ЗУБЧАТЫЙ РЕМЕНЬ Российский патент 2005 года по МПК F16G1/28 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в агрегатах, использующих ременные передачи с зубчатым ремнем.

Известны зубчатые ремни с прямыми поперечными рабочими зубьями [РЖ, 1999, 6.48-414 П]. Недостатком этих ремней является то, что длина зуба ограничена шириной ремня и увеличение его тяговой способности при одних и тех же модуле передачи и профиле зуба может быть достигнуто увеличением ширины ремня. Также эти ремни имеют высокий износ и достаточно высокий уровень шума и вибрации работающей передачи.

Заявляемое техническое решение относится к зубчатым ремням с рабочими зубьями, расположенными под углом к оси ремня (косозубым).

Наиболее близким техническим решением являются плоские приводные зубчатые ремни с рабочими зубьями, расположенными под углом к осевой линии ремня, имеющие различия по форме зуба: шевронные [РЖ, 1998, 6.48-361; РЖ, 1999, 2.48-359] и косозубые со смещенными зубьями [РЖ, 1998, 11.48-217].

Указанные разновидности косозубых ремней наряду со значительными преимуществами по сравнению с прямозубыми ремнями, такими как: повышенная нагрузочная способность, плавность и бесшумность работы, имеют ряд недостатков, в том числе недостаточную гибкость ремня и упругую циклическую деформацию продольного сжатия зуба при огибании ремнем шкива. При этом увеличение угла наклона зубьев к оси ремня, повышая тяговую способность, плавность и бесшумность работы передачи, одновременно сопровождается увеличением продольной упругой деформации сжатия зубьев ремня, снижающей его гибкость при огибании шкивов.

Недостаточная гибкость косозубых ремней ограничивает их применение в ременных передачах со шкивами малых диаметров и создает возможность выхода зубьев ремня из зацепления (набегания зубьев) при малых модулях передачи. Именно этот недостаток косозубых ремней ограничивает их применение в автомобилестроении, где основным требованием, предъявляемым к ремням передачи, является надежная передача крутящего момента при малых диаметрах шкивов.

Упругая циклическая деформация продольного сжатия косых зубьев снижает их прочность и долговечность ремня. Кроме этого, дополнительная затрата мощности на указанную деформацию зубьев ремня снижает КПД передачи.

Задача изобретения - увеличение гибкости зубьев ремня, повышение усталостной прочности и долговечности ремня, а также КПД ременной передачи.

Поставленная задача решается тем, что косые зубья снабжены прорезями U-образной или V-образной формы, расположенными перпендикулярно к оси наклонного зуба. При этом прорези имеют скругления у своих впадин для снятия концентрации напряжений.

Косые зубья разделены прорезями на отдельные элементы, которые на прямых участках замкнутого ременного контура отстоят друг от друга на величину размера прорези. При огибании ремнем шкива изгиб его зубьев осуществляется не за счет их внутренней деформации, а за счет сближения их отдельных элементов друг с другом в результате уменьшения размеров разделяющих их прорезей.

Увеличение гибкости ремня осуществляется за счет наличия прорезей в наклонных участках зубьев, боковые поверхности которых сближаются при огибании ремнем шкива.

Повышение усталостной прочности и долговечности ремня осуществляется устранением циклически изменяющейся упругой деформации продольного сжатия в моменты входа наклонных зубьев ремня в зацепление со шкивом и их выхода из зацепления.

Повышение КПД ременной передачи обусловлено экономией дополнительных затрат мощности на вышеприведенную деформацию наклонных зубьев ремня.

Так как при огибании зубчатым ремнем шкива его косые зубья (участки зуба) изгибаются по винтовой линии, ширина U-образных и угол V-образных прорезей определяются минимальным диаметром шкива для данного ремня, углом наклона косых зубьев (участков зуба) к оси ремня, модулем и высотой зуба ремня.

В ременных передачах с заявленным ремнем прорезями снабжаются только наклонные зубья (участки зубьев) ремня, а шкивы передачи имеют гладкие наклонные впадины, соответствующие высоте и профилю зубьев ремня.

Заявленное техническое решение применимо к наклонным зубьям (участкам зубьев) любого профиля: трапецеидального, трапецеидального со скругленной головкой (вершиной), криволинейного и им подобным.

На чертежах изображен ремень с шевронным зубом, наклонные участки которого разделены на отдельные элементы U-образными прорезями (фиг.1) и V-образными прорезями (фиг.2). На фиг.3 и 4 изображены изменения формы и геометрических размеров соответственно U-образных и V-образных прорезей, компенсирующие продольную деформацию сжатия наклонного участка зуба, находящегося в изогнутом состоянии при огибании зубчатым ремнем шкива.

На всех фигурах обозначено: 1 - ремень, 2 - прорезь, 3 - отдельные элементы наклонного участка зуба, отделенные друг от друга прорезями.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к зубчатым ремням. Зубчатый ремень состоит из плоской эластичной ленты, армированной внутри несущим нагрузку каркасом и имеющей на рабочей поверхности зубья, расположенные под углом к оси ремня. В зубьях выполнены перпендикулярные к оси зуба прорези, разделяющие их на отдельные элементы. Технический результат заключается в повышении гибкости, усталостной прочности и долговечности ремня, а также в повышении КПД зубчато-ременной передачи. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Зубчатый ремень, состоящий из плоской эластичной ленты, армированной внутри несущим нагрузку каркасом и имеющей на рабочей поверхности зубья, расположенные под углом к оси ремня, отличающийся тем, что в зубьях выполнены перпендикулярные оси зуба прорези, разделяющие их на отдельные элементы.2. Зубчатый ремень по п.1, отличающийся тем, что прорези наклонных зубьев ремня имеют U-образную или V-образную форму.3. Зубчатый ремень по п.2, отличающийся тем, что прорези имеют скругления у своих впадин.