18 tannhjul: Hvordan tanntelling påvirker hastighet, dreiemoment og valg av kjededrift

Et 18-tanns tannhjul er den minste tanntellingen som de fleste drevdesignere ser på som et normalt arbeidsvalg. Under omtrent 17 tenner stiger støy, vibrasjoner og rulleslitasje raskt; ved 18 holder du en kompakt tonehøydediameter uten disse straffene. Den balansen er grunnen til at det samme antallet dukker opp på motorsykkelsluttdrev, enkelthastighetssykler, pakketransportører og pumpedrev. Hvis du vurderer å bytte til eller fra 18 tenner, er det praktiske spørsmålet alltid det samme: hva gjør én tann med hastighet, dreiemoment og kjedelevetid?

Det korte svaret: på et så lite tannhjul, flytter en enkelt tann drivforholdet med omtrent 5 til 6 prosent. Det er nok til å føle på en maskin, og sjelden nok til å tvinge frem endringer andre steder i drivverket. Resten av denne guiden dekker geometrien bak det tallet, hvordan du matcher tannhjulet til kjedet du faktisk kjører, og sjekklisten som skiller et tannhjul som varer fra et som hekter og hopper.

Hva definerer et 18-tanns tannhjul

Tanntall og kjedestigning sammen fikser størrelsen på et tannhjul. Stigningsdiameter er lik kjedestigningen delt på sin(180°/N); ved 18 tenner er nevneren sin 10°, omtrent 0,1736, så stigningsdiameteren kommer ut på omtrent 5,76 ganger stigningen. Et 18-tanns tannhjul for en 0,5-tommers kjede, slik som ANSI #40, måler derfor ca. 2,88 tommer (73 mm) på tvers av stigningssirkelen, med den ytre diameteren litt større for å fjerne valsene.

Standarder definerer alt annet. ANSI/ASME B29.1 styrer den amerikanske tannformen, ISO 606 og DIN 8187/8188 beskriver den europeiske formen, og Kinas GB-standarder gjenspeiler begge. Formene er ikke utskiftbare: med samme stigning på 12,7 mm bruker ANSI #40 og British Standard 08B kjede forskjellige rullediametre og platetykkelser, så et tannhjul som er profilert for en serie vil skade kjedet fra den andre. Navstil er en egen avgjørelse - vanlig plate, nav med settskruer, eller boret for en konisk bøssing - og på et lite tannhjul gir navet ofte mer total diameter enn selve tennene.

Hvorfor 18 tenner er det praktiske søte stedet

Kjedeprodusenter er direkte om minimumsantallet av tenner: 12 tenner er det aksepterte gulvet for sakte, lett belastede stasjoner, rundt 17 er det anbefalte minimum ved moderate hastigheter og belastninger, og 21 eller mer for høyhastighetsdrift. Et 18-tanns tannhjul sitter rett innenfor det anbefalte båndet, og det er nettopp grunnen til at det er en så vanlig standard for det mindre hjulet på et par.

Den tekniske årsaken er akkordhandling. En kjede går ikke på en jevn sirkel; den slår bro over tennene, stiger og faller litt når hver rulle seter. Hastighetsfluktuasjonen er omtrent 1 - cos (180°/N), og hver valse artikulerer 360°/N hver gang den pakker et tannhjul. Skarpere ledd betyr raskere slitasje på stifter og bøssinger, og derfor forkorter et veldig lite tannhjul kjedets levetid lenge før det bryter noe.

Små tannhjul jobber også hardere for hver tann, fordi færre tenner deler den overførte belastningen, så et riktig laget tannhjul i denne serien har induksjons- eller gjennomherdede tenner. Den samme logikken gjelder for strammehjul: hold dem på 17 tenner eller mer og på den slakke siden, ellers vil tomgangshjulet slite på kjedet raskere enn selve drivverket.

Hva en tann endrer: forhold, dreiemoment og kjedetrekk

Drivforhold er drevne tenner delt på drivertenner, slik at hver tann bærer mer vekt på et lite tannhjul. Å bytte et 19-tanns bakhjul med et 18-hjul på en sykkel eller motorsykkel - et klassisk enkelttannskifte - gjør giringen omtrent 5,6 prosent høyere. Veihastigheten ved samme tråkk eller motorturtall øker med en lignende margin, akselerasjonen synker omtrent like mye, og et speedometer drevet fra girkassen vil vise omtrent 5 prosent lavt. Går den andre veien, å montere en 18-tanns driver hvor en 17-tann var montert, forkorter giringen med omtrent 5,6 prosent og øker dreiemomentmultiplikasjonen ved utgangen.

Tanntelling endrer også kjedetrekk, som forholdet alene skjuler. Kjedespenning er lik akselmoment delt på stigningsradius, så en mindre driver belaster kjedet hardere for samme dreiemoment. Å bytte ut en 20-tanns driver med en 18-tann øker arbeidskjedespenningen med omtrent 11 prosent, og det er vanligvis den virkelige grensen for hvor langt en driver kan krympe før kjedet, ikke tannhjulet, blir det svake leddet.

Matche tannhjulet til kjeden

Fordi tannform følger kjedeserien, er det første trinnet i å bestille et 18-tanns tannhjul å identifisere kjedet, ikke tannhjulet. Bekreft stigning, rullediameter og standarden kjedet er bygget etter. Hvis drivverket kjører A-seriens presisjonsrullekjede med kort stigning – ANSI-familiesiden i de fleste kataloger – må det sammenfallende tannhjulet være profilert for A-seriens rullesete og platetykkelse.

A Series Short Pitch Precision Rullekjede A-serie ANSI-familien rullekjede brukt på mange stasjoner; å identifisere kjedeserien, stigningen og valsediameteren er det første trinnet før du bestiller et korrekt profilert kjedehjul. Se produkt →

B-serie-kjeden, British Standard-familien som er vanlig på europeiske maskiner, ser nesten identisk ut med et øyekast, men bruker en større rulle og forskjellige platedimensjoner i samme stigning, så den trenger sin egen tannprofil og sitt eget tannhjul.

B-serien med kort stigning presisjonsrullekjede British Standard B-serie kjede med større rull og andre platedimensjoner enn A-serie i samme stigning, så den krever egen tannprofil og dedikerte tannhjul. Se produkt →

Materialet er neste avgjørelse. Herdet karbonstål dekker de fleste lukkede, innendørs stasjoner. Matledninger, vaskeområder, marinearmaturer og kjemiske anlegg krever rustfritt stål - SS304 som generell kvalitet, SS316 hvor klorider er tilstede - og ideelt sett et rustfritt kjedehjul som kjører mot en rustfri kjede slik at hele stasjonen slites med samme hastighet. En detalj som ikke har noe med kjedehjulet å gjøre, men som ofte får skylden på det: Hvorvidt kjedet kan kobles sammen med et koblingsledd avhenger av dets totale stigningstall, så kutt kjedet til et jevnt antall stigninger når det er mulig.

Hvor 18-tanns tannhjul dukker opp

På tohjulinger er 18 tenner en vanlig telling for ryttere som bytter litt akselerasjon for roligere marsjfart – den samme en-tanns avveiningen beskrevet ovenfor – og pitch-serier som 428, 520, 525 og 530 tjener samme rolle som #40 eller 08B gjør i industrielle drivverk.

I anlegg er en 18-tanns driver typisk på girmotorutganger som mater pakkemaskiner, tappelinjer, bøtteheiser og middels tunge transportører, der den gir en nyttig første reduksjon uten å kaste bort plass. I mat-, farmasøytiske og avløpsanlegg er det samme tanntallet maskinert til rustfritt stål, slik at stasjonen overlever daglig vask. For hele forholdet og dreiemomentberegningene bak disse valgene, vår guide på hvordan et 18-tanns tannhjul påvirker hastighet og dreiemoment går gjennom tallene trinn for trinn.

En sjekkliste for valg og erstatning

Før du bestiller eller erstatter et 18-tanns tannhjul, bør du gå gjennom denne listen:

1. Identifiser kjeden først - stigning, serie og standard - bestill deretter kjedehjulet til å matche, aldri omvendt.
2. Bekreft boring, kilespor og monteringsmåte (settskruenav, pilotboring eller konisk bøssing) mot akselen før du bestiller.
3. Insister på herdede tenner for en sjåfør under reell belastning; med 18 tenner tar hver tann en større del av dreiemomentet enn på et større tannhjul, og anerkjente produsenter herder små tannhjul som standard.
4. Juster begge tannhjulene i samme plan og still inn slakk i midten av spennvidden på omtrent 2 til 4 prosent av senteravstanden på horisontale drev.
5. Bytt ut kjedet og begge tannhjulene som et sett; en ny kjede som kjører på slitte tenner vil hoppe over og slites ujevnt fra dag én.
6. Trekk tilbake et rullekjede med ca. 1,5 prosent forlengelse på høyhastighetsdrev (3 prosent på sakte), og bytt ut tannhjul når tennene ser hekte eller asymmetriske ut.

Standard 18-tanns platekjedehjul i karbonstål er varedeler. Saken for å kjøpe fra en kjedeprodusent dukker opp når kravet ikke er standard - rustfrie kvaliteter som SS304 eller SS2205, spesielle boringer eller en tanntelling valgt for å balansere forholdet og pakke inn på en redesignet maskin. Fubang maskiner kjedehjul sammen med sine rustfrie kjedeserier til GB, ISO, ANSI og DIN spesifikasjoner, og ikke-standard tanntelling, boringer og materialer er en rutineforespørsel snarere enn et spesielt unntak.

Tilpassede kjedehjul med 18 tannkjeder Tannhjul maskinert til GB-, ISO-, ANSI- og DIN-spesifikasjoner, inkludert rustfrie kvaliteter og spesielle boringer eller tanntellinger, dimensjonert for å matche kjedet som faktisk kjører i drevet. Se produkt →

Et 18-tanns tannhjul er sjelden den mest omtalte delen av en drivenhet, men den sitter akkurat der kompakt størrelse og kjedevennlig geometri møtes: stort nok til å beskytte kjedet, lite nok til å holde konvolutten tett og den første forholdsreduksjonen meningsfull. Dimensjoner den mot kjedet du faktisk kjører, respekter éntannsprosentene når du girer på nytt, og bytt den ut sammen med kjedet. Hvis du vil ha en tanntelling, boring eller materiale sjekket mot et bestemt drev før du bestiller, send spesifikasjonen gjennom vår kontaktside og ingeniørteamet vil bekrefte detaljene.