ЗУБЧАТО-РЕМЕННАЯ ПЕРЕДАЧА

Изобретение относится к машиностроению и приборостроению и предназначено для передачи движения между валами с параллельными осями.
Известны зубчато-ременные передачи с натяжными и без натяжных устройств, состоящих из ведущего и ведомого шкивов с зубчатыми венцами [1, 2, 3], предназначенные для передачи вращения за счет зубчатого зацепления ремня со шкивами.
Известен «Ременной привод для велосипедов и других аналогичных устройств» по заявке Франции №2389049. Механизм содержит ведущую шестерню, которая установлена на рамке велосипеда и имеет зубчатую ступицу и два противолежащих фланца. Ведомая шестерня, установленная на колесе велосипеда и вращающаяся вместе с ним, также имеет зубчатую ступицу и два боковых противолежащих фланца. Один фланец одной из шестерен может быть сдвинут в осевом направлении относительно второго фланца. Механизм содержит также органы, которые перемещают подвижный фланец в зависимости от скорости, и бесконечный зубчатый ремень, взаимодействующий боковыми фланцами. В передаче имеется натяжное устройство, состоящее из двух роликов, которые охватывая ремень с его гладкой стороны, способствует снижению поперечной вибрации ветвей ремня.
Известен «Самонатяжной привод» по авторскому свидетельству СССР №894275, содержащий передачу с гибкой связью, включающую ведущую, установленную на валу электродвигателя и ведомую звездочки и охватывающую их гибкую связь, и рычаг, закрепленный на корпусе электродвигателя, вал которого размещен в шарнирных опорах. С целью обеспечения автоматического натяжения гибкой связи в процессе ее износа, на конце рычага выполнены криволинейные участки, привод снабжен двумя качающимися рычагами, на одном конце которых установлены натяжные звездочки, взаимодействующие с наружными поверхностями ветвей гибкой связи, а другие концы взаимодействуют с криволинейными участками рычага.
Недостатком является усложненная конструкция натяжного устройства, состоящая из двух натяжных звездочек, которые взаимодействуя с наружными поверхностями ветвей гибкой связи, создают дополнительные зубчатые зацепления, поэтому такой привод не обеспечивает снижение ударного импульса в зоне зацепления зубьев гибкого элемента с зубьями звездочек и не способствует к снижению вибраций и шума, а наоборот, способствует к их возрастанию.
Наиболее близким является Приводное устройство для двух вращающихся валов по заявке Великобритании №2004345. Приводное устройство, содержащее два вала, содержит два зубчатых шкива, которые соответственно установлены на этих валах, и бесконечный гибкий элемент, соединяющий эти шкивы. Гибкий элемент снабжен натяжным устройством, который поджимает ветви гибкого элемента друг к другу и может перемещаться вокруг оси одного из шкивов. Благодаря этому можно изменять относительное угловое положение валов.
В таком приводном устройстве колебания ролика с массой m в направлении оси х, перпендикулярной направлению движения ветви ремня, можно рассматривать как колебания, вынуждаемые составляющей силой инерции, которая направлена вдоль оси х и изменяется по гармоническому закону , где с - жесткость пружины; m - приводная масса ролика. Возникновение этих колебаний является проявлением дополнительного источника возбуждения, способствующий к увеличению уровня вибраций и шума в приводе.
Основным недостатком зубчато-ременных передач наряду с общеизвестными достоинствами, является возникновение колебаний ветвей ремня и шкивов с частотой, кратной числу зубьев и скорости вращения шкива. При этом колебания, вызванные ударным входом зубьев в зацепление, с увеличением скорости движения ремня (более 30 м/с), приводит к интенсивному увеличению аэродинамического уровня шума и снижению плавности работы зубчато-ременной передачи.
Задачей изобретения является исключение ударного импульса в зоне зацепления зубьев ремня и шкива, и, тем самым, снижение шумоизлучения и повышение синхронности работы зубчато-ременной передачи.
Задача изобретения достигается путем применения модифицированной зубчато-ременный передачи с натяжным устройством, содержащим вывернутый зубчатый ремень, охватывающий его гладкой стороной натяжные ролики, установленные на кронштейне с возможностью перемещения по направляющей кронштейна, а с другой, зубчатой стороной, создающий внешнее зацепление с зубьями шкивов.
На фиг. показана схема такой зубчато-ременной передачи.
1
2
Передача имеет вывернутый зубчатый ремень 1, передающий движение и мощность между входным валом 2 и выходным валом 3. На валах 2 и 3 соответственно расположены шкивы 4 и 5 с наружным зубчатым венцом. Вывернутый зубчатый ремень гладкой стороной охватывает натяжные ролики 6 и 7, а с другой стороны он создает дуговое зацепление со шкивами. Ролики 6 и 7 с зубчатым ремнем 1 размещены на кронштейне 8, который установлен на корпусе 9 и имеет возможность перемещаться по направляющей кронштейна. Плоскость симметрии последней перпендикулярна межосевой линии ОО. При этом кронштейн 8 может быть подвижным или неподвижным. Предварительное натяжение ремня осуществляется за счет смещения кронштейна относительно корпуса 9. Так, в работающей зубчато-ременной передаче, при перемещении кронштейна 8, с которым связаны ролики по вертикальной оси, обеспечивают предварительное натяжение ветвей и дуговое зубчатое зацепление ремня с зубьями шкивов. При этом ролики, прижимая ремень к шкивам, способствуют гашению поперечных колебаний ветвей и ударных импульсов, возникающих в зоне зацепления, что в свою очередь, приводит к снижению уровня шума и вибраций в передаче.
Замена зубчато-ременной передачи натяжным устройством, как показали экспериментальные исследования, позволяет исключить ударный импульс в зоне зацепления и поперечных колебаний ветвей ремня, в сравнении с обычными и с натяжными устройствами зубчато-ременные передачи, способствует снижению уровня аэродинамического шума на 20-25% и повышению плавности работы привода.
Источники информации
1. Патент Франции МКИ F16H 9/14; Н62М 9/08, 25/12, заявка №2389049.
2. Патент Великобритании МКИ F16Н 7/12; НКИ F2A, заявка №2004345.
3. Авторское свидетельство СССР №894275. Самонатяжной привод.