Riemen- und Riemenscheibenteilung, Riemenlänge und Achsabstand.

Verstärkte Urethan-Zahnriemen eignen sich gut für hochpräzise Linearbewegungen und Förderanwendungen, da sie sich kaum dehnen, nicht kriechen oder rutschen und deutlich steifer als Neopren sind, was eine geringere Zahndurchbiegung bedeutet. Bei linearen Positionierungsaufgaben unterliegen Riemen jedoch deutlich anderen Belastungsmustern als bei herkömmlichen Kraftübertragungs- und Drehbewegungsanwendungen. Um die leistungsbeeinflussenden Dynamiken in diesen Anwendungen genau zu beurteilen, müssen bestimmte Faktoren analysiert werden, die bisher keine Rolle spielten.

Diese vierteilige Serie beginnt mit der Geometrie von Riemenantrieben, die für alle Anwendungen relevant ist. Spätere Teile befassen sich mit den verschiedenen Kräften und Auslenkungen im System sowie mit linearen Positionsfehlern unter Last.

Riemen- und Riemenscheibenteilung

Riementeilungpist der Abstand zwischen den Mittellinien benachbarter Zähne. Die Teilung wird entlang derRiementeilungslinie, die sowohl der Mitte der Platzierung der Verstärkungsschnüre als auch der neutralen Biegeachse des Riemens entspricht. (Die neutrale Achse ist die neutrale Ebene von der Kante aus. Beim Biegen bleiben die axialen Stränge entlang der neutralen Ebene spannungsfrei, während die Stränge auf der einen Seite komprimiert und die auf der anderen Seite gedehnt werden.)

Die Riemenscheibenteilung (oder Kettenradteilung) ist analog die Bogenlänge zwischen den Mittellinien der Riemenscheibennuten, gemessen entlang des Teilkreises der Riemenscheibe. Der Teilkreis fällt mit der Teillinie eines Zahnriemens zusammen, daher der Teilkreisdurchmesserdeiner Synchronriemenscheibe ist größer als der tatsächliche Außendurchmesser der Scheibed_o; dieser Außendurchmesser ist bei bestimmten Riemenarten von Belang, da wir die relevanten geometrischen Parameter bei verschiedenen Riemen- und Riemenscheibenmaschenkonfigurationen sehen werden.

Der Teilkreisdurchmesser bezieht sich auf die Riementeilung und die Anzahl der Riemenscheibenzähnez_pdurch die Formel.

Der Außendurchmesser der Riemenscheibe hängt wie folgt mit der Teilungsdifferenz, der Riementeilung und der Anzahl der Riemenzähne zusammen.

Metrische Riemen der AT-Serie hingegen sind so ausgelegt, dass sie die Grundflächen der Riemenscheibenrillen mit den Riemenzähnen berühren. Dadurch können Fehler im Riemenscheibenwurzeldurchmesserd_rführt zu einer Nichtübereinstimmung zwischen Riementeilung und Riemenscheibenteilung. Der Kerndurchmesser einer Riemenscheibe wird angegeben durch.

Wou_rist der radiale Abstand zwischen Teilkreisdurchmesser und Fußkreisdurchmesser der Riemenscheibe. Der Parameteru_rhat Standardwerte für bestimmte Riemenabschnitte der AT-Serie.

Riemenlänge und Achsabstand

Ein Riemenstück muss der Größe und dem Abstand der Riemenscheiben entsprechen und passgenau auf ihnen sitzen. Bei Zahnriemen muss außerdem eine ganzzahlige Anzahl von Zähnen mit der richtigen Teilung bei einer gegebenen Riemenscheibenkonfiguration möglich sein. (Der Einfachheit halber wird in dieser Kursreihe immer eine Zwei-Riemenscheiben-Anordnung verwendet, um Konzepte zu veranschaulichen, die sich problemlos auf komplexere Systeme übertragen lassen.)

Die Riemenlänge L wird entlang der Teilungslinie gemessen und wie folgt berechnet.

Woz_bist die Anzahl der Riemenzähne. Die meisten Linearantriebe und Förderbänder enthalten zwei Riemenscheiben mit gleichem Durchmesser. In solchen Fällen bezieht sich die Riemenlänge auf den AchsabstandCund Teilkreisdurchmesserddurch die Gleichung.

Wenn zwei Riemenscheiben nicht den gleichen Durchmesser haben, muss zunächst der Umschlingungswinkel jeder einzelnen Riemenscheibe ermittelt werden. Der Umschlingungswinkel der kleinen Riemenscheibeθ₁wird wie folgt berechnet.

Wod₁Undd₂sind (jeweils) die kleinen und großen Scheibendurchmesser. Der Umschlingungswinkelθ₂um die große Riemenscheibe ist gegeben als.

SpannweiteL_Sbezieht sich auf einen Abschnitt des Riemens, der die Riemenscheibe nicht berührt – sowohl auf der lockeren als auch auf der straffen Seite gibt es eine Spannweite.

Die Gesamtriemenlänge für Riemenscheiben mit ungleichem Durchmesser kann jetzt angegeben werden.

Beachten Sie, dass der Umschlingungswinkel der kleinen Riemenscheibeθ₁ist eine Funktion des AchsabstandesC, ebenso wie die Gesamtlänge des Riemens. Daher ist unsere neueste Gleichung keine geschlossene Form. Der Achsabstand kann jedoch numerisch berechnet werden; einige wenige Iterationen reichen aus. Alternativ kann ein Näherungswert analytisch ermittelt werden.