# CoreXY 皮带张力频率计算器的工作原理
CoreXY 皮带在调试时可以像绷紧的弦一样处理。当你拨动一段笔直的自由跨距时，基频取决于三个值：自由跨距长度、皮带线质量和机械张力。实用公式为 T = 4 x L^2 x f^2 x mu，其中T 是以牛顿为单位的张力，L 是以米为单位的自由跨距，f 是以赫兹为单位的测量频率，mu 是每米以千克为单位的皮带质量。该计算器将弦的关系用于麦克风测量，同时也支持挠度法。频率调试速度快，因为手机麦克风或笔记本电脑麦克风可以识别拨动皮带跨距的音调。挠度调试在打印机噪音大、皮带跨距难以干净地拨动、或者使用小弹簧秤施加已知测试力更容易时非常有用。 T = 4L^2f^2mu 频率张力公式
18-32 N 此处使用的实用 6 mm GT2 范围
25-45 N 此处使用的实用 9 mm GT2 范围
跨距必须在实际接触点之间测量
不要输入整个皮带环路的长度。只测量在滑轮、惰轮、夹具或打印头接触点之间振动的笔直自由部分。150 mm 跨距和 300 mm 跨距在相同频率下不具有相同的张力。
# CoreXY 皮带张力关乎平衡，而非仅仅松紧
CoreXY 运动使用两条长皮带，它们交叉穿过龙门架系统，将电机运动组合为 X 和 Y 方向运动。如果一根皮带比另一根紧得多，打印头仍可移动，但龙门架可能歪斜，对角线运动的声音可能不同，角落可能出现不对称的伪影。目标不是尽可能紧地拉紧皮带；目标是使两根皮带在机械上保持一致，同时保持在不会过度加载轴承、惰轮、电机轴和皮带齿的范围内。一个有用的 CoreXY 皮带张力工作流程是：选择一个可重复的跨距，测量皮带 A，在等效跨距上测量皮带 B，以小增量调整，然后将打印头移动到打印机中央后重复。几分钟后重新检查很重要，因为皮带夹、打印的张力器、惰轮堆叠和滑架螺丝在调整后可能会沉降。- 两次皮带测量使用相同的打印头位置。
- 拨动相同的自由跨距方向，并在录制时避免接触皮带。
- 以小步幅调整两根皮带，而不是先完全拧紧一侧。
- 调试后，将龙门架移动到整个行程范围，并倾听卡紧点。
- 进行正方形或歪斜测试，因为皮带频率相同并不能自动证明龙门架几何结构正确。
调到一个窗口，然后打印运动测试
频率计算器提供一个机械起点。最终的检查仍然是打印质量：振铃、角落鼓包、层偏移、皮带粉尘、惰轮发热或电机噪音粗糙，这些都会告诉你打印机是否喜欢该设置。# 频率法：使用麦克风测量皮带张力
对于频率调试，定位打印头使所选皮带段笔直且无障碍。使用卡尺或直尺测量自由跨距，输入皮带的线密度，然后像琴弦一样轻轻拨动皮带。频谱应用、调音器应用、示波器或基于麦克风的皮带调试工具可以显示最强的低频峰值。使用基频，而不是在真实音调两倍或三倍处出现的明亮谐波。自由跨距长度在公式中具有平方效应。因此，一个小的测量误差比许多用户预期的更重要。如果实际跨距是 155 mm 但输入了 145 mm，计算出的张力可能会明显错误。皮带还应在每次相同状态下测量：相同的滑架位置、相同的惰轮路径、相同的皮带面，并且理想情况下是相同的室温。| 测量问题 | 影响 | 如何减少 |
|---|---|---|
| 跨距长度错误 | 由于长度是平方关系，会偏移计算张力 | 在振动段上从接触点到接触点测量。 |
| 选择了谐波 | 报告频率过高、张力过大 | 在干净拨动后寻找最低的稳定峰值。 |
| 皮带接触导向件 | 抑制振动并改变测量音调 | 使用可以明显振动的自由部分。 |
| 打印头在不同位置 | 改变皮带路径负载和跨距几何形状 | 始终在同一滑架位置测量。 |
为什么手机应用结果不同
麦克风应用使用不同的窗口大小、平滑处理、峰值检测和噪声滤波器。相差几个赫兹是正常的。重复拨动几次，使用稳定的聚类值而不是单个孤立读数。
# 挠度法：从力和皮带垂度估算张力
挠度法根据施加在自由跨距中点的已知力来估算张力。这里使用的简化小角度关系为 T = F x L / (4 x d)，其中F 是测试力，L 是跨距长度，d 是中点挠度。当挠度相对于跨距长度适度且力垂直于皮带施加时，该方法最可靠。常见的实用设置包括小型弹簧秤、打印的挂钩或推动中点一定量的测力计。该方法不如频率测量方便，但在皮带太短、阻尼太大或太靠近周围部件而无法进行干净声学读数时很有用。由于人的施力会有变化，应重复测量多次并取平均值。频率法与挠度法张力测量对比
优点
- 当皮带跨距声音清晰时，频率调试快速且可重复。
- 挠度调试无需音频分析，可在嘈杂的车间中进行。
- 频率调试非常适合将两根 CoreXY 皮带匹配到同一频率。
缺点
- 麦克风读数可能锁定在谐波或附近的打印机噪音上。
- 需要已知的力和仔细的中点挠度测量。
- 非常短或受阻的跨距可能无法产生稳定的基频。
挠度力必须已知
不测量力而用手指推压只是一种感觉检查。要从挠度计算张力，施加的力必须以牛顿为单位已知，或从其他力单位转换而来。
# 3D 打印机的推荐 GT2 皮带张力范围
不存在适用于所有 CoreXY 打印机的通用 GT2 皮带张力。皮带宽度、皮带结构、滑轮直径、惰轮轴承质量、电机轴支撑、框架刚度、打印头质量、加速度目标和机箱温度都会改变实用范围。本计算器中的范围是保守的打印机调试窗口，而非制造商的最大额定值。它们旨在避免两种常见极端情况：松弛的皮带跳齿或产生振铃，以及过紧的皮带磨损轴承并拉伸加强绳。| 皮带类型 | 起始范围 | 典型用途 |
|---|---|---|
| GT2 6 mm | 18-32 N | 桌面 CoreXY 打印机，中等打印头质量，常见的 20 齿滑轮。 |
| GT2 9 mm | 25-45 N | 较大的 CoreXY 构建，较重的龙门架，更高的加速度目标。 |
| 自定义皮带 | 使用已知数据 | 输入测量值或制造商的线密度，并进行保守评估。 |
太松
皮带可能抖动、加速时跳齿，并出现振铃或不一致的角落几何形状。
- 低音调
- 可见皮带甩动
- 可能的层偏移
平衡
两根皮带具有相似的测量张力，龙门架在整个行程中平稳移动。
- 匹配的音调
- 平稳的惰轮
- 可重复的正方形
太紧
额外负载被传递到轴承、滑轮、轴、打印支架和皮带加强绳。
- 高音调
- 运动粗糙
- 皮带粉尘或惰轮发热
制造商数据仍然优先
如果您的皮带供应商、打印机制造商或运动系统文档为您的皮带宽度和跨距提供了特定的张力值，请将该值作为主要目标，并使用此计算器将其转换为频率或挠度检查。
# 皮带磨损：高张力随时间的影响
同步带不仅仅是橡胶齿。GT2 皮带通常包含承受负载的拉伸绳、与滑轮啮合的齿形以及绕惰轮弯曲的背层。较高的张力会增加轴承径向负载并提高皮带绳的应力。它还可能使较小的滑轮不对中更具破坏性，因为皮带会被更紧地压在法兰和惰轮边缘上。磨损迹象包括黑色皮带粉尘、抛光齿面、皮带边缘磨损、方向改变时的咔嗒声、惰轮粗糙、滑轮发热或调整后张力迅速下降。松弛的皮带也有自己的磨损模式：跳齿、冲击负载和反复的皮带甩动会损坏齿并导致突然的层偏移。因此，计算器的磨损指数是一个压力指标，而非寿命预测。- 线密度
- 皮带单位长度的质量，通常以克/米为单位输入。
- 自由跨距
- 可在两个接触点之间振动的笔直皮带段。
- 基频
- 拨动跨距的最低、最强的振动音调。
- 轴承径向负载
- 皮带张力施加在惰轮或电机轴承上的侧向负载。
- 齿剪切
- 皮带齿在负载或跳齿下变形或撕裂的损伤模式。
磨损风险检查清单
在张力调整后检查皮带边缘是否磨损。
用手旋转惰轮，更换粗糙或有砂砾感的轴承。
检查滑轮是否对齐以及皮带齿是否居中运行。
避免使用皮带张力来隐藏松动的框架螺丝或龙门架歪斜。
皮带沉降后重新调试，特别是在新构建或更换皮带后。
# CoreXY 症状及皮带张力实际能解决的问题
皮带张力会影响振铃、跳步、角落一致性、对角线伪影和重复性，但它并非解决所有运动问题的万能药。打印头螺丝松动、电机支架柔性差、输入整形校准不良、V 轮或直线导轨磨损、滑轮松动、电机电流不正确和框架歪斜，都可能产生看起来像皮带张力错误的症状。将张力视为运动系统中的一个变量。不要为了消除振铃而继续拧紧
如果两根皮带都在合理范围内后振铃仍然存在，请使用加速度限制、输入整形、压力提前、打印头刚度检查和框架检查。过度的皮带张力可能会在损坏运动部件的同时，以错误的方式使打印机更安静。
| 症状 | 可能的张力关联 | 其他检查 |
|---|---|---|
| 快速填充时层偏移 | 皮带可能太松或跳齿 | 电机电流、滑轮定位螺丝、加速度、障碍物。 |
| 拐角后出现振铃 | 间隙可能加剧振荡 | 输入整形、打印头质量、框架刚度。 |
| 龙门架难以手动移动 | 皮带可能太紧或不均匀 | 导轨对齐、惰轮堆叠、电机轴承。 |
| 正方形测试变成平行四边形 | CoreXY 皮带张力不均可能导致龙门架歪斜 | 框架方正度、皮带路径对称性、滑轮定位螺丝。 |
标记张力器位置
在进行较大调整之前，用记号笔标记当前螺丝位置或计数旋转圈数。如果打印质量变差，它为你提供了一条返回路径。# 实用的 CoreXY 皮带调试分步工作流程
- 如果机器通常在密闭状态下打印，请预热打印机机箱，然后在手动检查前关闭电机电源。
- 将打印头移动到中央或制造商推荐的测量位置。
- 精确测量一个自由跨距，并将该跨距输入计算器。
- 选择 GT2 6 mm、GT2 9 mm，或根据皮带数据输入皮带的线密度。
- 测量频率或挠度三到五次，并使用稳定的平均值。
- 以微小增量调整皮带 A 和皮带 B，直到两者都处于相同的实用范围内。
- 将龙门架移动到所有角落，检查张力在极限位置是否不会飙升。
- 在提高加速度之前，打印一个正方形、振铃塔或输入整形验证图案。
为什么相同频率仍可能需要几何检查
CoreXY 皮带的张力可能匹配，但框架、惰轮或龙门架并不方正。皮带调试应与机械方正度检查相结合，因为皮带系统通过现有几何结构传递力。
最佳实践总结
使用频率法以获得可重复性，在音频测量不可靠时使用挠度法。
测量振动的跨距，而不是整个皮带环路。
使用相同的打印头位置和相同的皮带段进行比较。
保持张力适中、匹配，并通过打印结果验证。
注意调试后的皮带粉尘、惰轮粗糙、轴承发热和张力漂移。