Что такое ременная трансмиссия

Ременная передача

Ременная передача — это передача механической энергии при помощи гибкого элемента (ремня) за счёт сил трения или сил зацепления (зубчатые ремни). Может иметь как постоянное так и переменное передаточное число (вариатор), валы которого могут быть с параллельными, пересекающимися и со скрещивающимися осями.

Состоит из ведущего и ведомого шкивов и ремня (одного или нескольких).

Недостатки (в сравнении с цепной передачей):
- большие габариты;
- малая несущая способность;
- проскальзывание (не относится к зубчатым ремням);
- малая долговечность.

Достоинства (в сравнении с цепной передачей):
- плавность работы;
- бесшумность;
- компенсация перегрузок;
- отсутствие в необходимости смазки;
- малая стоимость;
- легкий монтаж;
- возможность работы на высоких окружных скоростях;
- при выходе из строя, нет повреждений.

Зубчатые ремни включают в себя достоинства как ременных передач, так и цепных передач.

Содержание

Классификация

Способ передачи механической энергии:
- трением;
- зацеплением.

Вид ремней:
- плоские ремни;
- клиновые ремни;
- поликлиновые ремни;
- зубчатые ремни;
- ремни круглого сечения.

Основные характеристики

Мощности
- 0,3…50 кВт
- свыше 300 кВт редко — большие габариты
Скорости и передаточные отношения
- 5…30 м/с
- до 80…100 м/с — новые материалы и более совершенные конструкции
- перед. отнош. 4…5
- перед. отнош. до 10 (клиноременные, плоскоременные с натяжным роликом)
Области рационального применения
- высокие скорости и плавность работы
Межосевое расстояние
- угол обхвата на малом шкиве не меньше 150°
- оптимальное a_опт=2(d₁+d₂)
- в клиноременных a_min=0,55(d₁+d₂)+h

d₁ и d₂ — диаметры малого и большого шкивов соответственно
h — высота сечения ремня

Cм. также

Механическая передача
Ремень
Пассик

Литература

1. Под ред. Скороходова Е. А. Общетехнический справочник.. — М.: Машиностроение, 1982. — С. 416.

2. Гулиа Н. В., Клоков В. Г., Юрков С. А. Детали машин.. — М.: Издательский центр «Академия», 2004. — С. 416. — ISBN 5-7695-1384-5

3. Д.Н. Решетов Детали машин.. — 4-е, переработанное и дополненное. — М.: «Машиностроение», 1989. — С. 496. — ISBN 5-217-00335-9

Wikimedia Foundation . 2010 .

Фердинанд III
Мишо, Анри

Полезное

Смотреть что такое «Ременная передача» в других словарях:

РЕМЕННАЯ ПЕРЕДАЧА — механическая передача вращательного движения при помощи натянутого приводного ремня, перекинутого через шкивы, закрепленные на валах. Различают плоско , клино и круглоременные передачи, а также передачи с зубчатым ремнем … Большой Энциклопедический словарь

ременная передача — приводной ремень — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность Синонимы приводной ремень EN belt gearbelting … Справочник технического переводчика

ременная передача — diržinė perdava statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. belt transmission; beltdrive vok. Riemengetriebe, n; Riementrieb, n rus. ременная передача, f pranc. commande par courroife, f ryšiai: sinonimas – diržinė pavara … Automatikos terminų žodynas

РЕМЕННАЯ ПЕРЕДАЧА — один из самых древних видов силовой передачи, в котором используются приводные ремни и шкивы. Ее простейшая схема показана на рисунке: на станине закреплены два вала; они несут шкивы (в подшипниках), на которые натянут приводной ремень. Ремень… … Энциклопедия Кольера

РЕМЕННАЯ ПЕРЕДАЧА — служит для передачи вращат. движения при помощи шкивов, закрепл. на валах, и приводного ремня. Различают плоско , клино и круглоремённые передачи, а также передачи с зубчатым ремнём. Р. п. распространены в приводах с. х. машин, электрогенераторов … Большой энциклопедический политехнический словарь

ременная передача — belt mechanism Механизм, в котором преобразование движения происходит посредством контакта ремня со шкивом. Шифр IFToMM: Раздел: СТРУКТУРА МЕХАНИЗМОВ … Теория механизмов и машин

синхронная ременная передача — Передача, состоящая из синхронного ремня и не менее двух синхронных шкивов; мощность или вращение передаются посредством зацепления зубьев ремня с зубьями шкивов [ГОСТ 28500 90 (ИСО 5288 82)] EN synchronous belt drive A system composed of a… … Справочник технического переводчика

передача — и; ж. 1. к Передать передавать. П. приказа. П. телефонограммы. П. знаний и опыта. П. оперы по радио, по телевидению. П. эстафетной палочки. П. мысли на расстояние. П. земли в собственность. Получить мяч с передачи защитника. 2. Та или иная… … Энциклопедический словарь

Передача — [transfer; gearing; transmission] механизм для передачи движения, как правило, с преобразованием скорости и соответствующим изменением вращающего момента. При помощи передачи решаются следующие задачи: понижение (реже повышение) скорости… … Энциклопедический словарь по металлургии

передача — и; ж. см. тж. передачка, передаточный 1) к передать передавать. Переда/ча приказа. Переда/ча телефонограммы … Словарь многих выражений

Ременная передача на велосипеде и ее особенности

Велосипед с ременной передачей – необычный транспорт. Он получил название Gearbox Bike, что в переводе означает «коробка передач байка». В последнее время популярность Gearbox Bike растет, и вместе с тем увеличиваются их продажи.

Прежде, чем выбрать именно такой велосипед, лучше узнать о нем немного больше. О его преимуществе пред байком с цепным приводом. Также не помешает изучить недостатки и конструктивные особенности этого вида транспорта.

Велосипед с ременной передачей – что это?

Байки, имеющие в оснащении ременную передачу, на вид обычные велосипеды. Отличает их собственно наличие ремня, который заменяет цепь. Но такая замена ведет к некоторым изменениям в конструкции байка и функциональности езды транспорта.

Он не оснащен «петухом» — регулировочным натяжным роликом. Достаточно уязвимая деталь, расположенная близко к дорожному покрытию. Классический вид переключения передач не подходит к этим велосипедам.

Конструктивные особенности ременного привода

Поставить систему с ременной передачей на обыкновенную раму очень сложно. Даже в случае решения замены рамы, нужно внести и другие перемены. Необходима установка втулки (планетарной) на заднее колесо. Впереди надо поменять тросы, а также штифты. Если нравится ременная передача, все же проще приобрести с ней новый велосипед.

Коробка передач включает от 7 до 9 пар шестеренок. Байк с девятью парами равнозначен транспорту, имеющему цепной привод с системой 24/36, а также кассету 11/34. Конструкция коробки представляет из себя три вала. Первый принимает крутящий момент, после – передает на второй.

Задача вторичного – переключение скоростей. Состоит из подвижной муфты. Когда она двигается, происходит сцепление шлицов. Третий вал содержит шестеренку зубчатого ремня. Так как второй вал не несет дополнительной нагрузки, данная конструкция считается долговечной, а также надежной.

После изучения конструктивных особенностей может сложиться мнение, что велосипеды с ремнем тяжелее, чем с цепью. Ведь количество и толщина шестеренок больше. Но цепь намного тяжелее. К тому же классическая модель оснащена двумя переключателями, один из которых (задний) имеет немалый вес. Поэтому заявление производителей о том, что вес велосипедов с различными видами передач приблизительно одинаков, не лишено смысла.

Преимущества

Главные преимущества ременной передачи:

Долговечность. На ремне нет трущихся частей, он не ржавеет и не стягивается. Материал – композит – прочный и надежный. Время службы ремня превышает срок использования цепи в несколько раз.
Деталь не нуждается в постоянном обслуживании. Например, в смазывании. Соответственно грязи и потраченных на содержание финансов меньше.
Простой уход – ремень достаточно помыть водой.
Малый вес. Материал изготовления ремня намного легче металла, из которого сделана цепь.
Бесшумность езды, а также плавность хода.
Велосипед с ременной передачей хорош для круглогодичной езды, когда владельцы байка с цепью иногда не рискуют выезжать в снег.
Клиренс (дорожный просвет) больше. Повышается проходимость.
Легче двигаться вверх. Этому способствует отсутствие инерции, которая создавалась массой цепи.
Планетарная втулка, которую устанавливают вместе с ремнем и звездой, надежнее кассеты.
Красивый внешний вид, сборка. Некоторым велолюбителям больше по душе дизайн именно этих велосипедов.

Недостатки

В использовании ременной передачи существует несколько недостатков:

Для соревнований и агрессивной езды такой транспорт не подойдет.
Цена байка с ременной передачей выше, чем с цепной. Но разница может компенсироваться за счет экономии смазочных материалов, высоком сроке службы, а значит затратах на ремонт.
Нестандартные детали, а также инструменты. При поломке на ходу ремонт осложняется. Тем более, что не во всех мастерских пока смогут помочь.
Неспособность к размыканию, которая существует у цепи. Чтобы установить или заменить деталь, возникает необходимость в особой раме.
Требуется хорошая натянутость ремня, который невозможно пропустить через обыкновенную спортсистему. Значит или велосипед с одной передачей, или втулочная система переключения. В последнем варианте байк чуть тяжелее.
Прибавка к весу за счет веса втулки. А увеличение массы заднего колеса дает знать о себе при езде.

Что лучше – цепная или ременная передача?

Ременная передача в велосипедах отлично подойдет:

любителям инноваций;
пользователем городских и парковых дорог;
велосипедистам, которым не нужно участвовать в велогонках и использовать стиль агрессивной езды.

Спор насчет того, какая передача лучше – цепная или ременная, идет постоянно. Судя по отзывам, небольшое преимущество одерживает байк с ремнем. Но оно объясняется нежеланием слишком сильно загонять велосипед на гонках, любовью покататься в тишине. Любители чистоты также склоняются к ременной передаче.

А вот многие мужчины, которые любят велоспорт, пока не готовы променять цепь на ремень. Поэтому однозначного ответа на вопрос «что лучше?» нет.

Велосипеды, имеющие в оснащении ременной привод, постепенно завоевывают все большую популярность. Происходит вытеснение обычных байков. Как говорится, «медленно, но верно». И не удивительно – ремень надежнее, крепче обыкновенной велосипедной цепи. Такому байку не страшны бездорожье и грязь.

Все о велосипедах

Рассказываем обо всем, что связано с велосипедами

Преимущества и недостатки ременной передачи: определяемся с выбором

Преимущества и недостатки ременной системы

Когда дело доходит до электронных велосипедов, существует два основных вида приводных систем: ременные и цепные приводы. Какой из них лучше, и каковы плюсы и минусы каждого из них? Какой из них вам больше подходит?

Цепи дешевле, легче заменяются и более эффективны при низкой выходной мощности. Однако они также требуют большего обслуживания и быстрее изнашиваются. С другой стороны, ременные передачи стоят дороже и их труднее заменить. Однако они более тихие и не требуют технического обслуживания.

Что такое ременная передача?

Велосипед с ременным приводом использует непрерывный зубчатый ремень, изготовленный из эластичных синтетических материалов, таких как нейлон и углеродное волокно. Ремень приводит в движение две пластины по прямой линии с одним передним кольцом цепи и одним задним зубцом. Эти пластины обычно изготавливаются из металлических сплавов, таких как нержавеющая сталь, которые повышают долговечность системы.

Для переключения передач эти велосипеды используют ступицу внутренней передачи в стиле коробки передач, по сравнению с несколькими кольцами цепи и зубьями на стандартной цепной передаче.

У этих центров есть два явных преимущества. Во-первых, они требуют гораздо меньшего обслуживания, поскольку движущиеся части защищены от элементов внутри ступицы. Во-вторых, они позволяют переключаться между передачами во время остановки, что является огромным преимуществом для городского велоспорта.

При сочетании синтетического ремня и внутренней передачи с цепным кольцом и зубчатым колесом из нержавеющей стали получается исключительно прочная система, практически не требующая технического обслуживания по отношению к цепным приводам.

По таким причинам, как чистота, долговечность, низкие эксплуатационные расходы и функциональность, легко понять, почему эти системы становятся все более популярными.

Далее мы рассмотрим вышеупомянутые преимущества ременных приводов, а также некоторые заметные недостатки, связанные в настоящее время с этой технологией.

Конструктивные особенности ременной передачи

Велосипед с ременным приводом использует нейлоновый зубчатый синхронный ремень, усиленный шнурами из углеродного волокна, для привода заднего колеса. Ремень используется вместо традиционной велосипедной цепи. Ремни соединены с прочными зубьями из нержавеющей стали и кольцами из сплава. В результате получается невероятно прочная, чистая и долговечная система привода, которая требует очень небольшого технического обслуживания. Это та же технология ремня, которая используется в мотоциклах с ременным приводом и двигателях для автогонок.

Чтобы подытожить особенности конструкции, следует рассмотреть преимущества и недостатки ременной передачи.

Преимущества

Легкие. Как упоминалось выше, ремни изготавливаются из легких синтетических материалов, обычно армированных сверхлегким и прочным углеродным волокном. Они также используют один зубец и цепное кольцо, что также экономит вес. Однако внутренние ступицы передач тяжелее, чем переключатели. Когда вы путешествуете на велосипеде, вам не нужно будет носить с собой смазку, обезжириватель, цепной инструмент и запасные звенья для ремонта и технического обслуживания
Простота в обслуживании – ременные приводы не требуют смазки или регулировки. Это уменьшает адгезию грязи, существенно устраняя необходимость в регулярной очистке. Для поддержания идеальной работы достаточно быстрой протирки для удаления грязи и пыли. Внутренняя передача означает, что эти компоненты защищены кожухом.
Чистые. Потому что нет смазки, они чище. Меньше масляных следов на руках, одежде или ногах
Долговечные детали. В среднем ременные передачи служат в четыре раза дольше, чем цепные, прежде чем их потребуется заменить (20 000 против 5000 миль). Кроме того, меньше движущихся частей, а это означает, что меньше вещей, которые могут пойти не так. Это потенциально экономит ваши деньги в долгосрочной перспективе
Тихо. Они намного тише цепей, потому что нет трения металла о металл. Ременные передачи также не скрипят из-за отсутствия технического обслуживания
Переключение передач при остановке. Внутренние ступицы передач позволяют переключаться между передачами без педалирования, чтобы сделать переключение, как в традиционном цепном приводе

Недостатки

Основные недостатки ременной передачи:

Дорогие изначально ременные приводы по – прежнему являются довольно нишевыми продуктами. Процент велосипедов, построенных для ременных приводов, все еще довольно низок, и они требуют более сложных и дорогих компонентов. Низкий спрос означает более низкое предложение, следовательно, более высокую стоимость для потребителя
Ограниченная совместимость в трансмиссиях и рамах. Они не совместимы с переключателями. Они должны использоваться в качестве односкоростных велосипедов с зубчатой коробкой передач или внутренней ступицей шестерни. Аналогичным образом, производители должны изготавливать рамы для ременных приводов. Они делают это, добавляя раскол в заднем треугольнике. Это связано с тем, что ремень является одним сплошным куском и не может быть разделен для установки, как цепь.
Ограниченный размер шин или обода. Поскольку ремни шире цепей, вы можете столкнуться с проблемами с зазором, если хотите добавить более широкие диски или шины на свой велосипед.
Новые детали стоят очень дорого. Новый ремень может стоить до 100 долларов, по сравнению с цепью, которая должна стоить около 10 долларов. Новая система ременной передачи также стоит значительно дороже, чем полностью новая цепная трансмиссия. Тем не менее, ременный привод прослужит гораздо дольше, что потенциально компенсирует дополнительные затраты
Запчасти трудно найти. Многие небольшие велосипедные магазины не обслуживают ременные приводы и не перевозят запасные части. Это особенно актуально в развивающихся странах, что может привести к тому, что велосипедный тур будет прерван из-за невозможности получить детали для починки велосипеда в случае повреждения
Ограниченные системы зубчато – цепных приводов имеют возможность предлагать более широкий диапазон передач, чем альтернативные ременные приводы. Это ограничение дальности передачи снижает их эффективность в горной местности

Что лучше цепная или ременная передача?

Для того, чтобы понять, какую систему выбрать: цепную или ременную передачу, следует еще внимательно оценить не только ременные передачи преимущества и недостатки, но и плюсы и минусы цепной передачи.

Они дешевле: цепные приводы, как правило, дешевле, чем менее распространенные ременные приводы.
Они распространены и их легко найти: если вам нужно заменить цепь, вы можете найти новую цепь в интернете или в местном магазине велосипедов. Если вам нужно заменить ременный привод, вам будет труднее его найти.
Совместимость с большинством велосипедов: Цепи совместимы с большинством велосипедов, независимо от типа двигателя или рамы, однако некоторые велосипеды требуют специальной более прочной цепи. С другой стороны, ремни не совместимы с некоторыми велосипедами. Например, ремни не совместимы с переключателями передач.
Вы можете разобрать их на части: поскольку цепи состоят из многих частей, их легко разобрать. С другой стороны, невозможно разобрать ременную передачу, поэтому вам придется разобрать раму вместо того, чтобы снимать ее или заменять.
Вы можете починить сломанную цепь: если цепь оборвется, вы всегда сможете ее починить. Ременная передача поставляется в целости и сохранности, поэтому она будет повреждена навсегда, если ремень защелкнется.

Они могут ржаветь: ременные приводы не ржавеют, как цепи, что делает более проблематичной езду на велосипеде под дождем или парковку на улице.
Они изнашиваются быстрее: цепи просто не так прочны, как ремни.
Они могут быть громкими: цепи производят больше шума, чем ремни, из-за материала цепей и множества задействованных деталей. Они могут пищать и издавать другие раздражающие звуки.
Они требуют большего обслуживания: Цепи требуют гораздо большего обслуживания. Вы должны часто чистить их и наносить влажную или сухую смазку, чтобы они продолжали работать гладко. Вы также должны проверить, нет ли ржавчины, и убедиться, что цепь не изношена.

Выбор ремня зависит от необходимых условий и стоимости оборудования.

Дальнейшая эволюция трансмиссии велосипеда. Чем заменить привычную цепь?

Велосипед у большинства людей ассоциируется с цепным приводом от педалей на колесо. Но прогресс не стоит на месте, и появляются новые варианты трансмиссии велосипеда.

В статье рассмотрим перспективные альтернативы цепному приводу велосипеда.

Первые серийные велосипеды имели прямой привод с педалей на большое переднее колесо, а затем, более чем на сто лет, цепь стала основой трансмиссии велосипеда.

Широкое распространение цепей просто объяснить, ее плюсы очевидны:

Дешевизна
Высокий КПД и нагрузочная способность
Возможность использовать цепь с несколькими звездами

Есть конечно и недостатки — цепь растягивается и изнашивается, за ней нужно следить и смазывать, и её нужно периодически менять.

Содержание

1. Ременный привод
2. Вальный привод
3. Гидравлическая трансмиссия
4. Трансмиссия DrivEn
5. Электропривод
Заключение

1. Ременный привод

Первое, что приходит на ум, когда думаешь о альтернативе цепи — это, конечно, зубчатый ремень. А как же прочность? — Современные карбоновые зубчатые ремни сравнимы по прочности со стальной цепью.

При применении ремня, сразу возникает существенное отличие ремня от цепи — ремень замкнут. И что бы его установить на велосипед, рама должна иметь возможность размыкаться в заднем треугольнике.

И, если речь идет многоскоростном велосипеде, то с ремнем возможно использование только планетарных втулок с внутренним переключением передач. Что нивелирует преимущество ремня по весу в сравнении с цепью.

Плюсы ременной передачи:

Ремень не ржавеет и не требует смазки
Ремень меньше шумит и имеет большую долговечность

и сейчас появляется всё больше серийных городских велосипедов, оснащенных ременным приводом.

2. Вальный привод

Вальный привод (shaft drive) — вариант трансмиссии, где крутящий момент от педалей передает вал.

На первый взгляд, такая трансмиссия надежна, с большим сроком службы и не имеет открытых элементов.

Но, эта передача имеет в своем составе две конические передачи, для смены направления передачи крутящего момента, а это сильно сказывается на КПД и массе такой трансмиссии.

Что бы получить возможность переключать передачи, нужно устанавливать дорогую и тяжелую планетарную втулку.

Широкого распространения такой привод не получил. Но у него есть резервы при применении современных композитных материалов.

3. Гидравлическая трансмиссия

Принцип работы — передача крутящего момента с помощью насоса и рабочей жидкости. Идея не нова, гидравлический привод часто используют в технике и дорожных машинах.

Плюсы по сравнению цепью:

Высокий передаваемый момент и бесшумность
Замкнутая система, не нужен уход

Недостатки такого технического решения все же перевешивают:

Низкий КПД
Большая масса и сложность конструктива
Опасность разрыва гидравлической магистрали и потеря хода при этом

Такая трансмиссия относится больше к экзотичным, однако, есть серийные велосипеды с гидравлическим приводом.

Например, городской велосипед от OYO Bike. Но, там насос помогает вращать электродвигатель мощностью 250 Вт.

4. Трансмиссия DrivEn

Компанией CeramicSpeed в 2018 году на выставке Eurobike была предоставлена разработка революционной велосипедной трансмиссии DrivEn. КПД системы уже довели до 99%!

Керамические подшипники, карбоновый вал и электронное переключение передач — будущее уже здесь!

Осталось только выяснить, насколько такое решение будет стойким к пыли и грязи с дорог.

Передачи переключаются электромеханическим актуатором с беспроводного пульта на руле.

Принцип работы DrivEn хорошо виден на видео от разработчика:

5. Электропривод

Трансмиссия в прямом смысле тут отсутствует. Электрическое мотор-колесо прямого привода преобразует электрическую энергию во вращение колеса.

На велосипед с мотор-колесом можно не ставить трансмиссию, а кататься в режиме электроскутера.

Пока такие решения тяжелы и дороги, но будущее велосипеда за внедрением электротяги.

Заключение

«Изобретать велосипед» не перестанут никогда, очень плотно он вошел в быт человечества. По-моему мнению, будущее развитие велосипеда будет сопровождаться активным внедрением электромоторов для поддержки педалирования.

Тренды развития моторов для электровелосипедов:

Перенос моторов в центральную часть велосипеда
Уменьшение массы мотора
Переход на новые типы аккумуляторов

О плюсах и минусах центральных моторов для электровелосипедов я уже писал.

Обзор самого мощного серийного центрального мотора Bafang G510 ultra.

А что же трансмиссия? — Как мне кажется, велосипедная цепь еще долго будет оставаться основным средством передачи крутящего момента от педалей на колесо. Но вот материалы для ее изготовления будут меняться. Возможно, скоро появятся цепи из полимерных материалов с высокой износостойкостью.

Велосипеды без цепи: популярные технологии, их преимущества и недостатки

Идея заново изобрести велосипед, создав модель без классического цепного привода, не покидала инженеров с конца XIX века. Большинству проектов не суждено было продвинуться дальше прототипов, но ряд конструкторских идей сумел заслужить право на жизнь, выйдя на массовое производство. Сегодня на рынке существует несколько классов бесцепных велосипедов, способных полноценно конкурировать с традиционными моделями.

Велосипеды с вальной передачей

Изобретение вальной передачи – первая успешная попытка заменить цепной привод. К идее передавать крутящий момент через прямой вал с двумя зубчатыми передачами инженеры пришли еще в конце XIX века. Но это были односкоростные велосипеды, которые не смогли конкурировать с классическими цепными моделями.

Многоскоростные велосипеды с прямым валом начали создавать уже в наше время. Сегодня на рынке доступен пусть и ограниченный, но стабильный сегмент велосипедов с таким приводом, имеющий своих почитателей. Данные модели присутствуют в линейках таких крупных велобрендов как Sturmey-Archer, Shimano, SRAM.

Объективно о преимуществах

В чем прямой вал объективно выигрывает у цепи, и за что почитатели таких байков готовы выкладывать немалые суммы?

Велосипед с прямым валом – более практичен и безопасен в эксплуатации. Здесь нет открытых механизмов и можно не переживать, что одежда попадет в цепной механизм или будет запачкана в масле. Это удобно в первую очередь для людей, использующих велосипед в качестве ситибайка: для езды на работу, прогулок в городе и пр.

Высокая надежность и безотказность системы – также немаловажные преимущества моделей с вальной передачей. Компонентов трансмиссии здесь существенно меньше, и все они скрыты внутри корпуса. Таким образом, детали не подвержены воздействию воды, грязи и пыли; их не нужно чистить, смазывать и периодически подстраивать систему переключения скоростей как в обычных велосипедах. С такими велосипедами исключается вероятность срыва цепи со звездочек, и отпадает необходимость в ее замене по мере износа.

Использование прямого вала с коническими шестернями позволяет уменьшить коэффициент трения на механизмах, это отражается на высоком КПД и, как следствие, надлежащей эффективности педалирования. Отсутствие передней звезды обеспечивает увеличенный просвет между рамой и дорогой, что сказывается на улучшенной проходимости велосипеда, особенно в условиях города, где много бордюров.

О достоинствах планетарных втулок

Велосипеды с прямым валом имею систему планетарного переключения скоростей. При таком конструкторском решении все звездочки и другие компоненты трансмиссии находятся внутри задней втулки. Планетарные втулки обеспечивают широкий ряд практических преимуществ, о которых уместно поговорить отдельно.

Такие системы переключения надежны, долговечны и нетребовательны к обслуживанию благодаря своей закрытой конструкции, защищающей механизмы от грязи, воды и пыли. Велосипеды с планетарными втулками особенно удобны для городского движения, т.к. переключать скорости можно на месте, что актуально при постоянных остановках на светофорах и в пробках. Втулка с планетарным механизмом обеспечивает четкое и мягкое переключение передач, эффективный старт с места и плавный разгон.

Недостатки велосипедов с вальной передачей

Прежде всего – это их цена. Она объясняется высокой себестоимостью моделей и отсутствием массового производства. Но велосипед с вальной передачей – это хоть и дорогая, но, бесспорно, выгодная инвестиция, которая позволит в дальнейшем очень долго использовать байк без лишней головной боли связанной с техническим обслуживанием.

Велосипеды с прямым приводом критикуют за более жесткий ход, чем у цепных моделей. Подобное мнение не лишено оснований, но этот недостаток не ощущается при езде на хорошей и ровной дороге. Бесцепные велосипеды надежны и долговечны, но, как и любая другая техника, они не застрахованы от возможных поломок. Ремонт в этом случае будет на порядок сложнее и дороже или же окажется невозможен.

Велосипеды с ременным приводом

Модели с ременной передачей являются наиболее состоятельной альтернативой велосипедам с цепью. Сегодня такие байки присутствуют в ассортименте каждого крупного велобренда. Их спрос неуклонно растет последние 10 лет, с того момента как Gates Corporation – американская компания по производству передаточных ремней – представила свой революционный концепт Carbon Drive System, позволивший по-новому взглянуть на возможности ременной трансмиссии.

В конструктивном плане такая трансмиссия выглядит без лишних сложностей. Вместо цепи используют гибкий ремень с зубьями на внутренней поверхности. Передняя и задняя звездочка заменена двумя шкивами с отверстиями, через которые выдавливается грязь, налипающая на ленту. Ремень всегда остается в одной плоскости, и не перекидывается при смене передач. Переключение скоростей производится при помощи планетарной втулки, о которой мы уже успели рассказать выше.

Насколько надежная ременная трансмиссия?

Это первый вопрос, которым задаются, когда речь заходит о ременных передачах. Опасения что ремень порвется, будет прокручиваться при силовом педалировании и со временем растянется – невольно возникают у большинства людей, первый раз сталкивающихся с подобной технологией.

В качестве аргумента свидетельствующего о незаурядной надежности синхронных ремней Gates, чью технологию сегодня в той или иной степени копируют все производители, достаточно упомянуть тот факт, что их успешно используют для мотоциклов, лент транспортеров, двигателей гоночных авто и другой техники, где механические нагрузки несопоставимо выше, чем в велоприводе.

Приводные ремни изготавливают из гибкого полимера на тканевом армирующем каркасе. Лента имеет слоеную структуру с прослойками из углеродных волокон (карбона), благодаря которым она не растягивается и демонстрирует феноменальную приспособленность к большим динамическим нагрузкам. Поверхность зубцов покрыта синтетическими полиамидами для защиты от преждевременного износа.

Объективно о преимуществах ременной трансмиссии

В сравнении с обычной цепью ременная передача обладает довольно внушительным перечнем достоинств. Она создает меньше шума – работает тихо, без скрежета и лязганий металла, а нижнее перо не пачкается и не повреждается железной цепью. Ремень ощутимо легче – это значимый аргумент, прежде всего, для приверженцев скоростного катания, которые не пренебрегают малейшей возможностью облегчить свой велосипед.

Обслуживание ременной трансмиссии сводится только к периодическому ополаскиванию водой, и в отличие от цепи ее не нужно смазывать. Сам ремень не подвержен коррозии и максимально практичен в повседневном использовании – не пачкает, не зажевывает и не рвет одежду.

При всей своей технологичности ремень все же подвержен износу прежде всего из-за стирания зубцов на внутренней поверхности ленты. Но опыт использования таких велосипедов показывает, что эксплуатационный ресурс ленты выше; в среднем она служит в два раза дольше, чем цепь. КПД ленточной трансмиссии при этом не уступает цепному приводу. В дополнение к перечисленным достоинствам, велосипедисту доступны все преимущества планетарной втулки – ее эксплуатационная неприхотливость, возможность переключения передач с места, отзывчивое и точное управление скоростями.

Недостатки ременной передачи

Велосипедный ремень является неразъемным. Поэтому конструкция велорамы должна предусматривать возможность разъединения пера для продевания ремня во время его установки. Наличие разъемного узла на раме, причем в месте, испытывающем большие нагрузки, по мнению некоторых скептиков, является существенным недостатком, негативно сказывающимся как на надежности самой рамы, так и на качестве наката. Сам же ремень поменять намного проще, чем цепь, поскольку нет необходимости в его расклепывании и пачкании рук в масле.

Для эффективной работы трансмиссии нужен ремень строго определенной длины. В отличие от цепи укоротить и самостоятельно подогнать его под свой велосипед не получится. Чтобы гарантированно избежать проблем с размером ремня и получать удовольствие от эффективной работы трансмиссии, его следует заказывать у производителя велосипеда. Очевидно, что владельцы такой техники становятся заложником проблем с запчастями.

В сравнении с цепью лента работает при гораздо большем натяжении. Это нужно для того, чтобы она не проскальзывала на шкивах и обеспечивала надлежащую передаточную способность. Высокое натяжение может увеличивать нагрузки на подшипники, снижая таким образом срок их службы.

Как продлить жизнь велосипедного ремня?

Ремень намного практичней обычной цепи. Его не нужно смазывать, оберегать от коррозии и он намного легче очищается от загрязнений. Но бесцепной привод в большей степени уязвим перед неправильной эксплуатацией, поэтому важно помнить о некоторых моментах, которые продлят жизнь ременной трансмиссии.

Ремень должен лежать в прямой плоскости, т.е. передний и задний шкивы должны быть хорошо выровнены и находиться строго напротив друг друга. Перекос ленты значительно ускоряет износ зубьев на ее внутренней поверхности и приводит к ухудшению работы трансмиссии, несмотря на то, что сам ремень продолжает передавать крутящий момент на колесо.

Распространенная причина преждевременного выхода ремня из строя – его загрязнение смазкой. Особенно уязвимыми являются торцы: попадание масла на эти места может вызвать расслоение ленты и ее преждевременный разрыв.

Вопреки заверениям скептиков, современные ремни не разрушаются от температурных перепадов и не меняют своих механических характеристик как при критически высоких, так и критически низких температурах. Но они уязвимы перед нежелательными механическими воздействиями – такие ремни нельзя сминать, завязывать в узел, натягивать на звезды-шкивы с помощью металлических инструментов.

Перспективные концепты бесцепных велосипедов

Среди наиболее значимых разработок последнего времени особым образом выделяется бесцепная трансмиссия велосипеда Driven, который в 2018 году представили инженеры датской компании CeramicSpeed.

На первый взгляд их концепт похож на велосипед с обычной вальной передачей. Но при более внимательном рассмотрении можно увидеть ряд принципиально новых конструкторских решений, которые позволяют на целых 49% снизить коэффициент трения в сравнении с обычной цепной трансмиссией.

Вместо цепи в этом велосипеде используют регулируемый вал – переключение скоростей происходит за счет изменения его длины. Классические зубчатые передачи на концах вала заменены на оригинальные подшипниковые механизмы. Они передают крутящий момент с минимальным трением и высокой энергоэффективностью.

В велосипеде имеется 13 передач, но потенциально их может быть намного больше благодаря узкой конструкции зубчатой кассеты. За счет ограниченного набора компонентов и отсутствия широкой задней кассеты трансмиссия имеет минимальный вес и в меньшей степени подвержена загрязнениям.

Из всех существующих концептов – это наиболее перспективная технология, которая с большой долей вероятности выйдет на массовый рынок.

Детали машин

Ременные передачи

Общие сведения о ременных передачах

Ременные передачи относятся к передачам трением (фрикционным), у которых передача мощности осуществляется за счет сил трения, возникающих между ведущим, ведомым и промежуточным звеном – упругим ремнем (гибкой связью) .
Ведущее и ведомое звено обычно называют шкивами. Этот тип передач обычно применяется для соединения валов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга.

Для нормальной работы ременной передачи необходимо предварительное натяжение ремня, которое может осуществляться за счет перемещения одного из шкивов, за счет натяжных роликов или установки двигателя (механизма) на качающейся плите.

Классификация ременных передач

Ременные передачи классифицируют по различным признакам — по форме поперечного сечения ремня, по взаимному расположению валов и ремня, по количеству и виду шкивов, по количеству охватываемых ремнем шкивов, по способу регулировки натяжения ремня (с вспомогательным роликом или с подвижными шкивами).

1. По форме поперечного сечения ремня различают следующие виды ременных передач:

плоскоременные (поперечное сечение ремня имеет форму плоского вытянутого прямоугольника, рис. 1а) ;
клиноременные (поперечное сечение ремня в форме трапеции, рис. 1б) ;
поликлиноременные (ремень снаружи имеет плоскую поверхность, а внутренняя, взаимодействующая со шкивами, поверхность ремня снабжена продольными гребнями, выполненными в поперечном сечении в форме трапеции, рис. 1г) ;
круглоременные (поперечное сечение ремня имеет круглую или овальную форму, рис. 1в) ;
зубчатоременные (внутренняя, контактирующая со шкивами, поверхность плоского ремня снабжена поперечными выступами, входящими в процессе работы передачи в соответствующие впадины шкивов, фото ниже) .

Наибольшее применение в машиностроении имеют клиновые и поликлиновые ремни. Передачу круглым резиновым ремнем (диаметром 3…12 мм) применяют в приводах малой мощности (настольные станки, приборы, бытовые машины и т. п.) .

Разновидностью ременной передачи является зубчатоременная, в которой передача мощности осуществляется зубчатым ремнем путем зацепления зубцов ремня с выступами на шкивах. Этот тип передач является промежуточным между передачами зацеплением и передачами трением. Зубчатоременная передача не требует значительного предварительного натяжения ремня и не имеет такого недостатка, как скольжение ремня, которое присуще всем прочим ременным передачам.

Клиноременную передачу в основном применяют как открытую. Клиноременные передачи обладают большей тяговой способностью, требуют меньшего натяжения, благодаря чему меньше нагружают опоры валов, допускают меньшие углы обхвата, что позволяет применять их при больших передаточных отношениях и малому расстоянию между шкивами.

Клиновые и поликлиновые ремни выполняют бесконечными и прорезиненными. Нагрузку несет корд или сложенная в несколько слоев ткань.

Клиновые ремни выпускают трех видов: нормального сечения, узкие и широкие. Широкие ремни применяются в вариаторах.

Поликлиновые ремни – плоские ремни с высокопрочным кордом и внутренними продольными клиньями, входящими в канавки на шкивах. Они более гибкие, чем клиновые, лучше обеспечивают постоянство передаточного числа.

Плоские ремни обладают большой гибкостью, но требуют значительного предварительного натяжения ремня. Кроме того, плоский ремень не так устойчив на шкиве, как клиновый или поликлиновый.

2. По взаимному расположению валов и ремня:

с параллельными геометрическими осями валов и ремнем, охватывающим шкивы в одном направлении – открытая передача (шкивы вращаются в одном направлении, рис. 2а) ;
с параллельными валами и ремнем, охватывающим шкивы в противоположных направлениях – перекрестная передача (шкивы вращаются во встречных направлениях, рис. 2б) ;
оси валов перекрещиваются под некоторым углом (чаще всего 90°, рис. 2в) – полуперекрестная передача ;
валы передачи пересекаются, при этом изменение направления потока передаваемой мощности осуществляется посредством промежуточного шкива или ролика — угловая передача (рис. 2г) .

3. По числу и виду шкивов, применяемых в передаче: с одношкивными валами; с двушкивным валом, один из шкивов которого холостой; с валами, несущими ступенчатые шкивы для изменения передаточного числа (для ступенчатой регулировки скорости ведомого вала).

4. По количеству валов, охватываемых одним ремнем: двухвальная, трех-, четырех- и многовальная передача.

5. По наличию вспомогательных роликов: без вспомогательных роликов, с натяжными роликами (рис. 2д) ; с направляющими роликами (рис. 2г) .

Достоинства ременных передач

К достоинствам ременных передач относятся следующие их свойства:

Простота конструкции, малая стоимость изготовления и эксплуатации.
Возможность передачи мощности на значительное расстояние.
Возможность работы с высокими частотами вращения.
Плавность и малый шум в работе вследствие эластичности ремня.
Смягчение вибрации и толчков благодаря упругости ремня.
Предохранение механизмов от перегрузок и ударов за счет возможности ремня проскальзывать (к передачам с зубчатым ремнем это свойство не относится) .
Электроизолирующая способность ремня используется для предохранения ведомой части машин с электроприводом от появления опасных напряжений и токов.

Недостатки ременных передач

Основные недостатки ременных передач:

Большие габаритные размеры (в особенности при передаче значительных мощностей) .
Малая долговечность ремня, особенно в быстроходных передачах.
Большая нагрузка на валы и подшипники опор из-за натяжения ремня (этот недостаток менее выражен у зубчатоременных передач) .
Необходимость применения устройств натяжения ремня, усложняющих конструкцию передачи.
Чувствительность нагрузочной способности к загрязнению звеньев и влажности воздуха.
Непостоянное передаточное число вследствие неизбежного упругого скольжения ремня.

Область применения ременных передач

Ременные передачи применяют в большинстве случаев для передачи движения от электродвигателя или двигателя внутреннего сгорания, когда по конструктивным соображениям межосевое расстояние должно быть достаточно большим, а передаточное число может быть не строго постоянным (конвейеры, приводы станков, дорожных и сельскохозяйственных машин и т. п.) . Передачи зубчатым ремнем можно применять и в приводах, требующих постоянного значения передаточного числа.

Мощность, передаваемая ременной передачей, обычно до 50 кВт, но может достигать 2000 кВт и даже более. Скорость ремня v = 5…50 м/сек, а в высокоскоростных передачах – до 100 м/сек и выше.

После зубчатой передачи ременная – наиболее распространенная из всех механических передач. Часто она используется в сочетании с другими типами передач.

Геометрические и кинематические соотношения ременных передач

Межосевое расстояние a ременной передачи определяет в основном конструкция привода машины. Рекомендуемые значения межосевого расстояния (см. рис. 3) :

— для плоскоременных передач:

— для клиноременных и поликлиноременных передач:

где:
d₁ , d₂ – диаметры ведущего и ведомого шкивов передачи;
h — высота сечения ремня.

Расчетная длина ремня L_р равна сумме длин прямолинейных участков и дуг обхвата шкивов:

По найденному значению из стандартного ряда принимают ближайшую большую расчетную длину ремня L_р . При соединении концов длину ремня увеличивают на 30…200 мм.