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〔技術計算〕チェーン伝動機構の設計2

低速の場合の選定方法

チェーンの速度が50m/min以下の低速においては、チェーンの摩耗による伸びは、ほとんど考える必要はなく、主として疲労強度が寿命を決定します。この場合は、「一般の場合の選定方法」よりも、低速選定法が経済的な選定ができます。低速選定法は、起動停止の少ない円滑な伝動の場合に使用され、雰囲気、配置、潤滑などはすべて一般の場合に準じます。
選定は、次の式を満足するように行います。

チェーンの
最大許容張力
チェーンに
作用する
最大張力 N
× 使用係数
(表1)
P.2815
× 速度係数
(表4)
表4.速度係数表
ローラチェーンの速度 速度係数
0~15 m/min 1.0
15~30 1.2
30~50 1.4
50~70 1.6

[1] 使用条件の把握
「一般的な場合の選定方法」と同じです。
[2] チェーンと小スプロケット歯数の選定
表3(P.2815)の簡易選定表より回転数(r/min)と原動機(kW)から、やや小さめのチェーンとスプロケットを選びます。
[3] チェーンの速度の計算
選定されたスプロケット(チェーンピッチ、歯数)と回転数
(r/min)よりチェーン速度を求めます。

V: チェーンの速度(m/min)
P: チェーンのピッチ(mm)
N: スプロケットの歯数
n : スプロケットの回転数(r/min)

[4] チェーンの最大作用荷重の計算
チェーンにかかる最大荷重を求めます。

F : チェーンにかかる荷重(kN)
V : チェーンの速度(m/min)
kW: 伝動力(kW)

[5] 使用係数の決定
使用係数表(表1)より使用係数を求めます。
[6] 速度係数の決定
[3]で求めたチェーン速度より速度係数を求めます。
[7] チェーンの最大許容張力の検討
[4]~[6]で求めた数値を選定式に代入し、[2]で選定した、チェーンの最大許容張力(P.2141~P.2152)と比較し、選定式を満足するか否かを検討します。
もし、満足しない場合は、チェーンとスプロケットを替えて再検討してください。
[8] 大スプロケットの歯数、軸径の確認、チェーン長さの計算
これらの選定は、「一般的な場合の選定方法」と同じです。

低速で衝撃荷重が作用する場合の選定方法

急激な起動・停止、又は逆転制動、ブレーキ制動が頻繁で多くの衝撃荷重が作用する条件においては、原動機と非原動機の慣性(GD2)を考慮する必要があります。
一般的な伝動の場合と比べて、チェーンにはかなり大きな荷重が作用しますので、十分注意する必要があります。
チェーンの選定は次の方法に従ってください。

チェーンの
最大許容荷重
N
原動機の起動制御トル
クから計算したチェー
ンにかかる作用荷重
× 衝撃
係数
(表5)
× 速度
係数
(表4)

衝撃係数
原動機と被動機との慣性比(GD2の比)、および伝動装置のガタの大きさにより定まる定数で(表5)の通りです。なお極端にガタの大きい場合は、この値よりも大きい衝撃がかかることがあります。

表5.衝撃係数表

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ステンレスローラチェーン(CHES)の選定方法

ステンレスローラチェーンの選定方法は低速の場合の選定方法を使用してください。
1). 最大許容張力はCHE(スチールタイプ)ローラチェーンに比較してCHES(ステンレスタイプ)は低くなっています。
2). オフセットリンクの使用はできる限り避けてください。

温度選定法

ローラチェーン温度選定法
温度に対して強度低下を見込んだサイズ選定法です。
1)高温でのローラチェーン伝動の問題点
①硬さの低下による摩耗の増大
②軟化による伸びの増大
③油の劣化、炭化による給油不良と屈曲不良、
摩耗の増大
④スケールの発生による摩耗の増大と屈曲不良
2)低温でのローラチェーン伝動の問題点
①低温脆性による衝撃強度の低下
②潤滑油の凝固
③霜や氷の付着による屈曲不良

高温・低温におけるローラチェーンの伝動能力の目安
温 度 CHEローラチェーン
CHE60以下 CHE80以上
−60℃をこえる
−60℃をこえ−50℃まで
−50℃をこえ−40℃まで 使用不可
−40℃をこえ−30℃まで 使用不可 カタログ値 ×1/4
−30℃をこえ−20℃まで カタログ値 ×1/4 〃 ×1/3
−20℃をこえ−10℃まで 〃 ×1/3 〃 ×1/2
−10℃をこえ 60℃まで カタログ値 カタログ値
60℃をこえ 150℃まで カタログ値 カタログ値
150℃をこえ 200℃まで 〃 ×3/4 〃 ×3/4
200℃をこえ 250℃まで 〃 ×1/2 〃 ×1/2
250℃をこえる 使用不可 使用不可

ステンレスローラチェーンの高温における選定法
①400℃までは低速選定法を使用します。(一般選定法の使用はできません。)
②400℃以上は下表に示す温度係数を使用します。
③選定式

チェーンにかかる
最大作用荷重
× 使用係数
(表1)
× 速度係数
(表4)
× 温度係数
(Kt)
チェーンの
最大許容張力
温度係数(Kt)
温 度 係 数(Kt)
400℃以下 1.0
400℃をこえ500℃まで 1.2
500℃をこえ600℃まで 1.5
600℃をこえ700℃まで 1.8
700℃をこえる 使用不可

400℃以上では耐食性が劣化しますので、それを考慮して選定してください。

出力とトルクの換算

※トルク :
1kg・m=100kg・cm
1kg・m=9.8N・m (ニュートンメートル)
1N・m=0.120kg・m
1r/min =1rpm

トルクと回転数の組み合せで表示した時

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