技术资料同步带和同步带轮选型

惯性负荷的选定、选定例

选择所需的项目

选择所需的项目包括:。请规定各自的条件。

  • (1)旋转运动体时
    旋转运动体的形状尺寸、质量、旋转速度、加 (减) 速时间、轴的直径、轴间距离每天的使用时间、启动频率、速比、有无使用惰轮、其他条件
  • (2)对于直线运动的物体
    节距圆直径、直线运动物体的质量、支撑方式、支撑机构摩擦系数、运动速度、加(减速)时间、轴径、中心距、日使用时间、启动频率、速比、是否使用惰轮以及其他条件

惯性矩计算

惯性矩由下式计算:。

  • (1) 对于旋转运动体

    ·实心圆柱
    I = 1 8 mD2

    ·中空圆筒
    I = 1 8 m (D2 + d2)

    ·矩形截面
    I = 1 12 m (a2 + b2)

    ·偏心旋转体
    I = 1 8 mD2 + me2

  • (2) 对于直线运动体

    I = 1 4 mDp2

  • (3)滚珠丝杆驱动

    I = 1 4 m L π 2

  • (4) 总惯性矩

    ∑I = (I1 + I2 + ....)R2

惯性矩计算

※用左式计算由传动带驱动的所有运动体 (包括从动滑轮) 的惯性力矩。

  • I:各运动体的惯性矩kg·m 2
  • ∑I:总惯性矩
  • m:旋转体或直线运动体的质量kg
  • D:旋转体的外径m
  • d:旋转体的中空部内径m
  • a:矩形截面的边长m
  • b:矩形截面的边长m
  • e:偏心距离m
  • Dp:节距圆直径(米)
  • L:螺钉导程m
  • R:减速比 (驱动皮带齿数/从动皮带齿数)

加 (减) 速扭矩的计算

通过下式求出加 (减) 速扭矩。

Pa = ∑I × (n2 - n1) 9.55 × ta

  • Pa:加 (减) 速扭矩N·m
  • n1:加速(减速)前的转速r/min
  • n2:加速(减速)后的转速r/min
  • ta:加 (减) 速时间s

计算连续负载扭矩

通过下式求出连续负荷扭矩。

(1) 水平移动时
Pc =4.9× mμDp

(2) 垂直移动时
Pc =4.9× mDp

  • Pc:连续负荷扭矩N·m
  • μ:运动体支撑机构的摩擦系数

设计扭矩的确定

设计扭矩通过下式求出。KoKa使用下列框中的数值。

Pt = (Pa + Pc) × (Ko +Ki + Ks) × Ka × Ke

载荷修正系数

1天的运行时间h <3 3~10 10<
Ko 1.2 1.3 1.5

启动/停止频率修正系数

每天停止启动的次数 ≦10 11~100 101~999 1000≦
Ka 1.1 1.2 1.3 1.5

*当在可能接触油或水的环境中采用超级PX同步带HA 规格(耐油/耐水)时,或者当在可能接触水的环境中采用PX同步带耐水规格时,请将工作大气系数 (Ke) 乘以 1.2。

※此后,请按照“皮带尺寸、滑轮齿数的决定”继续进行选定。

选型计算示例(基于惯性载荷的选择)

选择所需的项目

选择所需的项目如下:。

条目 内容
(机床的工作台驱动)
节距圆直径 50mm以下
直线运动体质量 50kg
支承方法、支承机构的摩擦系数 LM导轨,摩擦系数μ=0.1
运动速度 1000r/min
加 (减) 速时间 0.3s
轴直径 20mm
轴距 1400mm
每天的使用时间,启动频率 每天12小时,每天1000次
速比 1:1
是否使用了惰轮
其它条件

惯性矩计算

首先,求出惯性力矩。在这种情况下,由于是直线运动体,所以符合下式。另外,根据条件皮带轮暂时选定30P5M (齿数30 Dp =47.75mm)。

I = 1 4 mDp2 = 1 4 × 50 × 0.047752 = 0.0285kg・m2

加 (减) 速扭矩、连续负荷扭矩的计算

分别求出加 (减) 速扭矩和连续负荷扭矩。

加 (减) 速扭矩Pa = I × (n 2-n 1) 9.55× ta = 0.0285× (1000-0) 9.55×0.3 =9.95N·m

连续负荷扭矩Pc =4.9× mμDp =4.9×50×0.1×0.04775=1.17N·m

设计扭矩的确定

设计扭矩是通过将加速(减速)扭矩和连续负载扭矩之和乘以每个修正系数来计算的。

Pt = (Pa + Pc) × (Ko + Ki + Ks) × Ka = (9.95 + 1.17) × (1.5 + 0 + 0) × 1.5 = 25.02N・m

确定设计扭矩后,请按照一般选择 (根据扭矩选择) 。

皮带尺寸、皮带轮齿数的确定

  • (1)从临时选择表中暂时选择一个皮带尺寸。在本例中,根据设计扭矩(25.02 N·m)和电机转速(1000 r/min),暂选 UP5M。
  • (2)根据标准传动扭矩表,考虑节距圆直径、速度比、轴径等条件,选择皮带宽度和皮带轮齿数。
    这里我们选用UP5M25(皮带宽度25mm),30齿(Dp=47.75mm)。请参考各皮带轮的尺寸

确定传动带长度和轴距

  • (1)计算皮带的近似长度(L')。

    L' = 2C + 1.57 (Dp + dp) + (Dp - dp)2 4C = 2 × 1400 + 1.57 (47.75 + 47.75) + (47.75 - 47.75)2 4 × 1400 = 2950mm

    根据品种・尺寸一览,最接近此概算长度的皮带为3050UP5M (610齿) 。

  • (2) 计算此时的轴间距离 (C) 。

    B = L - 1.57 (Dp + dp) = 3050 - 1.57 (47.75 + 47.75) = 2900

    C = B + B2 - 2(Dp - dp)2 4 = 2900 + 29002 - 2(47.75 - 47.75)2 4 = 1450mm

咬合齿数校正

确定与小齿轮啮合的皮带齿数,并确定啮合修正系数。

在这种情况下,速度比为 1:1,因此啮合齿数为 15,是 30 的一半,因此啮合修正系数为 1.0。

确定皮带宽度

最终确定满足设计扭矩的皮带宽度。

Kw ≧ Pt Pr × Km × KL = 25.02 9.37 × 1.0 × 1.2 = 2.23

故满足宽度系数的皮带为UP5M25 (皮带宽度25mm) 。

选定结果

  • 皮带:BG3050UP5M25-HC
  • 滑轮:PT30P5M25AF或BF
  • 轴间距离:1450mm

确定滑轮型号后,即可选择滑轮的连接方法。

请参照皮带选定时使用的计算公式