Чому ланцюгові передачі потребують 17 зубів: пояснення хордової дії

Зірочки в наявності та індивідуальний підрахунок зубів

Цільове ключове слово:ланцюгова передача хордової дії

Вторинний:мінімальні зуби зірочки, вибір кількості зубів зірочки, ланцюг полігонального ефекту

Мета опис:Акордна дія викликає зміну швидкості на 6% на зірочці з 9 зубами та на 1,7% на зірочці з 17 зубами. Математика, що лежить в основі правила 17 зубів, плюс максимальна кількість ведених зубів і чому воно існує.

Ланцюг не обертається навколо зірочки по колу. Він загортається в багатокутник.

Цей єдиний геометричний факт спричиняє коливання швидкості, вібрацію, шум і прискорене зношування, і саме тому кожна направляюча ланцюгової передачі рекомендує вам використовувати принаймні 17 зубів на приводі. Розуміння механізму дає змогу розумно вирішувати, коли порушувати правило.

Що таке акордова дія

Кожна ланка ланцюга являє собою жорсткий прямий сегмент. Коли ланцюг зачіпає зірочку, ланки утворюють багатокутник, вписаний у ділильне коло, а не плавну дугу.

У міру обертання зірочки ефективний радіус, на якому ланцюг залишає зірочку, постійно змінюється. Це максимум, коли ролик знаходиться у верхній частині зірочки, і мінімум на половину зуба пізніше, коли ланцюг охоплює пояс між двома роликами.

Оскільки лінійна швидкість дорівнює кутовій швидкості, помноженій на радіус, змінний радіус при постійних обертах дає змінну швидкість ланцюга. Кожен зуб назавжди.

Стандартна рецептура:

Навіть коли зірочки обертаються з постійною швидкістю, швидкість ланцюга не є постійною, оскільки ефективний радіус зірочки змінюється через кожне зачеплення зуба. Хордова дія визначається кількістю зубців:

>

Співвідношення зміни швидкості=(V max − V min) / V max=1 − cos (180 градусів /N)

У розгорнутому вигляді те саме співвідношення читається:

v_max=ωR

v_min=ωR · cos(180 градусів /N)

Δv / v_avg=1 − cos(180 градусів /N)

Примітка щодо формул: варіант, δv=(1/cos(π/z) − 1) × 100%, нормалізується відносно мінімальної, а не максимальної швидкості. Обидва дещо розходяться при низькій кількості зубів. Ми використовуємо першу форму всюди.

Цифри

Опубліковані дані з джерел вище:

Рисунок 1. Зміна швидкості ланцюга залежно від кількості зубів зірочки.

Оцінка формули в діапазоні дає форму кривої.(Ці проміжні рядки є нашою власною арифметикою на основі опублікованої формули, а не скопійованої з таблиці виробника - кінцеві точки узгоджуються з опублікованими вище значеннями.)

Крива різко падає, а потім вирівнюється. Перехід від 9 до 17 зубів скорочує варіацію в 3,5 рази. Перехід від 17 до 30 зубів дає вам ще один реальний коефіцієнт 3 -, але зі зменшенням прибутку порівняно з вартістю набагато більшої зірочки.

Сімнадцять зубів — це місце повороту кривої. Нижче ви платите багато; вище цього ви платите поступово більшу зірочку за поступово меншу вигоду.

Що насправді робить зміна швидкості на 6%.

На зірочці з 9 зубами ланцюг прискорюється та сповільнюється на 6% від своєї середньої швидкості, кілька разів за один оберт. З цього випливають три наслідки.

Інерційне навантаження.Прискорення маси ланцюга збільшує напругу, що перевищує передане навантаження. Сила залежить від квадрата швидкості, тому швидка їзда з малою кількістю зубів карається двічі.

Вібрація і шум.На 9 зубах результатом є значна вібрація. Нижче 17 зубів варіація перевищує приблизно 3%, що зазвичай описується як неприйнятна вібрація та шум.

Знос артикуляції.Менша кількість зубів означає, що кожна ланка обертається на більший кут, коли вона входить у зірочку та виходить із неї. З дуже малою кількістю зубів кожна ланка зазнає більшого кутового шарнірного з’єднання за цикл зачеплення, що прискорює знос втулки пальця.

Третій — тихий вбивця. Знос-втулки штифта подовжує ланцюг, а подовження ланцюга зрештою закінчує його термін служби.

Мінімальна кількість зубів: що говорять джерела

Найкорисніша версія градує мінімум за швидкістю приводу:

Малюнок 2. Рекомендації щодо мінімальної кількості зубців за класом швидкості приводу.

- Низькошвидкісний привід (крапельне змащування) -12 зубів

- Середньошвидкісний привід (змащування в масляній ванні) -17 зубів

- Високошвидкісний привід (мастило з насосом) -25 зубів

Це відповідь на питання "чи можу я використовувати менше 17 зубів?" Так - на низькій швидкості. Штраф інерції від хордової дії збільшується зі швидкістю, тому повільний рух допускає варіації, які можуть знищити швидкий. Зірочка з 12 зубами на повільному конвеєрі - розумний інженерний вибір. Тієї ж зірочки на 1000 об / хв немає.

Використовуйте непарну кількість зубів

І ISO 606, і загальна практика водіння рекомендують непарну кількість зубів на драйвері.

Більшість приводів використовують парну кількість кроків у ланцюзі. Поєднання з непарною кількістю зубів приводу забезпечує рівномірний розподіл зносу як на ланцюг, так і на зуби зірочки.

Довжина ланцюга майже завжди парна (для непарної довжини потрібна зміщена ланка, яка слабша). З рівним ланцюгом і рівною зірочкою ті самі ланки ланцюга неодноразово стикаються з тими самими зубами зірочки, що призводить до концентрації зносу. Непарна кількість зубів порушує повторний цикл, тому знос розподіляється навколо обох компонентів.

Це нічого не коштує. Виберіть 17, 19, 21, 23, 25, а не 18, 20, 22.

Максимальна кількість ведених зубів - і чому вона існує

Опубліковані шапки дещо відрізняються:

114максимум на будь-якій веденій зірочці

менше 120

не більше 120

Аргументація однакова в усіх трьох, і йдеться про зношений ланцюг, а не про новий:

Для заданого подовження ланцюга через знос робочий діаметр кроку ланцюга на зірочці збільшується відносно номінального діаметра кроку - ланцюг займає вищу позицію на зубі зірочки. Допустимий безпечний знос ланцюга, як правило, вважається подовженням приблизно на 2% від номінальної довжини».

Коли ланцюг зношується, крок зростає. Довший крок не може поміститися в гнізда зубів при початковому радіусі, тому ланцюг поступово піднімається вище зубів. На маленькій зірочці це допустимо. На дуже великому ланцюгу накопиченої помилки навколо обмотки достатньо, щоб ланцюг повністю виліз.

Кількісно: подовжений на 2% ланцюг на зірочці зі 120 зубами вже відхилився на 1,2 кроку відносно окружності зірочки.

Одна формула об’єднує різні опубліковані обмеження:

Проста формула для визначення того, яке подовження ланцюга може прийняти зірочка200/N, виражене у відсотках, де N — кількість зубів на найбільшій зірочці».

Перевірте: 200/114=1.75%, 200/120=1.67%. Обидва приземляються близько 2% допустимого зносу. «Ковпачок» — це просто будь-яка кількість зубів, яка все ще витримує подовження, яке ви плануєте дозволити перед заміною.

Це також означає, що ви можете встановлювати обмеження. Якщо замінити ланцюг із подовженням 1%, 200/N=1 дає N=200 зубів. Якщо ви біжите до 2%, залишайтеся на 100.

Варто знати ще два правила

Сума зубців більше або дорівнює 50.Хороша практика полягає в тому, щоб підтримувати суму зубів на рівні 50 або більше, коли обидві зірочки працюють на одному ланцюзі - при передачі 1:1, тобто по 25 зубів кожна. Привід 1:1 із двома зірочками з 17 зубами задовольняє мінімум на кожній, але сумарно становить 34, тому обидва кінці зазнають хордової дії одночасно.

Максимальне співвідношення 7:1 на етап.Максимальне рекомендоване співвідношення для одноразового зменшення становить 7:1; понад це подвійне зменшення є кращим. При ударному навантаженні фігура підтягується приблизно до 5:1.

Центральна відстань взаємодіє з хордовою дією.З матеріалів конвеєрного ланцюга CEMA: «якщо відстань між центрами валу є загальним кратним кроку ланцюга, хордова дія є невеликою. Але якщо відстань між центрами валу є кратною кроку ланцюга +0.5, хордова дія збільшується». Встановлення центральної відстані до цілої кількості кроків дозволяє частково скасовувати хордальну варіацію двох зірочок; половинний-зміщення кроку змушує їх додавати.

Послідовність відбору

співвідношення- дотримуйтесь 7:1 на етап (5:1 з ударом)

Водійні зуби- 17 мінімум для загальних дисків; 12 прийнятно на низькій швидкості з крапельним змащенням; 25 для високої швидкості з мастилом насосом

Непарний рахунокдля водія

Ведені зуби- порівняйте з 200/N для вашого порогового значення подовження

Сума зубців більше або дорівнює 50

Центральна відстаньна ціле число кроків

FAQ

Чи можна використовувати зірочку на 15 зубів?

На низькій швидкості yes - 15 широко прийнято, а 13 працює в обмежених дизайнах. Зміна швидкості на 15 зубах становить 2,19%, проти 1,70% на 17. Оцінюйте це відповідно до вашої швидкості та методу змащування.

Чи хордова дія також впливає на велику зірочку?

Так, але набагато менша - варіація падає з кількістю зубів, тому зірочка з 60 зубами майже не сприяє. Домінує мала зірочка.

Чому ведена зірочка взагалі закрита?

Зношений ланцюг піднімається вище на зубцях. Після певної кількості зубів накопичений дрейф дозволяє ланцюгу злізти. Використовуйте 200/N, щоб установити власний ліміт на основі вашої політики заміни.

Чи мають зубчасті паси хордову дію?

Так, але набагато менший. Згідно з опублікованими даними, він зазвичай становить менше 0,6%, хоча в поєднанні з відхиленням шківа та похибками кроку він може досягати 2–3%.

Чи завжди більша зірочка забезпечує довший термін служби ланцюга?

До межі подовження, як правило, так - нижня хордальна дія, нижчий кут артикуляції, менше навантаження на зуби. Торгова вартість, вага і місце.

Компанія Tianjin OuNaiDa Transmissions Technology виготовляє зірочки відповідно до стандартів ANSI та ISO на складі та за індивідуальною кількістю зубів із загартованими зубами там, де вони потрібні. Надішліть нам своє співвідношення, швидкість і центральну відстань, і ми разом з вами проведемо підрахунок зубів.