Цепной привод

редактировать
Роликовая цепь и звездочка

Цепной привод - это способ передачи механических power из одного места в другое. Его часто используют для передачи мощности колесам транспортного средства, в частности, велосипедов и мотоциклов. Кроме транспортных средств, он также используется в самых разных машинах.

Чаще всего мощность передается с помощью роликовой цепи, известной как приводной цепи или трансмиссионной цепи, проходящей через звездочка шестерня, при этом зубья шестерни входят в зацепление с отверстиями в звеньях цепи. Шестерня поворачивается, и это тянет цепь, прикладывая механическую силу к системе. Другой тип приводной цепи - это цепь Морзе, изобретенная компанией Morse Chain Company из Итака, Нью-Йорк, США. У него перевернутые зубцы.

Иногда мощность выводится простым вращением цепи, которую можно использовать для подъема или перетаскивания предметов. В других случаях устанавливается вторая передача, и мощность восстанавливается путем присоединения валов или ступиц к этой передаче. Хотя приводные цепи часто представляют собой простые овальные петли, они также могут обходить углы, размещая более двух шестерен вдоль цепи; шестерни, которые не передают мощность в систему или не передают ее, обычно известны как промежуточные колеса. Изменяя диаметры входной и выходной шестерен по отношению друг к другу, можно изменять передаточное число. Например, когда шестерня велосипедных педалей вращается один раз, это заставляет шестерню, приводящую в движение колеса, сделать более одного оборота.

Содержание

  • 1 История
  • 2 Цепи и ремни
  • 3 Использование в транспортных средствах
    • 3.1 Велосипеды
    • 3.2 Автомобили
      • 3.2.1 Передача мощности на колеса
      • 3.2.2 В двигателях
    • 3.3 Раздаточные коробки
    • 3.4 Мотоциклы
  • 4 См. Также
  • 5 Ссылки
  • 6 Библиография
  • 7 Внешние ссылки

История

Самая старая известная иллюстрация бесконечной силы -передающий цепной привод, из книги Су Сон за 1092 г. н.э., описывающий его часовую башню из Кайфэн Эскиз из с штифтом цепь автора Леонардо да Винчи

Самое старое известное применение цепного привода появляется в Полиболии, описанном греческим инженером Филоном Византийским. (3 век до нашей эры). Две плоские цепи были соединены с лебедкой , которая при намотке вперед и назад автоматически запускала стрелы машины, пока ее магазин не опустошился. Хотя устройство не передавало мощность непрерывно, поскольку цепи «не передавали мощность от вала к валу, и, следовательно, они не были прямой родословной собственно цепного привода», греческий дизайн знаменует начало истории цепной привод, поскольку «более ранний экземпляр такого кулачка не известен, и ни один такой сложный механизм не известен до 16 века». Именно здесь цепь с плоским звеном, которую часто приписывают Леонардо да Винчи, фактически впервые появилась ».

Первый цепной привод с непрерывной и бесконечной передачей энергии был изображен в письменный часовой трактат о династии Сун средневековым китайским математиком-эрудитом и астрономом Су Сун (1020-1101 гг. н.э.), который использовал его для управления армиллярной сферой его астрономической башни с часами, а также фигурок домкратов, показывающих время дня путем механического удара в гонги и барабаны. Сам цепной привод преобразовывал вращательное движение в прямолинейное, и приводился в действие через гидравлические работы резервуара с водяными часами и водяного колеса Су, последнее действовало как большая шестерня.

Цепи против ремней

Роликовая цепь и звездочки - очень эффективный метод передачи энергии по сравнению с (трением -привод) ремни с гораздо меньшими потерями на трение.

Хотя цепи можно сделать прочнее ремней, они r большая масса увеличивает трансмиссию инерция.

Приводные цепи чаще всего изготавливаются из металла, а ремни - из резины, пластика, уретана или других материалов.

Приводные ремни могут проскальзывать, если у них нет зубьев, что означает, что выходная сторона может не вращаться с точной скоростью, и некоторая работа теряется из-за трения ремень, когда он огибает шкивы. Износ резиновых или пластиковых ремней и их зубьев часто легче наблюдать, а цепи изнашиваются быстрее, чем ремни, если они не смазаны должным образом.

Одной из проблем роликовых цепей является изменение скорости или помпаж, вызванный ускорением и замедлением цепи при ее обходе звено за звеном звездочки. Он начинается, как только делительная линия цепи соприкасается с первым зубом звездочки. Этот контакт происходит в точке ниже делительной окружности звездочки. Когда звездочка вращается, цепь поднимается до делительной окружности, а затем снова опускается вниз по мере продолжения вращения звездочки. 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. Это повышение и понижение линии шага является причиной хордового эффекта или изменения скорости.

Другими словами, обычные приводы роликовой цепи подвержены потенциальной вибрации, поскольку эффективный радиус действия в комбинации цепи и звездочки постоянно изменения во время вращения («Хордовое действие»). Если цепь движется с постоянной скоростью, валы должны постоянно ускоряться и замедляться. Если одна звездочка вращается с постоянной скоростью, тогда цепь (и, возможно, все другие звездочки, которые она приводит) должны постоянно ускоряться и замедляться. Обычно это не проблема для многих приводных систем; однако большинство мотоциклов оснащено ступицей заднего колеса с резиновыми втулками, что практически устраняет проблему вибрации. Приводы с зубчатым ремнем предназначены для ограничения этой проблемы за счет работы с постоянным радиусом шага).

Цепи часто уже, чем ремни, и это может облегчить их переключение на большие или меньшие передачи, чтобы изменить передаточное отношение. Многоскоростные велосипеды с переключателями используют это. Кроме того, более надежное зацепление цепи может облегчить создание шестерен, которые могут увеличиваться или уменьшаться в диаметре, снова изменяя передаточное число. Однако некоторые новые зубчатые ремни заявляют, что обладают «эквивалентной мощностью приводов роликовых цепей той же ширины».

Оба могут использоваться для перемещения объектов, прикрепляя к ним карманы, ковши или рамы; Цепи часто используются для вертикального перемещения вещей, удерживая их в рамах, как в промышленных тостерах, в то время как ремни хороши для горизонтального перемещения вещей в виде конвейерных лент. Системы нередко используются в комбинации; например, ролики, приводящие в движение конвейерные ленты, сами часто приводятся в движение приводными цепями.

Приводные валы - еще один распространенный метод перемещения механической энергии, который иногда сравнивают с цепным приводом; в частности, ременная передача, цепная передача и вал - это ключевое дизайнерское решение для большинства мотоциклов. Приводные валы, как правило, жестче и надежнее цепного привода, но конические шестерни имеют гораздо большее трение, чем цепь. По этой причине практически во всех высокопроизводительных мотоциклах используется цепной привод с приводом от вала, который обычно используется для неспортивных машин. Зубчато-ременные передачи используются на некоторых (неспортивных) моделях.

Использование в транспортных средствах

Велосипеды

Цепной привод был главной отличительной особенностью безопасного велосипеда, представленного в 1885 году, с его двумя колесами одинакового размера., с велосипеда с прямым приводом копейки или с велосипедом типа «high-wheeler». Популярность безопасного велосипеда с цепным приводом привела к исчезновению мелочей, и сегодня он по-прежнему является основной особенностью велосипедной конструкции.

Автомобили

Передача мощности на колеса

Цепная главная передача, иллюстрация 1912 года Mack Автомобиль доставки переменного тока в Автомобильном музее Петерсена с цепью привод видимый Остин 1906 г. вид сверху Остин 1906 г. высота Французский автомобиль «Гладиатор» 1902 года с цепным приводом

Цепной привод был популярной системой передачи энергии с самых первых дней автомобильный. Он получил известность как альтернатива Système Panhard с его жестким Hotchkiss приводным валом и универсальными шарнирами.

В системе цепного привода используется один или more роликовые цепи для передачи мощности от дифференциала на заднюю ось. Эта система допускала большое вертикальное перемещение оси (например, по неровностям) и была проще в проектировании и изготовлении, чем жесткий карданный вал в работоспособной подвеске. Кроме того, у него была меньшая неподрессоренная масса на задних колесах, чем у привода Гочкиса, который имел бы половину веса карданного вала и дифференциала. Это означало, что автомобиль будет ездить более плавно. Более легкая неподрессоренная масса позволит подвеске более эффективно реагировать на неровности.

Фрейзер Нэш был ярым сторонником этой системы, в которой использовалась одна цепь на каждую передачу, выбираемую с помощью собачьих сцеплений. Система цепного привода Frazer Nash (разработанная для GN Cyclecar Company Арчибальдом Фрэзером-Нэшем и Генри Рональдом Годфри ) была очень эффективной, позволяя чрезвычайно быструю передачу выбор. Система трансмиссии Frazer Nash (или GN) послужила основой для многих «особых» гоночных автомобилей 1920-х и 1930-х годов, самым известным из которых был Spider Бэзила Дэвенпорта, который установил абсолютный рекорд на Шелсли Уолш Speed ​​Hill Climb в 1920-х годах.

Последним популярным автомобилем с цепным приводом был Honda S600 1960-х годов.

В двигателях

двигателей внутреннего сгорания часто используется ГРМ цепь для привода распредвала (ов). Это область, в которой цепные приводы часто напрямую конкурируют с системами привода зубчатого ремня, особенно когда двигатель имеет один или несколько верхних распределительных валов, и представляет собой отличный пример некоторых различий. и сходство между двумя подходами. В этом случае цепи служат дольше, но их часто сложнее заменить, поскольку они должны быть заключены в пространство, в которое можно заливать смазочное масло. Будучи тяжелее, цепь лишается большей мощности, но при этом с меньшей вероятностью выйдет из строя. Распределительный вал четырехтактного двигателя вращается с половинной скоростью вращения коленчатого вала, поэтому звездочка распределительного вала имеет в два раза больше зубцов, чем звездочка коленчатого вала. Менее распространенные альтернативы цепным приводам ГРМ включают прямозубые шестерни или конические шестерни в сочетании с валом.

Раздаточные коробки

Бесшумные цепные приводы внутри коробки передач 1912 года

Сегодня приводные цепи с перевернутыми зубьями обычно используются в легковых автомобилях и легких грузовиках раздаточные коробки.

Мотоциклы

Цепной привод по сравнению с ременным приводом или использование приводного вала является фундаментальным дизайнерским решением при проектировании мотоциклов; почти все мотоциклы используют одну из этих трех конструкций. См. Конструкция мотоцикла § Конечная передача для получения более подробной информации.

См. Также

Ссылки

  1. ^Справочник по машинному оборудованию (1996), стр. 2337–2361. sfnp error: no target: CITEREFMachinery's_Handbook1996 (help )
  2. ^First Directory Ltd. «First Directory Ltd - 1st для деловой информации». 1stdirectory.com. Заархивировано с оригинала 27 ноября 2007 г. Проверено 1 февраля 2008 г.
  3. ^ Вернер Зёдел, Вернард Фоли: Древние катапульты, журнал Scientific American, том 240, № 3 (март 1979 г.), стр.124-125
  4. ^Нидхэм, Джозеф (1986). Наука и цивилизация в Китае: Том 4, Часть 2, Машиностроение. Cave Books, Ltd. Стр. 109.
  5. ^В 16 веке Леонардо да Винчи делал зарисовки из того, что кажется первой железной цепью с штифтовым соединением. Эти цепи, вероятно, были предназначены для передачи тянущей, а не наматывающей силы, потому что они состоят только из пластин и штифтов и имеют металлическую фурнитуру. Однако на эскизе да Винчи действительно показан роликовый подшипник. Tsubakimoto Chain Co., изд. (1997). The Complete Guide to Chain. Kogyo Chosaki Publishing Co., Ltd. стр. 240. ISBN 0-9658932-0-0. Стр. 211. Проверено 17 мая 200 г. 6.
  6. ^Нидхэм, Джозеф (1986). Наука и цивилизация в Китае: Том 4, Часть 2, Машиностроение. Cave Books, Ltd. Стр. 111, 165, 456–457.
  7. ^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.
  8. ^Это потому, что в цепях есть шаг длины, и они могут изгибаться только в точке шага. Цубакимото Чейн Ко., изд. (1997). Полное руководство по цепочке. Kogyo Chosaki Publishing Co., Ltd. стр. 240. ISBN 0-9658932-0-0. Проверено 24 марта 2020 г.
  9. ^2.2.1 Хордовое действие: вы обнаружите, что положение, в котором цепь и звездочки входят в зацепление, колеблются, и цепь вибрирует вместе с этим колебанием. Цубакимото Чейн Ко., изд. (1997). Полное руководство по цепочке. Kogyo Chosaki Publishing Co., Ltd. стр. 240. ISBN 0-9658932-0-0. Проверено 24 марта 2020 года.
  10. ^Но в системах с зубчатым ремнем действие хорд происходит по кругу 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 Чейн Ко., изд. (1997). Полное руководство по цепочке. Kogyo Chosaki Publishing Co., Ltd. стр. 240. ISBN 0-9658932-0-0. Проверено 24 марта 2020 г.
  11. ^«Карбоновые ремни Poly Chain GT - Gates Corporation». gates.com.
  12. ^«Honda воплощает большие идеи в маленьком S600». Бензиновый. Проверено 16 ноября 2019 г.

Библиография

  • Оберг, Эрик; Джонс, Франклин Д.; Horton, Holbrook L.; 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. С. 262–277. ISBN 9780071704427. Чертежи и конструкции различных приводов.

Внешние ссылки

Викискладе есть носители, относящиеся к Приводным цепям.
Последняя правка сделана 2021-05-14 04:32:08
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте