Kettülekanne
 | See artikkel ootab keeletoimetamist. (Juuni 2026) |
Kettülekanne on viis mehaanilise jõu edastamiseks ühest kohast teise. Seda kasutatakse sageli jõu edastamiseks sõidukites, eriti jalgrataste ja mootorrataste puhul. Lisaks sõidukitele kasutatakse seda ka paljudes teistes masinates.
Enamasti edastab jõudu rullkett, mida tuntakse veoketina või ülekandeketina ja mis liigub üle ketiratta, milles hammasratta hambad haakuvad keti lülide aukudega. Hammasratast pööratakse ja see tõmbab ketti, avaldades süsteemile mehaanilist jõudu. Teist tüüpi veokett on Morse'i kett, mille leiutas Morse Chain Company USA New Yorgi osariigis Ithacas. Sellel on tagurpidihambad.[1]
Mõnikord väljastatakse jõud lihtsalt keti pööramise teel, mida saab kasutada esemete tõstmiseks või lohistamiseks. Teistel juhtudel paigaldatakse teine käik ja võimsus taastatakse, kinnitades sellele käigule võllid või rummud. Kuigi veoketid on sageli lihtsad ovaalsed aasad, saab neid suunata ka ümber nurkade, paigutades keti teele rohkem kui kaks hammasratast; hammasrattaid, mis ei anna süsteemi võimsust juurde ega võta seda sealt välja, nimetatakse üldiselt tugihammasratasteks. Sisend- ja väljundkäikude läbimõõdu omavahelise muutmisega saab muuta ülekandearvu. Näiteks kui jalgrattapedaalide käik pöörleb ühe korra, paneb see rattaid vedava käigu pöörlema rohkem kui ühe pöörde. Dupleksketid on teist tüüpi ketid, mis on sisuliselt kaks kõrvuti ühendatud ketti, mis võimaldavad edastada rohkem jõudu ja pöördemomenti.
Ajalugu
[muuda | muuda lähteteksti]
_of_roller_chain,_Leonardo_da_Vinci.jpg)
Kettülekande vanim teadaolev rakendus esineb Kreeka inseneri Philoni Bütsantsi teoses "Polybolos" (3. sajand eKr). Kaks lameda lüliga ketti olid ühendatud vintsiga, mis edasi-tagasi kerides tulistas automaatselt masina nooli, kuni salv tühjenes. Kuigi seade ei edastanud jõudu pidevalt, kuna ketid "ei kandnud jõudu üle võllilt võllile ning seetõttu ei kuulu need otseselt tänapäevase kettülekande eellaste hulka", tähistab Kreeka disain ketiülekande ajaloo algust, kuna "varasemaid sarnaseid nukke ei ole teada ning ühtegi nii keerukat lahendust ei tunta kuni 16. sajandini".[2] Just siin ilmus esmakordselt lameda lüliga kett, mille autoriks on paljude allikate järgi Leonardo da Vinci.[3][2]
Esimest pidevat ja ühtlasi esimest lõputut kettülekannet on algselt kirjeldatud Songi dünastia aegses horoloogilises traktaadis, mille autoriks oli Hiina polühistorist matemaatik ja astronoom Su Song (1020–1101 pKr). Ta kasutas oma astronoomilise kellatorni armillaarsfäärs, mis on esimene astronoomiline kell,[4] ja kellajalgade kujukeste juhtimiseks, mis näitasid kellaaega mehaaniliselt gongide ja trummide tagumise abil. Ketiajam ise muutis pöörleva liikumise lamavaks ja sai jõu Su veekellapaagi ja vesiratta hüdraulilise mehhanismi kaudu, viimane toimis suure hammasrattana.
Alternatiivid
[muuda | muuda lähteteksti]Rihmülekanne
[muuda | muuda lähteteksti]Enamik kettülekandesüsteeme kasutab liikumise ülekandmiseks keti ja rullikute vahel hambumist. See tagab väiksemad hõõrdekaod võrreldes rihmülekannetega, mis tuginevad liikumise edastamisel sageli hõõrdejõule.
Kuigi kette saab teha rihmadest tugevamaks, suurendab nende suurem mass jõuülekande inertsi.
Veoketid on enamasti valmistatud metallist, samas kui rihmad on sageli kummist, plastikust, uretaanist või muudest materjalidest. Kui veokett on samaväärsest veorihmast raskem, on süsteemil suurem inerts. Teoreetiliselt võib see kaasa tuua suurema hoorattasarnasuse (hooratta efekti), kuid praktikas moodustab rihma või keti inerts sageli vaid väikese osa kogu jõuülekande üldisest inertsist.
Rullkettide üheks probleemiks on kiiruse varieerumine ehk tõus, mis on põhjustatud keti kiirendusest ja aeglustusest, kui see lüli haaval ümber hammasratta liigub. See algab kohe, kui keti sammjoon puutub kokku hammasratta esimese hambaga. See kontakt toimub allpool ketiratta sammringi. Ketiratta pööreldes tõuseb kett sammringini ja langeb pöörlemise jätkudes uuesti alla. Fikseeritud sammupikkuse tõttu lõikab lüli sammjoon ketiratta kahe sammpunkti vahelist kõõlu, jäädes ketiratta suhtes sellesse asendisse kuni lüli väljumiseni ketirattalt. Just see sammjoone tõus ja langus põhjustabki kõõluefekti (chordal effect) ehk kiiruse ebaühtlust.[3]
Teisisõnu, tavapärased rullkettülekanded kannatavad vibratsiooniohu all, kuna keti ja ketiratta kombinatsiooni efektiivne toimeraadius muutub pöörlemise ajal pidevalt (ingl chordal action).[3] Kui kett liigub konstantse kiirusega, peavad võllid pidevalt kiirendama ja aeglustama. Kui üks ketiratas pöörleb konstantse kiirusega, peab kett (ja tõenäoliselt kõik teised ketirattad, mida see käitab) pidevalt kiirendama ja aeglustama. Tavaliselt pole see paljude ajamisüsteemide puhul probleem; enamik mootorrattaid on aga varustatud tagaratta rummus kummist puksidega, et see vibratsiooniprobleem praktiliselt kõrvaldada. Hammasrihmülekanded on konstrueeritud selle probleemi piiramiseks, töötades konstantse sammuraadiusega).[3]
Ketid on sageli kitsamad kui rihmad ja see võib hõlbustada nende vahetamist suurematele või väiksematele käikudele, et muuta ülekandearvu. Seda kasutavad mitmekäigulised jalgrattad, millel on käiguvahetajad. Samuti võib keti kindlam hambumine hõlbustada selliste käikude ehitamist, mille läbimõõt võib suureneda või väheneda, muutes jällegi ülekandearvu. Siiski väidavad mõned uuemad sünkroonrihmad, et neil on "sama laiusega rullkettide ajamitega samaväärne võimsus".[5]
Mõlemat saab kasutada esemete liigutamiseks, kinnitades neile taskuid, ämbreid või raame; kette kasutatakse sageli asjade vertikaalseks liigutamiseks, hoides neid raamides, nagu tööstuslikes rösterites, samas kui lindid sobivad hästi asjade horisontaalseks liigutamiseks konveierilintide kujul. Pole haruldane, et süsteeme kasutatakse koos; näiteks konveierilinte vedavaid rulle ajavad sageli ise ajamiketid.
Veovõllid
[muuda | muuda lähteteksti]Veovõllid on veel üks levinud meetod mehaanilise jõu liigutamiseks, mida mõnikord võrreldakse ketiülekandega; eelkõige on rihmülekanne vs ketiülekanne vs võlliülekanne enamiku mootorrataste puhul oluline disainiotsus. Veovõllid kipuvad olema vastupidavamad ja töökindlamad kui ketiülekanne, kuid kaldhammasratastel on palju suurem hõõrdumine kui ketil. Sel põhjusel kasutavad praktiliselt kõik suure jõudlusega mootorrattad ketiülekannet ning võlliülekandega seadmeid kasutatakse tavaliselt mitte-spordimasinate puhul. Mõnedel (mitte-spordi) mudelitel kasutatakse hammasrihmülekandeid.
Kasutamine sõidukites
[muuda | muuda lähteteksti]Jalgrattad
[muuda | muuda lähteteksti]Kettülekanne oli peamine omadus, mis eristas 1885. aastal turule toodud kahe võrdse suurusega rattaga turvajalgratast otseülekandega pennijalgrattast ehk "kõrge rattaga" jalgrattast. Kettülekandega turvajalgratta populaarsus tõi kaasa pennijalgratta kadumise ja see on tänapäevalgi jalgrattadisaini põhielement.
Autod
[muuda | muuda lähteteksti]
Paljud varased autod kasutasid kettülekandesüsteemi, mis oli populaarne alternatiiv Système Panhardile.[viide?] Levinud konstruktsioonis kasutati auto keskel asuvat diferentsiaali, mis seejärel kandis veojõu tagasillale rullkettide kaudu. See süsteem võimaldas suhteliselt lihtsat konstruktsiooni, mis ühildus tagavedrustusega kaasneva silla vertikaalliikumisega.
Frazer Nash oli selle süsteemi tugev pooldaja, kasutades ühte ketti käigu kohta, mida valivad nukkmuhvid (ingl dog clutches).[viide?] Nende ketiülekandesüsteem (mis oli disainitud GN Cyclecar Company jaoks) oli väga efektiivne, võimaldades kiiret käiguvahetust. Seda süsteemi kasutati paljudes 1920. ja 1930. aastate võidusõiduautodes.[viide?] Viimane populaarne ketiülekandega auto oli 1960. aastate Honda S600.[6]
Mootorrattad
[muuda | muuda lähteteksti]Ketiülekanne versus rihmülekande või kardaanvõlli kasutamine on mootorrattal oluline disainiotsus; peaaegu kõik mootorrattad kasutavad ühte neist kolmest konstruktsioonist.
Vaata ka
[muuda | muuda lähteteksti]Viited
[muuda | muuda lähteteksti]- ↑ "First Directory Ltd – 1st for business information". 1stdirectory.com. Originaali arhiivikoopia seisuga 27. november 2007. Vaadatud 1. veebruaril 2008.
- 1 2 Werner Soedel, Vernard Foley: Ancient Catapults, Scientific American, Vol. 240, No. 3 (märts 1979), p.124-125
- 1 2 3 4 Tsubakimoto Chain Co., toim (1997). The Complete Guide to Chain. Kogyo Chosaki Publishing Co., Ltd. Lk 240. ISBN 0-9658932-0-0. Vaadatud 24. märtsil 2020.
- ↑ "Su Song's Clock".
- ↑ "Poly Chain GT Carbon Belts – Gates Corporation". gates.com.
- ↑ "Honda Packs Big Ideas Into the Small S600". Petrolicious. 6. mai 2013. Vaadatud 16. novembril 2019.
Kirjandus
[muuda | muuda lähteteksti]- 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.
- Needham, Joseph (1986). Science and Civilization in China: Volume 4, Chemistry and Chemical Technology, Part 2, Mechanical Engineering. Taipei: Caves Books Ltd.
- Sclater, Neil. (2011). "Chain and belt devices and mechanisms." Mechanisms and Mechanical Devices Sourcebook. 5th ed. New York: McGraw Hill. pp. 262–277. ISBN 9780071704427.