Производство по чертежам Подбор аналогов Цены производителя Оригинальная продукция в короткие сроки
INNERпроизводство и поставка промышленных комплектующих и оборудования
Отзыв ★★★★★ Будем благодарны за отзыв в Яндексе — это помогает нам развиваться Оставить отзыв →
Правовая информация Условия использования технических материалов и калькуляторов Правовая информация →
INNER
Контакты

Калькулятор зубчатых шкивов

Калькулятор зубчатых шкивов
Расчёт делительного и наружного диаметра шкива зубчатого ремня, крутящего момента и окружного усилия по числу зубьев, профилю ремня, мощности и оборотам.
Зубчатые шкивы под расточку — каталог INNERHTD 3M/5M/8M/14M, профили T и AT в наличии и под заказ
Исходные данные
Схема шкива
Результат
введите данные
Шаг профилей зубчатых ремней, мм
HTD: 3M = 3 · 5M = 5 · 8M = 8 · 14M = 14  |  метрические: T2.5 = 2.5 · T5/AT5 = 5 · T10/AT10 = 10
Поправка наружного диаметра 2·U (PLD), мм
HTD 3M 0.76 · 5M 1.14 · 8M 1.37 · 14M 2.79  |  T/AT — близко к 0 (вершина зуба у делительной линии)
Минимальное число зубьев шкива (ориентир)
HTD 3M 10 · 5M 14 · 8M 22 · 14M 28  |  T5 10 · T10 12 · AT5 12 · AT10 15
Обороты асинхронных двигателей, об/мин
~2900 · ~1450 · ~960 · ~730
Источники: ISO 5294 / DIN 7721 (геометрия зубчатых шкивов), таблицы PD/OD производителей (Pfeifer, SDP-SI, Gates). Наружный диаметр зубчатого шкива меньше делительного на 2·U.
Расчёт предварительный: геометрия по делительному диаметру, момент и усилие — по передаваемой мощности. Не заменяет подбор ремня по нагрузочной способности и ширине.

Калькулятор зубчатых шкивов рассчитывает делительный и наружный диаметр шкива зубчатого ремня по числу z и шагу профиля, а также крутящий момент и окружное усилие по передаваемой мощности и оборотам. Инструмент поддерживает профили HTD (3M, 5M, 8M, 14M) и метрические T и AT, подбирает второй шкив по передаточному отношению и проверяет z на минимально допустимое значение. Подходит для подбора шкива под зубчатый ремень и оценки нагрузки в синхронной передаче.

Входные параметры

Расчёт строится вокруг шага профиля и числа зубьев — они задают делительный диаметр, от которого считаются остальные величины.

ПараметрОбозн.Ед.Описание
Профиль ремняHTD 3M/5M/8M/14M или метрический T2.5–T10, AT5/AT10. Задаёт шаг p и поправку наружного диаметра.
Число зубьевzштРазмер венца в зубьях z. Ограничен снизу минимумом для профиля.
Передаваемая мощностьPкВтМощность на валу шкива. Нужна для крутящего момента и окружного усилия.
Частота вращенияnоб/минОбороты вала шкива. Для асинхронных двигателей — около 2900, 1450, 960, 730 об/мин.
Передаточное отношениеiНеобязательное. Если задано, подбирается размер и диаметр ведомого шкива.

Методика и формулы

Делительный диаметр определяется размером венца z и шагом профиля ремня:

d = z · p / π

Наружный диаметр зубчатого шкива меньше делительного: делительная линия ремня проходит выше вершин зуба. Разница равна удвоенной поправке профиля U (PLD):

D = d − 2U

Крутящий момент и окружное усилие на ободе считаются по передаваемой мощности и оборотам:

M = P · 60 / (2π · n)  [Н·м]
F = 2M / d  [Н]  (d в метрах)

Эти зависимости эквивалентны соотношению F = P / v, где v — окружная скорость ремня. Для зубчатого ремня проскальзывание отсутствует, поэтому передаточное отношение реализуется точно при целом z обоих шкивов.

Поправка наружного диаметра по профилям

Поправка 2U зависит только от профиля и не зависит от размера венца. Значения для распространённых профилей HTD:

ПрофильШаг p, мм2U, ммМин. z
HTD 3M30,7610
HTD 5M51,1414
HTD 8M81,3722
HTD 14M142,7928
T5 / AT55≈ 010–12
T10 / AT1010≈ 012–15

Для трапецеидальных профилей T и AT вершина зуба шкива лежит практически на делительной линии, поэтому наружный диаметр принимается равным делительному.

Примеры расчётов

Пример 1. Шкив HTD 5M на 20 зубьев

Профиль HTD 5M (шаг 5 мм), z = 20, мощность P = 0,5 кВт, обороты n = 730 об/мин:

d = 20 · 5 / π = 31,83 мм
D = 31,83 − 1,14 = 30,69 мм
M = 0,5 · 1000 · 60 / (2π · 730) = 6,54 Н·м
F = 2 · 6,54 / 0,03183 = 411 Н

Наружный диаметр 30,69 мм совпадает с каталожным значением серийного шкива 20-5M, что подтверждает методику.

Пример 2. Шкив HTD 8M на 30 зубьев

Профиль HTD 8M (шаг 8 мм), z = 30, мощность P = 7,5 кВт, обороты n = 1450 об/мин:

d = 30 · 8 / π = 76,39 мм
D = 76,39 − 1,37 = 75,02 мм
M = 7,5 · 1000 · 60 / (2π · 1450) = 49,39 Н·м
F = 2 · 49,39 / 0,07639 = 1293 Н

Венец z = 30 выше минимума 22 для профиля 8M, поэтому шкив допустим без оговорок.

Подбор второго шкива

Если задать передаточное отношение, калькулятор подбирает размер ведомого шкива z₂ = z₁ · i и округляет до целого. Например, для ведущего шкива HTD 5M на 20 зубьев и i = 2,5 ведомый получает z = 50 и делительный диаметр 79,58 мм, отклонение фактического отношения от заданного — 0 %.

Минимальное число зубьев
Не выбирайте число зубьев ниже минимального для профиля: малый шкив усиливает изгиб ремня, уменьшает зацепление и сокращает ресурс. Для ведущего (малого) шкива берите z с запасом над минимумом.
Наружный и делительный диаметр — не путать
Штангенциркулем измеряется наружный диаметр D, а в обозначении и расчёте передачи фигурирует делительный d. Для зубчатого шкива D всегда меньше d на 2U, тогда как у обычного шкива клинового ремня наружный диаметр, наоборот, больше расчётного.

Частые вопросы

Как рассчитать диаметр зубчатого шкива по числу z?

Делительный диаметр равен z, умноженному на шаг профиля и делённому на число пи: d = z · p / π. Для HTD 5M на 20 зубьев это 31,83 мм. Наружный диаметр получается вычитанием поправки 2U.

Чем наружный диаметр зубчатого шкива отличается от делительного?

Делительная линия ремня проходит выше вершин зуба, поэтому наружный диаметр меньше делительного на удвоенную поправку 2U. Для HTD 5M эта разница составляет 1,14 мм, для HTD 8M — 1,37 мм. Именно наружный диаметр измеряется по факту.

Что такое шаг профиля HTD и T?

Шаг — это расстояние между соседними зубьями ремня вдоль делительной линии. В обозначении HTD цифра перед буквой M равна шагу в миллиметрах: 3M — 3 мм, 5M — 5 мм, 8M — 8 мм, 14M — 14 мм. У метрических профилей T и AT шаг указан в названии напрямую (T5 — 5 мм, T10 — 10 мм).

Сколько зубьев у зубчатого шкива минимум?

Минимум зависит от профиля: для HTD 5M обычно от 14, для 8M — от 22, для 14M — от 28. Меньшее значение увеличивает изгиб ремня и снижает его срок службы, поэтому малый шкив выбирают не ниже этого предела.

Как подобрать пару зубчатых шкивов по передаточному отношению?

Размер ведомого шкива равен z ведущего, умноженному на передаточное отношение: z₂ = z₁ · i. Так как венец целый, отношение реализуется приближённо — калькулятор показывает фактическое i и отклонение от заданного.

Как посчитать крутящий момент и усилие на зубчатом шкиве?

Крутящий момент находят по мощности и оборотам: M = P · 60 / (2π · n). Окружное усилие на ободе равно F = 2M / d, где делительный диаметр берётся в метрах. Эти величины нужны для проверки нагрузочной способности ремня.

Дисклеймер
Калькулятор выполняет геометрический и кинематический расчёт и предназначен для предварительного подбора. Он не заменяет проверку зубчатого ремня по передаваемой мощности, ширине и числу зубьев в зацеплении при конкретном межосевом расстоянии. Поправку наружного диаметра и минимальное число зубьев уточняйте по чертежу и каталогу производителя для выбранной серии.

Источники

  1. ISO 5294. Synchronous belt drives — Pulleys (геометрия зубчатых шкивов, делительный и наружный диаметр).
  2. ISO 5296. Synchronous belt drives — Belts (профили и шаги зубчатых ремней).
  3. DIN 7721. Synchronous belt drives; metric pitch (профили T и AT).
  4. ГОСТ Р 50641-94. Передачи ремённые зубчатые. Расчёт и проектирование.
  5. Pfeifer Industries. Timing Belt Pulley Pitch Diameter and Outside Diameter Charts (таблицы PD/OD по профилям HTD).
  6. Каталоги производителей: Gates PowerGrip HTD, Optibelt OMEGA, Continental ContiTech Synchroflex.
  7. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. Т. 3. — М.: Машиностроение, 2006.

Заказать товар

ООО «Иннер Инжиниринг»