チェーンエントリースプロケットするとチェーンは折れ線状になり、その動きは図9に示すように、正多角形の車輪に巻き付けられたベルト駆動の動きと非常によく似ています。辺の長さはチェーンのピッチpに対応し、辺の数はスプロケットの歯数zに対応します。チェーンはスプロケットが1回転するごとに距離zpだけ移動します。2つのスプロケットの歯数をz1とz2、ピッチをp(mm)、2つのスプロケットの回転速度をn1とn2(r/min)とすると、チェーンの平均速度v(m/s)は次のようになります。
v=z1pn1/60*1000=z2pn2/60*1000 (4)
上記の式から、チェーン駆動の平均伝達比は i = n1/n2 = z2/z1 (5) として得られる。
実際、チェーン駆動の瞬間チェーン速度と瞬間伝達比はどちらも可変です。解析は次のとおりです。図 6.9 に示すように、伝達中にチェーンの張力側が水平位置にあると仮定します。駆動スプロケットが一定の角速度 ω1 で回転すると仮定すると、そのピッチ円速度は R1ω1 です。チェーンリンクが駆動スプロケットに入ると、スプロケットの回転に伴ってピンの位置が常に変化します。角度 β の瞬間、チェーンの水平方向の瞬間速度は、ピンの円周速度の水平成分に等しくなります。つまり、チェーン速度 v は、
v=cosβR1ω1 (6)
写真
角度は±φ1/2の間で変化し、φ1 = 360° /z1 です。β = 0 のとき、チェーン速度は高く、vmax = R1ω1 です。β = ±φ1/2 のとき、チェーン速度は低く、vmin = R1ω1cos(φ1/2) です。したがって、駆動スプロケットが一定速度で回転している場合でも、チェーン速度 v は変化し続けます。図 10 に示すように、チェーンピッチごとに周期的に変化します。同様に、垂直方向に移動するチェーンの瞬間速度 v` = R1ω1sinβ も周期的に変化し、チェーンが上下に振動します。
写真
受け身スプロケットチェーンの速度vは一定ではなく、角度γは連続的に変化するため(図9)、角速度ω2 = v/R2cosγも変化します。
チェーン駆動の瞬間伝達比 i は i=ω1/ω2=R2cosγ/R1cosβ (7) で与えられる。
明らかに、瞬間的な伝達比は一定ではあり得ない。したがって、チェーン駆動は不安定である。