Звездочка с 18 зубьями: как количество зубьев влияет на скорость, крутящий момент и выбор цепной передачи

Звездочка с 18 зубьями — это наименьшее количество зубьев, которое большинство разработчиков приводов считают нормальным рабочим выбором. Ниже примерно 17 зубьев шум, вибрация и износ роликов быстро возрастают; в 18 лет вы сохраняете компактный диаметр тангажа без этих штрафов. Именно из-за этого баланса одинаковое количество появляется на главных передачах мотоциклов, односкоростных велосипедах, упаковочных конвейерах и приводах насосов. Если вы рассматриваете возможность перехода на 18 зубьев или наоборот, практический вопрос всегда один и тот же: как один зуб влияет на скорость, крутящий момент и срок службы цепи?

Краткий ответ: на такой маленькой звездочке один зуб перемещает передаточное число примерно на 5–6 процентов. Этого достаточно, чтобы почувствовать машину, и редко достаточно, чтобы вызвать изменения где-либо еще в трансмиссии. Остальная часть этого руководства посвящена геометрии этого числа, тому, как подобрать звездочку к цепи, которую вы на самом деле используете, а также контрольному списку, который отделяет длинную звездочку от той, которая цепляется и пропускает.

Что определяет звездочку с 18 зубьями

Количество зубьев и шаг цепи вместе определяют размер звездочки. Диаметр шага равен шагу цепи, разделенному на sin(180°/N); при 18 зубьях знаменатель составляет минус 10°, около 0,1736, поэтому средний диаметр получается примерно в 5,76 раза больше шага. Таким образом, звездочка с 18 зубьями для цепи с шагом 0,5 дюйма, такой как ANSI # 40, имеет размер около 2,88 дюйма (73 мм) по делительной окружности, а внешний диаметр немного больше, чтобы не задевать ролики.

Стандарты определяют все остальное. ANSI/ASME B29.1 регулирует американскую форму зуба, ISO 606 и DIN 8187/8188 описывают европейскую форму, а китайские стандарты GB отражают обе формы. Формы не взаимозаменяемы: при одинаковом шаге 12,7 мм в цепях ANSI № 40 и Британского стандарта 08B используются разные диаметры роликов и толщина пластин, поэтому звездочка, профилированная для одной серии, повредит цепь другой. Тип ступицы требует отдельного решения: простая пластина, ступица со установочными винтами или расточенная под коническую втулку, а на маленькой звездочке ступица часто добавляет больший общий диаметр, чем сами зубья.

Почему 18 зубов — это практичная золотая середина

Производители цепей прямо заявляют о минимальном количестве зубьев: 12 зубьев — это допустимый минимум для медленных, слабонагруженных приводов, около 17 — рекомендуемый минимум при умеренных скоростях и нагрузках и 21 или более — для высокоскоростных передач. Звездочка с 18 зубьями находится внутри рекомендованного диапазона, и именно поэтому она так часто используется по умолчанию для меньшего колеса в паре.

Инженерная причина – хордальное действие. Цепь не движется по гладкому кругу; он пересекает зубы, слегка поднимаясь и опускаясь при посадке каждого ролика. Колебания скорости составляют примерно 1 - cos(180°/Н), и каждый ролик поворачивается на 360°/Н каждый раз, когда он обхватывает звездочку. Более острый шарнир означает более быстрый износ пальцев и втулок, поэтому очень маленькая звездочка сокращает срок службы цепи задолго до того, как она что-нибудь сломает.

Маленькие звездочки также работают с каждым зубом тяжелее, потому что меньшее количество зубьев разделяет передаваемую нагрузку, поэтому правильно изготовленная звездочка этого диапазона имеет зубья, подвергнутые индукционной или сквозной закалке. Та же логика применима и к натяжным роликам натяжителя: держите их с числом зубьев 17 или более и на слабой стороне, иначе натяжной ролик будет изнашивать цепь быстрее, чем сам привод.

Что меняет один зуб: передаточное число, крутящий момент и натяжение цепи

Передаточное число состоит из ведомых зубьев, разделенных ведущими зубьями, поэтому каждый зуб несет больший вес на маленькую звездочку. Замена задней звездочки с 19 зубьями на 18 на велосипеде или мотоцикле — классическая замена одного зуба — увеличивает передачу примерно на 5,6 процента. Скорость движения по дороге при одном и том же вращении педалей или оборотах двигателя возрастает примерно на столько же, ускорение падает примерно на ту же величину, а спидометр, приводимый от коробки передач, будет показывать заниженное значение примерно на 5 процентов. И наоборот, установка привода с 18 зубьями на место с 17 зубьями укорачивает передачу примерно на 5,6 процента и увеличивает приращение крутящего момента на выходе.

Количество зубьев также меняет натяжение цепи, которое скрывается только за счет соотношения. Натяжение цепи равно крутящему моменту на валу, деленному на радиус шага, поэтому привод меньшего размера нагружает цепь сильнее при том же крутящем моменте. Замена отвертки с 20 зубьями на 18-зубчатую увеличивает натяжение рабочей цепи примерно на 11 процентов, и обычно это реальный предел того, насколько сильно водитель может сжаться, прежде чем цепь, а не звездочка, станет слабым звеном.

Согласование звездочки с цепью

Поскольку форма зубьев соответствует серии цепи, первым шагом при заказе любой звездочки с 18 зубьями является идентификация цепи, а не звездочки. Подтвердите шаг, диаметр ролика и стандарт, по которому изготовлена ​​цепь. Если в приводе используется прецизионная роликовая цепь серии A с коротким шагом (в большинстве каталогов это часть семейства ANSI), то профиль ответной звездочки должен соответствовать седлу ролика серии A и толщине пластины.

Прецизионные роликовые цепи с коротким шагом серии A Роликовые цепи семейства ANSI серии A, используемые во многих приводах; Определение серии цепи, шага и диаметра роликов является первым шагом перед заказом сопрягаемой звездочки правильного профиля. Посмотреть продукт →

Цепь серии B, семейство британских стандартов, распространенное на европейской технике, на первый взгляд выглядит почти идентично, но использует ролик большего размера и пластины разных размеров с одинаковым шагом, поэтому ей нужен собственный профиль зубьев и собственная звездочка.

Прецизионные роликовые цепи с коротким шагом серии B Британская стандартная цепь серии B с роликом большего размера и другими размерами пластин, чем у серии A с тем же шагом, поэтому для нее требуется собственный профиль зубьев и специальные звездочки. Посмотреть продукт →

Материал – следующее решение. Закаленная углеродистая сталь используется в большинстве закрытых внутренних приводов. Пищевые линии, зоны промывки, морское оборудование и химические заводы требуют использования нержавеющей стали — SS304 как марка общего назначения, SS316, где присутствуют хлориды — и в идеале звездочка из нержавеющей стали, работающая на нержавеющей цепи, чтобы весь привод изнашивался с одинаковой скоростью. Одна деталь, которая не имеет ничего общего со звездочкой, но на нее часто возлагают вину: можно ли соединить цепь с соединительным звеном, зависит от ее общего количества шагов, поэтому, когда это возможно, обрезайте цепь до четного количества шагов.

Где появляются звездочки с 18 зубьями

На двухколесных транспортных средствах 18 зубьев - это обычное число для водителей, которые жертвуют небольшим ускорением ради более спокойной крейсерской скорости - тот же компромисс с одним зубом, описанный выше - и такие серии шагов, как 428, 520, 525 и 530, выполняют ту же роль, что # 40 или 08B выполняют в промышленных приводах.

На заводах привод с 18 зубьями обычно используется на приводах мотор-редукторов, питающих упаковочные машины, линии розлива, ковшовые элеваторы и конвейеры средней мощности, где он обеспечивает полезное первое сокращение без потери места. На предприятиях пищевой, фармацевтической промышленности и очистки сточных вод одинаковое количество зубьев изготавливается из нержавеющей стали, поэтому привод выдерживает ежедневную промывку. Полный расчет передаточного числа и крутящего момента, лежащий в основе этих вариантов, приведен в нашем руководстве по как звездочка с 18 зубьями влияет на скорость и крутящий момент работает с числами шаг за шагом.

Контрольный список выбора и замены

Прежде чем заказывать или заменять звездочку с 18 зубьями, ознакомьтесь со следующим списком:

1. Сначала определите цепь — шаг, серию и стандарт — затем закажите соответствующую звездочку, и никогда наоборот.
2. Перед заказом проверьте отверстие, шпоночную канавку и способ крепления (ступица с установочным винтом, направляющее отверстие или коническая втулка) на валу.
3. Настаивайте на закалке зубьев водителя при реальной нагрузке; при 18 зубьях на каждый зуб приходится больший крутящий момент, чем на звездочке большего размера, а производители с хорошей репутацией по умолчанию закаливают маленькие звездочки.
4. Выровняйте обе звездочки в одной плоскости и установите зазор в середине пролета примерно на 2–4 процента от межосевого расстояния на горизонтальных приводах.
5. Замените цепь и обе звездочки в комплекте; новая цепь, работающая на изношенных зубьях, с первого дня будет проскакивать и изнашиваться неравномерно.
6. Снимите роликовую цепь с удлинением примерно 1,5 процента на высокоскоростных приводах (3 процента на медленных) и замените звездочки, когда зубья выглядят загнутыми или асимметричными.

Стандартные пластинчатые звездочки с 18 зубьями из углеродистой стали являются товарными деталями. Случай для покупки у производителя цепи появляется, когда требование не является стандартным — марки нержавеющей стали, такие как SS304 или SS2205, специальные отверстия или количество зубьев, выбранное для балансировки соотношения и намотки на модернизированной машине. Fubang производит звездочки, а также цепи из нержавеющей стали, соответствующие спецификациям GB, ISO, ANSI и DIN, а нестандартное количество зубьев, диаметры отверстий и материалы являются обычным требованием, а не особым исключением.

Специальные цепные звездочки с 18 зубьями Звездочки, обработанные в соответствии со спецификациями GB, ISO, ANSI и DIN, включая марки нержавеющей стали и специальные отверстия или количество зубьев, размер которых соответствует цепи, фактически работающей в приводе. Посмотреть продукт →

Звездочка с 18 зубьями редко является самой обсуждаемой частью привода, но она находится именно там, где встречаются компактный размер и удобная для цепи геометрия: достаточно большая, чтобы защитить цепь, достаточно маленькая, чтобы сохранять герметичность, и первое снижение передаточного числа имеет смысл. Сопоставьте ее с цепью, на которой вы фактически работаете, соблюдайте процентное соотношение одного зуба при переключении передачи и замените ее вместе с цепью. Если перед заказом вы хотите проверить количество зубьев, диаметр отверстия или материал конкретного привода, отправьте спецификацию через нашу страница контактов и команда инженеров подтвердит детали.