18 Roda dentada: como a contagem de dentes afeta a velocidade, o torque e a seleção da transmissão por corrente

Uma roda dentada de 18 dentes é a menor contagem de dentes que a maioria dos projetistas de acionamentos trata como uma escolha normal de trabalho. Abaixo de aproximadamente 17 dentes, o ruído, a vibração e o desgaste dos rolos aumentam rapidamente; aos 18, você mantém um diâmetro primitivo compacto sem essas penalidades. Esse equilíbrio é o motivo pelo qual a mesma contagem ocorre em comandos finais de motocicletas, bicicletas de velocidade única, transportadores de embalagens e acionamentos de bombas. Se você está considerando uma mudança para ou a partir de 18 dentes, a questão prática é sempre a mesma: o que um dente faz com a velocidade, o torque e a vida útil da corrente?

A resposta curta: em uma roda dentada tão pequena, um único dente move a relação de transmissão em aproximadamente 5 a 6 por cento. Isso é suficiente para sentir em uma máquina e raramente o suficiente para forçar mudanças em qualquer outro lugar do sistema de transmissão. O restante deste guia cobre a geometria por trás desse número, como combinar a roda dentada com a corrente que você realmente usa e a lista de verificação que separa uma roda dentada que dura daquela que engancha e salta.

O que define uma roda dentada de 18 dentes

A contagem de dentes e o passo da corrente juntos determinam o tamanho da roda dentada. O diâmetro do passo é igual ao passo da corrente dividido por sin(180°/N); com 18 dentes, o denominador é sen 10°, cerca de 0,1736, então o diâmetro do passo sai aproximadamente 5,76 vezes o passo. Uma roda dentada de 18 dentes para uma corrente com passo de 0,5 pol., como ANSI #40, mede, portanto, cerca de 2,88 pol. (73 mm) ao longo do círculo primitivo, com o diâmetro externo ligeiramente maior para liberar os rolos.

Os padrões definem todo o resto. ANSI/ASME B29.1 rege a forma do dente americano, ISO 606 e DIN 8187/8188 descrevem a forma europeia, e os padrões GB da China refletem ambos. Os formatos não são intercambiáveis: no mesmo passo de 12,7 mm, as correntes ANSI #40 e British Standard 08B usam diâmetros de rolos e espessuras de placas diferentes, portanto, uma roda dentada perfilada para uma série danificará a corrente da outra. O estilo do cubo é uma decisão separada - placa simples, cubo com parafusos de fixação ou furado para uma bucha cônica - e em uma roda dentada pequena, o cubo geralmente adiciona mais diâmetro geral do que os próprios dentes.

Por que 18 dentes são o ponto ideal prático

Os fabricantes de correntes são diretos quanto à contagem mínima de dentes: 12 dentes é o piso aceito para acionamentos lentos e com carga leve, cerca de 17 é o mínimo recomendado em velocidades e cargas moderadas e 21 ou mais para serviços em alta velocidade. Uma roda dentada de 18 dentes fica dentro da faixa recomendada, e é exatamente por isso que é um padrão tão comum para a roda menor de um par.

A razão da engenharia é a ação cordal. Uma corrente não corre em um círculo liso; ele faz ponte sobre os dentes, subindo e descendo ligeiramente à medida que cada rolo assenta. A flutuação de velocidade funciona em aproximadamente 1 - cos(180°/N), e cada rolo se articula em 360°/N toda vez que envolve uma roda dentada. Articulação mais nítida significa desgaste mais rápido do pino e da bucha, e é por isso que uma roda dentada muito pequena encurta a vida útil da corrente muito antes de quebrar alguma coisa.

Rodas dentadas pequenas também trabalham cada dente com mais força, porque menos dentes compartilham a carga transmitida, portanto, uma roda dentada feita corretamente nesta faixa tem dentes endurecidos por indução ou completamente. A mesma lógica se aplica aos roletes tensores: mantenha-os com 17 dentes ou mais e no lado frouxo, ou o rolete desgastará a corrente mais rápido do que o próprio acionamento.

O que um dente muda: proporção, torque e tração da corrente

A relação de transmissão é composta por dentes acionados divididos pelos dentes acionadores, de modo que cada dente carrega mais peso em uma roda dentada pequena. Trocar uma roda dentada traseira de 19 dentes por uma de 18 em uma bicicleta ou motocicleta – uma troca clássica de dente único – torna a engrenagem cerca de 5,6% mais alta. A velocidade da estrada ao mesmo pedalar ou a velocidade do motor aumenta por uma margem semelhante, a aceleração cai aproximadamente na mesma proporção e um velocímetro acionado pela caixa de câmbio indicará cerca de 5% baixo. Indo na direção oposta, instalar uma chave de 18 dentes onde uma de 17 dentes foi montada encurta a engrenagem em cerca de 5,6 por cento e aumenta a multiplicação do torque na saída.

A contagem de dentes também altera a tração da corrente, o que a proporção por si só esconde. A tensão da corrente é igual ao torque do eixo dividido pelo raio do passo, portanto, um acionador menor carrega a corrente com mais força para obter o mesmo torque. Substituir uma chave de 20 dentes por uma de 18 dentes aumenta a tensão da corrente de trabalho em cerca de 11%, e esse geralmente é o limite real de até que ponto uma chave pode encolher antes que a corrente, e não a roda dentada, se torne o elo mais fraco.

Combinando a roda dentada com a corrente

Como o formato dos dentes segue a série da corrente, o primeiro passo para encomendar qualquer roda dentada de 18 dentes é identificar a corrente, não a roda dentada. Confirme o passo, o diâmetro do rolo e o padrão para o qual a corrente foi construída. Se o acionamento utilizar corrente de rolos de precisão de passo curto da série A - o lado da família ANSI da maioria dos catálogos - a roda dentada correspondente deverá ser perfilada para o assento do rolo da série A e espessura da placa.

Corrente de rolos de precisão de passo curto série A Corrente de rolos da família ANSI série A usada em muitos acionamentos; identificar a série da corrente, o passo e o diâmetro do rolo é o primeiro passo antes de solicitar uma roda dentada correspondente com perfil correto. Ver Produto →

A corrente da série B, a família British Standard comum nas máquinas europeias, parece quase idêntica à primeira vista, mas utiliza um rolo maior e diferentes dimensões de placa no mesmo passo, por isso precisa do seu próprio perfil de dente e da sua própria roda dentada.

Corrente de rolos de precisão de passo curto série B Corrente da série B do padrão britânico com um rolo maior e dimensões de placa diferentes da série A no mesmo passo, por isso requer seu próprio perfil de dente e rodas dentadas dedicadas. Ver Produto →

O material é a próxima decisão. O aço carbono endurecido cobre a maioria das unidades internas fechadas. Linhas de alimentos, áreas de lavagem, acessórios marítimos e fábricas de produtos químicos exigem aço inoxidável – SS304 como classe de uso geral, SS316 onde cloretos estão presentes – e, idealmente, uma roda dentada de aço inoxidável encostada em uma corrente de aço inoxidável para que todo o acionamento se desgaste a uma taxa semelhante. Um detalhe que não tem nada a ver com a roda dentada, mas que muitas vezes é atribuído a ela: se a corrente pode ser unida a um elo de conexão depende da contagem total de passos, portanto, corte a corrente em um número par de passos sempre que possível.

Onde aparecem as rodas dentadas de 18 dentes

Em veículos de duas rodas, 18 dentes é uma contagem comum para os pilotos que trocam um pouco de aceleração por uma velocidade de cruzeiro mais calma – a mesma compensação de um dente descrita acima – e séries de passos como 428, 520, 525 e 530 desempenham o mesmo papel que #40 ou 08B desempenham em acionamentos industriais.

Nas fábricas, um acionador de 18 dentes é típico nas saídas de motorredutores que alimentam máquinas de embalagem, linhas de engarrafamento, elevadores de caçamba e transportadores de serviço médio, onde fornece uma primeira redução útil sem desperdiçar espaço. Em instalações alimentícias, farmacêuticas e de tratamento de águas residuais, o mesmo número de dentes é usinado em aço inoxidável para que a unidade sobreviva à lavagem diária. Para obter os cálculos completos de relação e torque por trás dessas escolhas, nosso guia sobre como uma roda dentada de 18 dentes afeta a velocidade e o torque trabalha com os números passo a passo.

Uma lista de verificação de seleção e substituição

Antes de encomendar ou substituir uma roda dentada de 18 dentes, analise esta lista:

1. Identifique primeiro a corrente – passo, série e padrão – e depois ordene a roda dentada para combinar, nunca o contrário.
2. Confirme o furo, a chaveta e o estilo de montagem (cubo do parafuso de fixação, furo piloto ou bucha cônica) no eixo antes de fazer o pedido.
3. Insista em dentes endurecidos para um motorista sob carga real; com 18 dentes, cada dente sofre uma parcela maior de torque do que em uma roda dentada maior, e fabricantes de renome endurecem rodas dentadas pequenas por padrão.
4. Alinhe ambas as rodas dentadas no mesmo plano e ajuste a folga no meio do vão em aproximadamente 2 a 4 por cento da distância central em acionamentos horizontais.
5. Substitua a corrente e ambas as rodas dentadas como um conjunto; uma nova corrente com dentes desgastados saltará e se desgastará de maneira irregular desde o primeiro dia.
6. Retire uma corrente de roletes com cerca de 1,5% de alongamento em acionamentos de alta velocidade (3% em acionamentos lentos) e substitua as rodas dentadas quando os dentes parecerem torcidos ou assimétricos.

Rodas dentadas padrão de 18 dentes em aço carbono são peças comuns. O argumento para comprar de um fabricante de correntes aparece quando o requisito não é padrão – tipos de aço inoxidável como SS304 ou SS2205, furos especiais ou uma contagem de dentes escolhida para equilibrar a relação e o enrolamento em uma máquina reprojetada. A Fubang usina rodas dentadas junto com suas linhas de correntes de aço inoxidável de acordo com as especificações GB, ISO, ANSI e DIN, e contagens de dentes, furos e materiais fora do padrão são uma solicitação de rotina e não uma exceção especial.

Rodas dentadas personalizadas de 18 dentes Rodas dentadas usinadas de acordo com as especificações GB, ISO, ANSI e DIN, incluindo graus de aço inoxidável e furos ou contagens de dentes especiais, dimensionados para corresponder à corrente que realmente funciona na transmissão. Ver Produto →

Uma roda dentada de 18 dentes raramente é a parte mais discutida de uma transmissão, mas fica exatamente onde o tamanho compacto e a geometria amigável da corrente se encontram: grande o suficiente para proteger a corrente, pequena o suficiente para manter o envelope apertado e a redução da primeira relação significativa. Dimensione-o em relação à corrente que você realmente usa, respeite as porcentagens de um dente ao reengrenar e substitua-o junto com sua corrente. Se você deseja verificar a contagem de dentes, furo ou material em relação a um acionamento específico antes de fazer o pedido, envie a especificação através do nosso página de contato e a equipe de engenharia confirmará os detalhes.