Die Länge eines Keilriemens kann auf verschiedene Arten angegeben werden, einschließlich der Außenlänge, der effektiven Länge und der Teilungslänge (oder Bezugslänge). Die Außenlänge wird um den Außendurchmesser des Riemens ohne Spannung gemessen, ist jedoch nur eine Annäherung und nicht für die Dimensionierung oder Auswahl nützlich. Die effektive Länge wird am effektiven Außendurchmesser der Scheiben (Riemenscheiben) gemessen, dh an der Stelle der Scheibe, an der die obere Breite der Nut gemessen wird. Alternativ wird die Teilungslänge am Teilungsdurchmesser der Scheiben gemessen. Sowohl die effektive Länge als auch die Teilungslänge werden gemessen, wobei der Riemen um einen bestimmten Betrag gespannt ist.
Pitch länge vs datum länge
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Die Teilungslänge ist schwer direkt zu messen, vor allem, weil sie auf der Teilungslinie des Riemens basiert. Nach ISO 1081:2013 ist die Teilungslinie „jede Umfangslinie, die die gleiche Länge behält, wenn der Riemen senkrecht zu seiner Basis gebogen wird.“ Mit anderen Worten, die Pitch-Linie ist die Linie innerhalb des Riemens, deren Länge sich bei Verwendung des Riemens nicht ändert. Der Durchmesser, der an der Scheibe durch die Teilungslinie des Riemens gebildet wird, ist der Teilungsdurchmesser der Scheibe.
Die Teilungslinie eines Riemens entspricht typischerweise der Position seiner inneren Zugschnur. Verbesserungen in der Riemenkonstruktion haben jedoch die Zugschnur an eine Stelle höher im Riemen verlegt. Dies führte zu Änderungen der Teilungslänge des Riemens und wiederum des Teilungsdurchmessers der Scheibe. (Diese Konstruktionsänderung verleiht der Zugschnur einen größeren Momentenarm und mehr Unterstützung darunter, um Kräfte auf die Scheibenwände zu übertragen.)
Um den Änderungen der Riemensteigungslänge und damit des Scheibensteigungsdurchmessers Rechnung zu tragen, wurde das Bezugssystem eingeführt. Für die meisten Riemen und Rollen werden die Abmessungen, die früher als Teilungslänge (Riemen) und Teilungsdurchmesser (Scheiben) bezeichnet wurden, jetzt als Bezugslänge und Bezugsdurchmesser bezeichnet. In Bezug auf die Scheibenabmessungen ist der Teilungsdurchmesser jetzt gleich dem Außendurchmesser für die meisten Standardscheiben. Der Bezugsdurchmesser ist jedoch etwas kleiner als der Außendurchmesser. Dies ist wichtig bei der Berechnung der Länge eines Riemens, da die Bezugslänge, die heute die Norm für Standard-Keilriemenmessungen ist, auf dem Bezugsdurchmesser der Scheibe basiert. Im Gegensatz dazu basierte die bisher verwendete Berechnung der Teilungslänge auf dem Teilungsdurchmesser der Scheibe.
Berechnung der Bezugslänge
Fall 1: Riemenscheiben mit gleichen Durchmessern
Die Riemenlänge basiert auf zwei Faktoren: dem Abstand von Mitte zu Mitte zwischen den Riemenscheiben und dem Kontaktbogen zwischen dem Riemen und den Riemenscheiben, der von den relativen Riemenscheibendurchmessern abhängt.
Wenn der Riemen nur zur Kraftübertragung dient, werden an jedem Ende des Riemens Riemenscheiben mit gleichem Durchmesser verwendet. In diesem Fall beträgt der Kontaktbogen an jeder Riemenscheibe 180 Grad. Dies bedeutet, dass der Riemen genau die Hälfte des Umfangs jeder Riemenscheibe oder das Äquivalent eines vollen Riemenscheibenumfangs berührt. Um die Riemenlänge zu bestimmen, addieren Sie einfach den Riemenscheibenumfang zum doppelten Achsabstand zwischen den Riemenscheiben.
Fall 2: Riemenscheiben mit ungleichen Durchmessern
Wenn der Riemen zum Reduzieren der Geschwindigkeit oder zum Multiplizieren des Drehmoments verwendet wird, werden Riemenscheiben mit unterschiedlichen Durchmessern verwendet. Wenn sich die Riemenscheibendurchmesser unterscheiden, beträgt der Kontaktbogen bei der kleineren Riemenscheibe weniger als 180 Grad und bei der größeren Riemenscheibe mehr als 180 Grad. In diesem Fall erfordert die Formel für die Riemenlänge die Bestimmung des Kontaktbogens an jeder Riemenscheibe sowie der Riemenlänge zwischen den Riemenscheiben oben und unten.
Wie in der Figur gezeigt, ist der Bogen GJE größer als 180 Grad und der Bogen FKH kleiner als 180 Grad, wie durch den Winkel α oder genauer durch den Sinus von α bestimmt, der gegeben ist als:
Der Bogen GJE entspricht der Hälfte des größeren Scheibenumfangs plus der doppelten Länge von sin α:
In ähnlicher Weise entspricht der Bogen FKH der Hälfte des kleineren Scheibenumfangs abzüglich der doppelten Länge, die durch sin α gegeben ist:
Beachten Sie, dass MO2 in der Länge gleich EF und GH ist, so dass wir für MO2 lösen können, um die Länge des Riemens zwischen den Riemenscheiben zu bestimmen. Mit dem Satz des Pythagoras erhalten wir:
Was ausgedrückt werden kann als:
Hinzufügen arcGJE, arcFKH, und die doppelte Länge EF (für den Riemen zwischen den Riemenscheiben auf beiden oben und unten), ergibt:
Oder in Bezug auf den Durchmesser:
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