Цепной привод
Цепной привод – это способ передачи механической энергии из одного места в другое. Его часто используют для передачи мощности на колеса транспортных средств, особенно велосипедов и мотоциклов . Помимо транспортных средств, он также используется в самых разных машинах.
Чаще всего мощность передается роликовой цепью , известной как приводная цепь или передаточная цепь . [1] проходя над звездочкой , при этом зубья шестерни входят в зацепление с отверстиями в звеньях цепи. Шестерня поворачивается, и это тянет цепь, создавая механическую силу в системе. Другим типом приводной цепи является цепь Морзе, изобретенная компанией Morse Chain Company в Итаке, штат Нью-Йорк , США. Это перевернутые зубы. [2]
Иногда мощность выдается путем простого вращения цепи, которую можно использовать для подъема или перетаскивания предметов. В других ситуациях устанавливается вторая передача, и мощность восстанавливается путем прикрепления к этой шестерне валов или ступиц. Хотя приводные цепи часто представляют собой простые овальные петли, они также могут проходить повороты, размещая вдоль цепи более двух шестерен; Шестерни, которые не передают мощность в систему и не передают ее, обычно известны как натяжные колеса . Изменяя диаметры входной и выходной шестерен относительно друг друга, передаточное число можно изменить . Например, когда шестерня велосипедных педалей вращается один раз, это приводит к тому, что шестерня, приводящая в движение колеса, совершает более одного оборота. Дуплексные цепи — это еще один тип цепей, которые по существу представляют собой две цепи, соединенные рядом, что позволяет передавать большую мощность и крутящий момент.
История
[ редактировать ]
Самое старое известное применение цепного привода встречается в Полиболе , описанном греческим инженером Филоном Византийским (3 век до н.э.). Две цепи с плоскими соединениями были соединены с лебедкой , которая, вращаясь вперед и назад, автоматически выпускала стрелы машины до тех пор, пока ее магазин не опустеет. [3] Хотя устройство не передавало мощность непрерывно, поскольку цепи «не передавали мощность от вала к валу и, следовательно, не находились в прямой линии происхождения собственно цепного привода», [4] Греческий дизайн знаменует начало истории цепного привода, поскольку «ни один более ранний экземпляр такого кулачка не известен, и ни один столь сложный кулачок не известен до 16 века». [3] Именно здесь находится цепь с плоскими звеньями, часто приписываемая Леонардо да Винчи . [5] фактически впервые появился». [3]
Первый непрерывный, а также первый бесконечный цепной привод был первоначально описан в письменном часовом трактате времен династии Сун средневековым китайским математиком-эрудитом и астрономом Су Суном (1020-1101 гг. н. э.), который использовал его для управления армиллярной сферой своего автомобиля. с астрономическими башня часами , которая является первыми астрономическими часами, [6] а также фигурки часового домкрата, показывающие время суток путем механического удара в гонги и барабаны. [7] Цепной привод сам преобразовывал вращательное движение в наклонное и получал мощность через гидравлические механизмы резервуара с водяными часами и водяного колеса Су, последнее действовало как большая шестерня . [8]
Альтернативы
[ редактировать ]Ременная передача
[ редактировать ]В большинстве систем цепного привода используются зубья для передачи движения между цепью и роликами . Это приводит к меньшим потерям на трение, чем в системах ременной передачи часто используется трение , в которых для передачи движения .
трансмиссии Хотя цепи можно сделать прочнее ремней, их большая масса увеличивает инерцию .
Приводные цепи чаще всего изготавливаются из металла, а ремни – из резины, пластика, уретана или других материалов. Если приводная цепь тяжелее аналогичного приводного ремня, система будет иметь более высокую инерцию . Теоретически это может привести к усилению эффекта маховика , однако на практике инерция ремня или цепи часто составляет небольшую часть общей инерции трансмиссии.
Одной из проблем роликовых цепей является изменение скорости или помпаж, вызванный ускорением и замедлением цепи при ее движении вокруг звена за звеном звездочки. Он начинается, как только делительная линия цепи касается первого зуба звездочки. Этот контакт происходит в точке ниже делительной окружности звездочки. При вращении звездочки цепь поднимается до делительной окружности, а затем снова опускается, пока вращение звездочки продолжается. Из-за фиксированной длины шага линия шага звена пересекает хорду между двумя точками шага на звездочке, оставаясь в этом положении относительно звездочки до тех пор, пока звено не выйдет из звездочки. Этот подъем и падение линии тона вызывает хордовый эффект или изменение скорости. [9]
Другими словами, традиционные приводы с роликовыми цепями подвержены потенциальной вибрации, поскольку эффективный радиус действия в комбинации цепи и звездочки постоянно меняется во время вращения («хордовое действие» [10] ). Если цепь движется с постоянной скоростью, то валы должны постоянно ускоряться и замедляться. Если одна звездочка вращается с постоянной скоростью, то цепь (и, возможно, все остальные звездочки, которыми она управляет) должна постоянно ускоряться и замедляться. Обычно это не проблема для многих приводных систем; однако большинство мотоциклов оснащены ступицей заднего колеса с резиновой втулкой, которая практически устраняет эту проблему вибрации. Зубчато-ременные приводы предназначены для ограничения этой проблемы за счет работы с постоянным радиусом шага. [11] ).
Цепи часто уже, чем ремни, и это может облегчить их переключение на более крупные или меньшие передачи, чтобы изменить передаточное число. многоскоростных велосипедах с переключателями скоростей Это используют в . Кроме того, более положительное зацепление цепи может облегчить создание шестерен, диаметр которых может увеличиваться или уменьшаться, что опять-таки изменяет передаточное число. Однако некоторые новые синхронные ремни утверждают, что имеют «эквивалентную мощность роликовым цепным приводам той же ширины». [12]
Оба можно использовать для перемещения объектов, прикрепляя к ним карманы, ведра или рамы; цепи часто используются для перемещения вещей по вертикали, удерживая их в рамах, как в промышленных тостерах, тогда как ремни хороши для перемещения вещей по горизонтали в виде конвейерных лент . Использование систем в комбинации не является чем-то необычным; например, ролики, приводящие в движение конвейерные ленты, часто приводятся в движение приводными цепями.
Приводные валы
[ редактировать ]Приводные валы - еще один распространенный метод, используемый для перемещения механической энергии, который иногда сравнивают с цепным приводом; в частности, ременная передача, цепная передача или валовая передача — ключевое конструктивное решение для большинства мотоциклов. Приводные валы, как правило, более прочные и надежные, чем цепная передача, но конические шестерни имеют гораздо большее трение, чем цепь. По этой причине практически все высокопроизводительные мотоциклы используют цепной привод, а механизмы с приводом от вала обычно используются на неспортивных машинах. На некоторых (неспортивных) моделях используются зубчато-ременные передачи.
Использование в транспортных средствах
[ редактировать ]Велосипеды
[ редактировать ]Цепной привод был главной особенностью, которая отличала безопасный велосипед, представленный в 1885 году, с двумя колесами одинакового размера от велосипедов с прямым приводом или велосипедов типа «высокие колеса». Популярность безопасного велосипеда с цепным приводом привела к упадку пенни-фартинга и до сих пор является основной особенностью конструкции велосипеда.
Автомобили
[ редактировать ]
Многие ранние автомобили использовали систему цепного привода, которая была популярной альтернативой системе Panhard . [ нужна ссылка ] Распространенной конструкцией было использование дифференциала, расположенного недалеко от центра автомобиля, который затем передавал привод на заднюю ось через роликовые цепи. Эта система позволила создать относительно простую конструкцию, которая могла обеспечить вертикальное перемещение оси, связанное с системой задней подвески .
Фрейзер Нэш был ярым сторонником этой системы, использующей одну цепь на каждую передачу, выбираемую собачьими сцеплениями . [ нужна ссылка ] Их система цепного привода (разработанная для компании GN Cyclecar ) была очень эффективной, позволяя быстро переключать передачи. Эта система использовалась во многих гоночных автомобилях 1920-х и 1930-х годов. [ нужна ссылка ] Последним популярным автомобилем с цепным приводом была Honda S600 1960-х годов. [13]
Мотоциклы
[ редактировать ]Цепная передача по сравнению с ременной передачей или использование карданного вала — фундаментальное конструктивное решение при проектировании мотоциклов; почти все мотоциклы используют одну из этих трех конструкций.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Справочник машинного оборудования (1996) , стр. 2337–2361.
- ^ ООО "Первый Справочник" "ООО "Первый Справочник" - 1-е место в сфере деловой информации" . 1stdirectory.com . Архивировано из оригинала 27 ноября 2007 г. Проверено 1 февраля 2008 г.
{{cite web}}:|author=имеет общее имя ( справка ) - ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с Вернер Соедель, Вернард Фоли: Древние катапульты , Scientific American , Vol. 240, № 3 (март 1979 г.), с.124-125.
- ^ Нидхэм, Джозеф (1986). Наука и цивилизация в Китае: Том 4, Часть 2, Машиностроение . Cave Books, Ltd. Страница 109.
- ↑ В 16 веке Леонардо да Винчи сделал наброски первой железной цепи со штыревыми шарнирами. Эти цепи, вероятно, были предназначены для передачи тянущей, а не обматывающей силы, поскольку они состоят только из пластин и штифтов и имеют металлические крепления. Однако на эскизе да Винчи действительно виден роликовый подшипник. Цубакимото Сеть Ко ., изд. (1997). Полное руководство по цепочке . Kogyo Chosaki Publishing Co., Ltd. с. 240. ИСБН 0-9658932-0-0 . п. 211 . Проверено 17 мая 2006 г.
- ^ «Часы Су Сун» .
- ^ Нидхэм, Джозеф (1986). Наука и цивилизация в Китае: Том 4, Часть 2, Машиностроение . Cave Books, Ltd., стр. 111, 165, 456–457.
- ^ Нидхэм, Джозеф (1986). Наука и цивилизация в Китае: Том 4, Физика и физические технологии, Часть 2, Машиностроение . Тайбэй: Caves Books Ltd, стр. 445 и 448, 469–471.
- ^ Это потому, что в цепях есть шаговая длина, и они могут сгибаться только в шаговой точке. Цубакимото Сеть Ко ., изд. (1997). Полное руководство по цепочке . Kogyo Chosaki Publishing Co., Ltd. с. 240. ИСБН 0-9658932-0-0 . Проверено 24 марта 2020 г.
- ^ 2.2.1 Хордальное действие: вы обнаружите, что положение, в котором зацепляются цепь и звездочки, колеблется, и цепь вибрирует вместе с этим колебанием. Цубакимото Сеть Ко ., изд. (1997). Полное руководство по цепочке . Kogyo Chosaki Publishing Co., Ltd. с. 240. ИСБН 0-9658932-0-0 . Проверено 24 марта 2020 г.
- ^ Но в зубчато-ременных системах хордальное действие происходит по окружности и хорде, так же, как и в цепях. Обычно этот эффект составляет менее 0,6 процента, но в сочетании с отклонением центра шкива и ошибками шага ремня или шага шкива он может составлять от 2 до 3 процентов. Цубакимото Сеть Ко ., изд. (1997). Полное руководство по цепочке . Kogyo Chosaki Publishing Co., Ltd. с. 240. ИСБН 0-9658932-0-0 . Проверено 24 марта 2020 г.
- ^ «Карбоновые ремни Poly Chain GT — корпорация Gates» . Gates.com .
- ^ «Honda воплощает большие идеи в маленьком S600» . Нефтяной. 6 мая 2013 года . Проверено 16 ноября 2019 г.
- ^ М. Саиф (17 августа 2021 г.). «ЦЕПНЫЕ ПЕРЕДАЧИ И ВИДЫ ЦЕПЕЙ» . Пост инженеров . Архивировано из оригинала 21 апреля 2021 г.
Библиография
[ редактировать ]- Оберг, Эрик; Джонс, Франклин Д.; Хортон, Холбрук Л.; Райффель, Генри Х. (1996), Грин, Роберт Э.; Макколи, Кристофер Дж. (ред.), Справочник машинного оборудования (25-е изд.), Нью-Йорк: Industrial Press , ISBN 978-0-8311-2575-2 , OCLC 473691581 .
- Нидхэм, Джозеф (1986). Наука и цивилизация в Китае: Том 4, Химия и химическая технология, Часть 2, Машиностроение . Тайбэй: Caves Books Ltd.
- Склейтер, Нил. (2011). «Цепные и ременные устройства и механизмы». Справочник по механизмам и механическим устройствам. 5-е изд. Нью-Йорк: МакГроу Хилл. стр. 262–277. ISBN 9780071704427 . Чертежи и конструкции различных приводов.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
