Плоский пас

Плоский пас, що має вигляд замкненої еластичної стрічки з армуючим елементом усередині, який відрізняється тим, що верхня поверхня паса в профіль виконана хвилеподібною з плавнозмінною висотою хвиль - максимальною на проміжній ширині паса, яка є вузлом його максимальної жорсткості, та мінімальною - біля торцевих кромок, при цьому торці виконано гострими і в ТІЛІ паса виконані суцільні поздовжні замкнені по периметру прорізі-щілини, які починаються на нижній (робочій) поверхні паса та закінчуються в глибині його тіла порожнинами всередині хвильових виступів верхньої поверхні, а армуючий елемент виконано з жорсткістю, яка зменшується до торців Винахід відноситься до загального машинобудування і може використовуватися у плоскопасових передачах Відомо ПЛОСКИЙ пас у вигляді замкненої еластичної стрічки прямокутного профілю без армуючого елемента в середині [1] Недоліком конструкції є прямокутний профіль і нерозвинута поверхня Прямокутний профіль створює підвищені напруження на приторцевих кромках (кромкові напруження) [2 — 4], а нерозвинута поверхня підвищує жорсткість, яка є величиною, що протилежна піддатливості, зменшує МІЦНІСТЬ [5], демпфіруючу здатність та охолодження, а, отже, знижує ДОВГОВІЧНІСТЬ паса Найближчою конструкцією до запропонованої є плоский пас у вигляді замкненої еластичної стрічки прямокутного профілю з багатошарового матеріалу з внутрішнім армуючим елементом [6] Недоліки цієї конструкції ті ж, що і у попередньої — прямокутний профіль та нерозвинута поверхня Постійна жорсткість по всій ширині паса армуючого елемента, який збільшує МІЦНІСТЬ паса, також створює підвищені напруження на його приторцевих ділянках Крім того, обидві конструкції мають спільний недолік — між нижньою (робочою) поверхнею набігаючої гілки паса та поверхнею охоплюваного шківа швидкохідних передач створюється повітряний клин, який зменшує кут охоплення шківа [6], що в свою чергу зменшує коефіцієнт корисної дії передачі В основу винаходу поставлено задачу у плоскому пасі з армуючим елементом усередині шляхом виконання профілю з розвинутою поверхнею та армуючого елемента зі змінною жорсткістю зменшити поверхневі та кромкові напруження, збільшити його МІЦНІСТЬ, демпфіруючу здатність, Інтенсивність охолодження, ККД передачі, а, отже, підвищити його ДОВГОВІЧНІСТЬ та зменшити матеріаломісткість Поставлена задача вирішується тим, що у плоскому пасі у вигляді замкненої еластичної стрічки з армуючим елементом усередині згідно з винаходом верхню поверхню паса в профіль виконано хвилеподібною з плавнозмінною висотою хвиль — максимальною на проміжній ширині паса, яка є вузлом його максимальної жорсткості, та мінімальною біля торцевих кромок, при цьому торці виконано гострими і в ТІЛІ паса виконано суцільні поздовжні замкнені по периметру прорізь-щілини, які починаються на нижній (робочій) поверхні паса та закінчуються в глибині його тіла порожнинами всередині хвильових виступів верхньої поверхні, а армуючий елемент виконано із жорсткістю, яка зменшується до торців Запропонований профіль паса та змінна жорсткість армуючого елемента дозволяють зменшити жорсткість паса та підвищити його МІЦНІСТЬ [5] за рахунок усунення високих кромкових та поверхневих напружень По всій ширині паса створюється однохвильо 00 о ю 50228 ва епюра розподілу контаїсгних тисків на шків, яка лежить в основі створення демпфіруючих конструкцій [7] Як наслідок, підвищується ДОВГОВІЧНІСТЬ паса, пов'язана також із підвищеною піддатливістю (демпфіруючою здатністю) та інтенсивністю охолодження Прорізь-щілини та порожнини у хвильових виступах зменшують масу паса, збільшують його поверхню, зменшуючи тим самим поверхневі напруження, а їх пульсуючі стінки під час роботи паса виконують і роль насосів — прискорювачів обміну повітряних потоків охолодження, що збільшує ДОВГОВІЧНІСТЬ паса Крім того, наявність прорізь-щілин та порожнин зменшує повітряний клин між набігаючою гілкою паса та шківом швидкохідних передач, а, отже, збільшує кут охоплення шківа, що у підсумку підвищує ККД передачі Суть винаходу пояснюється кресленням, де зображено плоский пас у розрізі 1 — хвилеподібна верхня поверхня паса з плавнозмінною висотою хвиль, максимальною на проміжній ширині паса, 2 — вузол, максимальної жорсткості паса, З — торцеві кромки, 4 — суцільні, поздовжні замкнені по периметру прорізь-щілини, які починаються на нижній (робочій) поверхні паса та закінчуються в глибині його тіла, 5 — порожнини прорізь-щілин у глибині тіла паса всередині хвильових виступів верхньої поверхні 1, б — армуючий елемент із жорсткістю, яка зменшується до торців З Пас працює таким чином Крутний момент Мк до обох ШКІВІВ передачі підведено (відведено) до їх валів з двох боків — по 0,5 Мк з кожного боку, тобто 0,5 Мк + 0,5 Мк = Мк В цьому випадку у пасі з хвилеподібною верхньою поверхнею 1 вузол 2 максимальної жорсткості знаходиться посередині його ширини b Під цим вузлом 2 знаходиться також і вузол максимальної жорсткості шківа, тобто його несучий диск, розташований посередині обода шківа У даному випадку вузол 2 максимальної жорсткості паса розташовано посередині його ширини через те, що схема навантаження передачі є зрівноваженою за величинами деформацій одного знаку и ШКІВІВ та валів Вузол 2 паса буде знаходитись також посередині його ширини b і у випадку, якщо схема навантаження передачі не зрівноважена однаковими величинами деформації протилежних знаків ведучого та веденого ШКІВІВ З їх валами, наприклад, повний крутний момент Мк до одного з двох ШКІВІВ ,3 їх валами, які мають однакову жорсткість, буде підведено (відведено) з одного боку, а до другого — з іншого У загальному ж випадку, з метою досягнення максимальної витривалості паса, місцезнаходження вузла 2 максимальної жорсткості на проміжній ширині паса b знаходиться розрахунком величин деформацій у залежності від схеми навантаження та жорсткостей ШКІВІВ І валів передачі з додержанням принципів конструювання демпфіруючих конструкцій [7] При передачі колового зусилля від одного шківа до іншого приторцеві ділянки з паса на боках підводу (відводу) крутного моменту Мк = 0,5 Мк + 0,5 Мк від вала до шківа, через знижену жорсткість (велику піддатливість), не може передати скільки небудь суттєву частину цього зусилля Тому до роботи приєднуються сусідні, більш жорсткі ділянки паса, і так далі — у глибину його ширини b аж до вузла 2 максимальної жорсткості Таким чином навантаження від окружного зусилля розподіляється по ширині b паса хвилеподібне [7], починаючи від гранично малих величин на торцях 3 з плавним зростанням на глибинних ділянках ширини b і досягає максимальної величини в зоні вузла 2 максимальної жорсткості паса Кромкові напруження на торцях 3 та приторцевих зонах паса при цьому усуваються, а, отже, ДОВГОВІЧНІСТЬ його підвищується ДОВГОВІЧНІСТЬ паса підвищується ще й за рахунок більш розвинутої його верхньої поверхні 1 шляхом виконання хвиль, прорізь-щілин 4 та порожнин 5 При цьому поверхневі напруження зменшуються, а МІЦНІСТЬ [5], демпфіруюча здатність та охолодження паса підвищуються Знижена змінна жорсткість армуючого елемента 6, яка зменшується до торців 3 паса від вузла 2 його максимальної жорсткості, підвищує демпфіруючу здатність паса, сприяє утворенню хвильової епюри контактних тисків [7] паса на шківи передачі, що також підвищує ДОВГОВІЧНІСТЬ паса ' Під час роботи передачі набігаюча на шків гілка паса згинається При цьому верхня частина профілю паса до нейтральної лінії його перегину, яка складається з тонкостінних хвильових виступів 1 з порожнинами 5 усередині, розтягується, звужуючись по ширині, в результаті чого об'єм порожнин 5 зменшується А нижня частина профілю від опорної (робочої) поверхні до нейтральної лінії перегину, яка складається з більш товстостінних опорних башмаків, при цьому стискається, збільшуючись по ширині, в результаті чого об'єм прорізь-щілин 4 також зменшується При збіганні гілки паса зі шківа, навпаки, об'єми порожнин 5 та прорізь-щілин 4 збільшуються В результаті описаної пульсації стінок порожнин 5 та прорізь-щілин 4 збільшується обмін охолодженого повітря, а, отже, і інтенсивність охолодження паса Крім того, прорізь-щілини 4 і порожнини 5 зменшують повітряний кпин між набігаючою гілкою паса та шківом швидкохідних передач, що збільшує ККД передачі Виконання кільцевих канавок на робочих поверхнях ШКІВІВ швидкохідних передач, які передбачаються з цією ж метою у прототипі, не потрібне у даному випадку ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ 1 Справочник машиностроителя в 6т Т 4 фиг 2 а — М Машгиз, 1955 - С 453 2 Андреев Г Я , Шатько И И Распределение контактных давлений в напряженных посадках // Вестник машиностроения -1967 - № 5 -С 3 Берникер Е И Посадки с натягом в машиностроении - М , Л Машиностроение, 1966 4 Решетов Д Н Детали машин - М Машиностроение, 1974 5 Разрушение Сборник статей / Пер с англ , Под ред Г Либовиц Т 5 - М Машиностроение, 1977 -С 437, n E 6 Кудрявцев В Н Детали машин - Л Машиностроение, 1980 - С 211, рис 13 1, б, С 213 7 Исследование демпфирующих шпоночйых и 5 50228 6 прессовых соединений применительно к гребным С И - № ГР 01830066518, Инв № 02860064107 устройствам крупнотоннажных судов Отчет о НИР М ВНТИ Центр, 1985 / Одес политехи ин-т, Руководитель Филипович ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71