JP5839693B2 - Transmission belt loss calculation method - Google Patents
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Description
本発明は、伝動ベルトの損失算出方法に関する。 The present invention relates to a transmission belt loss calculation method.
自動車、農業機械、一般産業機械、OA機器等の幅広い分野において伝動ベルトが用いられている。そして、いずれの分野で用いられる伝動ベルトに対しても、省エネルギー技術や環境負荷低減技術の重要性が高まっている。 Transmission belts are used in a wide range of fields such as automobiles, agricultural machinery, general industrial machinery, and office automation equipment. And the importance of an energy saving technique and an environmental load reduction technique is increasing with respect to the transmission belt used in any field | area.
例えば、非特許文献1には、伝動ベルトの環境対応省エネ技術として、損失低減を目的とした種々の改良事例が開示されている。
For example, Non-Patent
本発明の課題は、伝動ベルトに起因した損失を因子毎に分離することである。 The subject of this invention is isolate | separating the loss resulting from a transmission belt for every factor.
本発明は、駆動プーリと、
上記駆動プーリを軸支すると共に軸回転可能に軸受けされて設けられた駆動軸と、
上記駆動軸を介して上記駆動プーリを設定回転数で回転駆動する回転駆動源と、
上記駆動プーリとの間で伝動ベルトを巻き掛け可能に設けられた従動プーリと、
上記従動プーリを軸支すると共に軸回転可能に軸受けされて設けられた従動軸と、
上記駆動軸及び上記従動軸のそれぞれにおいて発生するトルクを検知するトルク検知手段と、
を有するベルト伝動装置を用いた伝動ベルトの損失算出方法であって、
上記駆動プーリ及び上記従動プーリ間に伝動ベルトを巻き掛けると共に、該従動プーリに回転負荷を付与しない状態で、上記回転駆動源により該駆動プーリを回転駆動して該伝動ベルトを、ベルト走行速度を変量して走行させ、そのときに上記トルク検知手段によって検知される該駆動軸及び該従動軸において発生するトルクに基づいて該伝動ベルトに起因したベルト起因損失トルク(C+D)のベルト走行速度依存関係を求め、各ベルト走行速度についてのベルト起因損失トルク(C+D)を、ベルト走行速度に依存しない固有損失トルクCと、ベルト走行速度に依存する依存損失トルクDと、に分離する第1ステップと、
上記駆動プーリ及び上記従動プーリ間に伝動ベルトを巻き掛けると共に、該従動プーリに回転負荷を付与しない状態で、上記回転駆動源により該駆動プーリを回転駆動して該伝動ベルトを、一定のベルト走行速度で且つベルト走行速度とは異なる損失発生因子の水準を変量して走行させ、そのときに上記トルク検知手段によって検知される該駆動軸及び該従動軸において発生するトルクに基づいて、そのベルト走行速度における固有損失トルクCの該損失発生因子への依存関係を求め、該損失発生因子の各水準における固有損失トルクCを、該損失発生因子に依存しない固有損失トルクEと、該損失発生因子に依存する依存損失トルクFと、に分離する第2ステップと、
を備える。
The present invention includes a drive pulley,
A drive shaft that is rotatably supported and supported by the drive pulley;
A rotational drive source that rotationally drives the drive pulley at a set rotational speed via the drive shaft;
A driven pulley provided so that a transmission belt can be wound around the drive pulley;
A driven shaft provided to be supported so that the driven pulley is supported and the shaft can rotate.
Torque detecting means for detecting torque generated in each of the drive shaft and the driven shaft;
A transmission belt loss calculation method using a belt transmission device having:
A drive belt is wound between the drive pulley and the driven pulley, and the drive pulley is rotated by the rotary drive source in a state in which no rotational load is applied to the driven pulley, so that the drive belt Depends on the belt running speed of the belt-induced loss torque (C + D) caused by the transmission belt based on the torque generated at the drive shaft and the driven shaft detected by the torque detection means at that time A first step of separating the belt-induced loss torque (C + D) for each belt travel speed into an intrinsic loss torque C that does not depend on the belt travel speed and a dependent loss torque D that depends on the belt travel speed;
A transmission belt is wound around the drive pulley and the driven pulley, and the drive pulley is rotated by the rotational drive source in a state where no rotational load is applied to the driven pulley, so that the transmission belt is driven at a constant belt The belt travels based on the torque generated in the drive shaft and the driven shaft detected by the torque detection means at that time, varying the level of the loss generation factor different from the belt travel speed. The dependence of the intrinsic loss torque C on the speed to the loss generation factor is obtained, and the intrinsic loss torque C at each level of the loss occurrence factor is determined as the intrinsic loss torque E independent of the loss occurrence factor and the loss occurrence factor. A second step of separating into a dependent loss torque F that depends,
Is provided.
本発明によれば、所定のベルト伝動装置を用いて所定の第1及び第2ステップの手順に従うことにより、伝動ベルトに起因した損失トルクを、ベルト走行速度に依存する依存損失トルクD、ベルト走行速度とは異なる損失発生因子に依存しない固有損失トルクE、及び損失発生因子に依存する依存損失トルクFの因子毎に分離することができる。 According to the present invention, by using the predetermined belt transmission device and following the predetermined first and second steps, the loss torque caused by the transmission belt is changed to the dependent loss torque D depending on the belt traveling speed, the belt traveling. It is possible to separate the characteristic loss torque E that does not depend on the loss generation factor different from the speed and the dependency loss torque F that depends on the loss generation factor.
以下、実施形態について図1〜13に基づいて実際の事例に則して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail based on actual cases based on FIGS.
本実施形態に係る伝動ベルトの損失算出方法に基づき、伝動ベルトとしてのシングルコグベルト10を、ベルト走行試験機20(ベルト伝動装置)を用いて試験しながら第1〜第3ステップの手順に従って損失トルク及び損失動力を各因子に分離して定量した。
Based on the transmission belt loss calculation method according to the present embodiment, a
(シングルコグベルト10)
図1は、伝動ベルトとしてのシングルコグベルト10を示す。このシングルコグベルト10は、小型二輪車の変速用Vベルトとして広く用いられているものである。シングルコグベルト10は、周長が830mm、ベルト幅が18.8mm、及びベルト厚さが9.3mmであった。
(Single cog belt 10)
FIG. 1 shows a
このシングルコグベルト10は、クロロプレンゴム組成物で形成されたベルト本体11を有する。
This
ベルト本体11は、横断面形状が下向きに先細った台形に形成されていると共に、側面視において、内周側に、ベルト幅方向に延びるように形成された突条のコグがベルト長さ方向に一定ピッチで配設されている。ベルト本体11の外周側には、その表面を被覆するように綿製の上帆布12が貼設されている。また、ベルト本体11の内周側には、その表面を被覆するようにナイロン繊維製の底帆布13が貼設されている。なお、上帆布12及び底帆布13のいずれにもベルト本体11との接着のための接着処理が施されている。
The
ベルト本体11は、外周側の接着ゴム層11aと内周側の保形ゴム層11bとの2層構造を有する。接着ゴム層11aには、ベルト厚さ方向の中間部に、ベルト幅方向にピッチを有する螺旋を形成するようにポリエステル繊維製の心線14が埋設されている。また、保形ゴム層11bには、ベルト厚さ方向の中間部に、コグに沿った波形を形成するようにナイロン繊維製のスダレ15が埋設されている。なお、心線14及びスダレ15にもベルト本体11との接着のための接着処理が施されている。
The
(ベルト走行試験機20)
図2は、ベルト走行試験機20を示す。
(Belt running test machine 20)
FIG. 2 shows a belt running
このベルト走行試験機20は、駆動プーリ211(プーリピッチ径:47.2mm)、駆動軸221、及びACモーター231により構成された駆動系、並びに従動プーリ212(プーリピッチ径:118mm)、従動軸222、及びDCモーター232により構成された従動系を有する。なお、プーリピッチ径は、駆動プーリ211或いは従動プーリ212にシングルコグベルト10を巻き掛けた際における心線14のラインの曲げ直径である。
This belt running
駆動プーリ211は、周縁にシングルコグベルト10を巻き掛けるためのV溝が形成されている。
The driving
駆動軸221は、一端が駆動プーリ211の中心に結合して駆動プーリ211の一方の側方(図2の上側)に延びて駆動プーリ211を軸支すると共に、間隔をおいて配設された一対のオイルミスト潤滑型の軸受け241により軸回転可能に軸受けされて設けられている。駆動軸221の一対の軸受け241の間の部分には駆動側のトルク検出器251が介設されている。なお、駆動側のトルク検出器251に挿通された軸は、その両端がそれぞれカップリング261を介して駆動軸221の一端側部分及び他端側部分に結合され、それによって駆動軸221の中間部分を構成している。また、駆動軸221には図示しない回転検出器が設けられている。
The
ACモーター231は、駆動軸221の側方に、軸が駆動軸221と並行に延びるように設けられている。駆動軸221の他端及びACモーター231の軸の先端には、同一面内に設けられるように駆動用プーリ271,281が取り付けられており、それらの駆動用プーリ271,281間には駆動用ベルト291が巻き掛けられている。そして、ACモーター231は、駆動用ベルト291及び駆動軸221を介して駆動プーリ211を設定回転数で回転駆動することができるように構成されている。従って、このACモーター231が回転駆動源を構成する。
The
従動プーリ212は、駆動プーリ211と同様に、周縁にシングルコグベルト10を巻き掛けるためのV溝が形成され、そして、駆動プーリ211との間でシングルコグベルト10を巻き掛けることができるように駆動プーリ211と同一面内に設けられている。
Similarly to the drive
従動軸222は、一端が従動プーリ212の中心に結合して従動プーリ212の他方の側方(図2の下側)に延びて従動プーリ212を軸支すると共に、間隔をおいて配設された一対のオイルミスト潤滑型の軸受け242により軸回転可能に軸受けされて設けられている。従動軸222の一対の軸受け242の間の部分には従動側のトルク検出器252が介設されている。この従動側のトルク検出器252及び上記の駆動側のトルク検出器251が駆動軸211及び従動軸221のそれぞれにおいて発生するトルクを検知するトルク検知手段を構成する。なお、従動側のトルク検出器252に挿通された軸は、その両端がそれぞれカップリング262を介して従動軸222の一端側部分及び他端側部分に結合され、それによって従動軸222の中間部分を構成している。また、従動軸222には図示しない回転検出器が設けられている。
The driven
DCモーター232は、従動軸222の側方に、軸が従動軸222と並行に延びるように設けられている。従動軸222の他端及びDCモーター232の軸の先端には、同一面内に設けられるように従動用プーリ272,282が取り付けられており、それらの従動用プーリ272,282間には従動用ベルト292が巻き掛けられている。そして、DCモーター232は、従動用ベルト292及び従動軸232を介して従動プーリ212に回転負荷を付与することができるように構成されている。従って、このDCモーター232が回転負荷源を構成する。また、DCモーター232は、従動用ベルト292及び従動軸222を介して従動プーリ212を設定回転数で回転駆動することができるようにも構成されている。従って、このDCモーター232は他の回転駆動源をも構成する。
The
このベルト走行試験機20は、駆動プーリ211と従動プーリ212との軸間隔が可変なように駆動系が可動に構成されていると共に、これにより駆動軸211及び従動軸222に所定の設定軸荷重を付与することで、駆動プーリ211及び従動プーリ212間に巻き掛けられたシングルコグベルト10に設定ベルト張力を付与することができるように構成されている。
In the belt running
(第1ステップ)
第1ステップでは、駆動プーリ211及び従動プーリ212間にシングルコグベルト10を巻き掛けると共に、従動プーリ212に回転負荷を付与しない状態とし、そして、その状態で、ACモーター231により駆動プーリ211を回転駆動してシングルコグベルト10を、ベルト走行速度を変量して走行させ、そのときに駆動側のトルク検出器251及び従動側のトルク検出器252によって検知される駆動軸221及び従動軸222において発生するトルクに基づいてシングルコグベルト10に起因したベルト起因損失トルク(C+D)のベルト走行速度依存関係を求めた。
(First step)
In the first step, the
具体的には、以下の手順1〜3に従って、ベルト走行試験機20全体の損失トルクからシングルコグベルト10以外のシステムに起因する損失トルクを減ずることによりベルト起因損失トルク(C+D)を求めた。
Specifically, the belt-induced loss torque (C + D) was obtained by subtracting the loss torque caused by the system other than the
なお、ベルト走行試験機20全体の損失トルクのうちのシングルコグベルト10以外のシステムに起因する損失トルクが全くない或いは非常に小さい場合には、駆動側のトルク検出器251及び従動側のトルク検出器252によって検知される駆動軸221及び従動軸222において発生するトルクの和をそのままベルト起因損失トルク(C+D)とすることができる。但し、損失トルクを高精度に定量して分離する観点からは、ベルト走行試験機20全体の損失トルクからシングルコグベルト10以外のシステムに起因する損失トルクを減ずることが好ましい。
When there is no or very small loss torque due to the system other than the
<手順1>
手順1では、図3に示すように、駆動プーリ211及び従動プーリ212間にシングルコグベルト10を巻き掛けず且つ従動プーリ212に回転負荷を付与しない状態とし、そして、その状態で、駆動軸221及び従動軸222を、回転数を変量して同一回転数で回転させたときに駆動軸221及び従動軸222において発生する軸受け損失トルク(A+B)の回転数依存関係をベルト走行速度依存関係に換算して求めた。この軸受け損失トルク(A+B)は、ベルト走行試験機20全体の損失トルクのうちのシングルコグベルト10以外のシステムに起因する損失トルクである。
<
In
具体的には、ACモーター231により駆動プーリ211を及びDCモーター232により従動プーリ212をそれぞれ同一回転数で回転させ、そのときに駆動側のトルク検出器251によって検知される駆動軸221の損失トルク及び従動側のトルク検出器252によって検知される従動軸222の損失トルクの和を軸受け損失トルク(A+B)とした。
Specifically, the
駆動プーリ211を及び従動プーリ212の回転数は、1000rpm、2000rpm、3000rpm、4000rpm、5000rpm、及び5500rpmと変量した。これらはベルト走行速度に換算するとそれぞれ2.5m/s、5.0m/s、7.5m/s、10.0m/s、12.5m/s、及び13.7m/sに相当する。
The rotational speeds of the driving
そして、各ベルト走行速度についての軸受け損失トルクは、2.5m/sでは0.083Nm、5.0m/sでは0.092Nm、7.5m/sでは0.095Nm、10.0m/sでは0.098Nm、12.5m/sでは0.110Nm、及び13.7m/sでは0.093Nmであった。 The bearing loss torque for each belt running speed is 0.083 Nm at 2.5 m / s, 0.092 Nm at 5.0 m / s, 0.095 Nm at 7.5 m / s, and 0 at 10.0 m / s. It was 0.110 Nm at 0.098 Nm, 12.5 m / s, and 0.093 Nm at 13.7 m / s.
図4は、軸受け損失トルク(A+B)のベルト走行速度依存関係を示す。 FIG. 4 shows the belt running speed dependency of the bearing loss torque (A + B).
これによれば、軸受け損失トルク(A+B)のベルト走行速度依存関係は一次式で直線近似することができる。そして、その近似直線のベルト走行速度=0の外挿値(0.083Nm)をベルト走行速度に依存しない固有損失トルクAとすると、各ベルト走行速度における軸受け損失トルク(A+B)を、そのベルト走行速度に依存しない固有損失トルクAと、固有損失トルクAを減じた残りのベルト走行速度に依存する依存損失トルクBとに分離することができる。 According to this, the belt running speed dependency relationship of the bearing loss torque (A + B) can be linearly approximated by a linear expression. If the extrapolated value (0.083 Nm) of the belt travel speed = 0 of the approximate straight line is the inherent loss torque A independent of the belt travel speed, the bearing loss torque (A + B) at each belt travel speed is the belt travel. The characteristic loss torque A that does not depend on the speed and the dependency loss torque B that depends on the remaining belt traveling speed obtained by reducing the characteristic loss torque A can be separated.
なお、駆動系及び従動系のそれぞれの損失トルクが相互に同一である場合には、駆動プーリ211のみ或いは従動プーリのみ212のみを回転させて損失トルクを検知し、そして、それを2倍したものを軸受け損失トルク(A+B)としてもよい。また、実際に損失トルクの検知を行うことなく、軸受け241,242の損失トルクのカタログ値から軸受け損失トルク(A+B)を求めてもよい。
When the loss torques of the drive system and the driven system are the same, only the
<手順2>
手順2では、図5に示すように、駆動プーリ211及び従動プーリ212間にシングルコグベルト10を巻き掛けると共に、駆動軸221及び従動軸222に一定の軸荷重(284Nのデッドウエイト)を付与してシングルコグベルト10に一定のベルト張力(143N)を付与し、且つ従動プーリ212に回転負荷を付与しない状態とし、そして、その状態で、ACモーター231により駆動プーリ211を回転駆動してシングルコグベルト10を、ベルト走行速度を変量して走行させ、そのときに駆動側のトルク検出器251及び従動側のトルク検出器252によって検知される駆動軸221及び従動軸222において発生する無負荷時損失トルク(X+Y)のベルト走行速度依存関係を求めた。この無負荷時損失トルク(X+Y))は、シングルコグベルト10を含むベルト走行試験機20全体の損失トルクである。
<
In
駆動プーリ211の回転数から換算されるベルト走行速度は、2.5m/s、5.0m/s、7.5m/s、10.0m/s、12.5m/s、及び13.7m/sと変量した。
Belt running speeds converted from the number of rotations of the
そして、各ベルト走行速度についての無負荷時損失トルク(X+Y)は、2.5m/sでは0.224Nm、5.0m/sでは0.247Nm、7.5m/sでは0.245Nm、10.0m/sでは0.265Nm、12.5m/sでは0.269Nm、及び13.7m/sでは0.275Nmであった。 The no-load loss torque (X + Y) for each belt running speed is 0.224 Nm at 2.5 m / s, 0.247 Nm at 5.0 m / s, 0.245 Nm at 7.5 m / s, and 10. It was 0.265 Nm at 0 m / s, 0.269 Nm at 12.5 m / s, and 0.275 Nm at 13.7 m / s.
図6は、無負荷時損失トルク(X+Y)のベルト走行速度依存関係を示す。 FIG. 6 shows the belt running speed dependency of the no-load loss torque (X + Y).
これによれば、無負荷時損失トルク(X+Y)のベルト走行速度依存関係も一次式で直線近似することができる。そして、その近似直線のベルト走行速度=0の外挿値(0.218Nm)をベルト走行速度に依存しない固有損失トルクXとすると、各ベルト走行速度における無負荷時損失トルク(X+Y))を、そのベルト走行速度に依存しない固有損失トルクXと、固有損失トルクXを減じた残りのベルト走行速度に依存する依存損失トルクYとに分離することができる。 According to this, the belt running speed dependency relationship of the no-load loss torque (X + Y) can also be linearly approximated by a linear expression. If the extrapolated value (0.218 Nm) of the belt running speed = 0 of the approximate straight line is the inherent loss torque X independent of the belt running speed, the no-load loss torque (X + Y) at each belt running speed is The characteristic loss torque X that does not depend on the belt travel speed and the dependency loss torque Y that depends on the remaining belt travel speed obtained by subtracting the inherent loss torque X can be separated.
<手順3>
手順3では、手順2において求めた無負荷時損失トルク(X+Y)のベルト走行速度依存関係から手順1において求めた軸受け損失トルク(A+B))のベルト走行速度依存関係を減じ、各ベルト走行速度についてのベルト起因損失トルク(C+D)を求めた。以上のようにして無負荷時におけるシングルコグベルト10に起因したベルト起因損失トルク(C+D)をベルト走行試験機20全体の無負荷時損失トルク(X+Y)から分離して定量することができる。
<
In the
各ベルト走行速度についてのベルト起因損失トルク(C+D)は、2.5m/sでは0.141Nm、5.0m/sでは0.155Nm、7.5m/sでは0.150Nm、10.0m/sでは0.167Nm、12.5m/sでは0.159Nm、及び13.7m/sでは0.182Nmであった。 The belt-induced loss torque (C + D) for each belt running speed is 0.141 Nm at 2.5 m / s, 0.155 Nm at 5.0 m / s, 0.150 Nm at 7.5 m / s, 10.0 m / s. And 0.167 Nm at 12.5 m / s and 0.182 Nm at 13.7 m / s.
図7は、ベルト起因損失トルク(C+D)のベルト走行速度依存関係を示す。 FIG. 7 shows the belt running speed dependency of the belt-induced loss torque (C + D).
これによれば、ベルト起因損失トルク(C+D)のベルト走行速度依存関係もまた一次式で直線近似することができる。 According to this, the belt traveling speed dependence relationship of the belt-induced loss torque (C + D) can also be linearly approximated by a linear expression.
そして、第1ステップでは、ベルト起因損失トルク(C+D)のベルト走行速度依存関係に基づいて、各ベルト走行速度についてのベルト起因損失トルク(C+D)を、ベルト走行速度に依存しない固有損失トルクCと、ベルト走行速度に依存する依存損失トルクDとに分離した。 In the first step, the belt-induced loss torque (C + D) for each belt travel speed is changed from the belt-induced loss torque (C + D) to the inherent loss torque C independent of the belt travel speed based on the belt travel speed dependency relationship. , Separated into a dependent loss torque D depending on the belt running speed.
具体的には、第1ステップにおいて求めたベルト起因損失トルク(C+D)のベルト走行速度依存関係を示す図7における近似直線のベルト走行速度=0の外挿値(0.089Nm)をベルト走行速度に依存しない固有損失トルクCとし、各ベルト走行速度におけるベルト起因損失トルク(C+D)を、そのベルト走行速度に依存しない固有損失トルクCと、固有損失トルクCを減じた残りのベルト走行速度に依存する依存損失トルクDとに分離した。以上のようにしてベルト走行速度への依存の有無によりベルト起因損失トルク(C+D)をさらに因子毎に分離することができる。なお、固有損失トルクCは固有損失トルクXから固有損失トルクAを減じたものであり、依存損失トルクDは依存損失トルクYから固有損失トルクBを減じたものである。 Specifically, the extrapolated value (0.089 Nm) of the belt running speed = 0 of the approximate straight line in FIG. 7 showing the belt running speed dependency relationship of the belt-induced loss torque (C + D) obtained in the first step is the belt running speed. The inherent loss torque C that does not depend on the belt, and the belt-induced loss torque (C + D) at each belt traveling speed depends on the inherent loss torque C that does not depend on the belt traveling speed and the remaining belt traveling speed obtained by subtracting the inherent loss torque C. And the dependent loss torque D. As described above, the belt-induced loss torque (C + D) can be further separated for each factor depending on the presence or absence of dependence on the belt running speed. The intrinsic loss torque C is obtained by subtracting the intrinsic loss torque A from the intrinsic loss torque X, and the dependent loss torque D is obtained by subtracting the intrinsic loss torque B from the dependent loss torque Y.
ここで、固有損失トルクCには、ベルト走行速度に依存しない因子と考えられることから、シングルコグベルト10が駆動プーリ211或いは従動プーリ212に巻き掛かることによるベルト曲げに起因した損失トルク(以下「ベルト曲げ損失トルク」という。)、シングルコグベルト10が駆動プーリ211或いは従動プーリ212に巻き掛かった際にシングルコグベルト10が駆動プーリ211或いは従動プーリ212から側圧を受けて図8に示すようにベルト幅方向に反るように変形することに起因した損失トルク(以下「側圧変形損失トルク」という。)、シングルコグベルト10の駆動プーリ211或いは従動プーリ212への巻き掛かりの始め及び終わりのそれぞれでの摺動に起因した損失トルク(以下「出入り摺動損失トルク」という。)が含まれると考えられる。
Here, since it is considered that the intrinsic loss torque C is a factor that does not depend on the belt running speed, the loss torque (hereinafter referred to as “belt”) caused by the bending of the belt due to the
(第2ステップ)
第2ステップでは、駆動プーリ211及び従動プーリ212間にシングルコグベルト10を巻き掛けると共に、従動プーリ212に回転負荷を付与しない状態で、ACモーター213により駆動プーリ211を回転駆動してシングルコグベルト10を、一定のベルト走行速度(13.7m/s)で且つベルト走行速度とは異なる損失発生因子としての軸荷重を変量して走行させ、駆動側のトルク検出器251及び従動側のトルク検出器252によって検知される駆動軸221及び従動軸222において発生するトルクに基づいて、そのベルト走行速度における固有損失トルクCの軸荷重への依存関係を求めた。
(Second step)
In the second step, the
具体的には、各軸荷重について、駆動側のトルク検出器251及び従動側のトルク検出器252によって検知される駆動軸221及び従動軸222において発生するトルクから、手順1において求めたそのベルト走行速度における軸受け損失トルク(A+B)及び第2ステップにおいて求めたそのベルト走行速度におけるベルト走行速度に依存する依存損失トルクDを減じることにより、各軸荷重における固有損失トルクCを求めた。
Specifically, for each axial load, the belt travel obtained in
図9は、ベルト走行速度に依存しない固有損失トルクCの軸荷重依存関係を示す。 FIG. 9 shows the axial load dependency relationship of the intrinsic loss torque C independent of the belt running speed.
これによれば、固有損失トルクCの軸荷重依存関係は二次曲線近似することができる。 According to this, the axial load dependence relationship of the intrinsic loss torque C can be approximated by a quadratic curve.
そして、第2ステップでは、各軸荷重における固有損失トルクCを、軸荷重に依存しない固有損失トルクEと、軸荷重に依存する依存損失トルクFとに分離した。 In the second step, the intrinsic loss torque C at each axial load is separated into an intrinsic loss torque E that does not depend on the axial load and a dependent loss torque F that depends on the axial load.
具体的には、固有損失トルクCの軸荷重依存関係を示す図8における近似曲線の軸荷重=0Nの外挿値(0.089Nm)を軸荷重に依存しない固有損失トルクEとし、各軸荷重における固有損失トルクCを、その軸荷重に依存しない固有損失トルクEと、固有損失トルクEを減じた残りの軸荷重に依存する依存損失トルクFとに分離した。このように、固有損失トルクCについての駆動軸211及び従動軸212に付与する軸荷重への依存関係を求めることにより、各軸荷重における固有損失トルクCを、軸荷重に依存しない固有損失トルクEと、軸荷重に依存する依存損失トルクFとに分離することができる。
Specifically, the extraordinary value (0.089 Nm) of the approximate load in FIG. 8 showing the axial load dependence relationship of the intrinsic loss torque C is set as the intrinsic loss torque E that does not depend on the axial load. The natural loss torque C in FIG. 2 is separated into an intrinsic loss torque E that does not depend on the axial load and a dependent loss torque F that depends on the remaining axial load obtained by reducing the intrinsic loss torque E. Thus, by determining the dependency of the inherent loss torque C on the axial load applied to the
ここで、固有損失トルクEは、ベルト走行速度及び軸荷重に依存しない因子と考えられることから、ベルト曲げ損失トルクと考えることができる。 Here, since the intrinsic loss torque E is considered to be a factor independent of the belt running speed and the axial load, it can be considered as a belt bending loss torque.
また、依存損失トルクFには、駆動軸211及び従動軸221に軸荷重を付与することに基づいてシステムに起因して発生する軸受け損失トルク(以下「軸荷重依存軸受け損失トルクG」という。)が含まれることから、依存損失トルクFからその軸荷重依存軸受け損失トルクGを減じて分離することにより高精度依存損失トルクHを求めた。軸荷重依存軸受け損失トルクGは軸受け23のカタログ値に基づいた。この高精度依存損失トルクHには、ベルト走行速度に依存せず且つ軸荷重に依存する因子と考えられることから、側圧変形損失トルク及び出入り摺動損失トルクが含まれると考えられる。なお、軸荷重依存軸受け損失トルクGが全くない或いは非常に小さい場合には、依存損失トルクFからその軸荷重依存軸受け損失トルクGを分離する必要は必ずしもないが、損失トルクを高精度に定量して分離する観点からは、依存損失トルクFから軸荷重依存軸受け損失トルクGを分離して高精度依存損失トルクHを求めることが好ましい。
The dependency loss torque F is a bearing loss torque generated by the system based on the application of an axial load to the
以上のようにして、ベルト走行試験機20全体の損失トルクを、シングルコグベルト10に起因する依存損失トルクD、固有損失トルクE、及び高精度依存損失トルクH(又は依存損失トルクF)と、それ以外のシステムに起因する軸受け損失トルク(A+B)及び軸荷重依存軸受け損失トルクGとに分離することができる。
As described above, the loss torque of the entire belt running
(第3ステップ)
第3ステップでは、駆動プーリ211及び従動プーリ212間にシングルコグベルト10を巻き掛けると共に、駆動軸221に手順2と同一の一定の軸荷重(284Nのデッドウエイト)を与えてシングルコグベルト10に一定のベルト張力(143N)を付与し、且つDCモーター232により従動プーリ212に一定の回転負荷を付与した状態とし、そして、その状態で、ACモーター231により駆動プーリ211を回転駆動してシングルコグベルト10を、第3ステップと同一の一定のベルト走行速度(13.7m/s)で走行させ、そのときに駆動側のトルク検出器251によって検知される駆動軸221において発生するトルクTに基づいて求められる入力トルクΔT、駆動プーリ211の回転数Ni1、及びシングルコグベルト10のスリップ率sに基づいて弾性スリップ損失動力ΔWを求めた。
(Third step)
In the third step, the
具体的には、入力トルクΔTは、トルクTから手順2において求めたそのベルト走行速度での無負荷時損失トルク(X+Y)を減じて求めた。
Specifically, the input torque ΔT was obtained by subtracting the no-load loss torque (X + Y) at the belt running speed obtained in the
また、入力トルクΔT及び駆動プーリ211の回転数Ni1から下記式(1)に基づいて入力動力Wを算出した。
Further, the input power W was calculated from the input torque ΔT and the rotational speed N i1 of the
上記ベルト走行試験での駆動プーリ211の負荷時における入力回転数Ni1、駆動プーリ211の同走行条件での無負荷時における入力回転数Ni0、並びに、上記ベルト走行試験での従動プーリ212の負荷時における出力回転数Ns1、従動プーリ212の同走行条件での無負荷時における出力回転数Ns0から下記式(2)に基づいてスリップ率sを算出した。
The input rotational speed N i1 when the driving
そして、弾性スリップ損失動力ΔWを入力動力Wとスリップ率sとの積として下記式(2)に基づいて算出した。 And elastic slip loss power (DELTA) W was computed based on following formula (2) as a product of input power W and slip ratio s.
そして、DCモーター232により従動プーリ212に付与する回転負荷、つまり、入力トルクを変量し、各入力トルクでの弾性スリップ損失動力ΔWを求めた。弾性スリップ損失動力ΔWは、入力トルクが1Nmでは0.003kW、入力トルクが2Nmでは0.011kW、入力トルクが3Nmでは0.021kW、入力トルクが4Nmでは0.047kW、入力トルクが5Nmでは0.071kW、入力トルクが6Nmでは0.117kW、及び入力トルクが7Nmでは0.201kWであった。
Then, the rotational load applied to the driven pulley 212 by the
図10は、その弾性スリップ損失動力ΔWの入力トルク依存関係を示す。これによれば、入力トルクが大きくなるに従って弾性スリップ損失動力ΔWの増加率が高くなっていることが分かる。 FIG. 10 shows the input torque dependency of the elastic slip loss power ΔW. This shows that the increase rate of the elastic slip loss power ΔW increases as the input torque increases.
なお、養賢堂社発行のベルト伝動技術懇話会編「ベルト伝動・精密搬送の実用設計」には、弾性スリップ損失動力が、有効張力の2乗及びベルト走行速度にそれぞれ比例すると共に、伝動ベルトのベルト縦剛性係数Eとベルト断面積Sとの積ES反比例することが開示されている。従って、この弾性スリップ損失動力ΔWの入力トルク依存関係は、計算により求めることもできる。ここで、伝動ベルトのベルト縦剛性係数Eは、伝動ベルトのベルト曲げ剛性EIから求められる。 In the “Practical design of belt transmission and precision conveyance” edited by Yokendo Co., Ltd., the belt transmission technology symposium, the elastic slip loss power is proportional to the square of the effective tension and the belt running speed. It is disclosed that the product ES of the belt longitudinal stiffness coefficient E and the belt cross-sectional area S is inversely proportional. Therefore, the input torque dependency of the elastic slip loss power ΔW can also be obtained by calculation. Here, the belt longitudinal rigidity coefficient E of the transmission belt is obtained from the belt bending rigidity EI of the transmission belt.
次に、上記式(2)に準じて、ベルト走行速度に依存する依存損失トルクD、その軸荷重(ベルト張力)に依存しない固有損失トルクE、軸荷重(ベルト張力)に依存する高精度依存損失トルクHを損失動力に換算した。なお、それぞれをベルト走行速度依存損失動力D、ベルト曲げ損失動力E、側圧変形・出入り摺動損失動力Hとした。ベルト走行速度依存損失動力Dは0.020kW、ベルト曲げ損失動力Eは0.051kW、及び側圧変形・出入り摺動損失動力Hは0.046kWであった。以上のようにしてシングルコグベルト10に起因する損失動力を、弾性スリップ損失動力ΔW、ベルト走行速度に依存する依存損失トルクCから換算される損失動力C、軸荷重に依存しない固有損失トルクEから換算される損失動力E、及び軸荷重に依存する高精度依存損失トルクHから換算される損失動力H(依存損失トルクFから換算される損失動力F)の損失発生因子毎に分離して予測することができる。
Next, according to the above equation (2), the dependence loss torque D that depends on the belt running speed, the intrinsic loss torque E that does not depend on the axial load (belt tension), and the high accuracy dependence that depends on the axial load (belt tension). Loss torque H was converted to loss power. The belt running speed-dependent loss power D, the belt bending loss power E, and the side pressure deformation / out-and-out sliding loss power H were respectively set. The belt running speed dependent loss power D was 0.020 kW, the belt bending loss power E was 0.051 kW, and the side pressure deformation / entrance / exit sliding loss power H was 0.046 kW. As described above, the loss power caused by the
図11は、シングルコグベルト10について予想される各入力トルクにおける損失動力及びその各損失発生因子の内訳を示す。これによれば、入力トルクが常用の2Nmまでであれば、ベルト曲げ損失動力E及び側圧変形・出入り摺動損失動力Hの影響が大きいが、入力トルクがそれよりも大きくなると、弾性スリップ損失動力ΔWの影響が大きくなることが予想される。
FIG. 11 shows a breakdown of the loss power at each input torque expected for the
次に、軸荷重を372N及び529Nとしたそれぞれの場合についても、弾性スリップ損失ΔW、ベルト走行速度依存損失動力D、ベルト曲げ損失動力E、及び側圧変形・出入り摺動損失動力Hを求めた。軸荷重を372Nとした場合、弾性スリップ損失ΔWは、入力トルクが1Nmでは0.002kW、入力トルクが2Nmでは0.009kW、入力トルクが3Nmでは0.018kW、入力トルクが4Nmでは0.036kW、入力トルクが5Nmでは0.059kW、入力トルクが6Nmでは0.089kW、及び入力トルクが7Nmでは0.153kWであった。ベルト走行速度依存損失動力Dは0.020kW、ベルト曲げ損失動力Eは0.051kW、及び側圧変形・出入り摺動損失動力Hは0.070kWであった。軸荷重を529Nとした場合、弾性スリップ損失動力ΔWは、入力トルクが1Nmでは0.001kW、入力トルクが2Nmでは0.008kW、入力トルクが3Nmでは0.015kW、入力トルクが4Nmでは0.031kW、入力トルクが5Nmでは0.054kW、入力トルクが6Nmでは0.080kW、及び入力トルクが7Nmでは0.114kWであった。ベルト走行速度依存損失動力Dは0.020kW、ベルト曲げ損失動力Eは0.051kW、及び側圧変形・出入り摺動損失動力Hは0.128kWであった。 Next, the elastic slip loss ΔW, the belt running speed dependent loss power D, the belt bending loss power E, and the lateral pressure deformation / entry / slide sliding loss power H were also obtained in each case where the axial loads were 372N and 529N. When the axial load is 372 N, the elastic slip loss ΔW is 0.002 kW when the input torque is 1 Nm, 0.009 kW when the input torque is 2 Nm, 0.018 kW when the input torque is 3 Nm, 0.036 kW when the input torque is 4 Nm, When the input torque was 5 Nm, it was 0.059 kW, when the input torque was 6 Nm, it was 0.089 kW, and when the input torque was 7 Nm, it was 0.153 kW. The belt running speed dependent loss power D was 0.020 kW, the belt bending loss power E was 0.051 kW, and the side pressure deformation / entrance / exit sliding loss power H was 0.070 kW. When the axial load is 529 N, the elastic slip loss power ΔW is 0.001 kW when the input torque is 1 Nm, 0.008 kW when the input torque is 2 Nm, 0.015 kW when the input torque is 3 Nm, and 0.031 kW when the input torque is 4 Nm. When the input torque was 5 Nm, it was 0.054 kW, when the input torque was 6 Nm, it was 0.080 kW, and when the input torque was 7 Nm, it was 0.114 kW. The belt running speed-dependent loss power D was 0.020 kW, the belt bending loss power E was 0.051 kW, and the side pressure deformation / entrance / exit sliding loss power H was 0.128 kW.
図12は、図11に対して軸荷重を372N及び529Nとしたそれぞれの場合の結果を加えた、シングルコグベルト10について予想される各入力トルクにおけるベルト損失動力及びその各損失発生因子の内訳を示す。これによれば、軸荷重、つまり、ベルト張力が大きくなるに従って、側圧変形・出入り摺動損失動力Hが大きくなることが予想される。これは、軸荷重が大きくなってベルト張力が高まると、シングルコグベルト10が駆動プーリ211或いは従動プーリ212に巻き掛かった際にシングルコグベルト10が駆動プーリ211或いは従動プーリ212から側圧を受けて図8に破線で示すようにベルト幅方向に反るように変形することに起因した側圧変形損失トルクが大きくなるためであると考えられる。また、軸荷重が大きくなるに従って、弾性スリップ損失ΔWが小さくなることが予想される。これは、軸荷重が大きくなってベルト張力が高まると、シングルコグベルト10が駆動プーリ211或いは従動プーリ212に巻き掛かった際にシングルコグベルト10が駆動プーリ211或いは従動プーリ212から受ける側圧が大きくなり、摩擦力による動力伝達力が上昇してスリップが小さくなるためであると考えられる。
FIG. 12 shows a breakdown of the belt loss power at each input torque expected for the
次に、以上の結果から軸荷重による影響が大きいことが推測される弾性スリップ損失ΔW及び側圧変形・出入り摺動損失動力の和Hの入力トルク依存関係について、各軸荷重毎に検討した。軸荷重を284Nとした場合、弾性スリップ損失ΔW及び側圧変形・出入り摺動損失動力Hの和は、入力トルクが1Nmでは0.050kW、入力トルクが2Nmでは0.058kW、入力トルクが3Nmでは0.069kW、入力トルクが4Nmでは0.095kW、入力トルクが5Nmでは0.119kW、入力トルクが6Nmでは0.164kW、及び入力トルクが7Nmでは0.248kWであった。軸荷重を372Nとした場合、弾性スリップ損失ΔW及び側圧変形・出入り摺動損失動力Hの和は、入力トルクが1Nmでは0.073kW、入力トルクが2Nmでは0.079kW、入力トルクが3Nmでは0.088kW、入力トルクが4Nmでは0.106kW、入力トルクが5Nmでは0.129kW、入力トルクが6Nmでは0.160kW、及び入力トルクが7Nmでは0.223kWであった。軸荷重を529Nとした場合、弾性スリップ損失ΔW及び側圧変形・出入り摺動損失動力Hの和は、入力トルクが1Nmでは0.130kW、入力トルクが2Nmでは0.136kW、入力トルクが3Nmでは0.143kW、入力トルクが4Nmでは0.159kW、入力トルクが5Nmでは0.182kW、入力トルクが6Nmでは0.209kW、及び入力トルクが7Nmでは0.243kWであった。 Next, the input torque dependence relationship of the elastic slip loss ΔW and the sum H of the lateral pressure deformation / out-and-out sliding loss power, which are presumed to be greatly influenced by the axial load from the above results, was examined for each axial load. When the axial load is 284 N, the sum of the elastic slip loss ΔW and the side pressure deformation / exit sliding torque power H is 0.050 kW when the input torque is 1 Nm, 0.058 kW when the input torque is 2 Nm, and 0 when the input torque is 3 Nm. 0.069 kW for an input torque of 4 Nm, 0.119 kW for an input torque of 5 Nm, 0.164 kW for an input torque of 6 Nm, and 0.248 kW for an input torque of 7 Nm. When the axial load is 372 N, the sum of the elastic slip loss ΔW and the side pressure deformation / in / out sliding loss power H is 0.073 kW when the input torque is 1 Nm, 0.079 kW when the input torque is 2 Nm, and 0 when the input torque is 3 Nm. It was 0.106 kW when the input torque was 4 Nm, 0.129 kW when the input torque was 5 Nm, 0.160 kW when the input torque was 6 Nm, and 0.223 kW when the input torque was 7 Nm. When the shaft load is 529 N, the sum of the elastic slip loss ΔW and the lateral pressure deformation / in / out sliding loss power H is 0.130 kW when the input torque is 1 Nm, 0.136 kW when the input torque is 2 Nm, and 0 when the input torque is 3 Nm. It was 0.159 kW when the input torque was 4 Nm, 0.182 kW when the input torque was 5 Nm, 0.209 kW when the input torque was 6 Nm, and 0.243 kW when the input torque was 7 Nm.
図13は、軸荷重が284N、372N、及び529Nのそれぞれの場合についての弾性スリップ損失ΔW及び側圧変形・出入り摺動損失動力Hの和の入力トルク依存関係を示す。軸荷重が大きくなるに従って弾性スリップ損失ΔWが小さくなる一方、側圧変形・出入り摺動損失動力Hが大きくなるが、これによれば、6Nm以下の低入力トルク域では、損失動力の和は低軸荷重である方が小さく、高入力トルク域では、損失動力の和は高軸荷重である方が小さいことが分かる。従って、入力トルクに見合った適正な軸荷重を付与する、つまり、弾性スリップ損失ΔW及び側圧変形・出入り摺動損失動力Hの和が最も小さくなる軸荷重を設定して付与することによりシングルコグベルト10の損失を低減して効率の向上を図ることができる。
FIG. 13 shows the input torque dependency of the sum of the elastic slip loss ΔW and the side pressure deformation / in / out sliding loss power H when the axial loads are 284N, 372N, and 529N. As the axial load increases, the elastic slip loss ΔW decreases, while the side pressure deformation / in / out sliding loss power H increases. According to this, in the low input torque range of 6 Nm or less, the sum of the loss power is low. It can be seen that the load is smaller, and in the high input torque range, the sum of the loss power is smaller when the high-axis load is applied. Accordingly, by applying an appropriate axial load corresponding to the input torque, that is, by setting and applying an axial load that minimizes the sum of the elastic slip loss ΔW and the side pressure deformation / out-and-out sliding loss power H, the
以上のようにして、シングルコグベルト10を含むベルト走行試験機20全体の損失トルクからシングルコグベルト10に起因した損失トルクを分離し、さらに、シングルコグベルト10に起因した損失トルクを各損失発生因子毎に起因するものに分離することにより、ベルト伝動装置全体としての損失を低減するための最適化の指針、及びシングルコグベルト10としての改良の方向性を見出すことができる。
As described above, the loss torque caused by the
(その他の実施形態)
上記実施形態では、シングルコグベルト10を対象としたが、特にこれに限定されるものではなく、平ベルト、Vベルト、Vリブドベルト、張力帯及びブロックからなる高負荷伝動用Vベルト、歯付ベルト等をも対象とすることができる。
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, the
上記実施形態では、軸荷重を損失発生因子としたが、特にこれに限定されるものではなく、例えば、駆動プーリ211及び/又は従動プーリ212のプーリ径、駆動プーリ211及び従動プーリ212の回転速度比、ベルト長さ、ベルト表面の摩擦係数等を損失発生因子として変量してもよい。特に、駆動プーリ211及び従動プーリ212のプーリ径が損失トルクに及ぼす影響は大きいと考えられ、従って、駆動プーリ211及び/又は従動プーリ212のプーリ径を損失発生因子として変量し、そして、固有損失トルクCを、プーリ径に依存しない固有損失トルクEと、プーリ径に依存する固有損失トルクFとに分離することも好ましい態様である。
In the above embodiment, the axial load is a loss generation factor. However, the present invention is not particularly limited to this. For example, the pulley diameter of the
上記実施形態では、駆動プーリ211及び従動プーリ221をそれぞれ1つずつ有する2軸のベルト走行試験機20を用いたが、特にこれに限定されるものではなく、従動プーリを2つ以上(例えば従動プーリ数2〜4)有するベルト走行試験機を用いてもよく、その場合、従動プーリを変量因子とすればプーリ毎の損失を分離して定量することができる。
In the above embodiment, the biaxial belt running
本発明は、伝動ベルトの損失算出方法について有用である。 The present invention is useful for a transmission belt loss calculation method.
10 シングルコグベルト(伝動ベルト)
11 ベルト本体
11a 接着ゴム層
11b 保形ゴム層
12 上帆布
13 底帆布
14 心線
15 スダレ
20 ベルト走行試験機(ベルト伝動装置)
211 駆動プーリ
221 駆動軸
231 ACモーター(回転駆動源)
221 従動プーリ
222 従動軸
232 DCモーター(回転負荷源、他の回転駆動源)
241,242 軸受け
251,252 トルク検出器(トルク検知手段)
261,262 カップリング
271,272 駆動用プーリ
281,282 従動用プーリ
291 駆動用ベルト
292 従動用ベルト
10 Single cog belt (power transmission belt)
DESCRIPTION OF
221 driven
241,242 Bearings 251,252 Torque detector (torque detection means)
261, 262
Claims (6)
上記駆動プーリを軸支すると共に軸回転可能に軸受けされて設けられた駆動軸と、
上記駆動軸を介して上記駆動プーリを設定回転数で回転駆動する回転駆動源と、
上記駆動プーリとの間で伝動ベルトを巻き掛け可能に設けられた従動プーリと、
上記従動プーリを軸支すると共に軸回転可能に軸受けされて設けられた従動軸と、
上記駆動軸及び上記従動軸のそれぞれにおいて発生するトルクを検知するトルク検知手段と、
を有するベルト伝動装置を用いた伝動ベルトの損失算出方法であって、
上記駆動プーリ及び上記従動プーリ間に伝動ベルトを巻き掛けると共に、該従動プーリに回転負荷を付与しない状態で、上記回転駆動源により該駆動プーリを回転駆動して該伝動ベルトを、ベルト走行速度を変量して走行させ、そのときに上記トルク検知手段によって検知される該駆動軸及び該従動軸において発生するトルクに基づいて該伝動ベルトに起因したベルト起因損失トルク(C+D)のベルト走行速度依存関係を求め、各ベルト走行速度についてのベルト起因損失トルク(C+D)を、ベルト走行速度に依存しない固有損失トルクCと、ベルト走行速度に依存する依存損失トルクDと、に分離する第1ステップと、
上記駆動プーリ及び上記従動プーリ間に伝動ベルトを巻き掛けると共に、該従動プーリに回転負荷を付与しない状態で、上記回転駆動源により該駆動プーリを回転駆動して該伝動ベルトを、一定のベルト走行速度で且つベルト走行速度とは異なる損失発生因子の水準を変量して走行させ、そのときに上記トルク検知手段によって検知される該駆動軸及び該従動軸において発生するトルクに基づいて、そのベルト走行速度における固有損失トルクCの該損失発生因子への依存関係を求め、該損失発生因子の各水準における固有損失トルクCを、該損失発生因子に依存しない固有損失トルクEと、該損失発生因子に依存する依存損失トルクFと、に分離する第2ステップと、
を備えた伝動ベルトの損失算出方法。 A driving pulley;
A drive shaft that is rotatably supported and supported by the drive pulley;
A rotational drive source that rotationally drives the drive pulley at a set rotational speed via the drive shaft;
A driven pulley provided so that a transmission belt can be wound around the drive pulley;
A driven shaft provided to be supported so that the driven pulley is supported and the shaft can rotate.
Torque detecting means for detecting torque generated in each of the drive shaft and the driven shaft;
A transmission belt loss calculation method using a belt transmission device having:
A drive belt is wound between the drive pulley and the driven pulley, and the drive pulley is rotated by the rotary drive source in a state in which no rotational load is applied to the driven pulley, so that the drive belt Depends on the belt running speed of the belt-induced loss torque (C + D) caused by the transmission belt based on the torque generated at the drive shaft and the driven shaft detected by the torque detection means at that time A first step of separating the belt-induced loss torque (C + D) for each belt travel speed into an intrinsic loss torque C that does not depend on the belt travel speed and a dependent loss torque D that depends on the belt travel speed;
A transmission belt is wound around the drive pulley and the driven pulley, and the drive pulley is rotated by the rotational drive source in a state where no rotational load is applied to the driven pulley, so that the transmission belt is driven at a constant belt The belt travels based on the torque generated in the drive shaft and the driven shaft detected by the torque detection means at that time, varying the level of the loss generation factor different from the belt travel speed. The dependence of the intrinsic loss torque C on the speed to the loss generation factor is obtained, and the intrinsic loss torque C at each level of the loss occurrence factor is determined as the intrinsic loss torque E independent of the loss occurrence factor and the loss occurrence factor. A second step of separating into a dependent loss torque F that depends,
Loss calculation method for transmission belts equipped with
上記損失発生因子を、上記駆動軸及び上記従動軸に付与する軸荷重、又は、上記駆動プーリ及び/又は上記従動プーリのプーリ径とする伝動ベルトの損失算出方法。 In the transmission belt loss calculation method according to claim 1,
A transmission belt loss calculation method in which the loss generation factor is an axial load applied to the drive shaft and the driven shaft or a pulley diameter of the drive pulley and / or the driven pulley.
上記ベルト伝動装置は、上記従動軸を介して上記従動プーリに回転負荷を付与可能に構成された回転負荷源をさらに有し、
上記駆動プーリ及び上記従動プーリ間に伝動ベルトを巻き掛けると共に、上記回転負荷源により該従動プーリに一定の回転負荷を付与した状態で、上記回転駆動源により該駆動プーリを回転駆動して該伝動ベルトを、該第2ステップと同一の一定のベルト走行速度で走行させ、そのときに上記トルク検知手段によって検知される該駆動軸において発生するトルクに基づいて求められる入力トルク、該駆動プーリの回転数、及び該伝動ベルトのスリップ率に基づいて弾性スリップ損失動力ΔWを求める第3ステップをさらに備えた伝動ベルトの損失算出方法。 In the loss calculation method of the transmission belt according to claim 1 or 2,
The belt transmission device further includes a rotational load source configured to apply a rotational load to the driven pulley via the driven shaft,
A transmission belt is wound between the driving pulley and the driven pulley, and the driving pulley is rotationally driven by the rotational driving source in a state where a constant rotational load is applied to the driven pulley by the rotational load source. The belt is driven at the same constant belt running speed as in the second step, and the input torque obtained based on the torque generated in the drive shaft detected by the torque detecting means at that time, the rotation of the drive pulley A transmission belt loss calculation method further comprising a third step of obtaining an elastic slip loss power ΔW based on the number and the slip ratio of the transmission belt.
上記第1ステップは、
上記駆動プーリ及び上記従動プーリ間に伝動ベルトを巻き掛けず且つ該従動プーリに回転負荷を付与しない状態で、上記駆動軸及び上記従動軸を、回転数を変量して同一回転数で回転させたときに該駆動軸及び該従動軸において発生する軸受け損失トルク(A+B)の回転数依存関係をベルト走行速度依存関係に換算して求める手順1と、
上記駆動プーリ及び上記従動プーリ間に伝動ベルトを巻き掛けると共に、該従動プーリに回転負荷を付与しない状態で、上記回転駆動源により該駆動プーリを回転駆動して該伝動ベルトを、ベルト走行速度を変量して走行させ、そのときに上記トルク検知手段によって検知される該駆動軸及び該従動軸において発生する無負荷時損失トルク(X+Y)のベルト走行速度依存関係を求める手順2と、
上記手順2において求めた無負荷時損失トルク(X+Y)のベルト走行速度依存関係から上記手順1において求めた軸受け損失トルク(A+B)のベルト走行速度依存関係を減じることによりベルト起因損失トルク(C+D)のベルト走行速度依存関係を求める手順3と、
を有する伝動ベルトの損失算出方法。 In the transmission belt loss calculation method according to any one of claims 1 to 3,
The first step is
The drive shaft and the driven shaft were rotated at the same rotational speed by varying the rotational speed in a state where no transmission belt was wound between the driving pulley and the driven pulley and no rotational load was applied to the driven pulley. A procedure 1 for converting the rotational speed dependency of the bearing loss torque (A + B) generated in the drive shaft and the driven shaft into a belt running speed dependency,
A drive belt is wound between the drive pulley and the driven pulley, and the drive pulley is rotated by the rotary drive source in a state in which no rotational load is applied to the driven pulley, so that the drive belt Step 2 for determining the belt travel speed dependency of the no-load loss torque (X + Y) generated in the drive shaft and the driven shaft detected by the torque detection means at that time,
The belt-induced loss torque (C + D) is obtained by subtracting the belt running speed dependency of the bearing loss torque (A + B) obtained in the procedure 1 from the belt running speed dependence relationship of the no-load loss torque (X + Y) obtained in the procedure 2 above. Step 3 for obtaining the belt running speed dependency of
The loss calculation method of the transmission belt which has this.
上記ベルト伝動装置は、上記従動軸を介して上記従動プーリを設定回転数で回転駆動する他の回転駆動源を有し、
上記手順1において、上記回転駆動源により上記駆動プーリを及び上記他の回転駆動源により上記従動プーリをそれぞれ同一回転数で回転させ、そのときに上記トルク検知手段によって検知される上記駆動軸及び上記従動軸において発生するトルクを軸受け損失トルク(A+B)とする伝動ベルトの損失算出方法。 In the transmission belt loss calculation method according to claim 4,
The belt transmission has another rotational drive source that rotationally drives the driven pulley at a set rotational speed via the driven shaft,
In the procedure 1, the drive pulley is rotated by the rotational drive source and the driven pulley is rotated at the same rotational speed by the other rotational drive source, respectively, and the drive shaft detected by the torque detecting means and the A transmission belt loss calculation method in which the torque generated in the driven shaft is a bearing loss torque (A + B).
上記第2ステップにおいて、上記損失発生因子に依存する依存損失トルクFから、上記駆動軸及び上記従動軸に一定の軸荷重を付与することに起因して発生する軸受け損失トルクGを分離する伝動ベルトの損失算出方法。 In the transmission belt loss calculation method according to any one of claims 1 to 5,
In the second step, a transmission belt that separates a bearing loss torque G generated by applying a constant axial load to the drive shaft and the driven shaft from a dependent loss torque F depending on the loss generation factor. Loss calculation method.
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