Тізбекті жетегі – механикалық қуатты беріс жолы. Велосипедтерде, мотоциклдерде және машиналарда қолданылады. Тізбек пен тісті дөңгелектердің жұмыс принципі.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Механикалық қуатты беру тәсілі
Way of transmitting mechanical power
Тізбекті жетек – механикалық қуатты бір жерден екінші жерге беру тәсілі. Ол көбінесе көлік құралдарының, әсіресе велосипедтер мен мотоциклдердің дөңгелектеріне қуат жеткізу үшін қолданылады. Көліктерден басқа, түрлі машиналарда да қолданылады. Көбінесе қуатты роликтерден тұратын тізбек арқылы жеткізеді, ол жетек тізбегі немесе беріліс тізбегі деп аталады. Тізбектің буындары тісті дөңгелектің тістерімен үйлеседі. Дөңгелек бұрылғанда тізбек тартылып, жүйеге механикалық күш енгізеді. Жеке тізбектің тағы бір түрі – Морзе тізбегі, оны АҚШ-тың Нью-Йорк штатындағы Итака қаласындағы Морзе тізбегі компаниясы ойлап тапқан. Бұл тізбекте тістер кері бұрылған. Кейде қуатты тізбекті айналдыру арқылы шығарады, оны заттарды көтеруге немесе сүйреуге болады. Басқа жағдайларда екінші дөңгелек орнатылады және қуат осы дөңгелекке біліктерді немесе ступицаларды бекіту арқылы қайтаруға болады. Жеке тізбектер көбінесе қарапайым дөңгелек болып келеді, бірақ тізбек бойымен екі дөңгелек орнату арқылы бұрыштардан да өтуге болады. Жүйеге қуат бермейтін немесе одан қуат алмайтын дөңгелектер бос жүргінші дөңгелектер деп аталады. Кіріс және шығыс дөңгелектерінің диаметрін өзгерту арқылы беріліс қатынасын өзгертуге болады. Мысалы, велосипед педальдерінің бір рет айналуы дөңгелектерді қозғалтатын дөңгелектің бірнеше рет айналуына себеп болады. Дуплекс тізбектері – бұл екі тізбектің қатар қосылған түрі, ол қуат пен айналу моментін арттыруға мүмкіндік береді.
Chain drive is a way of transmitting mechanical power from one place to another. It is often used to convey power to the wheels of a vehicle, particularly bicycles and motorcycles. It is also used in a wide variety of machines besides vehicles. Most often, the power is conveyed by a roller chain, known as the drive chain or transmission chain, passing over a sprocket gear, with the teeth of the gear meshing with the holes in the links of the chain. The gear is turned, and this pulls the chain putting mechanical force into the system. Another type of drive chain is the Morse chain, invented by the Morse Chain Company of Ithaca, New York, United States. This has inverted teeth. Sometimes the power is output by simply rotating the chain, which can be used to lift or drag objects. In other situations, a second gear is placed and the power is recovered by attaching shafts or hubs to this gear. Though drive chains are often simple oval loops, they can also go around corners by placing more than two gears along the chain; gears that do not put power into the system or transmit it out are generally known as idler wheels. By varying the diameter of the input and output gears with respect to each other, the gear ratio can be altered. For example, when the bicycle pedals' gear rotates once, it causes the gear that drives the wheels to rotate more than one revolution. Duplex chains are another type of chain which are essentially two chains joined side by side which allow for more power and torque to be transmitted.
Тарих
Тізбекті жетектің ең ерте қолданылуы грек инженері Византиялық Филонның (б.з.д. III ғасыр) сипаттаған Полиболоста кездеседі. Екі жалпақ тізбек желкеге қосылып, ол алға-артқа айналу арқылы машинаның жебелерін, қоймасы азайғанша автоматты түрде атып шығарды. Бұл құрылғы үздіксіз қуат бермесе де, тізбектер "біліктер арасында қуатты өткізбегендіктен, тізбекті жетектің тікелей түп-тамыры емес", грек дизайны тізбекті жетектің тарихының басталуын көрсетеді, себебі "мұндай тетік бұрын белгілі емес, ал 16 ғасырға дейін одан да күрделісі табылған жоқ". Сондай-ақ, сағаттағы қозғалмалы фигуралар да күндізгі уақытты механикалық түрде қоңырлар мен барабандарды соғып көрсеткен. Тізбекті жетек айналмалы қозғалысты түзу сызықты қозғалысқа айналдырды және Судың су сағаты резервуары мен су дөңгелегінің гидравликалық жұмыстары арқылы қуат алды, соңғысы үлкен тісті дөңгелек ретінде жұмыс істеді.
The oldest known application of a chain drive appears in the Polybolos, described by the Greek engineer Philon of Byzantium (3rd century BC). Two flat linked chains were connected to a windlass, which by winding back and forth would automatically fire the machine's arrows until its magazine was empty. Although the device did not transmit power continuously since the chains "did not transmit power from shaft to shaft, and hence they were not in the direct line of ancestry of the chain drive proper", the Greek design marks the beginning of the history of the chain drive since "no earlier instance of such a cam is known, and none as complex is known until the 16th century." actually made its first appearance." as well as the clock jack figurines presenting the time of day by mechanically banging gongs and drums. The chain drive itself converted rotary to reclinear motion and was given power via the hydraulic works of Su's water clock tank and waterwheel, the latter which acted as a large gear.
Белдікпен басқару
Тізбектік жетегі жүйелерінің көпшілігі тізбек пен роликтер арасында қозғалысты беру үшін тістерді пайдаланады. Бұл, көбінесе қозғалысты беру үшін үйкеліске сүйенетін белдік жетегі жүйелерімен салыстырғанда, төмен үйкеліс шығындарына әкеледі. Тізбектерді белдіктерден мықтырақ жасауға болады, бірақ олардың үлкен массасы жетегінің инерциясын арттырады. Жетегі тізбектері көбінесе металдан, ал белдіктері резеңке, пластик, уретан немесе басқа материалдардан жасалады. Егер жетегі тізбегі тепе-тең жетегі белдігінен ауыр болса, жүйеде инерция жоғары болады. Теориялық тұрғыдан алғанда, бұл үлкен инерциялық әсерге әкелуі мүмкін, бірақ практикада белдік немесе тізбек инерциясы жалпы жетегі инерциясының шағын бөлігін құрайды. Роликті тізбектердегі бір мәселе – тізбектің жылдамдығының өзгеруі немесе серпілуі, ол тізбек тіректің бірінші тісіне тиген кезде туындайды. Бұл тістің шеңберінен төмен нүктеде болады. Тірегі айналғанда, тізбек тістің шеңберіне дейін көтеріледі, содан кейін тірегі айналуын жалғастырғанда қайтадан төмен түседі. Белгілі бір ұзындығы болғандықтан, тізбек буыны тіректің екі нүктесі арасындағы хорданы кесіп өтеді және тізбек тіректен шыққанға дейін осы қалыпта қалады. Бұл көтерілу мен түсу хордалық әсерге немесе жылдамдық өзгеруіне себеп болады. Басқаша айтқанда, дәстүрлі роликті тізбектік жетегілерде діріл пайда болуы мүмкін, өйткені тізбек пен тіректің комбинациясының тиімді әрекет радиусы айналу кезінде үнемі өзгереді ("хордалық әрекет"). Егер тізбек тұрақты жылдамдықпен қозғалса, біліктер үнемі жылдамдықты арттырып, баяулатуы керек. Егер бір тірегі тұрақты жылдамдықпен айналса, тізбек (және, мүмкін, басқа да тірегілер) үнемі жылдамдықты арттырып, баяулатуы керек. Бұл көбінесе көптеген жетегі жүйелерінде мәселе тудырмайды; алайда, көптеген мотоциклдерде бұл дірілді жою үшін резеңкелі артқы дөңгелек торабы орнатылған. Тісті белдік жетегі жүйелері осы мәселені тұрақты шеңбер радиусында жұмыс істеу арқылы шектеуге арналған. Тізбектер көбінесе белдіктерден тар болады, бұл оларды үлкен немесе кіші тісті дөңгелектерге ауыстыруды жеңілдетеді, соның салдарынан беріліс қатынасын өзгертуге болады. Көп жылдамдықты велосипедтерде дерайлерлер осы мүмкіндікті пайдаланады. Сонымен қатар, тізбектің нақты тісті байланысы диаметрі ұлғаятын немесе кішірейтін тісті дөңгелектерді жасауды жеңілдетеді, беріліс қатынасын өзгертеді. Алайда, кейбір жаңа синхронды белдіктер "осындай ені бар роликті тізбектік жетегілермен тең қуатқа ие" деп мәлімдейді. Екеуі де қалталарды, шелектерді немесе рамаларды бекіту арқылы заттарды жылжытуға қолданылуы мүмкін; тізбектер көбінесе заттарды тік бағытта жылжыту үшін қолданылады, оларды рамаларда ұстап, мысалы, өнеркәсіптік тостерлерде, ал белдіктер конвейерлік белдіктер түрінде заттарды көлденең жылжытуға жақсы. Жүйелердің біріктірілуі жиі кездеседі; мысалы, конвейерлік белдіктерді қозғалтатын роликтердің өзі көбінесе жетегі тізбектерімен қозғалады.
Most chain drive systems use teeth to transfer motion between the chain and the rollers. This results in lower frictional losses than belt drive systems, which often rely on friction to transfer motion. Although chains can be made stronger than belts, their greater mass increases drive train inertia. Drive chains are most often made of metal, while belts are often rubber, plastic, urethane, or other substances. If the drive chain is heavier than an equivalent drive belt, the system will have a higher inertia. Theoretically, this can lead to a greater flywheel effect, however in practice the belt or chain inertia often makes up a small proportion of the overall drivetrain inertia. One problem with roller chains is the variation in speed, or surging, caused by the acceleration and deceleration of the chain as it goes around the sprocket link by link. It starts as soon as the pitch line of the chain contacts the first tooth of the sprocket. This contact occurs at a point below the pitch circle of the sprocket. As the sprocket rotates, the chain is raised up to the pitch circle and is then dropped down again as sprocket rotation continues. Because of the fixed pitch length, the pitch line of the link cuts across the chord between two pitch points on the sprocket, remaining in this position relative to the sprocket until the link exits the sprocket. This rising and falling of the pitch line is what causes chordal effect or speed variation. In other words, conventional roller chain drives suffer the potential for vibration, as the effective radius of action in a chain and sprocket combination constantly changes during revolution ("Chordal action"). If the chain moves at constant speed, then the shafts must accelerate and decelerate constantly. If one sprocket rotates at a constant speed, then the chain (and probably all other sprockets that it drives) must accelerate and decelerate constantly. This is usually not an issue with many drive systems; however, most motorcycles are fitted with a rubber bushed rear wheel hub to virtually eliminate this vibration issue. Toothed belt drives are designed to limit this issue by operating at a constant pitch radius). Chains are often narrower than belts, and this can make it easier to shift them to larger or smaller gears in order to vary the gear ratio. Multi speed bicycles with derailleurs make use of this. Also, the more positive meshing of a chain can make it easier to build gears that can increase or shrink in diameter, again altering the gear ratio. However, some newer synchronous belts claim to have "equivalent capacity to roller chain drives in the same width". Both can be used to move objects by attaching pockets, buckets, or frames to them; chains are often used to move things vertically by holding them in frames, as in industrial toasters, while belts are good at moving things horizontally in the form of conveyor belts. It is not unusual for the systems to be used in combination; for example the rollers that drive conveyor belts are themselves often driven by drive chains.
Қозғалтқыш біліктер
Драйвтік валдар – механикалық күшті жылжытудың тағы бір жиі қолданылатын әдісі, кейде тізбекті жетегімен салыстырылады; әсіресе белдік жетегі, тізбекті жетегі және вал жетегі – көптеген мотоциклдер үшін маңызды конструкциялық шешім болып табылады. Драйвтік валдар тізбекті жетектен мықтырақ және сенімдірек, бірақ конус тісті шестерлер тізбекке қарағанда әлдеқайда көп үйкеліске ұшырайды. Осы себепті, жоғары өнімділікке есептелген мотоциклдердің барлығы дерлік тізбекті жетекті пайдаланады, ал валмен жететілген конструкциялар көбінесе спорттық емес машиналарда қолданылады. Тісті белдік жетегі кейбір (спорттық емес) модельдерде қолданылады.
Drive shafts are another common method used to move mechanical power around that is sometimes evaluated in comparison to chain drive; in particular belt drive vs chain drive vs shaft drive is a key design decision for most motorcycles. Drive shafts tend to be tougher and more reliable than chain drive, but the bevel gears have far more friction than a chain. For this reason virtually all high performance motorcycles use chain drive, with shaft driven arrangements generally used for non sporting machines. Toothed belt drives are used for some (non sporting) models.
Велосипедтер
Тізбекті жетегі – 1885 жылы ұсынылған, екі тең дөңгелегі бар қауіпсіз велосипедті тікелей жетегі бар пенни-фартинг немесе "биік дөңгелекті" велосипедтен ерекшелейтін басты ерекшелік болды. Тізбекті жетегі бар қауіпсіз велосипедтің танымалдылығы пенни-фартингтің құлдырауына себеп болды және бүгінге дейін велосипед құрылымының негізгі элементі болып табылады.
Chain drive was the main feature which differentiated the safety bicycle introduced in 1885, with its two equal sized wheels, from the direct drive penny farthing or "high wheeler" type of bicycle. The popularity of the chain driven safety bicycle brought about the demise of the penny farthing, and is still a basic feature of bicycle design today.
Мотоциклдер
Тізбекті жетегі мен белдікті жетегі немесе кардандық біліктерді пайдалану мотоцикл дизайнындағы маңызды шешім болып табылады; дерлік барлық мотоциклдер осы үш жүйенің біреуін қолданады.
Chain drive versus belt drive or use of a driveshaft is a fundamental design decision in motorcycle design; nearly all motorcycles use one of these three designs.