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同步皮帶輪:PLD 與齒形相容性

節圓直徑、外徑與 PLD,以及帶輪與皮帶的齒形搭配

節圓直徑、外徑與 PLD

同步帶繞在帶輪上,標示節距(沿弧線)、皮帶節線、帶輪節圓、節圓直徑與外徑

同步帶的節線位於芯線位置,繞上帶輪後形成帶輪的節圓。節圓直徑(PD)大於帶輪實際的齒頂外徑(OD),兩者差值的一半就是 PLD(Pitch Line Differential)。

PD=P×NπOD=PD−2×PLD

P=節距,N=帶輪齒數。皮帶的 PLD 是節線到齒底面的距離;帶輪的 PLD 是節圓直徑與齒頂外徑差值的一半。

標準節距與 PLD(mm)
齒形系列齒形節距PLD
梯形齒(PowerGrip Timing)MXL2.0320.254
XL5.0800.254
L9.5250.381
H12.7000.686
XH22.2251.397
XXH31.7501.525
圓弧齒(PowerGrip HTD)3M3.00.381
5M5.00.5715
8M8.00.686
14M14.01.397
20M20.02.159
GT 齒形(PowerGrip GT)1.5GT1.50.230
2GT2.00.254
3GT3.00.381
5GT5.00.5715
8YU8.00.686
8MGT8.00.686
14MGT14.01.397
Poly Chain GT8MX8.00.80
14MX14.01.40

同為 8 mm 或 14 mm 節距,HTD/GT 與 Poly Chain 的 PLD 不同(8M 為 0.686 mm,8MX 為 0.80 mm),節距相同不代表帶輪可以互用。

帶輪與皮帶的齒形搭配

新設計一律使用原配的帶輪與皮帶,型錄上的皮帶額定能力只適用於原配帶輪。部分組合只在更換既有皮帶時可用,不可用於新設計。

帶輪齒形與皮帶齒形的搭配
帶輪齒形系列帶輪齒形新設計時的皮帶齒形更換時可選的其他皮帶齒形
梯形齒(PowerGrip Timing)MXL、XL、L、H、XH、XXH同名齒形—
圓弧齒(PowerGrip HTD)3M、5M同名齒形—
8M8M8MGT2/3
14M14M14MGT2/3
20M20M—
GT 齒形(PowerGrip GT)1.5GT1.5GT—
2GT2GT/2GT3—
3GT3GT/3GT3—
5GT5GT/5GT3—
8YU8YU—
8MGT8MGT2—
14MGT14MGT2—
Poly Chain GT8MX8MX—
14MX14MX14MGT2/3

依 Gates 同步帶輪基礎講義(2011)。英文相容性指南(2004)將 Poly Chain GT2 帶輪配 14M PowerGrip GT2 皮帶列為「不建議」:節距配合良好,但若原設計使用 Poly Chain GT2,性能大幅降低,且帶寬與帶輪寬度不一致。

HTD 帶輪與 HTD 皮帶的齒形嚙合斷面,帶齒完整填滿齒槽

HTD 帶輪+HTD 皮帶:原配設計,帶齒大而強健,Backlash 較大。

HTD 帶輪與 8M PowerGrip GT2 皮帶的嚙合斷面,帶齒與齒槽間有間隙

HTD 帶輪+8M GT2 皮帶:僅限更換。運轉較安靜但 Backlash 增加;更換 HTD 皮帶時帶寬可降一級。

GT2 帶輪與 8M Poly Chain GT2 皮帶的嚙合斷面,以紅色禁止符號標示不相容

GT2 帶輪+8M Poly Chain GT2 皮帶:不相容,皮帶無法完整包覆帶輪。

PLD 或齒形尺寸不同時節距無法吻合;帶齒太高、太寬時無法完全落入齒槽,皮帶包覆不完整,造成磨耗、噪音與跳齒。

其他廠牌的 8M/14M 曲線齒系列(如 RPP、Hawk PD、Panther 等)齒形與 PLD 各不相同,多數組合不可互換,更換前須確認。

新設計不用舊系列帶輪以 PowerGrip GT2 的額定能力設計新傳動時,不可使用 HTD 帶輪;以 Poly Chain GT2 設計時,不可使用 Poly Chain GT 帶輪。舊系列帶輪與軸套可能承受不了較高的扭矩而損壞。
帶寬與帶輪寬度不一致不同系列的標準帶寬不同,混用時帶輪與皮帶的負載能力也不一致。

Poly Chain GT2 皮帶可用於 Poly Chain GT 帶輪,作為既有 Poly Chain GT 皮帶的更換品;GT2 的額定能力比 GT 高約 30%,多數情況可縮小帶寬。

選型檢查重點

  • 確認皮帶的齒形系列、節距與 PLD,帶輪選用同系列原配齒形;更換舊系列皮帶時再查搭配表。
  • 確認帶輪齒數與帶寬;不同系列的標準帶寬不同。
  • 帶輪的結構、軸連接、材料與驗收重點見同步皮帶輪:結構、材料與表面處理。

延伸閱讀

參考資料

Gates 技術講義《同步帶輪基礎知識》(2011 年 6 月);Gates《Synchronous Belt and Sprocket Interchange Guide》12998-B(2004);Gates《皮帶與帶輪的兼容性》中文簡報。