PartsOn

타이밍벨트 선정 방법 — 설계동력·벨트폭·풀리 사이즈 계산 절차

PartsOn 엔지니어링 가이드 · 2026.08 업데이트

타이밍벨트(동기벨트)는 이(teeth)로 풀리와 맞물려 미끄러짐 없이 회전을 전달합니다. 서보 이송축·컨베이어·펌프 구동 등에서 널리 쓰이며, 치형(GT2·HTD)·피치·벨트폭·풀리 잇수를 조건에 맞게 골라야 합니다. 이 글에서는 게이츠(Gates) 카탈로그 기준의 선정 절차를 예제와 함께 정리합니다.

1. 선정에 필요한 조건 정리

2. 설계동력 계산 (서비스팩터)

실제 운전의 충격·정역·연속 가동을 반영해 전달동력에 서비스팩터를 곱합니다.

설계동력 Pd = 전달동력 P × 서비스팩터(SF)

SF: 경부하 1.2 / 일반·서보 1.5 / 충격·정역 1.8 (게이츠 SF 표: 구동원×부하×가동시간, 1.0~2.5)

선정한 벨트의 정격 전달동력 ≥ Pd 여야 합니다.

3. 치형·피치 선택

치형은 백래시·전달용량·정밀도를 좌우합니다. 서보 정밀 이송은 GT2/GT3, 일반 동력전달은 HTD가 표준입니다.

치형이 모양백래시전달용량대표 용도
GT2/GT3개량 곡선낮음높음(HTD의 약 2배)서보 이송·정밀 위치결정
HTD곡선보통높음일반 동력전달·범용

피치(이 간격)는 동력 규모로 정합니다. 3M/5M은 소동력·정밀, 8M은 일반 산업, 14M은 대동력·고토크에 적합합니다.

4. 풀리 PCD·벨트 속도

풀리 피치원 지름(PCD)과 벨트 속도를 확인합니다.

PCD = 피치 × 잇수 ÷ π

벨트 속도 v = PCD × π × n ÷ 60000 (m/s)
속도 한계: 표준 타이밍벨트는 약 33 m/s(6500 fpm) 이내를 권장합니다. 이를 넘으면 원심력·소음이 커지므로 풀리를 줄이거나 고속용 벨트를 검토하세요.

5. 벨트 길이와 걸림 치수

축간거리와 두 풀리 지름으로 벨트 피치 길이를 구한 뒤, 가장 가까운 표준 길이로 맞춥니다.

벨트 피치길이 Lp ≈ 2C + (π/2)(PCD₁+PCD₂) + (PCD₂−PCD₁)² ÷ (4C)

소풀리에 맞물리는 걸림 치수는 6치 이상이어야 정격이 유지됩니다. 감속비가 크면 소풀리 랩각이 줄어 걸림 치수가 감소하므로, 소풀리를 키우거나 축간거리를 늘려 확보합니다.

6. 필요 벨트 폭 선정

벨트 폭이 넓을수록 전달용량이 커집니다. 피치·소풀리 잇수·회전수에 대한 정격 전달동력(파워레이팅)을 폭·길이·걸림으로 보정해, 설계동력을 견디는 최소 표준 폭을 고릅니다.

정격동력(폭 W) = 기준정격 × (W ÷ 기준폭) × 길이보정 × 걸림보정 ≥ 설계동력

표준 폭 예(게이츠 GT2): 5M = 9·15·25 mm / 8M = 20·30·50·85 mm / 14M = 40·55·85·115·170 mm.

7. 선정 예제

조건값
전달 동력2.2 kW
구동 회전수1,500 rpm
부하일반 산업 (SF = 1.5)
풀리소 24T · 종동 48T (감속 2:1)
축간거리약 250 mm

설계동력 Pd = 2.2 × 1.5 = 3.3 kW. GT2 8M(피치 8mm), 소풀리 24T → PCD ≈ 61 mm, 벨트속도 ≈ 4.8 m/s(한계 이내), 걸림 치수 ≈ 11치(≥6 OK). 표준 길이는 100T(800mm)급으로 매칭되며, 필요 폭은 20 mm에서 정격이 설계동력을 넘어 적합합니다. 같은 조건에서 5M은 폭이 부족하고 14M은 과대이므로 8M 20mm가 균형점입니다.

8. 용량이 부족할 때 대처법

  1. 벨트 폭 증가 — 폭에 비례해 전달용량 증가 (가장 직접적)
  2. 한 피치 위로 — 5M→8M→14M (대동력용)
  3. 소풀리 잇수 증가 — 걸림 치수·PCD 증가로 용량↑ (단 벨트속도 확인)
→ 타이밍벨트 선정 계산기에서 직접 계산해보기 (무료, 회원가입 불필요)

자주 묻는 질문

Q. 서비스팩터는 어떻게 정하나요?

부하 특성·정역 빈도·가동 시간과 구동원 종류로 정합니다. 균일·경부하는 1.2, 일반 산업이나 서보 가감속은 1.5, 충격·정역·중부하는 1.8을 기준으로 잡습니다. 게이츠 서비스팩터 표(1.0~2.5)를 참고하되 불확실하면 한 단계 높게 잡는 편이 안전합니다.

Q. 벨트 폭을 넓히는 것과 피치를 키우는 것 중 무엇이 나은가요?

폭을 넓히면 같은 피치에서 용량이 커져 소형·저관성 유지에 유리합니다. 폭을 최대로 해도 부족하거나 벨트속도가 너무 높으면 피치를 한 단계 키웁니다. 정밀·고속이면 GT 계열을, 대토크·저속이면 14M 등 큰 피치를 고려하세요.

Q. 게이츠 외에 다른 브랜드도 쓸 수 있나요?

반도(Bando)·미쓰보시 등도 GT/HTD 호환 타이밍벨트를 취급합니다. 피치·정격동력·표준 길이가 맞으면 다른 브랜드에서도 같은 조건의 벨트를 대조해 선택할 수 있습니다. 스펙은 각 사 카탈로그로 확인하세요.

관련 가이드: 커플링 선정 방법 · 서보모터 용량 선정 · 유성 감속기 선정 방법