Varför kedjedrev behöver 17 tänder: ackordsverkan förklaras

Kedjehjul i lager och anpassade tandräkningar

Inrikta sökord:kedjedrivning ackordsverkan

Sekundär:minimum kedjetänder, val av antal kedjehjul, polygonal effektkedja

Metabeskrivning:Kordverkan orsakar 6 % hastighetsvariation på ett 9-tands kedjehjul och 1,7 % på 17 tänder. Matematiken bakom 17-tandsregeln, plus maximalt antal drivna tänder och varför det finns.

Kedjan lindar inte runt ett kedjehjul i en cirkel. Det sveper in i en polygon.

Det enda geometriska faktum producerar hastighetsvariationer, vibrationer, buller och accelererat slitage, och det är anledningen till att varje kedjedrivningsguide säger åt dig att använda minst 17 tänder på föraren. Genom att förstå mekanismen kan du intelligent bestämma när du ska bryta mot regeln.

Vad är ackordsaction

Varje kedjelänk är ett styvt rakt segment. När kedjan går i ingrepp med ett kedjehjul bildar länkarna en polygon inskriven i delningscirkeln, inte en slät båge.

När kedjehjulet svänger ändras den effektiva radien vid vilken kedjan lämnar kedjehjulet kontinuerligt. Det är maximalt när en rulle sitter på toppen av kedjehjulet, och minst en halv tand senare när kedjan spänner över ett korda mellan två rullar.

Eftersom linjär hastighet är vinkelhastighet gånger radie ger en varierande radie vid konstant rpm varierande kedjehastighet. Varje tandingrepp, för alltid.

Standardformuleringen:

Även när kedjehjulen roterar med konstant hastighet är kedjehastigheten inte konstant, eftersom den effektiva kedjehjulsradien ändras genom varje tandingrepp. Kordalverkan styrs av antalet tänder:

>

Förhållande mellan hastighetsändring=(V max − V min) / V max=1 − cos (180 grader /N)

Utvidgat, samma relation lyder:

v_max=ωR

v_min=ωR · cos(180 grader /N)

Δv / v_avg=1 − cos(180 grader /N)

En notering om formler: en variant, δv=(1/cos(π/z) − 1) × 100 %, normaliserar mot lägsta snarare än maxhastighet. De två divergerar något vid låga tandantal. Vi använder den första formen genomgående.

Siffrorna

Publicerade datapunkter från källorna ovan:

Figur 1. Variation av kedjans hastighet mot antalet kedjehjul.

Att utvärdera formeln över hela intervallet ger kurvans form.(Dessa mellanrader är vår egen aritmetik på den publicerade formeln, inte kopierad från en tillverkartabell - slutpunkterna överensstämmer med de publicerade värdena ovan.)

Kurvan faller brant och plattar sedan till. Att gå från 9 till 17 tänder minskar variationen med en faktor på 3,5. Att gå från 17 till 30 tänder ger dig ytterligare en faktor på 3 - verklig, men med minskande avkastning jämfört med kostnaden för ett mycket större kedjehjul.

Sjutton tänder är där kurvan vänder. Under den betalar du stort; ovanför det betalar du successivt mer kedjehjul för successivt mindre nytta.

Vad 6% hastighetsvariation faktiskt gör

På ett 9-tands kedjehjul accelererar och bromsar kedjan med 6 % av sin medelhastighet, flera gånger per varv. Tre konsekvenser följer.

Tröghetsbelastning.Acceleration av kedjemassan tillför spänning utöver den överförda belastningen. Kraften skalar med kvadraten på hastighet, så en snabb körning med lågt tandantal straffas två gånger.

Vibrationer och buller.Vid 9 tänder blir resultatet betydande vibrationer. Under 17 tänder överstiger variationen ungefär 3 %, vilket allmänt beskrivs som stötande vibrationer och buller.

Ledningsslitage.Färre tänder betyder att varje länk roterar genom en större vinkel när den går in i och lämnar kedjehjulet. Med väldigt få tänder genomgår varje länk en större vinkelled per ingreppscykel, vilket påskyndar slitaget på stift-bussningarna.

Den tredje är den tysta mördaren. Slitage på stift-bussningar är det som förlänger kedjan, och kedjans förlängning är det som slutligen tar slut.

Minsta tandantal: vad källorna säger

Den mest användbara versionen graderar minimum efter körhastighet:

Figur 2. Rekommendationer för minsta tandantal efter körhastighetsklass.

- Långsam hastighet (smörjning av dropptyp) -12 tänder

- Medelhastighetsdrivning (smörjning av oljebadstyp) -17 tänder

- Höghastighetsdrift (pumpad smörjning) -25 tänder

Detta är svaret på "kan jag använda färre än 17 tänder?" Ja - vid låg hastighet. Tröghetsstraffet från ackordsverkan skalar med hastighet, så en långsam drift tolererar variation som skulle förstöra en snabb. Ett 12-tands kedjehjul på en långsam transportör är ett rimligt tekniskt val. Samma drev vid 1 000 rpm är det inte.

Använd ett udda antal tänder

ISO 606 och allmän körpraxis rekommenderar båda udda tandräkningar på föraren.

De flesta enheter använder ett jämnt antal stigningar i kedjan. Att para ihop det med ett udda antal drivtänder säkerställer att slitaget fördelar sig jämnt över både kedjan och kedjehjulets tänder.

Kedjelängder är nästan alltid jämna (en udda längd behöver en förskjuten länk, vilket är svagare). Med en jämn kedja och ett jämnt kedjehjul möter samma kedjelänkar upprepade gånger samma kedjehjulständer och sliter på koncentrat. Ett udda antal tänder bryter upprepningscykeln så slitaget fördelar sig runt båda komponenterna.

Det kostar ingenting. Välj 17, 19, 21, 23, 25 istället för 18, 20, 22.

Maximalt antal drivna tänder - och varför det finns

De publicerade kapslarna skiljer sig något:

114maximalt på alla drivna kedjehjul

färre än 120

inte mer än 120

Resonemanget är detsamma i alla tre, och det handlar om sliten kedja, inte ny kedja:

För en given förlängning av kedjan på grund av slitage, ökar arbetsdelningsdiametern för kedjan på kedjehjulet i förhållande till den nominella stigningsdiametern - kedjan intar en högre position på kedjehjulets tand. Tillåtet säkert kedjeslitage anses vanligtvis vara cirka 2 % förlängning över nominell längd."

När kedjan slits, växer tonhöjden. En längre stigning kan inte sitta i tandfickorna vid den ursprungliga radien, så kedjan åker gradvis högre upp på tänderna. På ett litet kedjehjul är detta acceptabelt. På en mycket stor är det ackumulerade felet runt omslaget tillräckligt för att kedjan ska klättra ut helt.

Kvantifierad: en 2 % långsträckt kedja på ett 120-tands kedjehjul har redan drivit med 1,2 stigningar i förhållande till kedjehjulets omkrets.

En formel förenar de olika publicerade kapslarna:

En enkel formel för att bestämma hur mycket kedjeförlängning ett kedjehjul kan ta emot är200/N, uttryckt i procent, där N är antalet tänder på det största kedjehjulet."

Kontrollera det: 200/114=1.75%, 200/120=1.67%. Båda landar nära det tillåtna slitagetalet på 2 %. "Kåpan" är helt enkelt vilken tandräkning som fortfarande tolererar den förlängning du planerar att tillåta innan utbytet.

Detta innebär också att gränsen är din att sätta. Om du byter kedja med 1 % förlängning ger 200/N=1 N=200 tänder. Om du når 2 %, stanna kvar på 100.

Ytterligare två regler värda att känna till

Summan av tänder Större än eller lika med 50.God praxis är att hålla summan av tänder på 50 eller högre där båda kedjehjulen går på samma kedja - på ett 1:1-drev, det vill säga 25 tänder vardera. En 1:1-drift med två 17-tands kedjehjul uppfyller minimikravet på varje men summerar till 34, så båda ändarna drabbas av ackordsverkan samtidigt.

Max förhållande 7:1 per steg.Det maximala rekommenderade förhållandet för en enstaka reduktion är 7:1; ovanför det är en dubbel reduktion att föredra. Med stötbelastning stramar figuren till ca 5:1.

Mittavstånd samverkar med ackordsverkan.Från CEMA:s transportörkedjematerial: "om axelns centrumavstånd är en gemensam multipel av kedjestigningen, är ackordsverkan liten. Men om axelns centrumavstånd är multipel av kedjestigningen +0.5, ökar ackordsverkan." Genom att ställa in centrumavståndet till ett helt antal tonhöjder kan de två kedjehjulens ackordsvariation delvis upphäva; en halv-tonhöjdsförskjutning får dem att lägga till.

Urvalssekvens

Förhållande- håll dig inom 7:1 per steg (5:1 med stöt)

Förarens tänder- 17 minimum för allmänna enheter; 12 godtagbar vid låg hastighet med droppsmörjning; 25 för hög hastighet med pumpad smörjning

Udda räkningför föraren

Drivna tänder- kontrollera mot 200/N för din förlängningsersättningströskel

Summan av tänder Större än eller lika med 50

Centrumavståndpå ett helt antal platser

FAQ

Kan jag använda ett 15-tands kedjehjul?

Vid låg hastighet är ja - 15 allmänt accepterad och 13 är användbar i begränsade konstruktioner. Hastighetsvariationen vid 15 tänder är 2,19 %, mot 1,70 % vid 17. Bedöm det utifrån din hastighet och smörjmetod.

Påverkar ackordsverkan det stora kedjehjulet också?

Ja, men mycket mindre - variation faller med tandantalet, så ett 60-tands kedjehjul bidrar nästan ingenting. Det lilla drevet dominerar.

Varför är det drivna kedjehjulet överhuvudtaget täckt?

Sliten kedja rider högre på tänderna. Efter en viss tandräkning låter den ackumulerade driften kedjan klättra av. Använd 200/N för att ställa in din egen gräns baserat på din ersättningspolicy.

Har kuggremmar ackordverkan?

Ja, men mycket mindre. Publicerade siffror visar att den generellt är under 0,6 %, men i kombination med remskivans avböjning och stigningsfel kan den nå 2–3 %.

Ger ett större kedjehjul alltid längre livslängd på kedjan?

Upp till töjningsgränsen, i allmänhet ja - lägre kordalverkan, lägre artikulationsvinkel, lägre tandbelastning. Handeln är kostnad, vikt och utrymme.

Tianjin OuNaiDa Transmissions Technology tillverkar kedjehjul enligt ANSI- och ISO-standarder i lager och anpassade tandräkningar, med härdade tänder där applikationen behöver dem. Skicka oss ditt förhållande, hastighet och mittavstånd så räknar vi ihop tandräkningarna med dig.