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ローラチェーンの長さ(リンク数)・軸間距離・速比の計算

チェーンのピッチと 2 つのスプロケットの歯数から、軸間距離に合うチェーンのリンク数(偶数に切り上げ)と、そのリンク数での軸間距離を求めます。リンク数から軸間距離も求めます。回転数を入れると速比・従動側の回転数・チェーンの速度を、動力も入れるとチェーンにかかる力を出します。

入力

Cz₁z₂p
求めたいもの

軸間距離からチェーンのリンク数を求めるか、リンク数から軸間距離を求めるかを選びます。

チェーンの 1 リンクの長さ(ピンの中心の間隔)。例:12.7 mm(呼び番号 40)、15.875 mm(50)

モーター側のスプロケットの歯数。例:17 枚

負荷側のスプロケットの歯数。例:51 枚

2 つの軸の中心の間の予定の距離。例:500 mm

使うチェーンのリンク数(ピッチの数)。偶数にすると継手リンクでつなげます。例:100 リンク

入れると従動側の回転数とチェーンの速度を出します。例:300 r/min

回転数と一緒に入れると、チェーンにかかる力(動力 ÷ 速度)を出します。例:2.2 kW

結果

計算すると、ここに結果を図で示します。

入力すると、ここに結果が出ます。

参考

  • チェーン伝動機構の設計・ミスミ・技術データ・資料を開く
  • チェーン伝動機構の設計2・ミスミ・技術データ。低速の場合の選定方法・資料を開く
  • チェーンを用いた伝動機構(動きを持つ構造設計-35)・ミスミ・技術情報。「■事例」(軸間距離 100 mm、歯数 32 と 32)・資料を開く

参考先は MechOwl が独自に選んだもので、参考先が推奨・保証するものではありません。

解説

ローラチェーンの長さは、リンク(ピッチ)の数で表します。2 つのスプロケットの歯数の平均が巻き付いている分、軸間距離の 2 倍がまっすぐな部分、歯数の差による補正が最後の項です。計算した数は切り上げて、継手リンクでつなげる偶数にします。リンク数が決まると軸間距離は少し長くなるので、そのリンク数での軸間距離を計算し直し、張りの調整の余裕を持たせます。

使い方

求めたいものを選び、チェーンのピッチ、2 つの歯数、予定の軸間距離かリンク数を入れます。回転数と動力は任意です。

例題(手計算)

  1. 例題 1:出典の事例:ピッチ 6.35 mm・歯数 32 と 32・軸間距離 100 mm

    Lp = (32 + 32)/2 + 2 × 100/6.35 + 0 = 32 + 31.496 = 63.496 リンク → 切り上げて 64(偶数)。出典の事例も 63.5 → 64。軸間距離:2 × 64 − 64 = 64、√(64² − 0) = 64、Cp = (64 + 64)/8 = 16、C = 16 × 6.35 = 101.6 mm。同じ歯数なので巻付角度 180°。

  2. 例題 2:ピッチ 12.7 mm・歯数 17 と 51・軸間距離 500 mm・300 r/min・2.2 kW

    Lp = (17 + 51)/2 + 2 × 500/12.7 + (34/2π)²/(500/12.7) = 34 + 78.740 + 29.282/39.370 = 113.484 リンク → 114。軸間距離:2 × 114 − 68 = 160、√(160² − 8/π² × 34²) = 157.04、Cp = (160 + 157.04)/8 = 39.630、C = 503.31 mm。ピッチ円直径 69.12・206.30 mm、巻付角度 180° − 2·asin(137.18/1006.6) = 164.33°。速比 51/17 = 3、n₂ = 100 r/min。V = 12.7 × 17 × 300/1000 = 64.77 m/min、F = 60 × 2.2/64.77 = 2.038 kN(2,038 N)。

  3. 例題 3:リンク数 100・ピッチ 12.7 mm・歯数 17 と 51 の軸間距離

    2 × 100 − 68 = 132、√(132² − 8/π² × 34²) = 128.40、Cp = (132 + 128.40)/8 = 32.550、C = 32.550 × 12.7 = 413.39 mm。戻してリンク数の式に入れると 100.000(Python)。巻付角度 160.90°。

  4. 例題 4:計算値がちょうど偶数:ピッチ 12.7 mm・歯数 20 と 20・軸間距離 254 mm

    Lp = 20 + 2 × 254/12.7 + 0 = 20 + 40 = 60 リンク。ちょうど偶数なので切り上げず 60。軸間距離は元の 254 mm に戻る。

  5. 例題 5:軸間距離 130 mm・ピッチ 12.7 mm・歯数 17 と 51(スプロケットが重なる:入力エラー)

    ピッチ円直径 12.7/sin(180°/17) = 69.12 mm、12.7/sin(180°/51) = 206.30 mm。半径の和 137.71 mm より軸間距離 130 mm が短く、ピッチ円が重なる。入力エラー(判定の語は出さない)。

  6. 例題 6:リンク数 40・ピッチ 12.7 mm・歯数 17 と 51(短すぎる:入力エラー)

    2 × 40 − 68 = 12、12² − 8/π² × 34² = 144 − 937.0 < 0 で、式を満たす軸間距離がない(チェーンが短すぎる)。入力エラー。

よくある間違い

  • 切り捨てる:リンク数は切り上げます(切り捨てると軸間距離が足りなくなります)。
  • 計算した軸間距離をそのまま使う:張りの調整の余裕(モーターの台の長穴など)を持たせます。
  • ピッチを呼び番号で入れる:呼び番号 40 のピッチは 12.7 mm です(ピッチを mm で入れます)。

よくある質問

奇数のリンク数にしたいときは。
出典は、なるべく歯数か軸間距離を変えて偶数にするように書いています。奇数にするときはオフセットリンクを使い、「リンク数から軸間距離」でそのリンク数を入れてください。
チェーンの強さ・寿命は。
このページでは見ていません。メーカーの伝動能力表・最大許容張力で、使用係数を掛けて確かめてください。
軸間距離はどれくらいがよいですか。
出典は、ピッチの 30〜50 倍が一般に好ましく、脈動荷重があるときは 20 倍以下、小さい方のスプロケットの巻付角度は 120° 以上としています。

適用範囲

2 軸のローラチェーン(オープンの掛け方)のリンク数と軸間距離(出典の式)、速比、平均のチェーン速度、動力だけから求めたチェーンの力。

この計算で扱わないこと:

  • 3 軸以上・アイドラー・テンショナーのある掛け方
  • チェーンの伝動能力・最大許容張力・寿命・潤滑
  • スプロケットの外径・ボス径・軸径
  • チェーンのたるみ量・伸び

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