Een krachtbron wordt gebruikt om mechanische energie op te wekken door omzetting van een andere vorm van energie. Een elektromotor zet bijvoorbeeld elektrische energie om in mechanische energie en levert deze in de vorm van asrotatie. Evenzo kunnen hydraulische turbines, stoomturbines, windmolens, enz. ook als krachtbron fungeren. Mechanische aandrijvingen worden gebruikt om beweging, koppel en vermogen van dergelijke aandrijfmotoren (aandrijfas) over te brengen op machineonderdelen (aangedreven as). Afgezien van de transmissie, kunnen ze ook de draairichting en de snelheid wijzigen volgens de vereisten in de machine-eenheid. Er zijn vier mechanische aandrijvingen, namelijk tandwielaandrijving, riemaandrijving, kettingaandrijving en touwaandrijving. Dergelijke aandrijvingen maken ook gebruik van andere krachtoverbrengingselementen (zoals as, spie, koppeling, rem, koppeling, poelie, tandwiel, enz.) voor een efficiënte en ononderbroken krachtoverbrenging.

Elk van de vier mechanische aandrijvingen heeft respectievelijke voordelen en beperkingen; en zijn dus geschikt voor specifieke doeleinden. Deze vier schijven kunnen op verschillende manieren op verschillende basis worden ingedeeld. Een dergelijke basis van classificatie is middelen voor krachtoverbrenging. In al dergelijke aandrijvingen waarbij kracht wordt overgebracht door middel van wrijvingskracht tussen twee in elkaar passende delen, wordt wrijvingsaandrijving genoemd (bijvoorbeeld riemaandrijving). Wanneer kracht wordt overgedragen door middel van inschakeling, wordt dat type aandrijving inschakelaandrijving genoemd (bijvoorbeeld tandwielaandrijving en kettingaandrijving). Een andere factor bij het classificeren van mechanische aandrijvingen is de aanwezigheid van flexibele elementen. Al dergelijke aandrijvingen waarbij een tussenliggende flexibele koppeling bestaat tussen aandrijving en aangedreven assen, worden flexibele aandrijvingen genoemd; terwijl, als zo'n tussenverbinding niet bestaat, deze wordt gegroepeerd als starre aandrijving. Riemaandrijving en kettingaandrijving vallen beide onder flexibele aandrijvingen; terwijl tandwielaandrijving een starre aandrijving is.

Riemaandrijving is een flexibele wrijvingsaandrijving, die kracht en beweging van de aandrijving naar de aangedreven as overbrengt door middel van wrijvingskracht tussen poelie en riem. Het is geschikt voor krachtoverbrenging op middellange tot lange afstand. De capaciteit is echter beperkt tot de wrijvingskracht tussen riem en poelie. Het is dus niet geschikt voor zware krachtoverbrengingseisen. Aan de andere kant, kettingaandrijving is een flexibele inschakelaandrijving waarbij kracht wordt overgedragen door middel van opeenvolgende in- en uitschakeling van ketting met tandwiel. Terwijl riemaandrijving gevoelig is voor slip, is kettingaandrijving hiervan vrij; het hoeft echter niet noodzakelijkerwijs een constante snelheidsverhouding te bieden. Verschillende verschillen tussen riemaandrijving en kettingaandrijving worden hieronder in tabelvorm weergegeven.

Tabel:Verschil tussen riemaandrijving en kettingaandrijving

Wrijving en betrokkenheid: Bij wrijvingsaandrijvingen vindt kracht- en bewegingsoverdracht plaats door middel van wrijving tussen twee delen. Riemaandrijving is één wrijvingsaandrijving, omdat wrijvingskracht tussen poelie en riem fungeert als middel voor krachtoverbrenging. Evenzo touwaandrijving ook één wrijvingsaandrijving. Aan de andere kant, wanneer kracht- en bewegingsoverdracht optreden als gevolg van opeenvolgende in- en uitschakeling van getande delen, wordt dit aangeduid als ingrijpaandrijving. Hier speelt wrijvingskracht geen directe rol bij de krachtoverbrenging. Bij kettingaandrijving wordt bijvoorbeeld kracht overgedragen door middel van het koppelen van het getande tandwiel met de bijbehorende ketting. Evenzo is tandwielaandrijving ook een inschakelaandrijving.

Slip en positieve drive: Een positieve aandrijving is er een die een constante snelheidsverhouding biedt tijdens de operatie. Verschillende verschijnselen zoals slip, kruip, veelhoekig effect, enz. hebben de neiging om de rotatiesnelheid te veranderen en daardoor de snelheidsverhouding te belemmeren. Een constante snelheidsverhouding is zeer gewenst bij verschillende bewerkingen zoals draadsnijden in draaibanken. Tandwielaandrijving is alleen mechanische aandrijving die een echte positieve aandrijving kan bieden. Riemaandrijving is gevoelig voor slip en kan geen constante snelheidsverhouding bieden. Hoewel V-riem en geribbelde riem de neiging hebben om de slipsnelheid te minimaliseren, kan kruip ook de snelheidsverhouding belemmeren. Aan de andere kant is de kettingaandrijving slipvrij; het veelhoekige effect kan de snelheidsverhouding echter ongewenst veranderen.

Gewenste asafstand: Het basisdoel van mechanische aandrijvingen is om beweging en vermogen over te brengen van de aandrijfas (zoals de aandrijfmotor) naar de aangedreven as (zoals machines). De afstand tussen de aandrijving en de aangedreven as kan variëren op basis van vele factoren, waaronder de indeling van de vloer. Tandwielaandrijving heeft de voorkeur voor krachtoverbrenging over kleine afstanden. Platte riemaandrijving is geschikt voor middellange tot grote afstanden (3 – 15m); de V-riem kan echter ook voor kleine afstanden worden gebruikt (meestal tot 1 m). Als de asafstand groter is, zal de riem de neiging hebben om te zwiepen (trillen tussen twee poelies). De slappe kant van de riem kan ook naar beneden buigen. Er kunnen dus extra ondersteuningen nodig zijn. Aan de andere kant heeft kettingaandrijving de voorkeur voor krachtoverbrenging op kleine tot middellange afstand. Ketting is meestal zwaar in vergelijking met riem en kan dus het systeemgewicht aanzienlijk verhogen als het voor lange afstanden wordt gebruikt. Ondersteunende tandwielen zijn ook gewenst als de ketting langer is.

Haalbare gezichten: Bij een platte riem komt alleen het binnenste gedeelte van de riem in contact met de poelie. Zelfs bij een dwarsriemopstelling wordt de riem in twee verschillende vlakken gebogen om ervoor te zorgen dat alleen het binnenste gedeelte in contact komt met de poelie. Bij een V-riem komen slechts twee schuine zijvlakken in contact met de bijbehorende poelie. Deze contactvlakken kunnen niet worden gewijzigd; het buitenste gedeelte van de platte riem kan bijvoorbeeld niet worden gebruikt voor krachtoverbrenging. De kettingaandrijving biedt echter de mogelijkheid om probleemloos beide zijden (binnen en buiten) te gebruiken. Zelfs beide zijden kunnen tegelijkertijd worden gebruikt, wanneer meerdere (minstens 3) assen nodig zijn om door één aandrijfas te worden aangedreven.

Efficiëntie: Omdat het een wrijvingsaandrijving is, treedt er vermogensverlies op in riemaandrijving als gevolg van wrijving. Dit vermindert de efficiëntie van de aandrijving. In eentraps kan riemaandrijving een efficiëntie bieden in het bereik van 92 - 96%, voornamelijk afhankelijk van de wrijvingskarakteristieken van pasvlakken, initiële spanning, type riem, wikkelhoek, slip en kruip. Een kettingaandrijving kan een betere efficiëntie bieden, omdat het wrijvingsverlies verwaarloosbaar is. Een nieuwe ketting op de juiste manier smeren kan een efficiëntie van 95 - 98% opleveren.

Temperatuur werkkamer: De meeste technische materialen vertonen veranderingen in dimensie met temperatuur; de mate van verandering hangt echter af van de thermische uitzettingscoëfficiënt van het betreffende materiaal. Riem is meestal gemaakt van rubber, textielrubber, gelaagd leer of synthetische materialen. Omdat het een niet-metalen materiaal is, ondergaat de riem aanzienlijke veranderingen in afmetingen met kleine variaties in de atmosferische temperatuur. Zelfs vochtigheid kan de prestaties beïnvloeden. Wanneer de temperatuur stijgt, neemt ook de riemlengte toe en dit resulteert in meer slip, verlies van vermogen, onstabiele snelheid en verminderde efficiëntie. Bij verlaging van de atmosfeertemperatuur neemt de riemlengte af, wat resulteert in een hogere belasting van de lagers (de assen worden gemonteerd). Een kleine variatie in de temperatuur in de werkruimte vormt geen aantoonbaar probleem bij de kettingaandrijving. Omdat de ketting goed is gesmeerd, is de invloed van vocht ook verwaarloosbaar.

Asoriëntatie en verkeerde uitlijning: Een geschikte mechanische aandrijving is vereist om te selecteren op basis van de oriëntatie van de aandrijving en aangedreven assen. Riem- en kettingaandrijvingen kunnen alleen vermogen tussen parallelle assen overbrengen. Hoewel kwartslagriem kan worden gebruikt voor loodrechte niet-kruisende assen, is deze niet populair vanwege de vele beperkingen en slechte prestaties in vergelijking met conische of wormwieloverbrengingen. Een kleine hoek- of locatiefout bij het bevestigen van de poelies met de bijbehorende as vormt geen probleem bij de krachtoverbrenging. Aan de andere kant kan kettingaandrijving niet worden gebruikt voor niet-parallelle assen. Het vereist altijd een juiste uitlijning van de tandwielen, anders zullen de sleuven van de ketting niet overeenkomen met de tanden van het tandwiel en zal de kin de neiging hebben om uit het tandwiel te springen.

Aanvankelijke spanning: Riemaandrijving vereist een initiële spanning op basis van de belasting die nodig is om te dragen en de snelheid van werken. Frequente aanpassing van de riemspanning is ook gewenst om de effecten van een geleidelijke toename van de riemlengte te verminderen. Deze initiële spanning verhoogt de belasting op de lagers. Voor de kettingaandrijving is het echter niet nodig om een ​​dergelijke spanning in de ketting te handhaven voor krachtoverbrenging.

Smering: Riemaandrijving vereist slechts af en toe smering. Een hogere smering dan de gewenste smering is nadelig daar dit de slip ongewenst vergroot. Kettingaandrijving vereist frequente smering; echter geen volledige smering zoals bij tandwielaandrijvingen gewenst is. De kosten van smeerolie zijn een andere factor waarmee rekening moet worden gehouden bij kettingaandrijving in vergelijking met riemaandrijving.

In dit artikel wordt een wetenschappelijke vergelijking tussen riemaandrijving en kettingaandrijving gepresenteerd. De auteur raadt u ook aan de volgende referenties door te nemen voor een beter begrip van het onderwerp.

1. Ontwerp van machine-elementen door V. B. Bhandari (vierde editie; McGraw Hill Education).
2. Machineontwerp door R.L. Norton (vijfde editie; Pearson Education).
3. Een leerboek over machineontwerp door R.S. Khurmi en J.K. Gupta (S. Chand; 2014).