Zakaj verižni pogoni potrebujejo 17 zob: Pojasnjeno akordalno delovanje

Verižniki na zalogi in štetje zob po meri
Ciljna ključna beseda:akordno delovanje verižnega pogona
sekundarni:minimalni zobje zobnikov, izbira števila zob zobnikov, veriga poligonalnega učinka
Meta opis:Hordialno delovanje povzroči 6-odstotno variacijo hitrosti na zobniku z 9 zobmi in 1,7 % na 17-zobnem zobniku. Matematika, ki stoji za pravilom 17 zob, plus največje število zagnanih zob in zakaj obstaja.
Veriga se ne ovija okrog zobnika v krogu. Ovije se v mnogokotnik.
To eno samo geometrijsko dejstvo povzroča spremembe hitrosti, vibracije, hrup in pospešeno obrabo, in to je razlog, da vam vsako vodilo verižnega pogona pove, da uporabite vsaj 17 zob na pogonu. Razumevanje mehanizma vam omogoča, da se pametno odločite, kdaj boste prekršili pravilo.
Kaj je akordno delovanje
Vsak člen verige je tog ravni segment. Ko veriga zajame zobnik, členi tvorijo mnogokotnik, vpisan v delni krog, ne gladek lok.
Ko se zobnik vrti, se efektivni polmer, pri katerem veriga zapusti zobnik, nenehno spreminja. Največja je, ko valj sedi na vrhu verižnika, najmanjša pa polovico zoba kasneje, ko se veriga razteza po tetivi med dvema valjema.
Ker je linearna hitrost enaka kotni hitrosti, pomnoženi s polmerom, spreminjanje polmera pri konstantnem vrtljaju na minuto daje različno hitrost verige. Vsak zob, za vedno.
Standardna formulacija:
Tudi ko se verižniki vrtijo s konstantno hitrostjo, hitrost verige ni enakomerna, ker se efektivni polmer verižnika spreminja z vsakim vpetjem zoba. Hordalno delovanje je odvisno od števila zob:
>
Razmerje spremembe hitrosti=(V max − V min) / V max=1 − cos (180 stopinj /N)
Razširjeno se ista relacija glasi:
v_max=ωR
v_min=ωR · cos(180 stopinj /N)
Δv / v_avg=1 − cos(180 stopinj /N)
Opomba o formulah: različica, δv=(1/cos(π/z) − 1) × 100 %, se normalizira glede na najmanjšo in ne na največjo hitrost. Oba se rahlo razlikujeta pri majhnem številu zob. Vseskozi uporabljamo prvo obliko.
Številke
Objavljene podatkovne točke iz zgornjih virov:

Slika 1. Sprememba hitrosti verige glede na število zob zobnika.
|
Zobje |
Sprememba hitrosti |
|
9 |
≈ 6 % |
|
17 |
≈ 1.7 % |
|
19 |
≈ 1.38 % |
|
25 |
≈ 0.8 % |
Vrednotenje formule v območju daje obliko krivulje.(Te vmesne vrstice so naša lastna aritmetika na podlagi objavljene formule, ki ni kopirana iz tabele proizvajalca - končne točke se ujemajo z zgoraj objavljenimi vrednostmi.)
|
Zobje |
180 stopinj /z |
1 − cos(180 stopinj /z) |
Sprememba hitrosti |
|
9 |
20.000 stopinj |
0.06031 |
6.03 % |
|
11 |
16,364 stopinje |
0.04051 |
4.05 % |
|
13 |
13,846 stopinj |
0.02906 |
2.91 % |
|
15 |
12.000 stopinj |
0.02185 |
2.19 % |
|
17 |
10,588 stopinj |
0.01703 |
1.70 % |
|
19 |
9,474 stopinje |
0.01364 |
1.36 % |
|
21 |
8,571 stopinje |
0.01117 |
1.12 % |
|
25 |
7.200 stopinj |
0.00789 |
0.79 % |
|
30 |
6.000 stopinj |
0.00548 |
0.55 % |
Krivulja strmo pada in se nato zravna. Prehod z 9 na 17 zob zmanjša variacijo za faktor 3,5. Če preidete s 17 na 30 zob, dobite še en realni faktor 3 -, vendar z vse manjšimi donosi glede na stroške veliko večjega zobnika.
Sedemnajst zob je mesto, kjer se krivulja obrne. Pod njim plačate visoko; nad njim plačate postopno več zobnika za postopno manjšo korist.
Kaj dejansko naredi 6-odstotna sprememba hitrosti
Na verižniku z 9 zobmi veriga pospeši in upočasni za 6 % svoje srednje hitrosti, večkrat na vrtljaj. Sledijo tri posledice.
Inercialna obremenitev.Pospeševanje mase verige poveča napetost, ki presega preneseno obremenitev. Sila se spreminja s kvadratom hitrosti, zato je hitra vožnja z majhnim številom zob dvakrat kaznovana.
Vibracije in hrup.Pri 9 zobih je rezultat znatna vibracija. Pod 17 zobmi odstopanje presega približno 3 %, kar je na splošno opisano kot neprijetne vibracije in hrup.
Obraba artikulacije.Manj zob pomeni, da se vsak člen vrti pod večjim kotom, ko vstopi in zapusti zobnik. Z zelo malo zobmi je vsak člen podvržen večjemu kotnemu zgibu na cikel vpetja, kar pospeši obrabo zatiča-puše.
Ta tretji je tihi morilec. Obraba pu-čepa je tisto, kar podaljša verigo, raztezek verige pa je tisto, kar sčasoma konča njeno življenjsko dobo.
Najmanjše število zob: kaj pravijo viri
|
Priporočilo |
Osnova |
|
pogonski zobnik s 17 ali več zobmi; gnani zobnik pod 120 zobmi |
Splošna praksa načrtovanja pogonov |
|
ANSI B29.1 določa najmanj 17 zob na gonilniku za standardne pogone, čeprav je dovoljenih 11–13 zob za zelo počasne, rahlo obremenjene aplikacije |
ANSI B29.1 |
|
ISO 606 priporoča več kot ali enako 17 pogonskih zob, z lihim številom za enakomerno porazdelitev obrabe valj{2}}sedeža |
ISO 606 |
|
Absolutna spodnja meja 15 zob, s 13 kot praktičnim minimumom pri omejenih dizajnih |
Navodila proizvajalca verige |
Najbolj uporabna različica diplomira najmanj glede na hitrost vožnje:

Slika 2. Priporočila za najmanjše število zob glede na hitrostni razred pogona.
- Počasna vožnja (kapljajoče mazanje) -12 zob
- Pogon s srednjo hitrostjo (mazanje v oljni kopeli) -17 zob
- Visokohitrostni pogon (črpano mazanje) -25 zob
To je odgovor na vprašanje "ali lahko uporabim manj kot 17 zob?" Da - pri nizki hitrosti. Inercialna kazen zaradi akordnega delovanja se povečuje s hitrostjo, zato počasna vožnja dopušča variacije, ki bi uničile hitro. Zobnik z 12 zobmi na počasnem tekočem traku je razumna inženirska izbira. Isti zobnik pri 1000 obratih na minuto ni.
Uporabite liho število zob
ISO 606 in splošna praksa vožnje priporočata neparno število zob na gonilniku.
Večina pogonov uporablja sodo število korakov v verigi. Kombinacija tega z lihim številom gonilnih zob zagotavlja enakomerno porazdelitev obrabe tako po verigi kot zobeh verižnika.
Dolžine verige so skoraj vedno sode (neparna dolžina potrebuje zamikalni člen, ki je šibkejši). Pri enakomerni verigi in enakomernem verižniku se isti členi verige večkrat srečajo z istimi zobmi verižnika in se obrabijo. Neparno število zob prekine ponavljajoči se cikel, zato se obraba porazdeli po obeh komponentah.
Nič ne stane. Izberite 17, 19, 21, 23, 25 namesto 18, 20, 22.
Največje število gnanih zob - in zakaj obstaja
Objavljene zgornje meje se nekoliko razlikujejo:
114največ na katerem koli gnanem zobniku
manj kot 120
ne več kot 120
Utemeljitev je pri vseh treh enaka in gre za obrabljeno verigo, ne za novo verigo:
Pri določenem raztezku verige zaradi obrabe se delovni premer koraka verige na verižniku poveča glede na nazivni premer koraka - veriga zavzame višji položaj na zobu verižnika. Dovoljena varna obraba verige se na splošno šteje za približno 2 % raztezka glede na nazivno dolžino."
Ko se veriga obrablja, nagib raste. Daljši korak ne more sedeti v zobnih žepih pri prvotnem polmeru, zato se veriga postopno premika višje navzgor po zobeh. Na majhnem zobniku je to sprejemljivo. Pri zelo velikem je nakopičena napaka okoli ovoja dovolj, da veriga v celoti spleza ven.
Kvantificirano: 2 % podaljšana veriga na verižniku s 120 zobmi je že zamaknila za 1,2 koraka glede na obseg verižnika.
Ena formula združuje različne objavljene zgornje meje:
Preprosta formula za določitev raztezka verige, ki ga lahko sprejme zobnik, je200/N, izraženo v odstotkih, kjer je N število zob na največjem verižniku."
Preverite: 200/114=1.75%, 200/120=1.67%. Oba pristaneta blizu vrednosti 2 % dovoljene obrabe. "Pokrovček" je preprosto tisto število zob, ki še prenaša raztezek, ki ga nameravate dovoliti pred zamenjavo.
To tudi pomeni, da omejitev določite sami. Če verigo zamenjate z 1 % raztezkom, 200/N=1 daje N=200 zob. Če tečete do 2 %, ostanite pri 100.
Še dve pravili, ki ju je vredno poznati
Vsota zob Večja ali enaka 50.Dobra praksa je ohraniti vsoto zob 50 ali več, kjer oba zobnika tečeta na isti verigi - pri pogonu 1:1, kar pomeni 25 zob vsak. Pogon 1:1 z dvema zobnikoma s 17 zobmi zadostuje minimumu na vsakem, vendar skupaj znaša 34, tako da oba konca istočasno trpita za tetiva.
Največje razmerje 7:1 na stopnjo.Največje priporočeno razmerje za enkratno zmanjšanje je 7:1; nad tem je prednostno dvojno zmanjšanje. Pri udarni obremenitvi se številka zategne na približno 5:1.
Sredinska razdalja je v interakciji s tetivnim delovanjem.Iz materiala CEMA za transportno verigo: "če je središčna razdalja gredi skupni večkratnik koraka verige, je tetiva majhna. Če pa je središčna razdalja gredi večkratnik koraka verige +0.5, se tetiva poveča." Nastavitev središčne razdalje na celo število korakov omogoča delno izničenje tetivnih variacij obeh zobnikov; polovični-odmik višine jih prisili, da dodajo.
Izbirno zaporedje
Razmerje- drži se znotraj 7:1 na stopnjo (5:1 s šokom)
Vozniški zobje- 17 najmanj za splošne pogone; 12 sprejemljivo pri nizki hitrosti s kapljičnim mazanjem; 25 za visoko hitrost z mazanjem s črpalko
Liho štetjeza voznika
Pogonski zobje- preverite glede na 200/N za vaš prag nadomestnega raztezka
Vsota zob Večja ali enaka 50
Sredinska razdaljana celem številu tonov
pogosta vprašanja
Ali lahko uporabim zobnik s 15 zobmi?
Pri nizki hitrosti je da - 15 splošno sprejet in 13 je uporaben v omejenih načrtih. Sprememba hitrosti pri 15 zobih je 2,19 % v primerjavi z 1,70 % pri 17. Ocenite glede na svojo hitrost in način mazanja.
Ali akordno delovanje vpliva tudi na velik zobnik?
Da, vendar veliko manj - variacij pade s številom zob, tako da zobnik s 60 zobmi ne prispeva skoraj nič. Prevladuje majhen zobnik.
Zakaj je gnani zobnik sploh zaprt?
Obrabljena veriga se dvigne višje na zobeh. Čez določeno število zob nakopičeno zanašanje povzroči, da veriga spleza. Uporabite 200/N, da nastavite lastno omejitev glede na svojo politiko zamenjave.
Ali zobati jermeni delujejo tetično?
Da, vendar veliko manjši. Objavljene številke navajajo, da je na splošno pod 0,6 %, čeprav lahko skupaj z odklonom jermenice in napakami naklona doseže 2–3 %.
Ali večji zobnik vedno zagotavlja daljšo življenjsko dobo verige?
Do meje raztezka, na splošno da - nižja tetiva, nižji artikulacijski kot, manjša obremenitev zob. Trgovina je cena, teža in prostor.
Tianjin OuNaiDa Transmissions Technology izdeluje zobnike po standardih ANSI in ISO na zalogi in številu zob po meri, s kaljenimi zobmi, kjer jih aplikacija potrebuje. Pošljite nam svoje razmerje, hitrost in sredinsko razdaljo in skupaj z vami bomo opravili štetje zob.




