체인 드라이브

Chain drive
롤러 체인 및 스프로킷

체인 드라이브는 기계적인 힘을 한 곳에서 다른 곳으로 전달하는 방법입니다.이것은 특히 자전거와 오토바이와 같은 차량의 바퀴에 동력을 전달하는 데 자주 사용됩니다.차량 이외에도 다양한 기계에도 사용되고 있습니다.

대부분의 경우 동력은 구동 체인 또는 변속기 [1]체인으로 알려진 롤러 체인에 의해 전달되며, 기어의 톱니가 체인의 링크 구멍과 맞물리면서 스프로킷 기어 위를 통과합니다.기어가 회전하면 체인이 당겨져 시스템에 기계적 힘이 가해집니다.또 다른 유형의 드라이브 체인은 미국 뉴욕 이타카의 모스 체인 회사에 의해 발명된 모스 체인입니다.이건 [2]이가 거꾸로 나 있어요.

때때로 동력은 단순히 체인을 회전시킴으로써 출력되는데, 이것은 물체를 들어 올리거나 끌기 위해 사용될 수 있다.다른 상황에서는 두 번째 기어가 배치되고 이 기어에 축 또는 허브를 부착하여 동력을 회복합니다.드라이브 체인은 종종 단순한 타원형 루프이지만 체인을 따라 3개 이상의 기어를 배치하여 코너를 돌 수도 있습니다. 시스템에 동력을 공급하거나 전달하지 않는 기어를 일반적으로 아이들러 휠이라고 합니다.입출력 기어의 직경을 서로 변화시킴으로써 기어비를 변경할 수 있다.예를 들어, 자전거 페달의 기어가 한 번 회전하면 바퀴를 구동하는 기어가 한 바퀴 이상 회전하게 됩니다.듀플렉스 체인은 또 다른 유형의 체인으로 기본적으로 2개의 체인이 나란히 연결되어 더 많은 출력과 토크를 전달할 수 있습니다.

역사

서기 1092년 소송의 책에서 그의 카이펑 시계탑을 묘사한 무한 동력 전달 체인 구동의 가장 오래된 일러스트
레오나르도 다빈치의 핀 조인트 체인 스케치

가장 오래된 것으로 알려진 체인 구동의 적용은 그리스의 기술자인 비잔틴의 필론이 묘사한 폴리볼로스에 나타난다.두 개의 플랫 링크 체인이 윈드 글래스에 연결되었고, 윈드 글래스는 앞뒤로 감아 자동으로 매거진이 [3]비워질 때까지 기계의 화살을 발사했습니다.이후 사슬"샤프트 shaft, 따라서 그들은 조상의chain-drive 적절한의 직접적인 라인에 없다고 전력을 전송하지 않았습니다"[4]비록 이 장치 지속적으로 전력을 전송하지 않은 것처럼 단지 k.은 그리스의 디자인은 체인 드라이브의 역사의 그러한 캠 빨라야 인스턴스를 "이후 시작되었으며, 아무도를 나타낸다아니요.16세기까지는 [3]그랬다.레오나르도 [5]다빈치의 소행으로 여겨지는 플랫 링크 체인이 실제로 처음 [3]등장한 곳이 바로 이곳입니다."

그 최초의 연속 첫번째 엔들리스 체인 드라이브는 원래 송나라의가 최초의 천문 clock,[6]그의 천문 시계 탑의 혼천의를 수술하는 것이 사용한 중세 중국의 박식한 사람이 수학자이자 천문학자 수애 송(1020-1101 AD)에 의해 서면horological 논문에 묘사되어 있었다. well 기계적으로 징과 [7]드럼을 쳐서 시각을 나타내는 시계 잭 피규어.체인 구동 자체는 회전 운동으로 전환되었고, Su의 물 시계 탱크와 물레방아(대형 [8]기어 역할을 하는 물레방아)의 유압 작업을 통해 동력을 공급받았다.

대체 수단

벨트 구동

대부분의 체인 드라이브 시스템은 톱니를 사용하여 체인과 롤러 사이의 움직임을 전달합니다.따라서 벨트 구동 시스템보다 마찰 손실이 적으며, 벨트 구동 시스템은 종종 마찰에 의존하여 움직임을 전달합니다.

체인은 벨트보다 튼튼하게 만들 수 있지만, 체인의 질량이 커지면 열차의 관성이 높아집니다.

드라이브 체인은 대부분 금속으로 만들어지지만 벨트는 종종 고무, 플라스틱, 우레탄 또는 기타 물질입니다.드라이브 체인이 동등한 드라이브 벨트보다 무거우면 시스템의 관성이 높아집니다.이론적으로는 플라이휠 효과가 더 클 수 있지만 실제로는 벨트나 체인 관성이 전체 드라이브트레인 관성의 작은 부분을 차지하는 경우가 많습니다.

롤러 체인의 문제 중 하나는 링크에 의해 스프로킷 링크를 돌 때 체인의 가속과 감속에 의해 발생하는 속도 변화 또는 서징입니다.체인의 피치 라인이 스프로킷의 첫 번째 톱니에 닿는 즉시 시작됩니다.이 접촉은 스프로킷의 피치 원 아래의 지점에서 발생합니다.스프로킷이 회전할 때 체인은 피치원까지 올라갔다가 스프로킷 회전이 계속되면 다시 내려갑니다.고정 피치 길이로 인해 링크의 피치 라인은 스프로킷의 2개의 피치 포인트 사이의 코드를 가로지르며 링크가 스프로킷을 빠져나갈 때까지 스프로킷에 대해 상대적인 위치를 유지합니다.이 피치 라인의 상승과 하강이 화음 효과 또는 속도 [9]변화를 일으킵니다.

즉, 기존의 롤러 체인 드라이브는 회전 중에 체인 및 스프로켓 조합의 유효 동작 반경이 끊임없이 변화하기 때문에 진동 가능성이 있습니다("Chordal [10]action").체인이 일정한 속도로 움직이면 샤프트는 끊임없이 가속 및 감속해야 합니다.1개의 스프로킷이 일정한 속도로 회전하는 경우 체인(그리고 그 스프로킷이 구동하는 다른 모든 스프로킷)은 계속 가속 및 감속해야 합니다.이는 대부분의 구동 시스템에서는 일반적으로 문제가 되지 않지만, 대부분의 모터사이클에는 이러한 진동 문제를 실질적으로 해결하기 위해 고무 부시가 달린 리어 휠 허브가 장착되어 있습니다.톱니 벨트 드라이브는 일정한 피치[11] 반경으로 동작함으로써 이 문제를 제한하도록 설계되어 있습니다.

체인은 벨트보다 좁은 경우가 많기 때문에 기어비를 변화시키기 위해 체인을 더 크거나 더 작은 기어로 쉽게 변속할 수 있습니다.탈선 장치가 있는 다속 자전거는 이를 활용한다.또한 체인의 포지티브 메싱은 직경이 증가하거나 줄어들 수 있는 기어를 쉽게 제작하여 기어비를 다시 변경할 수 있습니다.그러나 일부 최신 동기식 벨트는 "동일한 [12]폭의 롤러 체인 드라이브와 동등한 용량"을 가지고 있다고 주장합니다.

둘 다 포켓, 양동이 또는 프레임을 부착하여 물체를 이동할 수 있습니다. 산업용 토스터와 같이 체인은 종종 프레임에 고정하여 물체를 수직으로 이동시키는 데 사용되는 반면, 벨트는 컨베이어 벨트의 형태로 물체를 수평으로 이동시키는 데 능숙합니다.예를 들어 컨베이어 벨트를 구동하는 롤러 자체는 드라이브 체인에 의해 구동되는 경우가 많습니다.

구동축

구동축은 기계적 동력을 이동시키는 데 사용되는 또 다른 일반적인 방법으로, 체인 구동과 비교하여 평가되기도 합니다. 특히 벨트 구동 대 체인 구동 대 축 구동은 대부분의 모터사이클에서 중요한 설계 결정 사항입니다.구동축은 체인 구동보다 더 견고하고 안정적인 경향이 있지만, 베벨 기어는 체인보다 마찰력이 훨씬 높습니다.이러한 이유로 거의 모든 고성능 오토바이는 체인 구동 방식을 사용하며, 축 구동 방식은 일반적으로 비스포츠용 기계에 사용됩니다.일부(스포츠 이외의) 모델에는 톱니 벨트 드라이브가 사용됩니다.

차량 내 사용

자전거

주요 기사:자전거 체인

체인 드라이브는 1885년에 도입된 두 개의 동일한 크기의 안전 자전거와 다이렉트 드라이브식 페니 파싱 또는 "하이 휠러" 유형의 자전거를 차별화하는 주요 특징이었다.체인 구동식 안전 자전거의 인기는 페니 파딩의 종말을 가져왔으며, 오늘날에도 여전히 자전거 디자인의 기본 특징이다.

자동차

1906 오스틴 평면도
1906 오스틴-상면도
1920년대 맥 트럭

많은 초기 차들이 체인 구동 시스템을 사용했는데, 이는 일반적인 조인트가 있는 견고한 호치키스 구동 시스템을 사용한 시스템인 시스템(Systéme Panhard)의 대안으로 널리 사용되었습니다.일반적인 설계는 차량 중앙 부근에 위치한 디퍼렌셜을 사용하는 것으로, 이 디퍼렌셜은 롤러 체인을 통해 구동력을 리어 액슬로 전달합니다.이 시스템은 리어 서스펜션 시스템과 관련된 수직 액슬 이동을 수용할 수 있는 비교적 단순한 설계를 가능하게 했습니다.또한 체인 구동은 호치키스 구동보다 리어 휠의 미끄럼 질량(구동축의 디퍼렌셜과 절반의 구동축이 미끄럼 질량의 원인이 됨)이 적기 때문에 리어 서스펜션의 효과가 더 뛰어나 승차감이 더 부드러워집니다.

프레이저 내쉬는 도그 클러치에 의해 선택된 기어당 하나의 체인을 사용하는 이 시스템의 강력한 지지자였다.Archibald Frazer-Nash와 Henry Ronald Godfrey가 GN Cyclecar Company를 위해 설계한 Frazer Nash 체인 드라이브 시스템은 매우 효과적이어서 매우 빠른 기어 선택이 가능했습니다.프레이저 내쉬(또는 GN) 변속기 시스템은 1920년대와 1930년대의 많은 "특별한" 경주용 자동차의 기초를 제공했습니다.마지막으로 인기 있었던 체인 드라이브 자동차는 1960년대의 [13]혼다 S600이었다.

대부분의 최신 피스톤 엔진은 롤러 체인("타이밍 체인"이라고 함)을 사용하여 캠축을 구동하여 이전의 푸시 로드 또는 톱니형 타이밍 벨트를 대체합니다.이 응용 프로그램의 경우 체인은 더 오래 지속되지만 윤활유를 도입할 수 있는 공간에 둘러 싸야 하기 때문에 종종 교체하기가 더 어렵습니다.

자동차나 경트럭의 트랜스퍼 케이스는 체인 드라이브가 사용되는 또 다른 응용 프로그램입니다.

오토바이

주요 기사:모터사이클 컴포넌트 »최종 구동

체인 구동 대 벨트 구동 또는 구동축 사용은 오토바이 설계에서 기본적인 설계 결정 사항입니다. 거의 모든 오토바이는 이 세 가지 설계 중 하나를 사용합니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ 기계 핸드북(1996), 페이지 2337–2361.
  2. ^ First Directory Ltd. "First Directory Ltd - 1st for business information". 1stdirectory.com. Archived from the original on 2007-11-27. Retrieved 2008-02-01. {{cite web}}: author=범용명(도움말)이 있습니다.
  3. ^ a b c 베르너 소델, 베르나르 폴리:고대 투석기, 사이언티픽 아메리칸, 제240권, 제3호(1979년 3월), 페이지 124-125
  4. ^ 니덤, 조셉(1986년).중국의 과학과 문명: 제4권, 제2부, 기계공학.동굴책 주식회사페이지 109.
  5. ^ 16세기에 레오나르도 다빈치는 최초의 쇠핀 접합 체인으로 보이는 것을 스케치했다.이러한 체인은 판과 핀으로만 구성되고 금속 부속품이 있기 때문에 래핑이 아닌 당기는 힘을 전달하도록 설계되었을 것입니다.그러나 다빈치의 스케치는 롤러 베어링을 보여준다.Tsubakimoto Chain Co., ed. (1997). The Complete Guide to Chain. Kogyo Chosaki Publishing Co., Ltd. p. 240. ISBN 0-9658932-0-0. p. 211. Retrieved 17 May 2006.
  6. ^ "Su Song's Clock".
  7. ^ 니덤, 조셉(1986년).중국의 과학과 문명: 제4권, 제2부, 기계공학.동굴책 주식회사페이지 111, 165, 456~457.
  8. ^ 니덤, 조셉(1986년).중국의 과학과 문명: 제4권, 물리와 물리기술, 제2부, 기계공학.타이베이: 케이브 북스, 445 & 448페이지, 469-471.
  9. ^ 이것은 체인에 피치 길이가 있고, 피치점에서만 구부릴 수 있기 때문입니다.Tsubakimoto Chain Co., ed. (1997). The Complete Guide to Chain. Kogyo Chosaki Publishing Co., Ltd. p. 240. ISBN 0-9658932-0-0. Retrieved 24 March 2020.
  10. ^ 2.2.1 현악동:체인과 스프로켓이 맞물리는 위치가 변동하고, 이 변동에 따라 체인이 진동하는 것을 알 수 있습니다.Tsubakimoto Chain Co., ed. (1997). The Complete Guide to Chain. Kogyo Chosaki Publishing Co., Ltd. p. 240. ISBN 0-9658932-0-0. Retrieved 24 March 2020.
  11. ^ 하지만 치아 벨트 시스템에서는 체인과 마찬가지로 원과 화음에 의해 화음 작용이 일어납니다.일반적으로 이 효과는 0.6% 미만이지만 풀리 중앙의 편향과 벨트 피치 또는 풀리 피치의 오차와 결합하면 2~3%에 이를 수 있다.Tsubakimoto Chain Co., ed. (1997). The Complete Guide to Chain. Kogyo Chosaki Publishing Co., Ltd. p. 240. ISBN 0-9658932-0-0. Retrieved 24 March 2020.
  12. ^ "Poly Chain GT Carbon Belts - Gates Corporation". gates.com.
  13. ^ "Honda Packs Big Ideas Into the Small S600". Petrolicious. Retrieved 16 November 2019.
  14. ^ M, Saif (August 17, 2021). "CHAIN DRIVES AND TYPES OF CHAINS". The Engineers post. Archived from the original on 2021-04-21.

참고 문헌

  • Oberg, Erik; Jones, Franklin D.; Horton, Holbrook L.; Ryffel, Henry H. (1996), Green, Robert E.; McCauley, Christopher J. (eds.), Machinery's Handbook (25th ed.), New York: Industrial Press, ISBN 978-0-8311-2575-2, OCLC 473691581.
  • 니덤, 조셉(1986년).중국의 과학과 문명: 제4권, 화학과 화학기술, 제2부, 기계공학.타이베이: 케이브 북스 주식회사.
  • 스클레이터, 닐(2011)."체인 및 벨트 장치 및 메커니즘"메커니즘 및 기계 장치 소스북.제5판뉴욕: 맥그로 힐. 페이지 262~277.ISBN 9780071704427.다양한 드라이브의 도면 및 설계.

외부 링크

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