18 톱니 스프라켓: 톱니 수가 속도, 토크 및 체인 구동 선택에 미치는 영향

18톱니 스프로킷은 대부분의 드라이브 설계자가 일반적인 작업 선택으로 간주하는 가장 작은 톱니 수입니다. 대략 17개 이하의 톱니에서는 소음, 진동 및 롤러 마모가 빠르게 증가합니다. 18세에서는 이러한 페널티 없이 컴팩트한 피치 직경을 유지합니다. 이러한 균형 때문에 오토바이 최종 드라이브, 단일 속도 자전거, 포장 컨베이어 및 펌프 드라이브에서 동일한 개수가 나타나는 것입니다. 18개 톱니로의 변경을 고려하고 있다면 실제적인 질문은 항상 동일합니다. 하나의 톱니가 속도, 토크 및 체인 수명에 어떤 영향을 미칩니까?

짧은 대답은 다음과 같습니다. 이렇게 작은 스프라켓에서는 단일 톱니가 구동 비율을 대략 5~6%만큼 이동시킵니다. 이는 기계에서 느낄 수 있을 만큼 충분하지만 구동계의 다른 곳에서 변경을 강제할 만큼은 거의 없습니다. 이 가이드의 나머지 부분에서는 해당 숫자 뒤의 형상, 실제로 실행하는 체인에 스프라켓을 일치시키는 방법, 후크 및 건너뛰는 스프라켓과 지속되는 스프라켓을 구분하는 체크리스트를 다룹니다.

18톱니 스프라켓의 정의

톱니 수와 체인 피치가 함께 스프라켓의 크기를 고정합니다. 피치 직경은 체인 피치를 sin(180°/N)으로 나눈 값과 같습니다. 18개의 톱니에서 분모는 sin 10°, 즉 약 0.1736이므로 피치 직경은 피치의 약 5.76배가 됩니다. 따라서 ANSI #40과 같은 0.5인치 피치 체인용 18톱니 스프로킷은 피치 원 전체에서 약 73mm(2.88인치)를 측정하며 롤러를 제거하기 위해 외부 직경이 약간 더 큽니다.

표준은 그 밖의 모든 것을 정의합니다. ANSI/ASME B29.1은 미국식 치아 형태를 규정하고, ISO 606과 DIN 8187/8188은 유럽식 형태를 기술하며, 중국의 GB 표준은 두 가지 모두를 반영합니다. 형태는 서로 바꿔 사용할 수 없습니다. 동일한 12.7mm 피치에서 ANSI #40 및 영국 표준 08B 체인은 서로 다른 롤러 직경과 플레이트 두께를 사용하므로 한 시리즈용으로 프로파일링된 스프로킷이 다른 시리즈의 체인을 손상시킵니다. 허브 스타일은 일반 플레이트, 고정 나사가 있는 허브 또는 테이퍼 부싱을 위한 보어 등 별도의 결정이며, 작은 스프라켓에서는 허브가 톱니 자체보다 전체 직경을 더 많이 추가하는 경우가 많습니다.

18개의 치아가 실용적인 최적점인 이유

체인 제조업체는 최소 톱니 수에 대해 직접적으로 설명합니다. 느리고 가벼운 부하가 걸리는 드라이브에는 12개 톱니가 허용되는 바닥이고, 중간 속도 및 부하에서는 약 17개가 권장되는 최소 톱니 수이며, 고속 작업의 경우 21개 이상이 권장됩니다. 18톱니 스프라켓은 권장 밴드 바로 안쪽에 위치하며, 이것이 바로 한 쌍의 더 작은 휠에 대한 일반적인 기본값인 이유입니다.

엔지니어링 이유는 화음 동작입니다. 사슬은 매끄러운 원을 그리며 움직이지 않습니다. 이는 치아를 가로질러 연결되며 각 롤러가 자리를 잡을 때 약간 오르락내리락합니다. 속도 변동은 대략 1 - cos(180°/N)로 발생하며 각 롤러는 스프로킷을 감쌀 때마다 360°/N으로 연결됩니다. 더 날카로운 관절은 더 빠른 핀과 부싱 마모를 의미합니다. 이것이 바로 아주 작은 스프라켓이 파손되기 훨씬 전에 체인 수명을 단축시키는 이유입니다.

작은 스프라켓은 더 적은 수의 톱니가 전달된 하중을 공유하기 때문에 각 톱니를 더 세게 작동하므로 이 범위에서 적절하게 만들어진 스프라켓은 유도 경화 또는 전체 경화 톱니를 갖습니다. 텐셔너 아이들러에도 동일한 논리가 적용됩니다. 톱니 수를 17개 이상으로 느슨하게 유지하지 않으면 아이들러가 드라이브 자체보다 체인을 더 빨리 마모시킵니다.

하나의 치아가 변화하는 것: 비율, 토크 및 체인 풀

구동 비율은 피동 톱니를 드라이버 톱니로 나눈 값이므로 각 톱니는 작은 스프라켓에서 더 많은 무게를 지탱합니다. 자전거나 오토바이의 19톱니 후방 스프라켓을 18톱니로 교체하면(고전적인 단일 톱니 변경) 기어링이 약 5.6% 더 커집니다. 동일한 페달을 밟을 때의 도로 속도나 엔진 속도는 비슷한 폭으로 증가하고 가속도는 거의 같은 양만큼 떨어지며 기어박스에서 구동되는 속도계는 대략 5% 낮게 표시됩니다. 반대로 17톱니가 장착된 곳에 18톱니 드라이버를 장착하면 기어링이 약 5.6% 단축되고 출력에서 ​​토크 배가 증가합니다.

톱니 수 또한 체인 당김을 변경하는데, 이는 비율만으로 숨겨집니다. 체인 장력은 샤프트 토크를 피치 반경으로 나눈 것과 같으므로, 더 작은 드라이버는 동일한 토크에 대해 체인에 더 많은 부하를 가합니다. 20톱니 드라이버를 18톱니 드라이버로 교체하면 작동 체인 장력이 약 11% 증가하며, 일반적으로 이는 스프로킷이 아닌 체인이 약한 링크가 되기 전에 드라이버가 얼마나 줄어들 수 있는지에 대한 실제 한계입니다.

스프라켓을 체인에 맞추기

톱니 형태는 체인 시리즈를 따르기 때문에 18톱니 스프로킷을 주문하는 첫 번째 단계는 스프로킷이 아닌 체인을 식별하는 것입니다. 피치, 롤러 직경 및 체인 제작 표준을 확인하십시오. 드라이브가 A 시리즈 짧은 피치 정밀 롤러 체인(대부분 카탈로그의 ANSI 제품군 측)을 실행하는 경우 짝을 이루는 스프로킷은 A 시리즈 롤러 시트 및 플레이트 두께에 맞게 프로파일링되어야 합니다.

A 시리즈 단피치 정밀 롤러 체인 많은 드라이브에 사용되는 A 시리즈 ANSI 제품군 롤러 체인; 체인 시리즈, 피치 및 롤러 직경을 식별하는 것은 올바른 프로파일의 결합 스프로킷을 주문하기 전 첫 번째 단계입니다. 제품보기 →

유럽 기계에 흔히 사용되는 영국 표준 제품군인 B 시리즈 체인은 언뜻 보면 거의 동일해 보이지만 동일한 피치에서 더 큰 롤러와 다른 플레이트 치수를 사용하므로 자체 톱니 프로파일과 자체 스프라켓이 필요합니다.

B 시리즈 짧은 피치 정밀 롤러 체인 동일한 피치에서 A 시리즈보다 롤러가 더 크고 플레이트 치수가 다른 영국 표준 B 시리즈 체인이므로 자체 톱니 프로파일과 전용 스프라켓이 필요합니다. 제품보기 →

재료는 다음 결정입니다. 강화 탄소강은 대부분의 밀폐된 실내 드라이브를 덮습니다. 식품 라인, 세척 구역, 해양 설비 및 화학 공장에서는 스테인리스강(범용 등급은 SS304, 염화물이 존재하는 SS316)이 필요하며, 이상적으로는 스테인리스 체인에 스테인리스 스프로킷을 연결하여 전체 드라이브가 비슷한 속도로 마모되도록 합니다. 스프라켓과 관련이 없지만 종종 비난을 받는 한 가지 세부 사항은 체인이 연결 링크와 결합될 수 있는지 여부는 총 피치 수에 따라 다르므로 가능하면 체인을 짝수 피치로 자르십시오.

18톱니 스프라켓이 나타나는 곳

이륜차에서 18개의 톱니는 차분한 순항 속도를 위해 약간의 가속을 거래하는 라이더에게 일반적인 개수입니다(위에서 설명한 것과 동일한 1개의 톱니 트레이드오프). 428, 520, 525 및 530과 같은 피치 시리즈는 산업용 드라이브에서 #40 또는 08B와 동일한 역할을 합니다.

공장에서 18개 톱니 드라이버는 기어모터 출력 공급 포장 기계, 병입 라인, 버킷 엘리베이터 및 중형 컨베이어에 일반적으로 사용되며 공간 낭비 없이 유용한 첫 번째 감소를 제공합니다. 식품, 제약 및 폐수 처리 시설에서는 동일한 톱니 수를 스테인레스 스틸로 가공하여 드라이브가 매일 세척될 때까지 견딜 수 있도록 합니다. 이러한 선택에 대한 전체 비율 및 토크 계산에 대한 가이드는 다음과 같습니다. 18톱니 스프로킷이 속도와 토크에 미치는 영향 숫자를 단계별로 진행합니다.

선택 및 교체 체크리스트

18톱니 스프라켓을 주문하거나 교체하기 전에 다음 목록을 살펴보십시오.

1. 먼저 체인(피치, 시리즈 및 표준)을 확인한 다음 일치하도록 스프라켓을 주문하십시오.
2. 주문하기 전에 샤프트에 대한 보어, 키 홈 및 장착 스타일(고정 나사 허브, 파일럿 보어 또는 테이퍼 부싱)을 확인하십시오.
3. 실제 부하를 받는 운전자를 위해 치아가 단단해져야 한다고 주장합니다. 18개의 톱니에서 각 톱니는 더 큰 스프라켓보다 더 큰 토크를 차지하며 평판이 좋은 제조업체는 기본적으로 작은 스프라켓을 강화합니다.
4. 동일한 평면에 두 스프라켓을 정렬하고 중간 스팬 여유를 수평 드라이브 중심 거리의 약 2~4%로 설정합니다.
5. 체인과 두 스프라켓을 세트로 교체하십시오. 마모된 치아에 연결된 새 체인은 첫날부터 건너뛰고 고르지 않게 마모됩니다.
6. 고속 드라이브의 경우 약 1.5% 신장률(느린 드라이브의 경우 3%)에서 롤러 체인을 폐기하고 톱니가 구부러지거나 비대칭으로 보이면 스프로킷을 교체하십시오.

탄소강 소재의 표준 18톱니 플레이트 스프로킷은 상용 부품입니다. SS304 또는 SS2205와 같은 스테인레스 등급, 특수 보어 또는 비율 균형을 맞추고 재설계된 기계를 감싸기 위해 선택된 톱니 수 등 요구 사항이 표준이 아닌 경우 체인 제조업체에서 구매하는 경우가 나타납니다. GB, ISO, ANSI 및 DIN 사양에 따른 스테인레스 체인 범위와 함께 Fubang 기계 스프로킷과 비표준 톱니 수, 보어 및 재료는 특별한 예외가 아닌 일상적인 요청입니다.

맞춤형 18톱니 체인 스프로킷 스테인리스 등급과 특수 보어 또는 톱니 수를 포함하여 GB, ISO, ANSI 및 DIN 사양에 따라 가공된 스프라켓은 실제로 드라이브에서 작동하는 체인과 일치하는 크기입니다. 제품보기 →

18톱니 스프라켓은 드라이브에서 가장 많이 논의되는 부분은 아니지만 컴팩트한 크기와 체인 친화적인 기하학적 구조가 정확히 만나는 곳에 위치합니다. 즉, 체인을 보호할 수 있을 만큼 크고 엔벨로프를 단단히 유지할 수 있을 만큼 작으며 첫 번째 비율 감소가 의미가 있습니다. 실제로 실행하는 체인에 맞춰 크기를 조정하고, 다시 기어링할 때 1톱니 비율을 존중하고, 체인과 함께 교체하세요. 주문하기 전에 특정 드라이브에 대해 톱니 수, 보어 또는 재료를 확인하려면 당사를 통해 사양을 보내주십시오. 연락처 페이지 자세한 내용은 엔지니어링 팀에서 확인하겠습니다.