⛓️ Řemenové a řetězové převody

Kolo a motor

O čem to je

Na jízdním kole přenáší sílu z pedálů na zadní kolo řetěz. V autě pohání alternátor a čerpadlo řemen. Oba převody spojí hřídele, které jsou od sebe daleko – tam by ozubená kola musela být obrovská.

Nové pojmy

HřídelOtáčející se tyč, která přenáší otáčení.Hřídel motoru, hřídel čerpadla.
ŘemeniceKolo na hřídeli, přes které běží řemen. Má na obvodu drážky podle tvaru řemene.Řemenice na hřídeli motoru pračky.
Řemenový převodNekonečný pružný řemen obepíná dvě řemenice. Plochý a klínový řemen přenášejí sílu třením, ozubený řemen zuby.Klínový řemen u kompresoru.
Řetězový převodKovový článkový řetěz obepíná dvě řetězová kola se zuby. Přenáší sílu tvarem – zuby zapadají do článků.Řetěz jízdního kola nebo motocyklu.
SkluzMalé prokluzování třecího řemene na řemenici. Hnaná řemenice se pak točí o trochu pomaleji, než by měla.U klínového řemene asi 1–2 %.

Druhy řemenů

  • plochý – jednoduchý, tichý, dnes méně častý
  • klínový – lichoběžníkový průřez, zaklíní se do drážky a přenese víc než plochý
  • žebrový (drážkový) – více malých klínů vedle sebe, tenký a ohebný (auta)
  • ozubený – zuby jako ozubené kolo, nemá skluz (rozvody motoru, 3D tiskárny)

Řemen, nebo řetěz?

Roztřiď vlastnosti. Která patří spíš řemenu a která spíš řetězu?

NapínáníŘemen i řetěz musí být správně napnuté. Volný řemen prokluzuje, volný řetěz může spadnout. Napíná se posunutím motoru nebo napínací kladkou.Napínák rozvodového řemene motoru.

Bezpečnost

Místo, kde řemen nebo řetěz nabíhá na kolo, vtáhne prsty, rukáv i vlasy. Převody musí být zakryté krytem. Řemeny se kontrolují a napínají jen při vypnutém a zajištěném stroji.

Řemenice motoru má průměr 100 mm, řemenice čerpadla 250 mm. Motor má 1 450 min⁻¹. Kolik otáček má čerpadlo (bez skluzu)?
i = d₂ / d₁ = 250 / 100 = 2,5. n₂ = 1 450 / 2,5 = 580 min⁻¹.
Přední převodník kola má 44 zubů, zadní pastorek 11 zubů. Kolikrát se otočí kolo na jedno šlápnutí (otočku pedálů)?
i = z₂ / z₁ = 11 / 44 = 0,25. Kolo se otočí 1 / 0,25 = 4krát. Je to převod do rychla.
✗Řemen napnu tak silně, jak to jde – nebude prokluzovat.
✓Řemen se napíná na předepsanou hodnotu (průhyb nebo napínací síla podle výrobce).

Přepnutý řemen přetěžuje ložiska hřídelů a rychle se opotřebí.

Řemeny a řetězy spojují vzdálené hřídele. Třecí řemen je tichý a tlumí rázy, ale má skluz. Řetěz a ozubený řemen skluz nemají. Převody musí být zakryté.

Výpočtem

O čem to je

Konstruktér navrhuje pohon dopravníku: motor má 1 450 min⁻¹, buben se má točit asi 360 min⁻¹. Jaké řemenice zvolí? A jak rychle poběží řemen?

Nové pojmy

Řemenový a řetězový převodNekonečný řemen nebo článkový řetěz obepíná dvě kola na dvou hřídelích (otáčejících se tyčích) a přenáší mezi nimi otáčení.Řemen u kompresoru, řetěz u motocyklu.
Převodový poměr iPoměr otáček hnacího a hnaného kola: i = n₁ / n₂. U řemene i = d₂ / d₁, u řetězu i = z₂ / z₁.d₁ = 100 mm, d₂ = 400 mm: i = 4.
Obvodová rychlost vJak rychle běží řemen nebo řetěz: v = π · d · n (d v metrech, n v otáčkách za sekundu). Výsledek v m/s.Řemenice 0,2 m při 1 450 min⁻¹: v ≈ 15,2 m/s.
SkluzProkluz třecího řemene; skutečné otáčky hnané řemenice jsou o něco menší, typicky o 1–2 %.Místo 580 min⁻¹ jen asi 570 min⁻¹.

Postup návrhu

Spočítej potřebný převodový poměr i = n₁ / n₂.
Zvol menší řemenici d₁ (ne moc malou – řemen by se moc ohýbal).
Spočítej velkou řemenici d₂ = i · d₁ a zvol nejbližší normalizovanou.
Ověř rychlost řemene v = π · d₁ · n₁.
Zvol profil a počet řemenů podle výkonu z katalogu.
n₁ = 1 450 min⁻¹, chceme n₂ ≈ 360 min⁻¹, d₁ = 90 mm. Jak velká bude d₂?
i = 1 450 / 360 ≈ 4,03. d₂ = 4,03 · 90 ≈ 363 mm. Zvolíme normalizovanou řemenici, např. 355 mm; skutečně n₂ = 1 450 · 90 / 355 ≈ 368 min⁻¹.
Jakou rychlostí běží řemen na řemenici d = 200 mm při 1 450 min⁻¹?
n = 1 450 / 60 = 24,17 s⁻¹. v = π · 0,2 · 24,17 ≈ 15,2 m/s.

Srovnání

klínový řemenozubený řemenválečkový řetěz
přenostřenímzubyzuby a články
skluzano, malýnene
mazáníneneano
hluktichýtichýhlučnější
příkladkompresor, pračkarozvody motorukolo, motocykl, dopravník
Profil klínového řemeneVelikost průřezu je normalizovaná písmeny. Klasické Z, A, B, C…, úzké SPZ, SPA, SPB, SPC. Řemen a drážka řemenice musí mít stejný profil.Řemen SPA 1250 = úzký profil SPA, délka 1 250 mm.
  • i u řemene – d₂ / d₁
  • i u řetězu – z₂ / z₁
  • obvodová rychlost – v = π · d · n
  • nemá skluz – ozubený řemen, řetěz
  • klínový řemen – zaklíní se do drážky, přenáší třením
✗U řemene počítám převod z poměru menší / větší řemenice: i = d₁ / d₂.
✓i = n₁ / n₂ = d₂ / d₁ – průměr hnané dělený průměrem hnací.

Velká hnaná řemenice znamená pomalejší otáčky, takže i > 1.

U řemene i = d₂ / d₁, u řetězu i = z₂ / z₁. Rychlost řemene v = π · d · n. Klínový řemen má malý skluz, ozubený řemen a řetěz ne.
⚙️Převody ozubenými koly🚰Potrubí a armatury