技術資料 ドライブチェーン チェーン選定について

選定に必要な計算式

計算式に使用する記号と単位

記号 説明 SI単位 {重力単位}
αb 負荷の減速度 m/s2 m/s2
αs 負荷の加速度 m/s2 m/s2
C 軸間距離をリンク数で表わしたもの - -
C′ 機長 m m
d 減速機出力軸スプロケットのピッチ円直径 mm mm
d1 小スプロケットのピッチ円直径 mm mm
d2 大スプロケットのピッチ円直径 mm mm
D ドラム外径 mm mm
Fb 減速時のチェーン張力 kN kgf
F'b 減速時の補正チェーン張力 kN kgf
FC 台車駆動のチェーン張力 kN kgf
F'C 台車駆動の補正チェーン張力 kN kgf
F 負荷(実荷重)側トルクによるチェーン張力 kN kgf
F' 負荷(実荷重)側トルクによる補正チェーン張力 kN kgf
Fm 原動機定格出力(kW)によるチェーン張力 kN kgf
F'm 原動機側からの補正チェーン張力 kN kgf
Fms 原動機の始動トルクによるチェーン張力 kN kgf
F'ms 原動機の始動トルクによる補正チェーン張力 kN kgf
Fmb 原動機のブレーキトルクによるチェーン張力 kN kgf
F'mb 原動機のブレーキトルクによる補正チェーン張力 kN kgf
FS 加速時のチェーン張力 kN kgf
F'S 加速時の補正チェーン張力 kN kgf
FW 負荷(実荷重)によるチェーン張力 kN kgf
F'W 負荷(実荷重)からの補正チェーン張力 kN kgf
f1 ローラとレールの摩擦係数(潤滑あり0.14 潤滑なし0.21) - -
G 標準重力加速度G = 9.80665m/S2 - -
i 速比(例)1/30であればi = 30とする - -
I{GD2} 負荷の原動機軸換算慣性モーメント kg・m2 kgf・m2
Im{GD2m} 原動機軸の慣性モーメント kg・m2 kgf・m2
K 衝撃係数 - -
Kn 回転係数 - -
Ks 使用係数 - -
Ku アンバランス荷重係数 - -
Kv ピンギヤ速度係数 - -
Kz 歯数係数 - -
L チェーン長さ(リンク数) - -
m チェーンの単位質量{重量} kg/m kgf/m
M{W} 負荷の質量{重量} kg kgf
n チェーン速度を求めるときの小スプロケットの回転速度 r/min rpm
n1 原動機軸の回転速度 r/min rpm
n2 負荷軸の回転速度(従動軸の回転速度) r/min rpm
P チェーンピッチ mm mm
R 慣性比 - -
S RSアタッチメント付チェーンのアタッチメント高さ(ドラム取付面からチェーンピッチ中心までの距離) mm mm
tb 減速時間 s s
tS 加速時間 s s
Tb 原動機のブレーキトルク %(kN・m) %(kgf・m)
Tmax 原動機の最大(停動)トルク %(kN・m) %(kgf・m)
TS 原動機の始動トルク %(kN・m) %(kgf・m)
T 負荷トルク kN・m kgf・m
Tm 作用トルク kN・m kgf・m
Tn 原動機の定格トルク kN・m kgf・m
V チェーン速度 m/min m/min
V 負荷の速度 m/min m/min
Z 大スプロケットの歯数 - -
Z′ 小スプロケットの歯数 - -
ω 原動機軸の角速度 rad/min rad/min
ωb 原動機軸の角減速度 rad/s2 rad/s2
ωS 原動機軸の角加速度 rad/s2 rad/s2

計算式

  • 1. チェーンを含む伝達効率η = 1として、すべての選定をしています。
  • 2. 選定に使用する張力や伝動kWは表の13項、14項で計算した値を使用してください。
項目 SI単位 {重力単位}

1. チェーン長さ(リンク数):L
巻掛け伝動

2軸巻掛け伝動のとき

  • (1)両スプロケットの軸間距離と歯数が決まっている場合

    L = Z + Z' 2 + 2C + Z - Z' 6.28 2 C

  • (2)チェーンのリンク数と歯数が決まっている場合
    C = 1 8   2L - Z - Z' + (2L - Z - Z')2 - 8 9.86 (Z - Z')2
    求めたLの値の端数(小数点以下)は、たとえ僅かでも切上げて1リンクに数えます。
    奇数リンクとなった場合にはオフセットリンクを使用しなければなりませんが、なるべくスプロケットの歯数、または軸間距離を変えて偶数リンクになるようにします。

ピンギヤ駆動

ドラム外周にアタッチメント付チェーンをドラム外巻きで使用する場合

L = 180° tan-1 P D + 2S

  • P:チェーンピッチ
  • D:ドラム外径
  • S:アタッチメントの高さ
ピンギヤ駆動
  • * Lは偶数リンクに切上げてください。
  • * ドラム外側にチェーンのアタッチメントを取付けるときはシムを均等に入れて現合調整します。

2. チェーン速度:V

V = P × Z' × n 1000 (m/min)

3. 原動機定格出力 (kW), 定格回転速度によるチェーン張力:Fm

Fm = 60 × kW V (kN)

Fm = 6120 × kW V (kgf)

4. 負荷の慣性モーメントI(GD2)を
原動機軸換算した
慣性モーメント:I(GD2)

I = M × V 2πn1 2 (kg・m2)

GD2 = W × V πn1 2 (kgf・m2)

5. 原動機の定格トルク:Tn

Tn = 9.55 × kW n1 (kN・m)

Tn = 974 × kW n1 (kgf・m)

6. 作用トルク:Tm

Tm = Ts(%) + Tmax(%) 2 × 100 × Tn (kN・m)
または
Tm = Ts(kN・m) + Tmax(kN・m) 2 (kN・m)

Tm = Ts(%) + Tmax(%) 2 × 100 × Tn (kgf・m)
または
Tm = Ts(kgf・m) + Tmax(kgf・m) 2 (kgf・m)

7. 始動トルクによるチェーン張力:Fms

Fms = Ts(%) × i {d/(2 × 1000)} × 100 × Tn × 1(kN)
または
Fms = Ts(kN・m) × i d/(2 × 1000) × 1(kN)

Fms = Ts(%) × i {d/(2 × 1000)} × 100 × Tn × 1(kgf)
または
Fms = Ts(kgf・m) × i d/(2 × 1000) × 1(kgf)

ブレーキトルクによるチェーン張力:Fms

Fmb = Tb(%) × i {d/(2 × 1000)} × 100 × Tn × 1.2*(kN)
または
Fmb = Tb(kN・m) × i d/(2 × 1000) × 1.2*(kN)

*は定数

Fmb = Tb(%) × i {d/(2 × 1000)} × 100 × Tn × 1.2*(kgf)
または
Fmb = Tb(kgf・m) × i d/(2 × 1000) × 1.2*(kgf)

*は定数

8. 加速時間:ts
加速時間が既知ならその時間を使用します。

ts = (Im + I) × n1 9550 × (Tm - T) (s)

ts = (GD2m + GD2) × n1 375 × (Tm - T) (s)

9. 減速時間:tb
減速時間が既知ならその時間を使用します。

±:吊下げ荷重などのマイナス負荷のときは
-Tとします。

tb = (Im + I) × n1 9550 × (Tb ± T) (s)

tb = (GD2m + GD2) × n1 375 × (Tb ± T) (s)

10. 加速度

  • 直線運動:αs
  • 回転運動:ωs

直線加速を想定しています。

そうでなければ最大加速度で計算してください。

直線運動(負荷の加速度) αs = V ts × 60

回転運動(原動機軸の角速度) ω = 2π × n1

回転運動(原動機軸の角加速度) ωs = ω ts × 60

11. 減速度

  • 直線運動:αb
  • 回転運動:ωb

直線加速を想定しています。

そうでなければ最大減速度で計算してください。

直線運動(負荷の減速度) αb = V tb × 60

回転運動(原動機軸の角速度) ω = 2π × n1

回転運動(原動機軸の角減速度) ωb = ω tb × 60

12. 加速時のチェーン張力:Fs

直線運動 Fs = M × αs 1000 + Fw

回転運動 Fs = I × ωs × i 1000 × d 2 × 1000 + Fw

直線運動 Fs = M × αs G + Fw

回転運動 Fs = GD2/4 × ωs × i d 2 × 1000 × G + Fw

減速時のチェーン張力:Fb

直線運動 Fb = M × αb 1000 + Fw

回転運動 Fb = I × ωb × i 1000 × d 2 × 1000 + Fw

直線運動 Fb = M × αb G + Fw

回転運動 Fb = GD2/4 × ωb × i d 2 × 1000 × G + Fw

13. 補正 kW(一般選定のとき)

補正 kW = 原動機定格 kW × Ks (kW)

14. 補正チェーン張力

原動機からの補正チェーン張力:F'm

F'm = Fm × Ks × Kn × Kz (kN) {kgf}

始動トルクからの補正チェーン張力:F'ms

F'ms = Fms × K × Kn × Kz (kN) {kgf}

停動トルクからの補正チェーン張力:F'mb

F'mb = Fmb × K × Kn × Kz (kN) {kgf}

台車駆動の補正チェーン張力:F'c

F'c = Fc × Ks × Kn × Kz (kN) {kgf}

加速時の補正チェーン張力:F's

F's = Fs × Kn × Kz (kN) {kgf}

減速時の補正チェーン張力:F'b

F'b = Fb × Kn × Kz (kN) {kgf}

負荷からの補正チェーン張力:F'w

F'w = M × Ks × Kn × Kz × G 1000 (kN)

F′w = W (またはFw) × Ks × Kn × Kz(kgf)

質量M{重量W}が不明のときは、原動機の定格トルクTnより、軸トルクT = Tn × i (kN・m){kgf・m}を求め、
Wの代りにF = 2T/d を使います。

15. 慣性比:R

R = I Im

R = GD2 GD2m

16. 慣性モーメント(I)とはずみ車効果(GD2)の換算

1kg・m2...(I) 4kgf・m2...(GD2)

上記計算式でのチェーン張力はすべてチェーン1本で使用するときの張力です。

2本以上のチェーンを使用するときは、アンバランス荷重係数 Ku(表4)を乗じて1本当りのチェーン張力を算出します。

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アンバランス荷重係数 Ku

吊下げ用、台車駆動などでチェーン2本または4本で吊下げ、台車けん引するときは、チェーンの作用張力が均等になりません。

左右のアンバランスの目安として下記アンバランス荷重係数Kuを乗じて1本当りのチェーン作用張力を求めるときに使用します。

(例) 4本吊りでの1本当りのアンバランス荷重係数

Ku = 0.6 × 0.6 = 0.36

表4 アンバランス荷重係数 Ks
2本 0.6
4本 0.36