СИСТЕМА СОСТАВНОЙ КЛИНОРЕМЕННОЙ ПЕРЕДАЧИ, СОЧЕТАЮЩАЯ ФРИКЦИОННУЮ ПЕРЕДАЧУ И ПЕРЕДАЧУ ЗАЦЕПЛЕНИЕМ Российский патент 2014 года по МПК F16H7/02 F16G5/20 F16H55/36 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к системе передачи, в частности к системе клиноременной передачи высокой мощности для больших нагрузок и с большим передаточным числом, устраняющей возникновение проскальзывания и холостого вращения между ремнем и ременным шкивом.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В области машиностроения известно большое количество видов передач, включая зубчатую, цепную, ременную передачи и т.п., в которых механизм передачи зацеплением отличается точным передаточным числом, а также может обеспечивать большое передаточное число и выдерживать высокие нагрузки. Однако, указанная передача может быть использована только при малых расстояниях между двумя валами передачи. Если расстояние между двумя валами передачи является большим, то обычно выбирают цепную или ременную передачу. При этом цепная передача в основном осуществляется зацеплением между цепью и звездочкой, тем не менее, цепная передача по своему характеру имеет недостатки, такие как приложение нагрузки с мгновенным ударом, который возникает при использовании цепной передачи с низким передаточным числом. Указанная передача подходит только при условии низкой скорости передачи и при отсутствии приложения нагрузки с мгновенным ударом. Зацепление и контакт между цепью и цепным колесом представляет собой зацепление между двумя жесткими компонентами, в то время как зацепление между ремнем и ременным шкивом представляет собой зацепление между жестким компонентом и одним гибким (мягким) компонентом, причем указанные два зацепления значительно отличаются друг от друга. Ели в зацеплении находятся два жестких компонента, то характер зацепления указанных двух компонентов должен быть в полном соответствии, поскольку самое малое несоответствие может вызвать зацепление с зазором и зацепление с натягом. Однако если в зацеплении находятся один жесткий компонент и один гибкий компонент, то благодаря гибкости гибкого компонента зацепление с натягом между жестким компонентом и гибким компонентом также может удовлетворять требованиям зацепления, т.к. жесткий компонент сжимает гибкий компонент до необходимого зацепляющего размера и таким образом осуществляет зацепление. Обычная ременная передача в основном представляет собой фрикционную передачу (треугольный ремень или клиновой ремень) и передачу зацеплением (зубчатый ремень). Фрикционную передачу обычно используют в условиях высокой мощности, тяжелой нагрузки и с учетом требования защиты от перегрузки, при этом для фрикционной передачи в целом используют резину и пластик или эластичные материалы, причем упругое проскальзывание и упругая деформация неизбежны во время процесса передачи. Таким образом, проскальзывание и холостое вращение также неизбежны во время процесса передачи. Однако, зубчатая ременная передача сконструирована на основе теории передач зацеплением и имеет точное передаточное число, а также, благодаря взаимоотношению зацеплением между ремнем и ременным шкивом, проскальзывание и холостое вращение не происходит во время процесса передачи. Однако, это применимо только для передачи малой нагрузки. Для поддержки нормального состояния зацепления зубчатого ремня, его корпус обычно выбирают относительно тонким, и таким образом он может обеспечивать изгиб корпуса ремня и отсутствие деформации зубьев ремня, но корпус такого ремня не может выдерживать большие нагрузки. При больших нагрузках зубья такого ремня могут быть срезаны зубьями ременного шкива, или может быть разорван корпус указанного ремня зубчатого ремня. Кроме того, в случае большого передаточного числа, с увеличением размера шкива, увеличивается сложность изготовления зубчатого ремня для него, а процесс изготовления такого ремня становится сложным, цена его возрастает, и таким образом это экономически не эффективно.

В патентной публикации Китая CN 1183338 описана "клиноременная система", которая содержит зубья, зацепленные со шкивом для зубчатого ремня и расположенные на поверхности клинового ремня. Большой ременный шкив представляет собой шкив с V-образными канавками, а малый ременный шкив представляет собой шкив для зубчатого ремня, используемый только для передачи зацеплением. Когда система начинает работать, возникает небольшое проскальзывание клиновидного ремня в V-образной канавке шкива, и это может смягчить удар в системе при первоначальном запуске. Благодаря зубчатому взаимному зацеплению между клиновым ремнем и малым ременным шкивом проблема проскальзывания между ними преодолевается, но многочисленные испытания доказывают, что указанная конструкция ограничена только системой ременной передачи низкой мощности и легкой нагрузкой. При использовании в случае большой мощности или тяжелой нагрузки на ремне передачи наблюдается явление "съедания зубьев". Таким образом, зубья ремня (мягкие зубья) "съедаются" зубьями малого ременного шкива (твердыми зубьями), который используется для передачи зацеплением. Таким образом, указанная передача становиться неисправной. Указанная система не устраняет проблему проскальзывания и холостого вращения в случае большой мощности, тяжелой нагрузки и большого передаточного числа, поэтому указанная система не имеет практического значения. По этой причине указанное изобретение до сих пор не осуществлено. В частности конструкция ремня, описанная в этом патенте, противоречит основной предпосылке конструкции ремня, т.е. несущий корпус ремня, передающий вращающий момент, должен быть кордной тканью или другим прочным слоем вместо резинового слоя, и, таким образом, принцип конструирования, устраняющий проблему "съедания зубьев", в указанном патенте нарушен, и указанный патент по сути не решает проблему "съедания зубьев", не смотря на то, что она является очень серьезной, ткаим образом, срок службы такого ремня является очень кратким, и по сути он не может быть использован в нормальной производстве.

В патентной публикации Китая CN 201187558 Y описана нефтеперекачивающая установка с устройством клиноременной передачи, снабженной зубчатым ремнем. Описанная конструкция предотвращает возникновение проскальзывания благодаря трапецеидальным выступам, специально расположенным на ремне и соответствующим канавкам, имеющим трапециевидный профиль и выполненным на ременном шкиве. Из-за того, что в конструкции не устранен натяг, возникающий при практическом применении из-за упругого проскальзывания и упругой деформацией ремня, трапецеидальные выступы, расположенные на ремне, и трапецеидальные канавки, выполненные на ременном шкиве, не обеспечивают достижения полного соответствия и зацепления, и возникает натяг между указанными трапецеидальными выступами и указанными трапецеидальными канавками. "Трапециевидные канавки", выполненные на жестком (твердом) ременном шкиве, "съедают" "трапецеидальные выступы", расположенные на гибком (мягком) ремне, т.е. имеет место эффект "съедания зуба". При этом указанный эффект "съедания зуба" будет всегда продолжаться при его возникновении, и трапециевидные канавки, выполненные на жестком ременном шкиве, всегда будут "съедать" "трапецеидальные выступы", расположенные на ремне, пока указанные "трапецеидальные выступы" не будут полностью "съедены". Кроме того, такой разрушительный эффект "съедания зубьев" приведет к тому, что зубья ремня будут полностью "съедены" в течение короткого времени. И "съедание" "трапецеидальных выступов", расположенных на ремне, указывает, что технический эффект предотвращения проскальзывания благодаря соответствию между "трапецеидальными выступами", расположенными на ремне, и "трапециевидными канавками", выполненными на ременном шкиве, заявленный в этом патенте, не может быть достигнут.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящем изобретении предложена инновационная система составной клиноременной передачи, устраняющая недостатки известных передач различных видов. В настоящем изобретении предложена система составной клиноременной передачи, которая эффективно устраняет возникновение проскальзывания, улучшает к.п.д. передачи, уменьшает деформацию ремней, увеличивает срок службы ремней, решая проблему проскальзывания и холостого вращения известных ременных передач.

Согласно настоящему изобретению вышеуказанная техническая проблема устранена следующим техническим решением: система клиноременной передачи содержит малый шкив, выполненный с возможностью работы в качестве ведущего шкива, и большой шкив, выполненный с возможностью работы в качестве ведомого шкива, причем указанный малый шкив выполнен с возможностью управления вращением указанного большого шкива посредством клинового ремня, и указанный большой шкив является рабочим шкивом. На указанном большом шкиве выполнена ременная канавка, соответствующая клиновому ремню. Фрикционная передача обеспечена соответствием между двумя боковыми поверхностями указанной ременной канавки и двумя боковыми поверхностями клинового ремня. Ременная канавка выполнена на указанном малом шкиве и соответствует клиновому ремню, а фрикционная передача также обеспечена соответствием между двумя боковыми поверхностями указанной ременной канавки, выполненной на малом шкиве, и двумя боковыми поверхностями клинового ремня. Выпуклые и вогнутые зубья непрерывно расположены на нижней поверхности ременной канавки указанного малого шкива. Указанные вогнутые зубья, расположенные на нижней поверхности ременной канавки указанного малого шкива, содержат зацепляющий участок, расположенный в самом нижнем конце. Зубья ремня, выполненные с возможностью качения в указанный участок, и зубья ремня, выполненные с возможностью качения из указанного участка, симметрично расположены с обеих сторон указанного зацепляющего участка. Указанные зубья ремня, выполненные с возможностью качения в указанный участок, и зубья ремня, выполненные с возможностью качения из указанного участка, выполнены с возможностью взаимодействия с выпуклыми зубьями на обеих частях вогнутых зубьев, расположенных на малом шкиве. Выпуклые и вогнутые зубья непрерывно расположены на внутренней нижней поверхности указанного клинового ремня. Выпуклые зубья, расположенные на внутренней нижней поверхности указанного клинового ремня, выполнены с возможностью взаимодействия с обеспечением передачи зацеплением с зацепляющим участком, расположенным на нижней поверхности ременной канавки, выполненной на указанном малом шкиве. Формы и размеры вогнутых зубьев, расположенных на внутренней нижней поверхности клинового ремня, и выпуклых зубьев, расположенных на внутренней нижней поверхности клинового ремня, являются идентичными. Выпуклые зубья, расположенные на малом шкиве, выполнены с возможностью сжатия в соответстви с вогнутыми зубьям таким образом, что между нижней частью вогнутых зубьев, расположенных на указанном клиновом ремне, остаются зазоры, которые таким образом обеспечивают рассеивание тепла, выделенного ремнем на шкиве, и уменьшают напряжение сгиба ремня.

В настоящем изобретении большой шкив, который служит ведомым шкивом, формирует фрикционную передачу скольжения, в то время как малый шкив, который служит ведущим шкивом, формирует составную передачу, которая сочетает фрикционную передачу скольжения с передачей зацеплением, и в случае перегрузки с фрикционной передачей качения. В режиме ременной передачи линейные скорости большого шкива и малого шкива равны, но их диаметры являются различными, и таким образом угловые скорости большого и малого шкивов являются различными, при этом углы обхвата указанных шкивов также являются различными, в частности угол обхвата большого шкива превышает 180^е, а угол обхвата малого шкива меньше 180⁹. Благодаря широкому углу обхвата и большому диаметру большого шкива длина контактной области между клиновым ремнем и большим шкивом намного превышает длину контактной области между клиновым ремнем и малым шкивом, и площадь контакта между клиновым ремнем и большим шкивом больше площади контакта между клиновым ремнем и малым шкивом, и таким образом проскальзывание с большей вероятностью может возникнуть на малом шкиве, а холостое вращение с большей вероятностью может возникнуть на большом шкиве. Большой шкив, который служит в качестве ведомого шкива, является рабочим шкивом, и холостое вращение на большом шкиве означает потерю мощности и бесполезную работу. Для повышения эффективности необходимо устранить проблему возникновения холостого вращения на большом шкиве, кроме того, для устранения проблемы возникновения холостого вращения на большом шкиве, прежде всего необходимо устранить проблему проскальзывания на малом шкиве. Для устранения проблемы проскальзывания на малом шкиве в нижней части ременной канавки, выполненной на малом шкиве, расположен зацепляющий участок. Указанный зацепляющий участок устраняет возникновение проскальзывания посредством зацепления между ним и выпуклыми зубьями, расположенными на клиновом ремне. Несмотря на то, что передача зацеплением работает только во время зацепления участка между клиновым ремнем и малым шкивом и только в зацепляющем участке, на малом шкиве расположены выпуклые и вогнутые зубья, в соответствии с теорией зацепления. В области передачи, за исключением области зацепления на малом шкиве, из-за влияния растяжения и сгибания, корпус ремня и зубья ремня согласно настоящему изобретению удлиняются и расширяются. Форма расширенных зубьев деформирована до той же формы и того же размера, что и форма зубьев малого шкива, при сжатии зубьев жесткого малого ремня, когда расширенные зубья вступают в площадь зацепления, и это обеспечивает нормальную работу зацепления. Поскольку только один участок в нижней части малого шкива расположен на основе теории зацепления, а зубья ремня, катящиеся в участок, и зубья ремня, катящиеся из участка, расположены с обеих сторон зацепляющего участка, то указанная конструкция уменьшает вероятность блокирования зубьев, расположенных на клиновом ремне, зубьями, расположенными на малом шкиве, а также предотвращает эффект "съедания зубьев", уменьшает износ клинового ремня и увеличивает срок службы клинового ремня. Конструкции зубьев, расположенных на малом шкиве, полностью отличны от зубчатого ремня передачи зацеплением, и система составной передачи, предложенная в настоящем изобретении, по сути применима в устройствах большой мощности, с высокой нагрузкой, и с большим передаточным числом. Теория зацепления, использующая зубчатый ремень, по сути не достигает указанной задачи. Кроме того, зацепляющий участок можно регулировать. Из-за наличия жестких зубьев, расположенных на малом шкиве, удлинение ремня передачи, вызванное его упругой деформацией, может быть восстановлено на зацепляющем участке. При нормальной работе, выпуклые зубья клинового ремня формируют передачу зацеплением с зацепляющим участком, расположенным на малом шкиве, перемещение которого не является полным зацеплением между зубьями ремня и зубьями шкива, глубина зацепления которых короче радиуса зубьев ремня, но, в случае изменения нагрузки или в случае перегрузки, зубья ремня облегчают выход из зацепления с последующим вступлением в передачу трением качения, при которой зубья ремня катятся в участок и катятся из участка, который является внутренней частью вогнутых зубьев, расположенных на малом шкиве, кроме того, указанная передача трением качения происходит в соответствии с кривой, по которой перемещается точка контакта между зацепляющим участком, расположенным в малом шкиве, и выпуклыми зубьями клинового ремня. Таким образом, указанная конструкция не только обеспечивает точность передачи зацеплением, но также обеспечивает защиту ремня в случае изменения нагрузки или перегрузки. В этом состоит наиболее выдающееся новшество настоящего изобретения. При использовании настоящего изобретения, передача между двумя боковыми поверхностями ремня и двумя боковыми поверхностями шкива обеспечена трением скольжения, и в зацепляющем участке выпуклые зубья клинового ремня формируют передачу зацеплением с ременным шкивом, если изменяется нагрузка на передачу или возникает перегрузка, клиновой ремень вновь формирует передачу обеспеченную трением качения с малым шкивом, зубья ремня даже могут вновь осуществлять передачу зацеплением и входят в указанный участок зацепления посредством зубьев ремня, катящихся в участок, при подъеме по выпуклым зубьям ремня в максимально ограниченной степени. Указанная система составной передачи с трением скольжения, перемещением зацеплением и трением качения оригинально решает проблему проскальзывания малого шкива, и в то же время она также оригинально решает проблему, состоящую в том, что передача зацеплением не может быть защищена в случае перегрузки. Если зубья ремня находятся в процессе качения по зубьям шкива, то традиционное трение скольжения сменяется трением качения, в результате чего значительно уменьшается коэффициент трения, значительно увеличивается срок службы ремня и уменьшается расход энергии трения, и таким образом указанный ремень способствует эффекту сохранения энергии. В конструкции, в которой выпуклые зубья, расположенные на ременном шкиве, меньше вогнутых зубьев, расположенных на клиновом ремне, между выпуклыми зубьями, расположенными на ременном шкиве, и нижней частью вогнутых зубьев, расположенных на клиновом ремне, остается зазор, который таким образом улучшает рассеяние тепла и смягчает напряжение сгиба ремня во время работы и дополнительно увеличивает срок службы ремня. Выпуклые зубья клинового ремня спроектированы на основе теории взаимодействия с зацепляющим участком, расположенным на нижней части ременной канавки, раположенной на ременном шкиве, при этом форма вогнутых зубьев, расположенных на клиновом ремне, идентична форме выпуклых зубьев, и таким образом облегчается формовка и изготовление клинового ремня.

Предпочтительно форма указанных зубьев ремня, выполненных с возможностью качения в участок, идентична форме указанных зубьев ремня, выполненных с возможностью качения из участка, а форма зубьев ремня, выполненных с возможностью качения в участок, и форма зубьев ремня, выполненных с возможностью качения из участка, является одной из следующих: дугообразной, параболической, эвольвентой, эллиптической и циклоидной. Радиус кривизны зубьев ремня, выполненных с возможностью качения в участок, и зубьев ремня, выполненных с возможностью качения из участка, больше радиуса кривизны зацепляющего участка, а радиус кривизны выпуклых зубьев, расположенных на указанном малом шкиве, меньше радиуса кривизны зацепляющего участка. Форма зубьев ремня, выполненных с возможностью качения в участок, и зубьев ремня, выполненных с возможностью качения из участка, обеспечивает положение, при котором на протяжении указанного участка клиновой ремень находится именно в состоянии трения качения, при этом радиус кривизны выпуклых зубьев, расположенных на малом шкиве, зацепляющего участка, зубьев ремня, выполненных с возможностью качения в участок, и зубьев ремня, выполненных с возможностью качения из участка, в свою очередь увеличен. Зацепляющий участок выполнен на основе теории зацепления, и радиус кривизны выпуклых зубьев, расположенных на малом шкиве, меньше радиуса кривизны зацепляющего участка, и таким образом остается зазор между выпуклыми зубьями, расположенными на малом ременном шкиве, и вогнутыми зубьями, расположенными на клиновом ремне, что улучшает рассеяние тепла, а также способствует снижению напряжения при сгибании ремня. Радиус кривизны зубьев ремня, выполненных с возможностью качения в участок, и зубьев ремня, выполненных с возможностью качения из участка, является максимальным, который может обеспечить клиновой ремень, при этом выпуклые зубья с упругой деформацией могут входить в вогнутые зубья малого шкива без разрывов зубьев ремня в момент вхождения малого ременного шкива в контакт с клиновым ремнем, и таким образом осуществляется передача зацеплением.

Предпочтительно зубья ремня, выполненные с возможностью качения в участок, и зубья ремня, выполненные с возможностью качения из участка, симметрично расположены на двух сторонах указанного участка, а передача между выпуклыми зубьями, расположенными на указанном клиновом ремне, выполнена с возможностью обеспечения фрикционной передачи качения с зубьями ремня, выполненными с возможностью качения в указанный участок, и зубьями ремня, выполненными с возможностью качения из указанного участка. Радиус кривизны выпуклых зубьев клинового ремня отличается от радиуса кривизны зубьев ремня, выполненных с возможностью качения в участок, и зубьев ремня, выполненных с возможностью качения из участка, и таким образом обеспечивается точечный контакт между указанными двумя образующими контакт компонентами, и осуществляется передача между ними посредством трения качения, при этом указанное трение качения является минимальным и вызывает минимальный износ ремня и малого ременного шкива.

Предпочтительно зацепляющий участок представляет собой дугу, выполненную с возможностью переходного соединения с указанными зубьями ремня, выполненными с возможностью качения в указанный участок, и указанными зубьями ремня, выполненными с возможностью качения из указанного участка, и выпуклые зубья, расположенные на указанном малом ременном шкиве, представляет собой дугу, выполненную с возможностью переходного соединения с указанными зубьями ремня, выполненными с возможностью качения в указанный участок, и указанными зубьями ремня, выполненными с возможностью качения из указанного участка. Каждый участок подходит для дугообразного перехода, в результате чего обеспечивается хорошая устойчивость взаимодействия и повышается к.п.д. передачи.

Предпочтительно указанные ременные канавки, выполненные на указанном малом ременном шкиве, разделены на от 1 до 100 параллельных ременных подканавок, выполненных вдоль направления оси ременного шкива, а внутренняя нижняя сторона указанного клинового ремня разделена на количество клиновых подремней, расположенных вдоль направления оси, равное количеству указанных ременных подканавок, а боковые поверхности ременных подканавок выполнены с возможностью взаимодействия трением скольжения с боковыми поверхностями указанных клиновых подремней, причем нижняя сторона ременных подканавок выполнена с возможностью обеспечения составной передачи, сочетающей трение скольжения и передачу зацеплением с внутренней нижней стороной клиновых подремней. Это улучшает к.п.д. передачи и перемещение вращающего момента посредством одновременной передачи, осуществленной несколькими группами.

Предпочтительно слоистая структура указанного клинового ремня содержит кордный слой, над которым расположены демпфирующий резиновый слой, барьерный тканевый слой, демпфирующий резиновый слой, широкоугольный тканевый слой, демпфирующий резиновый слой и широкоугольный тканевый слой, которые в свою очередь склеены вместе. Под кордным слоем расположены демпфирующий резиновый слой, волоконный резиновый слой, демпфирующий резиновый слой, барьерный тканевый слой, демпфирующий резиновый слой, волоконный резиновый слой и демпфирующий резиновый слой, которые в свою очередь склеены вместе. Поверхность выпукло-вогнутых зубьев, расположенных на указанном клиновом ремне, снабжена эластичным слоем ткани. Такая конструкция повышает жесткость ремня и препятствует его разрыву.

Предпочтительно между верхней частью выпуклых зубьев, расположенных на указанном малом шкиве, и нижней частью вогнутых зубьев, расположенных на указанном клиновом ремне оставлен зазор h, а радиус кривизны вогнутых зубьев, расположенных на клиновом ремне, представляет собой параметр R, так что 0,2 мм≤h<R, причем размер зазора увеличивают в соответствии с размером ременного шкива в основном для обеспечения достаточного зазора для рассеяния тепла, в результате чего улучшается рассеяние тепла.

Предпочтительно соотношение диаметра указанного большого ременного шкива и указанного малого ременного шкива составляет от 1:1,5 до 1:50, а расстояние между центрами валов указанного большого ременного шкива и указанного малого ременного шкива больше суммы радиусов указанного большого ременного шкива и указанного малого ременного шкива, при этом угол обхвата указанного большого ременного шкива представляет собой параметр α, угол обхвата указанного малого ременного шкива представляет собой параметр β, причем соотношение α:β составляет от 1,1 до 3. Расстояние между указанными двумя ременными шкивами является большим, и для него требуется больший переданный вращающий момент и нагрузка, таким образом использование передачи на основе зубчатого ремня не может достигнуть указанной задачи.

Таким образом, система клиноременной передачи согласно настоящему изобретению имеет следующие преимущества: угол обхвата большого шкива является большим, соотношение диаметров большого ременного шкива и малого ременного шкива является большим, проскальзывание, возникающее на большом шкиве, является небольшим, и таким образом, на большом ременном шкиве используется фрикционная передача скольжения на основе клинового ремня, которая увеличивает тяговое усилие; однако малый шкив является ведущим колесом, и его угол обхвата меньше 180°, выпукло-вогнутые зубья, расположенные на малом ременном шкиве для зацепления с выпукло-вогнутыми зубьями, при этом такие же выпукло-вогнутые зубья расположены на клиновом ремне, в котором нижняя часть выпуклых зубьев, расположенных на малом шкиве, представляет собой зацепляющий участок, и выпукло-вогнутые зубья, расположенные на клиновидном участке, выполнены на основе взаимодействия зацеплением с зацепляющим участком. Такая конструкция способствует предотвращению проскальзывания при передаче зацеплением. В то же время две стороны зацепляющего участка выполнены с зубьями ремня, выполненными с возможностью качения в участок, и зубьями ремня, выполненными с возможностью качения из участка, в результате чего может быть предотвращено явление "съедания зубьев", а использование трения качения облегчает качение выпуклых зубьев клинового ремня в зацепляющий участок и осуществляет передачу зацеплением. На малом шкиве используется составная передача, сочетающая фрикционную передачу скольжения, обеспеченную боковыми поверхностями клинового ремня, фрикционную передачу качения, обеспеченную зубьями ремня, выполненными с возможностью качения в участок, и зубьев ремня, выполненными с возможностью качения из участка, и передачу зацеплением в зацепляющем участке, при этом указанная составная передача предотвращает "съедание зубьев" и увеличивает срок службы клинового ремня, а также увеличивает вращающий момент и передачу мощности.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг.1 показан из одного ракурса перспективный вид системы клиноременной передачи согласно настоящему изобретению.

На фиг.2 показан из другого ракурса перспективный вид системы клиноременной передачи согласно настоящему изобретению.

На фиг.3 показан в увеличенном масштабе вид спереди клинового ремня, охватывающего малый ременный шкив, согласно настоящему изобретению.

На фиг.4 показан в увеличенном масштабе вид спереди фрагмента D Рис.3 согласно настоящему изобретению.

На фиг.5 показан в увеличенном масштабе вид спереди фрагмента D малого шкива, показанного на фиг.3, согласно настоящему изобретению.

На фиг.6 показан вид в разрезе клинового ремня, показанного на фиг.1, согласно настоящему изобретению.

На фиг.7 показан вид в разрезе малого шкива, показанного на фиг.3, согласно настоящему изобретению.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Далее настоящее изобретение описано более подробно со ссылкой на сопроводительные чертежи, иллюстрирующие вариант реализации.

ВАРИАНТ РЕАЛИЗАЦИИ:

Как показано на фиг.1, 2 и 3, система клиноременной передачи содержит большой ременный шкив 1 с диаметром 990 мм. и малый ременный шкив 2 с диаметром 280 мм., причем расстояние между центрами валов вращения большого ременного шкива 1 и малого ременного шкива 2 составляет 1807,57 мм., угол обхвата а большого ременного шкива 1 составляет 202,65°, и угол обхвата В малого ременного шкива 2 157,35°. Малый ременный шкив 2 служит ведущим шкивом, а большой ременный шкив 1 служит ведомым шкивом, при этом клиновой ремень 3 обвит вокруг малого ременного шкива 2 и большого ременного шкива 1, причем малый шкив 2 управляет вращением большого шкива 1 посредством клинового ремня 3. На большом ременном шкиве 1 выполнена ременная канавка 23, и две боковые поверхности 31 ремня 3 входят в контакт с двумя боковыми поверхностями 111 канавки 112 большого шкива, при этом ремень 3 управляет вращением большого шкива 1 посредством трения скольжения. На внешней круговой поверхности малого ременного шкива 2 также выполнена ременная канавка 23, и две боковые поверхности 211 канавки 23 малого шкива взаимодействуют с двумя боковыми поверхностями 31 ремня 3, в результате чего между ними осуществлена передача посредством трения скольжения. Для предотвращения проскальзывания, в нижней части ременной канавки на малом шкиве 2 расположены выпукло-вогнутые зубья, и на внутренней нижней поверхности клинового ремня 3 также расположены выпукло-вогнутые зубья. Как показано на фиг.4, выпуклые зубья 4 на малом шкиве содержат зацепляющий участок 20, расположенный на самом нижнем конце. Зубья ремня, катящиеся в участок 221, и зубья ремня, катящиеся из участка 21, соединены с обеих сторон участка 20 переходной дугой, причем форма и размер зубьев ремня, катящихся в участок 221, и зубьев ремня, выходящих из участка 21, идентичны, при этом зубья ремня, катящиеся в участок 221, и зубья ремня, катящиеся из участка 21, соединены с выпуклыми зубьями 41, расположенными на нижней поверхности ременной канавки малого шкива 2, при этом отношение высот участка 20, расположенного на малом шкиве 2, и зубьев ремня, катящихся в участок 221 и катящихся из участка 21, составляет 1:2,5; причем выпуклые зубья 32, расположенные на внутренней нижней поверхности клинового ремня 3, находятся в зацепляющей передаче с участком 20, расположенным на нижней поверхности вогнутых зубьев на малом шкиве 2, при этом форма вогнутых зубьев 22, расположенных на внутренней нижней поверхности клинового ремня 3, и выпуклых зубьев 32, расположенных на внутренней нижней поверхности клинового ремня 3, является идентичной, при этом между верхней частью выпуклых зубьев 41, расположенных на малом шкиве 2, и нижней частью вогнутых зубьев 22, расположенных на клиновом ремне, оставлен зазор h, который составляет 0,72 мм, при этом высота участка 20, расположенного на малом шкиве, составляет 1,4 мм, а радиус R кривизны выпуклого зуба, расположенного на клиновом ремне, составляет 2,95 мм. Как показано на фиг.5, показанная пунктирной линией окружность Е является фактической окружностью зацепляющего участка, а показанная пунктиром окружность F является фактической окружностью выпуклых зубьев 41, расположенных на малом шкиве, при этом зубья ремня, катящиеся в участок 221, и зубья ремня, катящиеся из участка 21, раположены на эвольвенте, и зубья ремня, катящиеся в участок 221, и зубья ремня, катящиеся из участка 21, выполнены симметричными с обеих сторон участка 20. Радиус кривизны выпуклых зубьев 41, расположенных на малом шкиве, составляет 1,69 мм, а радиус кривизны участка 20 на малом шкиве составляет 2,95 мм, радиусы кривизны зубьев ремня, катящихся в участок 221, и зубьев ремня, катящихся из участка 21, больше радиуса кривизны участка 20, а радиус кривизны выпуклых зубьев 41, расположенных на малом шкиве, меньше радиуса кривизны участка 20. Так как радиус кривизны зубьев ремня, катящихся в участок 221, и зубьев ремня, катящихся из участка 21, отличается от радиуса зацепляющего участка, то радиус кривизны зубьев ремня, катящихся в участок 221, и зубьев ремня, катящихся из участка 21, также отличается от радиуса кривизны выпуклых зубьев 32, расположенных на клиновом ремне 3, и между зубьями ремня, катящимися в участок 221, и зубьями ремня, катящимися из участка 21, и выпуклыми зубьями 32, расположенными на клиновом ремне 3, возникает трение качения. Как показано на фиг.6, слоистая структура клинового ремня 3 содержит кордный слой 11, над которым расположены демпфирующий резиновый слой 10, барьерный тканевый слой 9, демпфирующий резиновый слой 8, широкоугольный тканевый слой 7, демпфирующий резиновый слой 6 и широкоугольный тканевый слой 5, которые в свою очередь склеены вместе. Под кордным слоем 11 расположены демпфирующий резиновый слой 12, волоконный резиновый слой 13, демпфирующий резиновый слой 14, барьерный тканевый слой 15, демпфирующий резиновый слой 16, волоконный резиновый слой 17 и демпфирующий резиновый слой 18, которые в свою очередь склеены вместе. Поверхность выпукло-вогнутых зубьев ремня 1 передачи покрыта эластичным слоем 19 ткани. Для выдерживания больших нагрузок большой шкив, малый шкив и клиновой ремень могут быть соединены вместе сериями. Ременные канавки, выполненные на большом и малом шкивах, согласно настоящему изобретению соединены сериями вместе посредством двух ременных канавок 23, при этом на клиновом ремне также расположены два ряда корпусов ремня, соответствующих канавкам. Как показано на фиг.7, группы рядов представляют собой соединенные сериями вместе 5 рядов, при этом на малом шкиве выполнены пять ременных канавок 23, а боковые поверхности 31 ременных канавок 23 с клиновым ремнем образуют фрикционную передачу.

Настоящее изобретение может быть применено в маслоперекачивающих устройствах, в которых для системы передачи необходим вращающий момент от 1200 Н·м до 2000 Н·м. Так как малый шкив 2 служит в качестве ведущего шкива, а большой шкив служит в качестве ведомого шкива, то для перемещения большого шкива 1 необходима только движущая сила, переданная клиновым ремнем 3 посредством трения скольжения, клиновой ремень 3 обеспечивает большее трение и может обеспечивать большее тяговое усилие, что подходит для больших нагрузок и моментов вращения. Поскольку угол обхвата малого шкива 2 является малым, то при работе клинового ремня 3 легко возникают упругая деформация и упругое проскальзывание, и таким образом происходит проскальзывание, которое сокращает срок службы клинового ремня 3. Для предотвращения возникновения проскальзывания и уменьшения упругой деформации и упругого проскальзывания клинового ремня 3 на малом шкиве 2 и клиновом ремне 3 расположен участок 20. Для более гладкого входа и выхода зубьев ремня, расположенных на клиновом ремне, во время передачи зацеплением, указанные зубья ремня, катящиеся в участок 221, и зубья ремня, катящиеся из участка 21, расположены с обеих сторон зацепляющего участка. Между малым шкивом и клиновым ремнем достигается составная передача, при которой сочетают фрикционную передачу скольжения между клиновым ремнем 3 и поверхностной стороной 111 малого шкива 2 и фрикционную передачу качения между зубьями ремня, катящимися в участок 221, и зубьями ремня, катящимися из участка 21, и передачу зацеплением. Такой подход предотвращает "съедание зубьев" и продлевает срок службы ремня в случае обеспечения передачи большого момента вращения.

Приведенное выше описание относится только к предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения и никаким образом не ограничивает настоящее изобретение. Хотя настоящее изобретение описано на примере предпочтительного варианта реализации, указанный вариант реализации не ограничивает настоящее изобретение. Специалисту в данной области может внести различные изменения или модификации в настоящее изобретение или внести эквивалентные изменения в описанный выше вариант реализации для достижения технического решения, использованного в настоящем изобретении на основании описанного способа и технического содержания без выхода за пределы объема технического решения настоящего изобретения. Таким образом, любое содержимое, не выходящее за пределы объема технического решения настоящего изобретения, и любые простые модификации, а также изменения и модификации описанных выше вариантов реализации, основанных по существу на содержимом технического решения, остаются в пределах описанного в формуле объема технического решения настоящего изобретения.

Изобретение относится к клиноременной передаче. Система клиноременной передачи содержит малый шкив (2) и большой шкив (1). Клиновой ремень (3) обхватывает большой шкив (1) и малый шкив (2). Клиновой ремень (3) образует фрикционную передачу с большим шкивом (1). Передача между клиновым ремнем (3) и малым шкивом (2) является составной передачей, сочетающей фрикционную передачу и передачу зацеплением. Достигается повышение надежности устройства. 7 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Система составной клиноременной передачи, сочетающей фрикционную передачу и передачу зацеплением, содержащая малый шкив, выполненный с возможностью работы в качестве ведущего шкива, и большой шкив, выполненный с возможностью работы в качестве ведомого шкива, причем малый шкив выполнен с возможностью управления вращением большого шкива посредством клинового ремня, на большом шкиве выполнена ременная канавка, соответствующая клиновому ремню, фрикционная передача обеспечена соответствием между двумя боковыми поверхностями ременной канавки, выполненной на большом шкиве, и двумя боковыми поверхностями клинового ремня, а указанная система отличается тем, что на малом шкиве выполнена ременная канавка, соответствующая клиновому ремню, а фрикционная передача также обеспечена соответствием между двумя боковыми поверхностями ременной канавки, выполненной на малом шкиве, и двумя боковыми поверхностями клинового ремня, на нижней поверхности ременной канавки малого шкива непрерывно расположены выпуклые и вогнутые зубья, вогнутые зубья, расположенные на нижней поверхности ременной канавки малого шкива, содержат зацепляющий участок, расположенный на самом нижнем конце, зубья ремня, выполненные с возможностью качения в указанный участок, и зубья ремня, выполненные с возможностью качения из указанного участка, расположены с обеих сторон указанного участка, указанные зубья ремня, выполненные с возможностью качения в указанный участок и из указанного участка, выполнены с возможностью отдельного взаимодействия с выпуклыми зубьями, расположенными на нижней части ременной канавки, выполненной на малом шкиве, выпуклые и вогнутые зубья непрерывно расположены на внутренней нижней поверхности клинового ремня, выпуклые зубья, расположенные на внутренней нижней поверхности клинового ремня, выполнены с возможностью взаимодействия с обеспечением передачи зацеплением с зацепляющим участком, расположенным на нижней поверхности ременной канавки, выполненной на малом шкиве, причем форма и размеры вогнутых зубьев, расположенных на внутренней нижней поверхности клинового ремня, и выпуклых зубьев, расположенных на внутренней нижней поверхности клинового ремня, являются идентичными, а между верхним концом выпуклых зубьев, расположенных на малом шкиве, и низом вогнутых зубьев, расположенных на клиновом ремне, оставлен зазор.

2. Система по п.1, дополнительно отличающаяся тем, что форма указанных зубьев ремня, выполненных с возможностью качения в участок, идентична форме указанных зубьев ремня, выполненных с возможностью качения из участка, и является одной из таких форм, как дугообразная, параболическая, эвольвентная, эллиптическая и циклоидная, при этом радиус кривизны зубьев ремня, выполненных с возможностью качения в участок, и зубьев ремня, выполненных с возможностью качения из участка, больше радиуса кривизны зацепляющего участка, а радиус кривизны выпуклых зубьев, расположенных на малом шкиве, меньше радиуса кривизны зацепляющего участка.

3. Система по п.1 или 2, дополнительно отличающаяся тем, что зубья ремня, выполненные с возможностью качения в участок, и зубья ремня, выполненные с возможностью качения из участка, симметрично расположены с двух сторон зацепляющего участка, а выпуклые зубья, расположенные на клиновом ремне, выполнены с возможностью взаимодействия с обеспечением фрикционной передачи качения с зубьями ремня, выполненными с возможностью качения в указанный участок, и зубьями ремня, выполненными с возможностью качения из указанного участка.

4. Система по п.1 или 2, дополнительно отличающаяся тем, что зацепляющий участок представляет собой дугу, выполненную с возможностью переходного соединения с зубьями ремня, выполненными с возможностью качения в указанный участок, и зубьями ремня, выполненными с возможностью качения из указанного участка, и выпуклые зубья, расположенные на малом ременном шкиве, представляют собой дугу, выполненную с возможностью переходного соединения с указанными зубьями ремня, выполненными с возможностью качения в указанный участок и из указанного участка.

5. Система по п.1 или 2, дополнительно отличающаяся тем, что ременные канавки, выполненные на малом ременном шкиве, разделены на 1-100 параллельных ременных подканавок, расположенных вдоль направления оси ременного шкива, внутренняя нижняя сторона клинового ремня разделена на клиновые подремни, которые расположены вдоль направления оси и количество которых равно количеству указанных ременных подканавок, а боковые поверхности ременных подканавок выполнены с возможностью взаимодействия посредством трения скольжения с боковыми поверхностями клиновых подремней, причем нижняя сторона ременных подканавок выполнена с возможностью взаимодействия с внутренней нижней стороной клиновых подремней с обеспечением составной передачи, сочетающей трение скольжения и передачу зацеплением.

6. Система по п.1 или 2, дополнительно отличающаяся тем, что слоистая структура клинового ремня содержит кордный слой, над которым расположены демпфирующий резиновый слой, барьерный тканевый слой, демпфирующий резиновый слой, широкоугольный тканевый слой, демпфирующий резиновый слой и широкоугольный тканевый слой, склеенные в свою очередь вместе, и под которым расположены демпфирующий резиновый слой, волоконный резиновый слой, демпфирующий резиновый слой, барьерный тканевый слой, демпфирующий резиновый слой, волоконный резиновый слой и демпфирующий резиновый слой, склеенные в свою очередь вместе, а поверхность выпукло-вогнутых зубьев, расположенных на клиновом ремне, снабжена эластичным тканевым слоем.

7. Система по п.1 или 2, дополнительно отличающаяся тем, что между верхней частью выпуклых зубьев, расположенных на малом шкиве, и нижней частью вогнутых зубьев, расположенных на клиновом ремне, оставлен зазор h, а радиус кривизны вогнутых зубьев, расположенных на клиновом ремне, равен R, так что 0,2 мм ≤h≤R.

8. Система по п.1 или 2, дополнительно отличающаяся тем, что соотношение диаметров большого ременного шкива и малого ременного шкива составляет от 1:1,5 до 1:50, расстояние между центрами валов большого ременного шкива и малого ременного шкива больше суммы радиусов большого ременного шкива и малого ременного шкива, угол обхвата большого ременного шкива представляет собой параметр α, угол обхвата малого ременного шкива представляет собой параметр β, причем отношение α:β составляет от 1,1 до 3.