18-tands tandhjul: Hvordan tandtælling påvirker hastighed, moment og kædedrevvalg

Et 18-tands tandhjul er det mindste antal tænder, som de fleste drevdesignere betragter som et normalt arbejdsvalg. Under ca. 17 tænder stiger støj, vibrationer og rulleslid hurtigt; ved 18 bevarer du en kompakt pitchdiameter uden disse straffe. Denne balance er grunden til, at det samme antal dukker op på motorcykel-slutdrev, enkelt-speed cykler, emballagetransportører og pumpedrev. Hvis du overvejer at skifte til eller fra 18 tænder, er det praktiske spørgsmål altid det samme: Hvad gør én tand ved hastighed, drejningsmoment og kædelevetid?

Det korte svar: På et så lille kædehjul flytter en enkelt tand drivforholdet med omkring 5 til 6 procent. Det er nok til at mærke på en maskine, og sjældent nok til at fremtvinge ændringer andre steder i drivlinjen. Resten af ​​denne guide dækker geometrien bag det nummer, hvordan man matcher kædehjulet til den kæde, du faktisk kører, og tjeklisten, der adskiller et kædehjul, der holder fra et, der hægter og springer.

Hvad definerer et 18-tands tandhjul

Tandantal og kædestigning fastgør sammen et kædehjuls størrelse. Pitch diameter er lig med kædepitch divideret med sin(180°/N); ved 18 tænder er nævneren sin 10°, ca. 0,1736, så stigningsdiameteren kommer ud på ca. 5,76 gange stigningen. Et 18-tands kædehjul til en kæde med en stigning på 0,5 tommer, såsom ANSI #40, måler derfor omkring 73 mm på tværs af stigningscirklen, med den udvendige diameter lidt større for at klare rullerne.

Standarder definerer alt andet. ANSI/ASME B29.1 styrer den amerikanske tandform, ISO 606 og DIN 8187/8188 beskriver den europæiske form, og Kinas GB-standarder afspejler begge. Formerne er ikke udskiftelige: Ved den samme stigning på 12,7 mm bruger ANSI #40 og British Standard 08B kæden forskellige rullediametre og pladetykkelser, så et kædehjul, der er profileret til den ene serie, vil beskadige kæden fra den anden. Nav stil er en separat beslutning - almindelig plade, nav med sætskruer eller boret til en konisk bøsning - og på et lille kædehjul tilføjer navet ofte mere samlet diameter end selve tænderne.

Hvorfor 18 tænder er det praktiske søde sted

Kædeproducenter er direkte med hensyn til minimumtandantal: 12 tænder er det accepterede gulv for langsomme, let belastede drev, omkring 17 er det anbefalede minimum ved moderate hastigheder og belastninger, og 21 eller mere for højhastighedsdrift. Et 18-tands tandhjul sidder lige inden for det anbefalede bånd, og det er netop derfor, det er så almindelig standard for det mindre hjul på et par.

Den tekniske årsag er akkordhandling. En kæde løber ikke på en glat cirkel; den slår bro over tænderne og stiger og falder let, når hver rulle sætter sig. Hastighedsudsving er cirka 1 - cos (180°/N), og hver rulle bevæger sig gennem 360°/N, hver gang den vikler et tandhjul. Skarpere ledforbindelser betyder hurtigere slid på stifter og bøsninger, hvorfor et meget lille kædehjul forkorter kædens levetid længe før det knækker noget.

Små tandhjul arbejder også hver tand hårdere, fordi færre tænder deler den overførte belastning, så et korrekt lavet tandhjul i denne serie har induktions- eller gennemhærdede tænder. Den samme logik gælder for spændehjul: Hold dem på 17 tænder eller mere og på den slappe side, ellers vil løbehjulet slide kæden hurtigere end selve drevet.

Hvad en tand ændrer: forhold, moment og kædetræk

Drivforhold er drevne tænder divideret med drivertænder, så hver tand bærer mere vægt på et lille tandhjul. At skifte et 19-tands baghjul med et 18-tal på en cykel eller motorcykel - et klassisk enkelttandsskifte - gør gearingen omkring 5,6 procent højere. Vejhastigheden ved samme pedal- eller motorhastighed stiger med en tilsvarende margin, accelerationen falder med omtrent samme mængde, og et speedometer, der køres fra gearkassen, vil vise omkring 5 procent lavt. Hvis man går den anden vej, vil montering af en 18-tands driver, hvor der var monteret en 17-tands, forkorte gearingen med omkring 5,6 procent og øge drejningsmomentmultiplikationen ved udgangen.

Tandantal ændrer også kædetræk, hvilket forholdet alene skjuler. Kædespænding er lig med akselmoment divideret med stigningsradius, så en mindre driver belaster kæden hårdere for det samme drejningsmoment. Udskiftning af en 20-tands driver med en 18-tands driver øger arbejdskædens spænding med cirka 11 procent, og det er normalt den reelle grænse for, hvor langt en driver kan krympe, før kæden, ikke kædehjulet, bliver det svage led.

Matcher tandhjulet til kæden

Fordi tandformen følger kædeserien, er det første trin i at bestille et 18-tands kædehjul at identificere kæden, ikke kædehjulet. Bekræft stigning, rullediameter og den standard, kæden er bygget til. Hvis drevet kører en A-serie kort-pitch præcisionsrullekæde - ANSI-familiesiden af ​​de fleste kataloger - skal det matchende kædehjul være profileret til A-seriens rullesæde og pladetykkelse.

A Series Short Pitch Precision Rullekæde A-serie ANSI-familie rullekæde brugt på mange drev; at identificere kædeserien, stigningen og rullediameteren er det første trin, før du bestiller et korrekt profileret kædehjul. Se produkt →

B-seriens kæde, British Standard-familien, der er almindelig på europæiske maskiner, ser næsten identisk ud ved et blik, men bruger en større rulle og forskellige pladedimensioner i samme stigning, så den har brug for sin egen tandprofil og sit eget kædehjul.

B Series Short Pitch Precision Rullekæde British Standard B-serie kæde med en større rulle og andre pladedimensioner end A-serien i samme stigning, så den kræver sin egen tandprofil og dedikerede tandhjul. Se produkt →

Materiale er den næste beslutning. Hærdet kulstofstål dækker de fleste lukkede, indendørs drev. Fødelinjer, vaskeområder, marinearmaturer og kemiske fabrikker kræver rustfrit stål - SS304 som den generelle kvalitet, SS316 hvor klorider er til stede - og ideelt set et rustfrit tandhjul, der løber mod en rustfri kæde, så hele drevet slides med en tilsvarende hastighed. En detalje, der ikke har noget med kædehjulet at gøre, men som ofte får skylden på den: Hvorvidt kæden kan forbindes med et forbindelsesled afhænger af dens samlede stigning, så klip kæden til et lige antal stigninger, når det er muligt.

Hvor 18-tands tandhjul dukker op

På tohjulede biler er 18 tænder et almindeligt antal for ryttere, der bytter lidt acceleration for roligere marchhastighed - den samme en-tands afvejning beskrevet ovenfor - og pitch-serier som 428, 520, 525 og 530 tjener den samme rolle, som #40 eller 08B gør i industrielle drev.

I fabrikker er en 18-tands driver typisk på gearmotorudgange, der fodrer pakkemaskiner, aftapningslinjer, spandelevatorer og mellemstærke transportører, hvor det giver en nyttig første reduktion uden at spilde plads. I fødevare-, medicinal- og spildevandsanlæg er det samme antal tænder bearbejdet til rustfrit stål, så drevet overlever daglig vask. For det fulde forhold og drejningsmomentberegninger bag disse valg, vores guide på hvordan et 18-tands kædehjul påvirker hastighed og drejningsmoment gennemgår tallene trin for trin.

En udvælgelses- og udskiftningstjekliste

Før du bestiller eller udskifter et 18-tands tandhjul, skal du gennemgå denne liste:

1. Identificer kæden først - pitch, serie og standard - bestil derefter kædehjulet til at matche, aldrig omvendt.
2. Bekræft boring, kilespor og monteringsmåde (sætskruenav, pilotboring eller konisk bøsning) mod akslen før bestilling.
3. Insister på hærdede tænder for en chauffør under reel belastning; med 18 tænder tager hver tand en større del af drejningsmomentet end på et større kædehjul, og velrenommerede producenter hærder små kædehjul som standard.
4. Juster begge tandhjul i samme plan, og indstil slæk i midten af ​​spændvidden på ca. 2 til 4 procent af centerafstanden på vandrette drev.
5. Udskift kæden og begge tandhjul som et sæt; en ny kæde, der kører på slidte tænder, vil springe over og slides ujævnt fra dag ét.
6. Træk en rullekæde tilbage med ca. 1,5 procent forlængelse på højhastighedsdrev (3 procent på langsomme), og udskift kædehjul, når tænderne ser krogede eller asymmetriske ud.

Standard 18-tands pladekædehjul i kulstofstål er varer. Sagen for at købe fra en kædeproducent opstår, når kravet ikke er standard - rustfri kvaliteter såsom SS304 eller SS2205, specielle boringer eller et tandantal valgt for at balancere forholdet og indpakke på en nydesignet maskine. Fubang maskiner kædehjul sammen med dens rustfri kædeserier til GB, ISO, ANSI og DIN specifikationer, og ikke-standardiserede tandtællinger, boringer og materialer er en rutinemæssig anmodning snarere end en særlig undtagelse.

Brugerdefinerede 18-tands kædekædehjul Tandhjul bearbejdet til GB, ISO, ANSI og DIN specifikationer, inklusive rustfri kvaliteter og specielle boringer eller tandtællinger, dimensioneret til at matche den kæde, der faktisk kører i drevet. Se produkt →

Et 18-tands tandhjul er sjældent den mest omtalte del af et drev, men det sidder præcis, hvor kompakt størrelse og kædevenlig geometri mødes: stort nok til at beskytte kæden, lille nok til at holde kuverten stram og den første forholdsreduktion meningsfuld. Mål den i forhold til den kæde, du faktisk kører, respekter en-tands-procenterne ved omgear, og udskift den sammen med dens kæde. Hvis du ønsker et tandtal, boring eller materiale kontrolleret mod et bestemt drev, før du bestiller, så send specifikationen gennem vores kontakt side og ingeniørteamet vil bekræfte detaljerne.