Pignon à 18 dents : comment le nombre de dents affecte la sélection de la vitesse, du couple et de l'entraînement par chaîne

Un pignon à 18 dents est le plus petit nombre de dents que la plupart des concepteurs de transmission considèrent comme un choix de travail normal. En dessous d’environ 17 dents, le bruit, les vibrations et l’usure des rouleaux grimpent rapidement ; à 18, vous conservez un diamètre de pas compact sans ces pénalités. Cet équilibre explique pourquoi le même nombre s'applique aussi bien aux transmissions finales des motos, aux vélos à une vitesse, aux convoyeurs d'emballage et aux entraînements de pompes. Si vous envisagez de passer à 18 dents ou de les remplacer, la question pratique est toujours la même : quel effet une dent a-t-elle sur la vitesse, le couple et la durée de vie de la chaîne ?

La réponse courte : sur un pignon aussi petit, une seule dent modifie le rapport de transmission d'environ 5 à 6 pour cent. C'est suffisant pour se sentir sur une machine, et rarement assez pour forcer des changements ailleurs dans la transmission. Le reste de ce guide couvre la géométrie derrière ce numéro, comment faire correspondre le pignon à la chaîne que vous utilisez réellement et la liste de contrôle qui sépare un pignon qui dure de celui qui s'accroche et saute.

Qu'est-ce qui définit un pignon à 18 dents

Le nombre de dents et le pas de la chaîne fixent ensemble la taille d'un pignon. Le diamètre du pas est égal au pas de la chaîne divisé par sin (180°/N) ; à 18 dents, le dénominateur est sin 10°, environ 0,1736, donc le diamètre primitif apparaît à environ 5,76 fois le pas. Un pignon à 18 dents pour une chaîne à pas de 0,5 po telle que ANSI # 40 mesure donc environ 2,88 po (73 mm) sur le cercle primitif, avec le diamètre extérieur légèrement plus grand pour dégager les rouleaux.

Les normes définissent tout le reste. ANSI/ASME B29.1 régit la forme des dents américaines, ISO 606 et DIN 8187/8188 décrivent la forme européenne, et les normes chinoises GB reflètent les deux. Les formes ne sont pas interchangeables : au même pas de 12,7 mm, les chaînes ANSI #40 et British Standard 08B utilisent des diamètres de rouleaux et des épaisseurs de plaque différents, de sorte qu'un pignon profilé pour une série endommagera la chaîne de l'autre. Le style de moyeu est une décision distincte : plaque simple, moyeu avec vis de réglage ou alésé pour une bague conique - et sur un petit pignon, le moyeu ajoute souvent plus de diamètre global que les dents elles-mêmes.

Pourquoi 18 dents sont le point idéal pratique

Les fabricants de chaînes sont directs sur le nombre minimum de dents : 12 dents est le minimum accepté pour les entraînements lents et légèrement chargés, environ 17 est le minimum recommandé à des vitesses et des charges modérées, et 21 ou plus pour les travaux à grande vitesse. Un pignon à 18 dents se trouve juste à l'intérieur de la bande recommandée, c'est exactement pourquoi il s'agit d'un défaut si courant pour la plus petite roue d'une paire.

La raison technique est l'action des accords. Une chaîne ne court pas sur un cercle lisse ; il relie les dents, montant et descendant légèrement lorsque chaque rouleau repose. La fluctuation de la vitesse s'élève à environ 1 - cos (180°/N), et chaque rouleau s'articule sur 360°/N à chaque fois qu'il enroule un pignon. Une articulation plus nette signifie une usure plus rapide des axes et des bagues, c'est pourquoi un très petit pignon raccourcit la durée de vie de la chaîne bien avant de casser quoi que ce soit.

Les petits pignons travaillent également plus fort sur chaque dent, car moins de dents partagent la charge transmise, de sorte qu'un pignon correctement fabriqué dans cette gamme a des dents trempées par induction ou à cœur. La même logique s'applique aux tendeurs tendeurs : gardez-les à 17 dents ou plus et du côté détendu, sinon le tendeur usera la chaîne plus rapidement que l'entraînement lui-même.

Ce qu'une dent change : rapport, couple et traction de la chaîne

Le rapport d'entraînement est constitué de dents entraînées divisées par des dents d'entraînement, de sorte que chaque dent porte plus de poids sur un petit pignon. Remplacer un pignon arrière à 19 dents par un pignon à 18 dents sur un vélo ou une moto – un changement classique à une seule dent – ​​rend l'engrenage plus haut d'environ 5,6 %. La vitesse sur route avec le même pédalage ou le même régime moteur augmente d'une marge similaire, l'accélération diminue à peu près du même montant et un compteur de vitesse entraîné par la boîte de vitesses indiquera environ 5 pour cent de faible. Dans l'autre sens, l'installation d'un entraîneur à 18 dents là où un 17 dents a été monté raccourcit l'engrenage d'environ 5,6 pour cent et augmente la multiplication du couple à la sortie.

Le nombre de dents modifie également la traction de la chaîne, ce que le rapport à lui seul cache. La tension de la chaîne est égale au couple de l'arbre divisé par le rayon de pas, donc un conducteur plus petit charge la chaîne plus fort pour le même couple. Remplacer un entraînement à 20 dents par un entraînement à 18 dents augmente la tension de la chaîne de travail d'environ 11 %, et c'est généralement la véritable limite à laquelle un entraîneur peut rétrécir avant que la chaîne, et non le pignon, ne devienne le maillon faible.

Faire correspondre le pignon à la chaîne

Étant donné que la forme des dents suit la série de chaînes, la première étape pour commander un pignon à 18 dents consiste à identifier la chaîne et non le pignon. Confirmez le pas, le diamètre du rouleau et la norme pour laquelle la chaîne est construite. Si l'entraînement fonctionne avec une chaîne à rouleaux de précision à pas court de la série A (côté famille ANSI de la plupart des catalogues), le pignon d'accouplement doit être profilé pour le siège du rouleau de la série A et l'épaisseur de la plaque.

Chaîne à rouleaux de précision à pas court série A Chaîne à rouleaux de la famille ANSI série A utilisée sur de nombreux entraînements ; L'identification de la série de chaîne, du pas et du diamètre du rouleau est la première étape avant de commander un pignon d'accouplement correctement profilé. Voir le produit →

Les chaînes de la série B, la famille British Standard courante sur les machines européennes, semblent presque identiques à première vue, mais utilisent un rouleau plus grand et des dimensions de plaque différentes au même pas, elles ont donc besoin de leur propre profil de dents et de leur propre pignon.

Chaîne à rouleaux de précision à pas court série B Chaîne British Standard série B avec un rouleau plus grand et des dimensions de plaque différentes de celles de la série A au même pas, elle nécessite donc son propre profil de dents et des pignons dédiés. Voir le produit →

Le matériel est la prochaine décision. L'acier au carbone trempé couvre la plupart des disques durs intérieurs fermés. Les conduites alimentaires, les zones de lavage, les installations marines et les usines chimiques nécessitent de l'acier inoxydable (SS304 comme qualité à usage général, SS316 où les chlorures sont présents) et idéalement un pignon en acier inoxydable fonctionnant contre une chaîne en acier inoxydable afin que l'ensemble de l'entraînement s'use à un rythme similaire. Un détail qui n'a rien à voir avec le pignon mais qui lui est souvent imputé : la possibilité de relier la chaîne avec un maillon de connexion dépend de son nombre total de pas, donc coupez la chaîne à un nombre pair de pas autant que possible.

Où apparaissent les pignons à 18 dents

Sur les deux-roues, 18 dents sont un nombre courant pour les cyclistes qui échangent un peu d'accélération contre une vitesse de croisière plus calme – le même compromis à une dent décrit ci-dessus – et les séries de pas telles que 428, 520, 525 et 530 jouent le même rôle que le #40 ou 08B dans les entraînements industriels.

Dans les usines, un entraînement à 18 dents est typique sur les sorties de motoréducteurs alimentant les machines de conditionnement, les lignes d'embouteillage, les élévateurs à godets et les convoyeurs de poids moyen, où il fournit une première réduction utile sans perdre d'espace. Dans les installations alimentaires, pharmaceutiques et de traitement des eaux usées, le même nombre de dents est usiné en acier inoxydable afin que le variateur survive aux lavages quotidiens. Pour les calculs complets de rapport et de couple derrière ces choix, notre guide sur comment un pignon à 18 dents affecte la vitesse et le couple travaille les chiffres étape par étape.

Une liste de contrôle de sélection et de remplacement

Avant de commander ou de remplacer un pignon 18 dents, parcourez cette liste :

1. Identifiez d'abord la chaîne (pas, série et standard), puis commandez le pignon pour qu'il corresponde, jamais l'inverse.
2. Confirmez l'alésage, la rainure de clavette et le style de montage (moyeu à vis de réglage, alésage pilote ou bague conique) contre l'arbre avant de commander.
3. Exiger des dents durcies pour un conducteur soumis à une charge réelle ; à 18 dents, chaque dent prend une plus grande part de couple que sur un pignon plus grand, et les fabricants réputés durcissent les petits pignons par défaut.
4. Alignez les deux pignons dans le même plan et réglez le jeu à mi-portée à environ 2 à 4 % de l'entraxe sur les entraînements horizontaux.
5. Remplacez la chaîne et les deux pignons comme un ensemble ; une nouvelle chaîne fonctionnant sur des dents usées sautera et s'usera de manière inégale dès le premier jour.
6. Retirez une chaîne à rouleaux à un allongement d'environ 1,5 pour cent sur les entraînements à grande vitesse (3 pour cent sur les entraînements lents) et remplacez les pignons lorsque les dents semblent crochues ou asymétriques.

Les pignons à plaque standard à 18 dents en acier au carbone sont des pièces de base. L'argument en faveur de l'achat auprès d'un fabricant de chaînes apparaît lorsque l'exigence n'est pas standard : des qualités d'acier inoxydable telles que SS304 ou SS2205, des alésages spéciaux ou un nombre de dents choisi pour équilibrer le rapport et l'enroulement sur une machine repensée. Fubang usine des pignons aux côtés de ses gammes de chaînes en acier inoxydable selon les spécifications GB, ISO, ANSI et DIN, et le nombre de dents, les alésages et les matériaux non standard sont une demande courante plutôt qu'une exception particulière.

Pignons de chaîne personnalisés à 18 dents Pignons usinés selon les spécifications GB, ISO, ANSI et DIN, y compris les qualités inoxydables et les alésages ou nombres de dents spéciaux, dimensionnés pour correspondre à la chaîne qui tourne réellement dans l'entraînement. Voir le produit →

Un pignon à 18 dents est rarement la partie la plus discutée d'un entraînement, mais il se situe exactement là où se rencontrent la taille compacte et la géométrie respectueuse de la chaîne : suffisamment grand pour protéger la chaîne, suffisamment petit pour maintenir l'enveloppe serrée et la première réduction de rapport significative. Dimensionnez-le par rapport à la chaîne que vous utilisez réellement, respectez les pourcentages d'une dent lors du réengrenage et remplacez-le avec sa chaîne. Si vous souhaitez vérifier le nombre de dents, l'alésage ou le matériau par rapport à un entraînement spécifique avant de commander, envoyez les spécifications via notre page de contact et l'équipe d'ingénierie confirmera les détails.