Riemen- und Riemenscheibenteilung, Riemenlänge und Achsabstand.

Verstärkte Urethan-Zahnriemen eignen sich hervorragend für hochpräzise Linearbewegungen und Förderanwendungen, da sie sich kaum dehnen, nicht kriechen oder rutschen und deutlich steifer als Neopren sind, was zu einer geringeren Zahndurchbiegung führt. Bei linearen Positionieranwendungen sind die Riemen jedoch deutlich anderen Belastungsmustern ausgesetzt als bei herkömmlichen Kraftübertragungs- und Drehbewegungsanwendungen. Um die die Leistung in diesen Anwendungen beeinflussende Dynamik präzise zu bewerten, müssen bestimmte Faktoren analysiert werden, die bisher keine Rolle spielten.

Diese vierteilige Serie beginnt mit der Geometrie von Riemenantrieben, die für jede Anwendung relevant ist. In späteren Teilen werden die verschiedenen Kräfte und Durchbiegungen im System sowie lineare Positionsfehler unter Last detailliert behandelt.

Riemen- und Riemenscheibenteilung

Riemensteigungpist der Abstand zwischen den Mittellinien benachbarter Zähne. Die Teilung wird entlang derRiementeilungDies entspricht sowohl dem Mittelpunkt der Anordnung der Verstärkungsdrähte als auch der neutralen Biegeachse des Gurtes. (Die neutrale Achse ist die neutrale Ebene in Kantenansicht. Unter Biegung bleiben die axialen Litzen entlang der neutralen Ebene spannungsfrei, während die Litzen auf der einen Seite gestaucht und die auf der anderen Seite gedehnt werden.)

Die Teilung einer Riemenscheibe (oder eines Kettenrads) ist analog dazu die Bogenlänge zwischen den Mittellinien der Riemenscheibenrillen, gemessen entlang des Teilkreises der Riemenscheibe. Der Teilkreis entspricht der Teillinie eines kämmenden Riemens, daher ist der TeilkreisdurchmesserdDer Außendurchmesser einer Synchronriemenscheibe ist größer als der tatsächliche Außendurchmesser der Riemenscheibe.d_oDieser Außendurchmesser ist bei bestimmten Riemenarten von Bedeutung, wie wir bei verschiedenen Riemen- und Riemenscheiben-Verzahnungskonfigurationen sehen werden.

Der Teilkreisdurchmesser hängt von der Riementeilung und der Anzahl der Riemenscheibenzähne ab.z_pnach der Formel.

Der Außendurchmesser der Riemenscheibe steht in folgendem Zusammenhang mit der Teilung, der Riementeilung und der Anzahl der Riemenscheibenzähne.

Die metrischen Riemen der AT-Serie sind hingegen so konstruiert, dass die Riemenzähne die Grundflächen der Riemenscheibenrillen berühren. Dadurch werden Fehler im Riemenscheibenfußdurchmesser ausgeglichen.d_rführt zu einer Fehlanpassung zwischen Riementeilung und Riemenscheibenteilung. Der Fußdurchmesser einer Riemenscheibe ergibt sich aus folgender Formel:

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

Riemenlänge und Mittenabstand

Die Riemenlänge muss so gewählt sein, dass sie der Größe der Riemenscheiben und ihrem Abstand zueinander entspricht und eng anliegt. Bei Zahnriemen muss zudem sichergestellt sein, dass mit einer gegebenen Riemenscheibenkonfiguration eine ganzzahlige Anzahl von Zähnen mit der richtigen Teilung möglich ist. (Der Einfachheit halber wird in dieser Kursreihe „Überprüfung“ durchgehend eine Anordnung mit zwei Riemenscheiben 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_bDie Anzahl der Riemenzähne wird als Riemenlänge bezeichnet. Die meisten Linearantriebe und Förderbänder verfügen über zwei Riemenscheiben mit gleichem Durchmesser. In solchen Fällen hängt die Riemenlänge vom Achsabstand ab.Cund Teilkreisdurchmesserddurch die Gleichung.

Wenn zwei Riemenscheiben unterschiedliche Durchmesser haben, benötigt man zunächst den Umschlingungswinkel jeder Riemenscheibe. Der Umschlingungswinkel der kleineren Riemenscheibeθ₁wird wie folgt berechnet.

Wod₁Undd₂sind (jeweils) der kleine und der große Riemenscheibendurchmesser. Der Umschlingungswinkelθ₂Die Umlenkrolle ist wie folgt gegeben:

SpannweiteL_Sbezeichnet einen Abschnitt des Riemens, der die Riemenscheibe nicht berührt – es gibt eine Spannweite sowohl auf der schlaffen als auch auf der gespannten Seite.

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

Beachten Sie den Umschlingungswinkel der kleinen Rolle.θ₁ist eine Funktion des MittelpunktabstandsCWie auch die Gesamtlänge des Riemens, so ist unsere neueste Gleichung daher nicht geschlossen. Der Achsabstand lässt sich jedoch numerisch berechnen; oft genügen wenige Iterationen. Alternativ kann ein Näherungswert analytisch ermittelt werden.