnie ponownie opuszczany, gdy zębatka kontynuuje obrót. Ze względu na stałą długość skoku, linia skoku ogniwa przecina cięciwę między dwoma punktami skoku na kole łańcuchowym, pozostając w tym położeniu względem koła łańcuchowego, dopóki ogniwo nie opuści koła łańcuchowego. To wznoszenie się i opadanie linii tonu powoduje efekt akordowy lub zmianę prędkości.
Innymi słowy, konwencjonalne napędy z łańcuchem rolkowym są narażone na potencjalne wibracje, ponieważ efektywny promień działania w połączeniu łańcucha i koła łańcuchowego stale zmienia się podczas obrotu („działanie akordowe”). Jeśli łańcuch porusza się ze stałą prędkością, wały muszą stale przyspieszać i zwalniać. Jeśli jedna zębatka obraca się ze stałą prędkością, łańcuch (i prawdopodobnie wszystkie inne zębatki, które napędza) musi stale przyspieszać i zwalniać. Zwykle nie jest to problem z wieloma systemami napędowymi; jednak większość motocykli jest wyposażona w piastę tylnego koła z gumową tuleją, aby praktycznie wyeliminować ten problem z wibracjami. Napędy z paskiem zębatym mają na celu ograniczenie tego problemu poprzez pracę ze stałym promieniem podziałki).
Łańcuchy są często węższe niż paski, co może ułatwić ich zmianę na większe lub mniejsze biegi w celu zmiany przełożenia. Wykorzystują to rowery wielobiegowe z przerzutkami . Ponadto bardziej pozytywne zazębienie łańcucha może ułatwić budowanie kół zębatych, które mogą zwiększać lub zmniejszać średnicę, ponownie zmieniając przełożenie. Jednak niektóre nowsze pasy synchroniczne twierdzą, że mają „równoważną pojemność do napędów łańcuchów rolkowych o tej samej szerokości”.
Oba mogą służyć do przenoszenia przedmiotów poprzez przymocowanie do nich kieszeni, wiader lub ram; łańcuchy są często używane do przenoszenia rzeczy w pionie poprzez trzymanie ich w ramach, jak w tosterach przemysłowych, podczas gdy pasy są dobre do przenoszenia rzeczy w poziomie w postaci przenośników taśmowych . Nie jest niczym niezwykłym, że systemy są używane w połączeniu; na przykład rolki napędzające przenośniki taśmowe są często same napędzane łańcuchami napędowymi.
Wały napędowe
Wały napędowe to kolejna powszechna metoda przenoszenia mocy mechanicznej, która jest czasami oceniana w porównaniu z napędem łańcuchowym; w szczególności napęd pasowy vs napęd łańcuchowy vs napęd wału jest kluczową decyzją projektową dla większości motocykli. Wały napędowe są zwykle twardsze i bardziej niezawodne niż napęd łańcuchowy, ale przekładnie stożkowe mają znacznie większe tarcie niż łańcuch. Z tego powodu praktycznie wszystkie motocykle o wysokich osiągach wykorzystują napęd łańcuchowy, przy czym układy napędzane wałem są zwykle stosowane w maszynach innych niż sportowe. Napędy z paskiem zębatym są stosowane w niektórych (niesportowych) modelach.
Zastosowanie w pojazdach
Rowery
Napęd łańcuchowy był główną cechą, która odróżniała rower bezpieczeństwa wprowadzony w 1885 r., z dwoma równymi kołami, od roweru typu „ penny-farthing ” lub „high wheeler” z napędem bezpośrednim . Popularność roweru bezpieczeństwa z napędem łańcuchowym doprowadziła do upadku grosza i nadal jest podstawową cechą projektowania rowerów.
samochody
Wiele wczesnych samochodów korzystało z napędu łańcuchowego, który był popularną alternatywą dla Système Panhard . [ potrzebne źródło ] Powszechnie stosowano mechanizm różnicowy umieszczony w pobliżu środka samochodu, który następnie przenosił napęd na tylną oś za pośrednictwem łańcuchów rolkowych. Ten system pozwolił na stosunkowo prostą konstrukcję, która mogła pomieścić pionowy ruch osi związany z tylnego zawieszenia .
Frazer Nash był gorącym orędownikiem tego systemu wykorzystującego jeden łańcuch na bieg wybrany przez sprzęgło kłowe . [ potrzebne źródło ] Ich system napędu łańcuchowego (zaprojektowany dla GN Cyclecar Company ) był bardzo skuteczny, pozwalając na szybki wybór biegów. System ten był używany w wielu samochodach wyścigowych z lat 20. i 30. XX wieku. [ potrzebne źródło ] Ostatnim popularnym samochodem z napędem łańcuchowym była Honda S600 z lat 60.
motocykle
Napęd łańcuchowy a napęd pasowy lub użycie wału napędowego to podstawowa decyzja projektowa w projektowaniu motocykli; prawie wszystkie motocykle wykorzystują jeden z tych trzech projektów.
Zobacz też
Bibliografia
- Oberg, Erik; Jones, Franklin D.; Horton, Holbrook L.; Ryffel, Henry H. (1996), zielony, Robert E.; McCauley, Christopher J. (red.), Machinery's Handbook (wyd. 25), New York: Industrial Press , ISBN 978-0-8311-2575-2 , OCLC 473691581 .
- Needham, Józef (1986). Nauka i cywilizacja w Chinach: tom 4, chemia i technologia chemiczna, część 2, inżynieria mechaniczna . Taipei: Caves Books Ltd.
- Sclater, Neil. (2011). „Urządzenia i mechanizmy łańcuchowe i pasowe”. Podręcznik mechanizmów i urządzeń mechanicznych . wyd. 5. Nowy Jork: McGraw Hill. s. 262–277. ISBN 9780071704427 . Rysunki i projekty różnych napędów.
Linki zewnętrzne
| Podwozie |  |
||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Silnik |
|
||||||||
| Przenoszenie |
|
||||||||
| Akcesoria | |||||||||
| Inny | |||||||||
| Kontrola władz : Biblioteki narodowe |
|---|
