Зубчатоременная передача

(71) Заявитель Белорусский национальный технический университет(73) Патентообладатель Белорусский национальный технический университет(57) Зубчатоременная передача, содержащая зубчатый ремень с шевронными зубьями, выполненными с углом наклона, ведущий и ведомый шкивы передачи с соответствующими шевронными зубьями, имеющими соответствующий наклон, отличающаяся тем, что угол наклона зубьев ведущего шкива больше, чем угол наклона зубьев ремня на величину 1, а угол наклона зубьев ведомого шкива меньше угла наклона зубьев ремня на величину 2, причем значения этих величин определяются следующими зависимостями где- окружное усилие, передаваемое ремнем единичной ширины, Н/мм- угол наклона зубьев ремня- ширина ремня, мм- модуль упругости при поперечном растяжении ремня, МПа. 4790 1 Изобретение относится к машиностроению, а именно к передачам мощности гибкой связью, и может быть использовано в приводах технологического оборудования, промышленной и бытовой техники. Известна зубчатоременная передача (ЗРП), содержащая ведущий и ведомый шкивы с зубьями, параллельными оси вращения шкивов, и огибающий их зубчатый ремень (ЗР) 1. Недостатками такой передачи являются неудовлетворительная плавность работы, невысокая долговечность зубчатого ремня и малая нагрузочная способность последнего. В то же время практика создания, например, зубчатых передач свидетельствует о том, что увеличение угла наклона зубьевот 0 до 12 при неизменных габаритах передачи, долговечность последней при тех же условиях работы увеличивается примерно в 2 раза. С другой стороны, при равной долговечности прямозубой и косозубой передачи последняя способна обеспечить увеличение уровня передаваемого окружного усилия на 25-30 . Однако применение одностороннего наклона зубьев в ЗРП представляется не совсем приемлемым, так как в этом случае будет наблюдаться сгон зубчатого ремня к одной из реборд шкива осевыми силами и его интенсивный боковой износ. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является зубчатоременная передача, содержащая зубчатый ремень с шевронными зубьями, выполненными с углом наклона, ведущий и ведомый шкивы передачи с соответствующими шевронными зубьями, имеющими соответствующий наклон 2. Недостатком такой ЗРП является деформация ремня в поперечном направлении вдоль осей шкивов осевыми силами, возникающими на боковых поверхностях зубьев ремня из-за их наклона на угол . Причиной этого явления является то обстоятельство, что модуль упругости резины в 20100 раз меньше аналогичного показателя для сталей. Некомпенсированные осевые силы вызывают деформацию зубьев ремня в поперечном направлении и искажение геометрии зацепления. Высокая концентрация напряжений в материале зубьев ремня приводит к значительному снижению долговечности последнего. Задача, решаемая изобретением, заключается в повышении долговечности шевронных ЗРП и увеличении уровня передаваемого ими окружного усилия. Задача решается тем, что в зубчатоременной передаче, содержащей зубчатый ремень с шевронными зубьями, выполненными с углом наклона, ведущий и ведомый шкивы передачи с соответствующими шевронными зубьями, имеющими соответствующий наклон, угол наклона зубьев ведущего шкива больше, чем угол наклона зубьев ремня, на величину 1, а угол наклона зубьев ведомого шкива меньше угла наклона зубьев ремня на величину 2, причем значения этих величин определяются следующими зависимостями где- окружное усилие, передаваемое ремнем единичной ширины, Н/мм- угол наклона зубьев ремня В - ширина ремня, мм Е - модуль упругости ремня при поперечном растяжении, МПа. При проведении сопоставительного анализа отобранных зубчатоременных передач с шевронными зубьями признаков, сходных с заявленными, не обнаружено. Следовательно, предложенное техническое решение- зубчатоременная передача, обладает существенными отличиями. Сущность предложенного технического решения поясняется чертежами, где фиг. 1 - общий вид ЗРП фиг. 2 - схема расположения зубьев на ремне фиг. 3 - схема распределения разгрузок и вид деформированного состояния зубьев ремня на ведущем и ведомом шкивах фиг. 4 - схема для расчета корректирующих поправок углов наклона зубьев ведущего и ведомого шкивов. Зубчатоременная передача содержит ведущий 1 и ведомый 2 шкивы с шевронными зубьями 3, 4, а также огибающий их зубчатый ремень 5 с шевронными зубьями 6. Передача мощности от ведущего шкива 1 к ведомому 2 осуществляется посредством зубчатого ремня 5 путем зацепления его зубьев 6 с зубьями 3, 4 ведущего 1 и ведомого 2 шкивов. 2 4790 1 Исполнение зубьев с наклоном к поперечной оси шкивов вызывает появление на боковых гранях зубьев как окружных, так и осевых сил. Причем особенности функционирования ЗРП приводят к тому, что осевые силы вызывают растяжение ремня в поперечном направлении на ведущем шкиве и сжатие - на ведомом. Этот факт приводит к искажению профиля зубьев ремня на обоих шкивах и, в частности, к изменению угла наклона зубьев ремня . Поэтому для компенсации осевых нагрузок, действующих на зубья ремня, снижения концентрации напряжений в их материале и повышения долговечности и несущей способности ЗР должна быть предпринята коррекция угла наклона зубьев ведущего 1 и ведомого 2 шкивов. Определим выражения для расчета величин этих поправок. Для этого выделим элементарное сечение(фиг. 3), в котором действует элементарная сила/2. В пределах выделенного участка деформацию зуба ремня будем считать параллельной осии равной в соответствии с законом Гука (Е), где Е - модуль упругости при поперечном растяжении ремня, МПа. При равномерном распределении окружного усилия по ширине ремня деформация у его торца/ 2 Определим значения поправок угла наклона зубьев ведущего 1 и ведомого 2 шкивов (фиг. 4). Исходя из особенностей распределения окружных и осевых нагрузок на ведущем и ведомом шкивах и общеизвестных геометрических и силовых преобразований, получим 2 2 Опуская ряд преобразований и используя ранее полученную зависимость для определения деформации зуба ремня у его торца, получим Таким образом, предложенный подход по определению коррекции угла наклона зубьев шкивов шевронных ЗРП позволит повысить их долговечность и несущую способность. Источники информации 1. Воробьев И.И. Ременные передачи. - М. Машиностроение, 1979. - С 168. 2..- , 1956, 78,57. - . 868. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 4