Зубчатый ремень

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к зубчатым ремням. В теле зубьев ремня выполнены сквозные продольные отверстия определенного диаметра. Отверстия в зубьях ремня позволяют уменьшить концентрацию напряжений и снизить их уровень, а также повысить податливость зубьев, что в конечном итоге повышает долговечность зубчатого ремня. 2 з.п.ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к элементам гибких передач, а именно к зубчатым ремням, используемым в зубчато-ременных передачах, преимущественно крупного модуля, приводов различного рода машин и механизмов.

Известны зубчатые ремни с зубьями трапецеидального профиля, для которого зубья на шкивах выполнены эвольвентными со скругленными углами, а также криволинейного профиля, с определенным радиусом закругления головок зубьев, армированные тросами [1, 2]. Наиболее близкими к изобретению являются ремни по ОСТ 3805227-81 и ОСТ 3805246-81. Данные ремни имеют трапецеидальный и полукруглый профили зубьев со скругленными основаниями, выполняются из резины, имеют армирующие металлотросы и обкладку из ткани.

Недостатками этих зубчатых ремней является неравномерное распределение нагрузки между зубьями на дуге обхвата шкива из-за недостаточной податливости зубьев ремня, а также значительная концентрация напряжений внутри зубьев ремня, снижающие долговечность ремня.

Целью изобретения является повышение долговечности зубчатого ремня.

Цель изобретения достигается путем выполнения в зубьях ремня сквозных продольных отверстий диаметром d=0,12...0,15m, где m - модуль зацепления. Для повышения податливости зубьев диаметр отверстия можно увеличивать, однако при этом уровень напряжений также увеличивается. Центр отверстия располагается на оси симметрии по середине высоты зубьев. На чертежах показаны профили зубьев: трапецеидальный с отверстием (фиг.1) и полукруглый с отверстием (фиг.2).

Зубья ремня передают нагрузку, находясь в зацеплении с зубьями зубчатого шкива, при этом в них возникают напряжения, концентрирующиеся главным образом у основания зубьев. В этом месте наблюдается возникновение усталостной трещины, с развитием которой происходит отрыв зуба от несущего слоя ремня. Кроме того, в зацеплении ремня со шкивом одновременно находится определенное количество зубьев, между которыми и распределяется передаваемая передачей нагрузка. От равномерности распределения нагрузки между зубьями также зависит долговечность ремня. На равномерность распределения нагрузки значительное влияние оказывает податливость зубьев. Чем податливее зуб (в определенных пределах), тем равномернее нагружены зубья. Предлагаемые отверстия в зубьях, как показывают проведенные исследования, позволяют уменьшить концентрацию напряжений и снизить их уровень, а также повысить податливость зубьев, в сравнении со стандартными цельными зубьями, что в конечном итоге повышает долговечность зубчатого ремня.

Долговечность достигается за счет снижения уровня напряжений внутри зубьев и повышения податливости зубьев благодаря наличию отверстий.

Так исследовались трапецеидальный и полукруглый зубья модуля m=7 мм. К ним прикладывалось напряжение в 1,0 МПа. В зубьях с отверстиями уровень напряжений ниже, чем в цельных, и напряжения внутри зубьев с отверстием распределяются более равномерно. В таблице приведены значения максимальных нормальных напряжений в зубьях, определенных на модели по методу конечных элементов.

Источники информации 1. Авторское свидетельство 775476, М. кл³ F 16 Н 7/02, 1980.

2. Авторское свидетельство 282868, МПК F 16 h 7/02, 1970.

Формула изобретения

1. Зубчатый ремень с зубьями трапецеидального или криволинейного профиля, отличающийся тем, что в зубьях выполнены продольные сквозные отверстия.

2. Зубчатый ремень по п. 1, отличающийся тем, что центр отверстия лежит на оси симметрии и посередине высоты зуба.

3. Зубчатый ремень по п. 1 или 2, отличающийся тем, что диаметр отверстия выбирается равным 0,12. . . 0,15m, где m - модуль зацепления.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3