In dit artikel wordt uitgelegd wat kettingwielen zijn en waarvoor ze worden gebruikt. U zult dus ontdekken hoe u de overbrengingsverhouding van kettingwielen kunt berekenen, de voor- en nadelen van dit type tandwielen en, ten slotte, hun toepassingen.
Wat zijn kettingtandwielen?
Kettingwielen zijn een soort tandwielen waarbij rotatiebewegingen worden overgebracht door een ketting. Dat wil zeggen, kettingwielen zijn twee tandwielen met evenwijdige assen die zich op een bepaalde afstand bevinden en verbonden zijn door een ketting.
Het mechanisme van een fiets werkt bijvoorbeeld met een kettingoverbrengingssysteem. Concreet dient het kettingoverbrengingsmechanisme van de fiets om de cirkelvormige beweging van de benen over te brengen op het achterwiel, dat de fiets naar voren beweegt.
Daarom is de bediening van kettingwielen eenvoudig; het betreft het overbrengen van de rotatiebeweging van het ene tandwiel naar het andere tandwiel door middel van een ketting, in plaats van het in elkaar grijpen van de twee tandwielen.
Wanneer het aangedreven kettingwiel draait, veroorzaakt dit beweging in de ketting, waardoor het aangedreven kettingwiel gaat draaien. Beide tandwielen draaien dus tegelijkertijd in dezelfde richting, hoewel ze normaal gesproken met een verschillende hoeksnelheid draaien.
Overbrengingsverhouding met ketting
De overbrengingsverhouding van het kettingwiel is de verhouding tussen het hoektoerental van de uitgaande as en het hoektoerental van de ingaande as. Daarom is de overbrengingsverhouding van kettingwielen gelijk aan de uitgangssnelheid gedeeld door de ingangssnelheid.
Op dezelfde manier kan de overbrengingsverhouding van een kettingaandrijfsysteem ook worden berekend door de diameter van elk wiel of het aantal tanden te kennen. Omdat de overbrengingsverhouding gelijk is aan de verhouding van de ingaande diameter tot de uitgaande diameter of, soortgelijk, aan de verhouding van het aantal tanden van het invoerwiel tot het aantal tanden van het uitgaande wiel.
Kort gezegd is de formule voor de overbrengingsverhouding van de kettingoverbrenging :
Goud:
-
is de overbrengingsverhouding.
-
is de hoeksnelheid van het invoerwiel.
-
is de hoeksnelheid van het uitgaande wiel.
-
is het aantal tanden van het ingaande tandwiel.
-
is het aantal tanden van het uitgaande tandwiel.
-
is de diameter van het invoerwiel.
-
is de diameter van het uitgangswiel.
Als we ten slotte de energieverliezen bij de overdracht van cirkelbewegingen verwaarlozen, is de overbrengingsverhouding ook gelijk aan het ingangsmoment (M 1 ) gedeeld door het uitgangsmoment (M 2 ).
Op basis van de waarde van de overbrengingsverhouding kunnen we afleiden om welk type kettingwielen het gaat:
- i>1 : Als de overbrengingsverhouding groter is dan 1, betekent dit dat de uitgangshoeksnelheid groter is dan de ingangshoeksnelheid. Daarom zijn het aantal tanden en de diameter van het uitgaande tandwiel kleiner dan het aantal tanden en de diameter van het invoertandwiel.
- i<1 : als de overbrengingsverhouding kleiner is dan 1, betekent dit dat het uitgangshoektoerental lager is dan het ingangshoektoerental. Daarom zijn het aantal tanden en de diameter van het uitgaande tandwiel groter dan het aantal tanden en de diameter van het invoertandwiel.
- i=1 : als de overbrengingsverhouding gelijk is aan 1, betekent dit dat de uitgaande hoeksnelheid gelijk is aan de ingangshoeksnelheid. Het aantal tanden en de diameter van de twee wielen zijn dus identiek.
Voor- en nadelen van kettingwielen
Voordelen van kettingtandwielen:
- Kettingwielen zijn erg handig voor het overbrengen van grote krachten, omdat er geen slip tussen de ketting en de tandwielen kan optreden.
- Ze maken het mogelijk om een rotatiebeweging tussen twee afzonderlijke wielen over te brengen.
- De ketting mag niet zo strak staan als de riemen, waardoor je minder pech krijgt.
- Vergeleken met andere soorten tandwielen hebben kettingtandwielen hogere mechanische prestaties.
Nadelen van kettingtandwielen :
- Kettingwielen maken meer geluid dan andere soorten tandwielen.
- Kettingoverbrengingen kunnen de draairichting niet omkeren.
- De assen van de kettingwielen moeten evenwijdig zijn.
- Het is een transmissiesysteem dat goede smering nodig heeft om goed te kunnen functioneren.
- Als het aangedreven tandwiel om wat voor reden dan ook stopt met draaien, stopt ook het aandrijftandwiel, wat schade kan veroorzaken.
- Kettingwielen zijn dure transmissiemechanismen in vergelijking met andere soorten tandwielen.