RU2774199C2 - Normalization of tension distribution and minimization of sidewall abrasion in angular belt drive systems - Google Patents

Abstract

FIELD: car industry.

SUBSTANCE: group of inventions relates to methods and belt-based systems for power transmission. A method for using a belt for an angular drive is proposed, including stages, at which twisted geometry is applied to the first free gap of the belt, the first free gap of the belt is supported by means of a freely rotating pulley or a driven pulley at the first end of the first free gap, and at least one of positioning and orientation of the freely rotating pulley or the driven pulley is performed. A device for using a belt for an angular drive contains, among others, a pulley supporting node accommodating the freely rotating pulley and/or the driven pulley and made with the possibility of positioning and/or orientation of the freely rotating pulley and/or the driven pulley.

EFFECT: reduction in overall dimensions is achieved.

15 cl, 25 dwg

Description

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИCROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS

Настоящая заявка испрашивает приоритет по предварительной заявке США №62/530420, поданной 10 июля 2017 г., озаглавленной «Нормализация распределения натяжения и минимизация истирания боковых стенок в угловых ременных системах привода», которая включена сюда путем ссылки.This application claims priority to U.S. Provisional Application No. 62/530420, filed July 10, 2017, entitled "Normalizing Tension Distribution and Minimizing Sidewall Abrasion in Angled Belt Drive Systems", which is incorporated herein by reference.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF TECHNOLOGY TO WHICH THE INVENTION RELATES

Настоящее изобретение относится к способам и системам передачи мощности на ременной основе.The present invention relates to belt-based power transmission methods and systems.

ПРЕДПОСЫЛКИ К СОЗДАНИЮ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND TO THE INVENTION

Плоские ремни с открытым концом используются для передачи мощности в колебательных линейных применениях, таких как подъемники, вилочные погрузчики и ножничные подъемники. Инновации в конструкции материала плоских ремней привели к улучшению характеристик ремней. Эти ремни имеют много преимуществ по сравнению с проволочными канатами, включая не обслуживаемую эксплуатацию для продолжительного срока службы, низкую стоимость изготовления и небольшую среду проектирования, устанавливающую набор рабочих нагрузок.Open ended flat belts are used for power transmission in oscillating linear applications such as lifts, forklifts and scissor lifts. Innovations in flat belt material design have resulted in improved belt performance. These belts have many advantages over wire ropes, including maintenance-free operation for long life, low manufacturing cost, and a small design environment to set a set of workloads.

Является обычной практикой проявлять большую осторожность при применении плоских ремней, так как неправильное размещение или выравнивание шкивов может привести к преждевременному (и потенциально катастрофическому) разрушению ремня. Плоские ремни являются более чувствительными к перекосу шкивов, чем проволочные тросы. Обычно плоские ремни (то есть ремни без зубьев) не предназначены для искривленной геометрии. В качестве конкретного примера, угол наклона в 0,25 градуса сокращает срок службы стального троса на заметную долю, возможно, сокращая срок службы на 15%. Проволочный трос должен изгибаться поперек кромки, чтобы соответствовать требуемому углу выхода, но он полностью способен изгибаться в этом направлении.It is common practice to take great care when using flat belts, as improper pulley placement or alignment can lead to premature (and potentially catastrophic) belt failure. Flat belts are more sensitive to pulley misalignment than wire ropes. Usually flat belts (that is, belts without teeth) are not designed for curved geometries. As a specific example, a 0.25 degree angle reduces the life of a steel cable by a significant fraction, possibly reducing life by 15%. The wire rope must bend across the edge to meet the desired exit angle, but it is fully capable of bending in that direction.

Плоские ремни, с другой стороны, являются достаточно жесткими в направлении, ортогональном их главной оси сгибания, и в результате тот же самый угол наклона в 0,25 градуса может сократить срок службы плоского полиуретанового ремня, армированного стальным тросом, на 95% или больше.Flat belts, on the other hand, are fairly stiff in a direction orthogonal to their major bending axis, and as a result, the same 0.25 degree inclination angle can shorten the life of a steel-cable reinforced polyurethane flat belt by 95% or more.

Другим явным преимуществом проволочных тросов над плоскими ремнями является их способность изгибаться в любом направлении. Это позволяет конструктору размещать шкивы вне плоскости друг с другом, позволяя им создавать гораздо более сложные расположения шкивов, которые обеспечивают расширенные функциональные возможности. Ремни также могут быть выполнены с не лежащими в плоскости шкивами, хотя размещение и расположение шкивов более ограничено, чем размещение и расположение проволочного троса. Если ремень должен быть перекручен в свободном промежутке между двумя шкивами, этот промежуток должен соответствовать определенной установленной минимальной длине в общей инженерной практике. Для перекручивания на 90 градусов этот промежуток обычно рекомендуется, как минимум, в 20 раз больше ширины ремня. Этот показатель обычно называют «коэффициентом перекручивания»: длина свободного промежутка, деленная на ширину ремня, для перекручивания на 90 градусов. В качестве примера рассмотрим ремень шириной 20 мм, свободный промежуток 300 мм, и перекручивание на 45 градусов. Тогда для этого промежутка коэффициент перекручивания будет 30:1. Перекручивания, которые являются более агрессивными, чем 20:1, обычно не рекомендуются в инженерной практике, потому что дополнительное преимущество компактности, которое может дать более плотное перекручивание, сопровождается серьезным сокращением срока службы.Another distinct advantage of wire ropes over flat belts is their ability to flex in any direction. This allows the designer to place pulleys out of plane with each other, allowing them to create much more complex pulley arrangements that provide enhanced functionality. The belts can also be made with non-flat pulleys, although the placement and placement of the pulleys is more limited than the placement and placement of the wire rope. If the belt is to be twisted in the free space between two pulleys, this space must meet a certain prescribed minimum length in common engineering practice. For a 90 degree twist, this gap is generally recommended to be at least 20 times the width of the belt. This is commonly referred to as the "twist factor": the length of the free gap divided by the width of the belt for a 90 degree twist. As an example, consider a belt that is 20mm wide, has a free span of 300mm, and has a 45 degree twist. Then for this gap, the twist ratio will be 30:1. Loops that are more aggressive than 20:1 are generally not recommended in engineering practice because the additional compactness advantage that tighter twists can bring comes with a severe reduction in life.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

В данном документе раскрыты способы, системы и компоненты для проектирования угловых приводных систем с плоским ремнем, которые содержат агрессивную геометрию перекручивания с незначительным сокращением срока службы по сравнению с не перекрученными геометриями. Используя эти способы, некоторые реализации достигают таких коэффициентов перекручивания, как 7:1, например, с минимальными затратами на срок службы, тем самым делая более компактные конструкторские формы.Disclosed herein are methods, systems, and components for designing flat belt angular drive systems that contain aggressive twist geometries with negligible reduction in life compared to non-twist geometries. Using these methods, some implementations achieve twist ratios such as 7:1, for example, with minimal life cycle costs, thereby making more compact designs.

Правильная методика проектирования для реализации таких коэффициентов перекручивания вытекает из фундаментального понимания режимов разрушения плоских ремней, подверженных как углам наклона, так и геометриям перекручивания на границе раздела шкивов. В случае прямого (не перекрученного) плоского ремня, подверженного значительному углу наклона, преобладают три режима разрушения: истирание боковой стенки оболочки ремня вдоль кромки, препятствующее перемещению ремня в нейтральное положение вдоль шкива, натяжение, основанное на разрушении сгиба или усталостном разрушении проволок, которые находятся напротив края контакта боковой стенки, и преждевременное разрушение оболочки под проволочными тросами, которые подвергаются более высокому натяжению. Стоит отметить, что эти три условия происходят согласованно: Смещенный шкив будет смещать распределение натяжения в ремне, вызывая более высокое натяжение ремня и, как следствие, давление шкива в «высоком углу» шкива. Неравномерное распределение давления является движущей силой, переставляющей ремень перемещаться в нейтральное положение на цилиндрическом барабане без фланцев. Однако если фланец присутствует, он будет противодействовать распределению результирующего давления на ремне с контактом вдоль боковой стенки ремня напротив высокого натяжения. Таким образом, состояние угла наклона является трижды пагубным, вызывая чрезмерное натяжение на боковой стенке оболочки ремня, армирующих прядей, и материале оболочки между поверхностью шкива и прядями на стороне высокого натяжения ремня.The correct design methodology for realizing such twist ratios follows from a fundamental understanding of the failure modes of flat belts subject to both angles of inclination and twist geometries at the pulley interface. In the case of a straight (non-twisted) flat belt subjected to a significant angle of inclination, three modes of failure predominate: abrasion of the side wall of the belt sheath along the edge, preventing the belt from moving to a neutral position along the pulley, tension based on bend failure or fatigue failure of the wires that are against the contact edge of the side wall, and premature failure of the sheath under the wire ropes, which are subjected to higher tension. It is worth noting that these three conditions occur in concert: A misaligned pulley will shift the tension distribution in the belt, causing higher belt tension and consequent pulley pressure at the "high angle" of the pulley. The uneven distribution of pressure is the driving force that moves the belt to a neutral position on a cylindrical drum without flanges. However, if a flange is present, it will counteract the distribution of the resulting pressure on the belt with contact along the side wall of the belt against high tension. Thus, the angle condition is thrice detrimental, causing excessive tension on the sidewall of the belt sheath, the reinforcing strands, and the sheath material between the pulley surface and the strands on the high tension side of the belt.

Подчинение свободного промежутка ремня между двумя шкивами искривленной геометрии углового привода также вызывает чрезмерное натяжение в ремне через ряд механизмов. Во-первых, перекручивание любой геометрии армированного плоского ремня приводит к смещению натяжения к самым внешним прядям, по существу, в параболическом плюсе с постоянным распределением. Это связано с более длинной спиральной траекторией, по которой должны проходить внешние пряди по сравнению с прядями, находящими рядом с центром ремня. Однако в зависимости от материалов и геометрии это неравенство натяжения может быть незначительным.Subordinating the free space of the belt between the two pulleys to the warped geometry of the angle drive also causes excessive tension in the belt through a number of mechanisms. First, twisting any geometry of the reinforced flat belt results in a shift in tension towards the outermost strands in a substantially parabolic plus with a constant distribution. This is due to the longer helical path that the outer strands must follow compared to the strands near the center of the belt. However, depending on the materials and geometry, this tension disparity can be negligible.

На практике, перекрученные плоские ремни из армированной сталью полиуретановой конструкции, выходят из строя из-за взаимодействия шкива задолго до того, как они достигают усталости при изгибе, растяжении или натяжении перекручивания, связанном с изгибом самого ремня. Чтобы понять это, мы должны учитывать, что перекрученный плоский ремень несет общий момент перекручивания в дополнение к его растягивающей нагрузке. Это можно легко увидеть по любому разрезу участка свободного тела перекрученного промежутка ремня: Векторы натяжения внешних прядей являются не параллельными центральной оси, так как они следуют по спиральной траектории их соответствующих проволочных тросов. Один раз интегрированная поперек прядей для достижения результирующих нагрузок на ремень, не параллельность отдельных векторов натяжения приводит к вышеупомянутому моменту перекручивания, который проходит через перекрученный ремень во всех точках свободного промежутка.In practice, twisted flat belts of steel-reinforced polyurethane construction fail due to pulley interaction long before they reach fatigue in bending, stretching, or twisting tension associated with bending the belt itself. To understand this, we must consider that a twisted flat belt carries a total twisting moment in addition to its tensile load. This can be easily seen from any section of the free body portion of the twisted belt gap: The tension vectors of the outer strands are not parallel to the central axis as they follow the helical path of their respective wire ropes. Once integrated across the strands to achieve the resulting belt loads, the non-parallelism of the individual tension vectors results in the aforementioned twist moment that passes through the twisted belt at all points of free space.

Этот момент перекручивания, который проходит через свободный промежуток ремня, должен подаваться опорными органами на любом конце свободного промежутка, будь то шкивы или оконечная нагрузка. Если представить себе пару шкивов, состоящих из двух цилиндрических роликов, прижимающих обе стороны ремня, давление на поверхности противоположных роликов обеспечивает контакт, необходимый для придания момента перекручивания ремню приятно симметричным образом. Затем основной шкив свободно обеспечивает давление перенаправления на плоский ремень стандартным образом. В этой ситуации следует ожидать сокращения срока службы, связанного только с натяжениями, вызванными самой перекрученной геометрией, которые являются незначительными.This kink torque that passes through the free space of the belt must be supplied by support members at either end of the free space, be it pulleys or a termination. If one imagines a pair of pulleys consisting of two cylindrical rollers pressing down on both sides of the belt, the pressure on the surfaces of the opposing rollers provides the contact needed to impart the twisting moment to the belt in a pleasingly symmetrical manner. The main pulley then freely provides redirection pressure to the flat belt in a standard manner. In this situation, a reduction in service life is to be expected, due only to the stresses caused by the twisted geometry itself, which are negligible.

Однако большинство конструкций шкивов не имеют противоположного ролика, единственная цель которого состоит в том, чтобы помочь обеспечить момент перекручивания, проходящий через промежуток. Поскольку основной шкив может прикладывать давление только к нижней поверхности ремня, он должен достигать момента перекручивания другими способами; а именно, боковое смещение в распределении давления к одной стороне шкива в сочетании с давлением основного шкива, которое удерживает ремень в контакте с поверхностью шкива. Этот сдвиг визуально различим (см. фиг. 5): Линия зацепления между ремнем и шкивом вращается от параллельной оси вращения шкива до косого угла. В результате ремень получает асимметричную опору от шкива, причем контакт на одном краю ремня происходит до контакта на другом крае, когда происходит зацепление ремня со шкивом. Это приводит к тому, что распределение натяжения внутри армирующих прядей ремня смещается в направлении края ремня, который первым получает контакт со шкивом, поскольку любое геометрическое наложение на ремень, которое удлиняет его армирующие пряди из их состояния свободного промежутка, приводит к более высокому состоянию натяжения в затронутых прядях. Неравномерное распределение натяжения в прядях вызывает реакцию давления боковой стенки на сторону ремня, противоположную состоянию высокого натяжения.However, most pulley designs do not have an opposite roller whose sole purpose is to help provide the twist moment through the gap. Because the main pulley can only apply pressure to the bottom surface of the belt, it must reach the twist torque by other means; namely, a lateral displacement in the distribution of pressure towards one side of the pulley, combined with the pressure of the main pulley, which keeps the belt in contact with the surface of the pulley. This shift is visually distinguishable (see Fig. 5): The line of engagement between the belt and the pulley rotates from parallel to the axis of rotation of the pulley to an oblique angle. As a result, the belt receives asymmetrical support from the pulley, with contact at one end of the belt occurring before contact at the other end when the belt engages the pulley. This causes the distribution of tension within the reinforcing strands of the belt to shift towards the edge of the belt that first receives contact with the pulley, since any geometric overlay on the belt that extends its reinforcing strands from their free-span state results in a higher state of tension in affected strands. The uneven distribution of tension in the strands causes a sidewall pressure response on the side of the belt opposite to the high tension state.

Соответственно, один аспект настоящего изобретения обеспечивает способы использования ремня для углового привода. Способы включают в себя применение перекрученной геометрии к первому свободному промежутку ремня, поддержание первого свободного промежутка ремня посредством свободно вращающегося шкива или ведомого шкива на первом конце первого свободного промежутка и по меньшей мере одного из позиционирования и ориентации вращающегося шкива или ведомого шкива с тем, чтобы сместить геометрическую осевую линию первого свободного промежутка ремня на заданный угол наклона относительно второго конца первого свободного промежутка.Accordingly, one aspect of the present invention provides methods for using a corner drive belt. The methods include applying a twisted geometry to the first free space of the belt, maintaining the first free space of the belt with a freely rotating sheave or driven pulley at a first end of the first free space, and at least one of positioning and orienting the rotating sheave or driven sheave so as to displace the geometric center line of the first free space of the belt at a predetermined angle of inclination relative to the second end of the first free space.

Ремень представляет собой плоский ремень (то есть без зубьев). В некоторых вариантах реализации, плоский ремень представляет собой по меньшей мере одно из стального ремня, арамидного ремня, полиэфирного ремня, полиуретанового ремня, и ремней, армированных синтетическим волокном. В некоторых вариантах реализации, свободно вращающийся шкив или ведомый шкив включают в себя один или более шкивов с фланцами.The belt is a flat belt (that is, without teeth). In some embodiments, the flat belt is at least one of a steel belt, an aramid belt, a polyester belt, a polyurethane belt, and synthetic fiber reinforced belts. In some embodiments, the freely rotating pulley or driven pulley includes one or more flanged pulleys.

В некоторых вариантах реализации, направление и величина смещения заданного угла наклона первого свободного промежутка ремня является соизмеримой с таковой у нескрученного и смещенного второго свободного промежутка ремня с опорным шкивом, у которого полный перепад натяжения через нескрученный и смещенный второй свободный промежуток ремня от одного края к противоположному краю на границе зацепления нескрученного и смещенного второго свободного промежутка ремня, по существу, является противоположным полному перепаду натяжения от одного края до противоположного края первого свободного промежутка на границе зацепления первого свободного промежутка, имеющего перекрученную геометрию.In some embodiments, the direction and amount of displacement of the predetermined angle of inclination of the first free belt space is commensurate with that of an untwisted and offset second belt free space with a support pulley that has a full tension drop across the untwisted and offset second belt free space from one edge to the opposite edge at the engagement boundary of the untwisted and displaced second free space of the belt is substantially opposite to the total tension drop from one edge to the opposite edge of the first free space at the engagement boundary of the first free space having the twisted geometry.

В некоторых вариантах реализации, первый свободный промежуток ремня включает в себя перекрученную геометрию, имеющую отношение перекручивания 20:1 или менее, и имеющую заданный угол наклона в диапазоне от 0,25 до 1,5 градусов.In some embodiments, the first free span of the belt includes a twisted geometry having a twist ratio of 20:1 or less and having a predetermined angle in the range of 0.25 to 1.5 degrees.

В некоторых вариантах реализации, свободно вращающийся шкив или ведомый шкив включают в себя один или более шкивов, имеющих одно измерение введенного смещения угла наклона для первого свободного промежутка ремня, который имеет перекрученный вход на одной границе зацепления шкива и прямой выход на другой границе зацепления шкива.In some embodiments, the freely rotating pulley or driven pulley includes one or more pulleys having one input pitch offset measurement for the first free belt span that has a twisted inlet at one pulley engagement boundary and a straight exit at the other pulley engagement boundary.

В некоторых вариантах реализации, свободно вращающийся шкив или ведомый шкив включают в себя один или более шкивов, имеющих два измерения введенного смещения угла наклона для первого свободного промежутка ремня, который имеет перекрученный вход на одной границе зацепления шкива и прямой выход на другой границе зацепления шкива.In some embodiments, the freely rotating pulley or driven pulley includes one or more pulleys having two input pitch angle offset measurements for a first free belt span that has a twisted inlet at one pulley engagement boundary and a straight exit at the other pulley engagement boundary.

Другой аспект настоящего изобретения обеспечивает устройства для использования ремня для углового привода. Устройства включают в себя ремень, имеющий свободный промежуток, выполненный в перекрученную геометрию по меньшей мере один из свободно вращающегося шкива и ведомого шкива, поддерживающего первый конец свободного промежутка ремня, и узел опоры шкива, вмещающий свободно вращающийся шкив и/или ведомый шкив. Узел опоры шкива выполнен с возможностью позиционирования и/или ориентации свободно вращающегося шкива и/или ведомого шкива с тем, чтобы сместить геометрическую осевую линию свободного промежутка ремня на заданный угол наклона относительно стационарного шкива, расположенного на втором конце свободного промежутка ремня и удерживать свободно вращающийся шкив и/или ведомый шкив под заданным углом наклона для сохранения несоосности.Another aspect of the present invention provides devices for using an angle drive belt. The devices include a belt having a free space, made in a twisted geometry, at least one of a freely rotating pulley and a driven pulley supporting the first end of the free space of the belt, and a pulley support assembly containing a free rotating pulley and/or a driven pulley. The pulley support assembly is configured to position and/or orient the freely rotating pulley and/or the driven pulley so as to displace the geometric centerline of the belt free space by a predetermined angle of inclination relative to the stationary pulley located at the second end of the belt free space and hold the free rotating pulley. and/or driven pulley at a predetermined angle to maintain misalignment.

В некоторых вариантах реализации, узел опоры шкива выполнен с возможностью скольжения.In some embodiments, the pulley support assembly is slidable.

В некоторых вариантах реализации, стационарный шкив является ортогональным к свободно вращающемуся шкиву и/или ведомому шкиву.In some embodiments, the stationary pulley is orthogonal to the freely rotating pulley and/or driven pulley.

Ремень представляет собой плоский ремень (то есть без зубьев). В некоторых вариантах реализации, плоский ремень представляет собой одно или более из стального ремня, арамидного ремня, полиэфирного ремня, или других ремней высокой производительности, армированных синтетическим волокном.The belt is a flat belt (that is, without teeth). In some embodiments, the flat belt is one or more of a steel belt, an aramid belt, a polyester belt, or other synthetic fiber reinforced high performance belts.

В некоторых вариантах реализации, свободно вращающийся шкив или ведомый шкив включают в себя один или более шкивов с фланцами. В некоторых вариантах реализации, перекрученная геометрия содержит агрессивное перекручивание с коэффициентом перекручивания 15:1 или ниже. В некоторых вариантах реализации, шкив с фланцем может быть расширен, чтобы включать в себя канавку для ремня, которая приблизительно на 1 мм шире, чем ремни (без зубьев), которые требуют направления фланцем.In some embodiments, the freely rotating pulley or driven pulley includes one or more flanged pulleys. In some embodiments, the twisted geometry contains aggressive twisting with a twist ratio of 15:1 or less. In some embodiments, a flanged pulley may be extended to include a belt groove that is approximately 1 mm wider than belts (without teeth) that require flange guidance.

Различные варианты осуществления настоящего изобретения помогают уменьшить величину асимметрии распределения натяжения прядей перекрученного промежутка ремня в угловом приводе, тем самым обеспечивая более компактные конструкции углового привода с сопоставимыми рабочими характеристиками и сроком службы для не перекрученных плоских ременных приводов. Одним из ключевых моментов, позволяющих реализовать изобретение, является наблюдение того, что как хорошо выровненные угловые приводы со значительным перекручиванием, так и прямые (не перекрученные) ременные приводы со значительным смещением в форме угла наклона имеют одинаковые структуры давления шкива, натяжения ремня и истирания боковой стенки, что приводит к преждевременному разрушению. Если проектировщик должен выбрать состояние угла наклона, у которого истирающая нагрузка на боковую стенку и неравномерное распределение натяжения отражают таковые для существующего перекрученного ременного углового привода, угол наклона может быть добавлен к иным образом хорошо выровненному угловому приводу, так что он нейтрализует нежелательные побочные эффекты неравномерного распределения натяжения и высокого истирания боковой стенки. Для заданного коэффициента перекручивания и сечения ремня существует дополнительный угол наклона, который позволяет значительно увеличить срок службы ремня путем повторной нормализации распределения натяжения в перекрученном ремне, который в противном случае сместился бы к одному краю. Изобретатель обнаружил, что эти дополнительные углы наклона часто бывают довольно значительными, иногда превышая 1 градус (угол наклона, настолько сильный, что он может быстро разрушить не перекрученный ремень в течение сотен циклов изгиба шкива, вместо достижения ожидаемых ~ миллионов циклов до отказа).Various embodiments of the present invention help to reduce the amount of asymmetry in the tension distribution of the twisted belt span in the angle drive, thereby providing more compact angle drive designs with comparable performance and durability to non-twisted flat belt drives. One of the key enablers of the invention is the observation that both well-aligned angular drives with significant kink and straight (non-twisted) belt drives with significant offset in the shape of the pitch angle have the same patterns of pulley pressure, belt tension and lateral abrasion. walls leading to premature failure. If the designer must select a rake angle condition whose sidewall abrasion load and uneven tension distribution reflect those of an existing twisted belt angle drive, the rake angle can be added to an otherwise well aligned angle drive so that it cancels out the undesirable side effects of the uneven distribution. tension and high sidewall abrasion. For a given twist ratio and belt cross-section, there is an additional angle of inclination that can significantly increase belt life by renormalizing the tension distribution in a twisted belt that would otherwise shift to one edge. The inventor has found that these additional lean angles are often quite significant, sometimes exceeding 1 degree (a lean angle so strong that it can quickly break an untwisted belt over hundreds of pulley flex cycles, instead of reaching the expected ~millions of cycles before failure).

Хотя преднамеренное введение угла наклона в топологию ремня со свободными промежутками, которые являются прямыми или имеют относительно низкое перекручивание, может сократить срок службы ремня в 100 или более раз, этот же угол наклона может продлить срок службы агрессивно перекрученной геометрии ремня на тот же показатель 100 или более. Для коэффициентов перекручивания 15:1 или ниже при тестировании срока службы для дополнительных углов наклона от 0,25 до 1,5 градусов можно продлить срок службы перекрученного ремня более чем на два порядка.While deliberately introducing a slant angle into a belt topology with free spacings that are straight or have relatively low kink can shorten belt life by a factor of 100 or more, that same slant angle can extend the life of an aggressively twisted belt geometry by the same factor of 100 or more. more. For twist ratios of 15:1 or lower, life testing for additional inclination angles of 0.25 to 1.5 degrees can extend the life of a twisted belt by more than two orders of magnitude.

Наиболее эффективный дополнительный угол наклона для перекрученного свободного промежутка ремня можно определить опытным путем, не прибегая к тестированию с высоким циклом. Если перекрученный участок проходит поверх шкива с фланцами с высокой скоростью (например, 7 Гц), боковая стенка, которая получает истирание от шкива, будет существенно нагреваться, и будет обнаруживаться с помощью тепловой камеры. Таким образом, можно получить эффективный дополнительный угол наклона, создавая установку, в которой угол наклона может быть различным, и изменяя его до тех пор, пока тепловая камера не перерегистрирует равномерное накопление тепла по ширине ремня. Можно также получить эффективный дополнительный угол наклона с чувствительной к давлению пленкой, помещая ее между шкивом и поверхностью ремня и считывая распределение цвета пленки после ее удаления. Естественно, этот процесс повторяется, увеличивая угол наклона, пока распределение натяжения не станет почти равномерным с минимальной разницей между краями ремня.The most effective additional slant angle for a twisted belt clearance can be determined empirically without resorting to high cycle testing. If the twisted section passes over a flanged pulley at high speed (eg 7 Hz), the sidewall that is being abraded by the pulley will heat up substantially and be detected by the thermal camera. Thus, it is possible to obtain an effective additional inclination angle by creating an installation in which the inclination angle can be varied and varying it until the thermal camera re-registers a uniform heat accumulation across the width of the belt. It is also possible to obtain an effective additional angle with a pressure-sensitive film by placing it between the pulley and the belt surface and reading the color distribution of the film after it is removed. Naturally, this process is repeated, increasing the angle of inclination, until the tension distribution becomes almost uniform with a minimum difference between the edges of the belt.

Варианты реализации настоящего изобретения предполагают, что как углы наклона, так и сильно перекрученная геометрия демонстрируют одинаковое влияние на распределение натяжения ремня и трибологию износа ремня, и что при соответствующем наложении этих условий, варианты осуществления могут использовать угловой привод с агрессивной геометрией перекручивания и намеренно разработанные дополнительные углы наклона, которые значительно увеличивают срок службы ремня.Embodiments of the present invention assume that both pitch angles and highly twisted geometries exhibit similar effects on belt tension distribution and belt wear tribology, and that, under appropriate imposition of these conditions, embodiments can utilize an aggressive twist geometry angular drive and deliberately designed additional tilt angles that significantly increase belt life.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Специалисту в данной области будет понятно, что чертеж в основном предназначен для иллюстративных целей и не предназначен для ограничения объема предмета изобретения, описанного в данном документе. Чертежи не обязательно выполнены в масштабе; в некоторых случаях различные аспекты предмета изобретения, раскрытого в данном документе, могут быть показаны преувеличенными или увеличенными на чертежах, чтобы облегчить понимание различных признаков. На чертежах, одинаковые ссылочные позиции обычно указывают на одинаковые, функционально аналогичные и/или структурно аналогичные элементы.One skilled in the art will appreciate that the drawing is primarily for illustrative purposes and is not intended to limit the scope of the subject matter described herein. The drawings are not necessarily drawn to scale; in some cases, various aspects of the subject matter disclosed herein may be shown exaggerated or enlarged in the drawings to facilitate understanding of the various features. In the drawings, like reference numerals generally indicate the same, functionally similar and/or structurally similar elements.

Фиг. 1 иллюстрирует некоторые элементы типового плоского ременного привода (предшествующий уровень техники).Fig. 1 illustrates some elements of a typical flat belt drive (prior art).

Фиг. 2 изображает систему плоского ременного привода со шкивами с фланцами, параллельными осями и параллельным смещением шкивов, которое вызывает угол наклона в свободном промежутке.Fig. 2 depicts a flat belt drive system with flanged pulleys, parallel axes, and a parallel offset of the pulleys that causes an angle of inclination in the free space.

Фиг. 3 показывает вид сверху смещенного образца плоского ременного привода.Fig. 3 shows a plan view of an offset flat belt drive example.

Фиг. 4 представляет собой пример иллюстрации распределения натяжения, видимого на границе зацепления шкива промежутком со значительным углом наклона.Fig. 4 is an example of an illustration of the tension distribution seen at a pulley engagement boundary with a significant angle of inclination.

Фиг. 5 представляет вид сверху перекрученного свободного промежутка, который виден на фиг. 1.Fig. 5 is a plan view of the twisted free space as seen in FIG. one.

Фиг. 6 представляет собой пример иллюстрации распределения натяжения, видимого на границе зацепления шкива перекрученным свободным промежутком, который является правильно выровненным.Fig. 6 is an example of an illustration of the tension distribution seen at the pulley engagement interface with a twisted free space that is properly aligned.

Фиг. 7 изображает вид сверху образца с перекрученным свободным промежутком, который содержит дополнительный конструктивный элемент угла наклона.Fig. 7 is a plan view of a twisted free space specimen that contains an additional tilt angle feature.

Фиг. 8 изображает тот же самый вид сверху образца с перекрученным свободным промежутком без вторичного поддерживающего шкива, чтобы более четко изобразить геометрический центр сечения ремня.Fig. 8 shows the same top view of the sample with a twisted free space without a secondary support pulley to more clearly depict the geometric center of the belt section.

Фиг. 9 представляет собой пример иллюстрации распределения натяжения образца с перекрученным свободным промежутком и дополнительным конструктивным элементом угла наклона.Fig. 9 is an example of an illustration of the tension distribution of a specimen with a twisted free space and an additional tilt angle feature.

Фиг. 10 иллюстрирует машину с перекрученным свободным промежутком, поддерживаемым шкивом.Fig. 10 illustrates a machine with a twisted free space supported by a pulley.

Фиг. 11 показывает перекрученный свободный промежуток по Фиг. 10 без поддерживающей структуры.Fig. 11 shows the twisted free space of FIG. 10 without supporting structure.

Фиг. 12 изображает вид сбоку варианта реализации, показанного на фиг. 11.Fig. 12 is a side view of the embodiment shown in FIG. eleven.

Фиг. 13 показывает вид сбоку машины, иллюстрированной на фиг. 10.Fig. 13 shows a side view of the machine illustrated in FIG. ten.

Фиг. 14 иллюстрирует другую машину, которая использует дополнительный угол наклона на перекрученном промежутке.Fig. 14 illustrates another machine that uses an additional angle of inclination at the twisted gap.

Фиг. 15 иллюстрирует свободный промежуток по фиг. 14 с остальной частью ремня вместе с его поддерживающими шкивами.Fig. 15 illustrates the free space of FIG. 14 with the rest of the belt along with its supporting pulleys.

Фиг. 16 показывает направления, на которые шкивы на фиг. 14 были смещены от их геометрически истинных касательных положений.Fig. 16 shows the directions in which the pulleys in FIG. 14 have been offset from their geometrically true tangent positions.

Фиг. 17 показывает модель перекрученного ремня, используемого для анализа коэффициента перекручивания.Fig. 17 shows a twisted belt model used for twist ratio analysis.

Фигуры 18А и 18В показывают моделирование ортогональной (не осевой) составляющей натяжения ремня.Figures 18A and 18B show modeling of the orthogonal (not axial) component of the belt tension.

Фигуры 19А и 19В иллюстрируют анализ переходного контакта на шкиве.Figures 19A and 19B illustrate the analysis of the transitional contact on the pulley.

Фигуры 20A и 20В показывают перепад чистой длины, который может быть использован для нахождения подходящего угла наклона.Figures 20A and 20B show a net length difference that can be used to find a suitable angle of inclination.

Фиг. 21 показывает, как тригонометрия и ряд Маклорена позволяют относительному слабому значению ΔL быть связанным с размером переходной зоны.Fig. 21 shows how trigonometry and the Maclaurin series allow a relatively small value of ΔL to be related to the size of the transition zone.

Фиг. 22 иллюстрирует график теоретического компенсационного угла наклона, построенный как функция от коэффициента перекручивания и коэффициента ширины.Fig. 22 illustrates a graph of the theoretical tilt compensation plotted as a function of the twist factor and the width factor.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Ниже приведены более подробные описания различных концепций, относящихся к примерам осуществления способа нормализации распределения натяжения ремня в системах углового ременного привода.The following are more detailed descriptions of various concepts relating to exemplary embodiments of the method for normalizing belt tension distribution in angular belt drive systems.

Фиг. 1 изображает предшествующий уровень техники конструкции углового привода с плоскими ремнями. Узел 101 привода с плоским ремнем состоит из множества шкивов 103, которые могут включать фланцы для направления ремня. Плоский ремень 102 намотан вокруг множества шкивов 103. Единственный перекрученный свободный промежуток 102А существует между двумя шкивами. Согласно обычной инженерной практике, осевая линия ремня будет проходить по касательной к каждой из поверхностей шкива и ортогонально к оси вращения каждого шкива. Перекрученный свободный промежуток 102А, как правило, предписан иметь относительно низкое перекручивание с отношением перекручивания (L/W), превышающим 20:1. Как показано в этом образце, перекрученный свободный промежуток 102А имеет коэффициент перекручивания около 8:1. При правильном выравнивании шкива, эта топология ремня будет быстро ухудшаться из-за истирания боковой стенки и несбалансированного распределения натяжения внутри прядей на границах шкива.Fig. 1 depicts prior art flat belt angle drive designs. The flat belt drive assembly 101 is comprised of a plurality of pulleys 103 which may include flanges for guiding the belt. A flat belt 102 is wound around a plurality of pulleys 103. A single twisted free space 102A exists between the two pulleys. According to common engineering practice, the centerline of the belt will be tangent to each of the pulley surfaces and orthogonal to the axis of rotation of each pulley. The kink free gap 102A is typically specified to have relatively low kink, with a kink ratio (L/W) greater than 20:1. As shown in this example, the twisted free space 102A has a twist ratio of about 8:1. With proper pulley alignment, this belt topology will rapidly deteriorate due to sidewall abrasion and unbalanced tension distribution within the strands at the pulley boundaries.

Фиг. 2 изображает конструкцию плоского ременного привода без перекручиваний и с двумя параллельными смещенными шкивами, 203А и 203В. Угол наклона (более очевидный на фиг. 3) вызовет быструю деградацию оболочки ремня и последующее разрушение армирующих прядей.Fig. 2 shows a flat belt drive design with no twists and two parallel offset pulleys, 203A and 203B. The angle of inclination (more evident in Fig. 3) will cause rapid degradation of the belt sheath and subsequent failure of the reinforcing strands.

Фиг. 3 показывает вид сверху образца, иллюстрированного на фиг. 2 с обозначенными шкивами 203А и 203В. Свободный промежуток 202 имеет геометрический изгиб на обоих концах на границах зацепления шкива. Линия контакта представляет собой линию, на которой свободный промежуток ремня входит в контакт со шкивом и обозначена на левостороннем шкиве своими концами 301А и 301В. Касательная осевая линия 303А шкива 203А является касательной к поверхности шкива и является перпендикулярной оси 304 вращения шкива. Геометрическая осевая линия свободного промежутка 202 будет проходить через касательную осевую линию 303А в хорошо выровненном ременном приводе. Однако в этом образце, геометрическая осевая линия 303В образует небольшой угол 304 с касательной осевой линией 303А. Это угловое смещение свободного промежутка 202 со шкивом 203А называется углом наклона. Непредвиденные отклонения угла наклона, которые пропускает проектировщик, могут быть причиной преждевременного выхода из строя ремня.Fig. 3 shows a plan view of the sample illustrated in FIG. 2 with pulleys 203A and 203B labeled. The free space 202 has a geometric bend at both ends at the pulley engagement boundaries. The contact line is the line where the free span of the belt comes into contact with the pulley and is indicated on the left hand pulley by its ends 301A and 301B. The tangent center line 303A of the pulley 203A is tangent to the surface of the pulley and is perpendicular to the rotation axis 304 of the pulley. The geometric centerline of the free space 202 will pass through the tangential centerline 303A in a well aligned belt drive. However, in this example, geometric centerline 303B forms a slight angle 304 with tangent centerline 303A. This angular displacement of the free space 202 with the pulley 203A is referred to as the angle of inclination. Unforeseen deviations in the angle of inclination, which the designer overlooks, can cause premature belt failure.

Фиг. 4 представляет пример графика распределения натяжения армирующих прядей внутри ремня на линии контакта образца на фиг. 3. Края А и В соответствуют отмеченным концам 301А и 301В линии контакта. Угол наклона, показанный на фиг. 3 приводит к асимметричному распределению натяжения со смещением к концу 301В, противоположному направлению смещения угла наклона. Величина 402 асимметрии представляет разницу в натяжении прядей между двумя прядями, которые находятся ближе всего к их соответствующим краям ремня. Неравномерное распределение натяжения вызывает преждевременный выход из строя ремня посредством трех механизмов. Край с высоким натяжением будет преждевременно выходить из строя из-за растягивающих и сгибающих натяжений, проявляющихся в армирующих прядях. Материал оболочки (часто полиуретан) между прядями и поверхностью шкива будет быстро разрушаться из-за высокого уровня сжатия, который он получает от прядей с высоким натяжением. Наконец, истирание боковой стенки шкивом с фланцами в месте 302 будет приводить к ухудшению боковой стенки материала оболочки.Fig. 4 is an example plot of the tension distribution of the reinforcing strands inside the belt at the contact line of the sample in FIG. 3. Edges A and B correspond to marked ends 301A and 301B of the contact line. The angle of inclination shown in Fig. 3 results in an asymmetric tension distribution with an offset towards end 301B, opposite to the direction of tilt angle offset. The asymmetry value 402 represents the difference in strand tension between the two strands that are closest to their respective edges of the belt. Uneven tension distribution causes premature belt failure through three mechanisms. A high tension edge will fail prematurely due to the tensile and bending stresses exhibited in the reinforcing strands. The sheath material (often polyurethane) between the strands and the pulley surface will break down quickly due to the high level of compression it receives from the high tension strands. Finally, abrasion of the sidewall by the flanged pulley at 302 will degrade the sidewall of the sheath material.

Фиг. 5 изображает хорошо выровненный угловой привод со свободным промежутком 501. Геометрическая осевая линия ремня 505 является перпендикулярной оси вращения 504 шкива 502. Для свободных промежутков с высоким коэффициентом перекручивания и относительно плавной геометрией перекручивания это выравнивание является правильным и используется часто. Для конструкций с небольшими коэффициентами перекручивания, которые имеют агрессивную геометрию перекручивания (например, этот образец), повреждение ремня будет происходить быстро с сокращением срока службы на 90%-99% по сравнению со свободным промежутком с высоким коэффициентом перекручивания. Агрессивное перекручивание вызывает значительное угловое смещение в линии контакта 503 между свободным промежутком 501 и шкивом 502, делая его не параллельным оси вращения 504 шкива. Край 501А ремня контактирует со шкивом прежде противоположного края 501В ремня, с дополнительной опорой, которую край 501А получает от шкива, вызывая более высокое натяжение на этой стороне ремня. Кроме того, сама геометрия перекручивания заставляет внешние пряди ремня следовать спиральным путям, которые длиннее внутренних прядей, которые находятся ближе к геометрической центральной линии плоского ремня. Внешние пряди, таким образом, находятся под более высоким натяжением, чем внутренние пряди. Эти два условия накладывают друг на друга для образования высоко неравномерного распределения натяжения внутри ремня на границе зацепления со шкивом. Подобно состоянию угла наклона, состояние сильного перекручивания приводит к повышенному натяжению армирующих прядей, сильному сжатию материала оболочки под сильно натянутыми прядями, и истиранию боковых стенок между боковой стенкой ремня и фланцем шкива в месте 502А, и все это вызывает быстрый выход из строя ремня.Fig. 5 shows a well aligned bevel drive with free space 501. The geometric centerline of the belt 505 is perpendicular to the axis of rotation 504 of the pulley 502. For free spaces with a high twist ratio and a relatively smooth twist geometry, this alignment is correct and is used frequently. For low twist ratio designs that have aggressive twist geometry (such as this example), belt failure will occur quickly with a 90%-99% reduction in life compared to a free span with a high twist ratio. Aggressive twisting causes a significant angular displacement in the line of contact 503 between the free space 501 and the pulley 502, making it not parallel to the axis of rotation 504 of the pulley. The belt edge 501A contacts the pulley before the opposite belt edge 501B, with the additional support that the belt edge 501A receives from the pulley, causing a higher tension on that side of the belt. In addition, the twist geometry itself causes the outer strands of the belt to follow helical paths that are longer than the inner strands that are closer to the geometric centerline of the flat belt. The outer strands are thus under higher tension than the inner strands. These two conditions are superimposed to form a highly uneven distribution of tension within the belt at the interface with the pulley. Similar to the angle condition, the high kink condition results in increased tension on the reinforcing strands, high compression of the sheath material under the highly tensioned strands, and sidewall abrasion between the belt sidewall and the pulley flange at 502A, all of which cause rapid belt failure.

Фиг. 6 показывает пример осуществления формы натяжения армирующих прядей внутри ремня вблизи линии 503 контакта. Нижний край 501А ремня находится существенно под более высоким натяжением, чем его противоположный край 501В. Дополнительно, внешние пряди, таким образом, находятся под большим натяжением, чем внутренние пряди. Эти два условия совместно создают изображенное распределение 601 натяжения. Величина 602 асимметрии является отрицательной со смещением к краю А.Fig. 6 shows an exemplary embodiment of the shape of the tension of the reinforcing strands inside the belt near the contact line 503. The lower edge 501A of the belt is under substantially higher tension than its opposite edge 501B. Additionally, the outer strands are thus under greater tension than the inner strands. These two conditions together create the depicted tension distribution 601. The asymmetry value 602 is negative with an offset towards the A edge.

Фиг. 7 изображает угловой привод с дополнительным углом наклона. Этот образец аналогичен образцу, показанному на фиг. 5, со смещением вниз положения вторичного шкива 703. Это вызывает изменение геометрии осевой линии свободного промежутка 701 из его хорошо выровненного состояния 704А в не выровненное состояние 704В, создавая угол 705 наклона на границе 701С зацепления. Таким образом, геометрия осевой линии 704В свободного промежутка 701 больше не является перпендикулярной оси 706 вращения шкива. Угол 705 наклона тщательно выбирается с учетом условий эксплуатации ременного привода и, в случае такого образца, как этот, с агрессивным перекручиванием, вызывает уменьшение в асимметрии распределения натяжения в ремне на границе 701С зацепления. Армирующие пряди вблизи краев 701А и 701В ремня находятся в более похожих состояниях натяжения из-за преднамеренно введенного угла 705 наклона.Fig. 7 shows an angle drive with an additional angle of inclination. This pattern is similar to the pattern shown in Fig. 5, with the position of the secondary pulley 703 shifting downward. This causes the centerline geometry of the free space 701 to change from its well-aligned state 704A to its misaligned state 704B, creating a tilt angle 705 at the engagement boundary 701C. Thus, the geometry of the centerline 704B of the free space 701 is no longer perpendicular to the axis of rotation 706 of the pulley. The angle of inclination 705 is carefully chosen to suit the operating conditions of the belt drive and, in the case of a pattern such as this one with aggressive twisting, causes a decrease in the asymmetry in the distribution of tension in the belt at the engagement boundary 701C. The reinforcing strands near the belt edges 701A and 701B are in more similar tension states due to the deliberately introduced slant angle 705.

Фиг. 8 изображает тот же образец с удаленным вторичным шкивом 703, чтобы лучше проиллюстрировать несоосность углов наклона. Граница 801 зацепления с вторичным шкивом 703 была смещена конструктором из его хорошо выровненного состояния и заставляет свободный промежуток 701 иметь угол 705 наклона на границе 701С зацепления.Fig. 8 shows the same example with the secondary pulley 703 removed to better illustrate the angle misalignment. The engagement boundary 801 with the secondary pulley 703 has been displaced by the designer from its well-aligned state and causes the free gap 701 to have a slope angle 705 at the engagement boundary 701C.

Фиг. 9 изображает пример осуществления формы распределения натяжения в пределах армирующих прядей ремня на границе 701С зацепления. Края А и В соответствуют краям 701А и 701В ремня. Распределение 901 натяжения является, по существу, плоским, с низким стандартным отклонением и идентичным состоянием натяжения во внешних прядях, которые находятся вблизи краев 701А и 701В ремня. Распределение натяжения является результатом наложения двух независимых условий границы зацепления. Распределение 401 натяжения угла наклона (показанное здесь для сравнительных целей) имеет разность натяжения внешней пряди величиной 402 и имеет положительный знак. Распределение 601 натяжения перекрученного образца имеет разность натяжения внешней пряди величиной 602 и имеет отрицательный знак. Когда два условия накладываются друг на друга, они образуют распределение 901 натяжения, среднее значение которого является, по существу, аналогичным среднему значению для 401 и 601, но асимметрия которого была уменьшена по величине. Эта нормализация распределения натяжения на границе 701С зацепления приводит к значительному увеличению срока службы.Fig. 9 shows an exemplary embodiment of the form of tension distribution within the reinforcing strands of the belt at the engagement boundary 701C. Edges A and B correspond to belt edges 701A and 701B. The tension distribution 901 is substantially flat with a low standard deviation and an identical tension state in the outer strands that are near belt edges 701A and 701B. The tension distribution is the result of the imposition of two independent engagement boundary conditions. The pitch angle tension distribution 401 (shown here for comparative purposes) has an outer strand tension difference of 402 and has a positive sign. The twisted sample tension distribution 601 has an outer strand tension difference of 602 and has a negative sign. When the two conditions are superimposed, they form a tension distribution 901 whose mean value is substantially the same as the mean value for 401 and 601, but whose asymmetry has been reduced in magnitude. This normalization of the tension distribution at the engagement boundary 701C results in a significant increase in service life.

Фигуры 10-16 изображают конструктивные варианты использования дополнительных углов наклона для угловых приводов.Figures 10-16 depict constructive options for the use of additional tilt angles for angle drives.

Фиг. 10 иллюстрирует машину с перекрученным свободным промежутком 1001, поддерживаемым шкивом 1003. Центральная линия ремня отклоняется от геометрической касательной 1002 шкива 1003, как показано. Поддерживающие структуры 1004 позиционируют шкив 1003 относительно остальной части машины.Fig. 10 illustrates a machine with a twisted free space 1001 supported by a pulley 1003. The center line of the belt deviates from the geometric tangent 1002 of the pulley 1003 as shown. The support structures 1004 position the pulley 1003 relative to the rest of the machine.

Фиг. 11 показывает перекрученный свободный промежуток по Фиг. 10 со скрытой структурой 1004. Поддерживающий шкив 1003 смещен в направлении 1101 для создания угла наклона, который правильно компенсирует неравномерное натяжение на границе зацепления.Fig. 11 shows the twisted free space of FIG. 10 with hidden structure 1004. The support pulley 1003 is offset in direction 1101 to create a tilt angle that properly compensates for uneven tension at the engagement boundary.

Фиг. 12 изображает вид сбоку варианта реализации, показанного на фиг. 11. Шкив 1003 смещен на вектор 1101 направления, который показан указывающим на страницу.Fig. 12 is a side view of the embodiment shown in FIG. 11. Pulley 1003 is offset by direction vector 1101, which is shown pointing to the page.

Фиг. 13 показывает вид сбоку машины, иллюстрированной на фиг. 10 с поддерживающей структурой 1004.Fig. 13 shows a side view of the machine illustrated in FIG. 10 with support structure 1004.

Фиг. 14 иллюстрирует другую машину, которая использует дополнительный угол наклона на перекрученном промежутке. Перекрученный свободный промежуток 1401 поддерживается на обоих концах посредством поддерживающих шкивов 1402 и 1403, среди других шкивов и поддерживающих структур 1404, которые поддерживают относительные положения всех вращающихся компонентов.Fig. 14 illustrates another machine that uses an additional angle of inclination at the twisted gap. The twisted free span 1401 is maintained at both ends by support pulleys 1402 and 1403, among other pulleys, and support structures 1404 that maintain the relative positions of all rotating components.

Фиг. 15 иллюстрирует свободный промежуток 1401 по фиг. 14 с остальной частью ремня с его поддерживающими шкивами. Остальные структуры 1404 являются скрытыми на этой фигуре, для ясности.Fig. 15 illustrates the free space 1401 of FIG. 14 with the rest of the belt with its supporting pulleys. The remaining structures 1404 are hidden in this figure, for clarity.

Фиг. 16 показывает направления, на которые шкивы были смещены от их геометрически истинных касательных положений. Шкив 1402 был слегка смещен на вектор 1602 направления, чтобы нормализовать натяжение на его границе зацепления. Шкив 1403 был слегка смещен на вектор 1601 направления, чтобы нормализовать распределение натяжения на его поверхности зацепления.Fig. 16 shows the directions in which the pulleys have been displaced from their geometrically true tangent positions. The pulley 1402 has been slightly offset by the direction vector 1602 to normalize the tension at its engagement boundary. The pulley 1403 has been slightly offset by the direction vector 1601 to normalize the distribution of tension on its engagement surface.

Следует отметить, что способы, воплощенные в данном документе, являются целью конструктивной концепции: Разработчик осведомлен, что нейтральное рабочее положение агрессивно перекрученного армированного ремня с узкой шириной будет существенно отличаться от не перекрученного точно вращающегося ремня, что заставляет его или ее размещать направляющие геометрии, такие как поверхности шкива, фланцы или выпуклости в положениях, которые преднамеренно вызывают дополнительные углы наклона для продления срока службы ремней. Фланцы могут быть ненужными в некоторых конкретных обстоятельствах, в которых раскрытые способы проектирования все еще используются.It should be noted that the methods embodied in this document are a design concept goal: The designer is aware that the neutral operating position of an aggressively twisted narrow width reinforced belt will differ significantly from a non-twisted finely rotating belt, which forces him or her to place guide geometries such as like pulley surfaces, flanges, or bulges in positions that deliberately cause extra angles to prolong belt life. Flanges may be unnecessary in some specific circumstances in which the disclosed design methods are still in use.

Фиг. 17 показывает модель перекрученного ремня, используемого для анализа коэффициента перекручивания. Преднамеренное введение угла наклона в границу зацепления с перекрученными промежутками может увеличить срок службы систем с сильно перекрученными ремнями на порядки. Угловые приводы демонстрируют неравномерное распределение натяжения ремня, которое является особенно сильным на границе зацепления шкива. Следующий анализ обеспечивает теоретическую основу и решение в закрытой форме для определения компенсации угла наклона. В следующем анализе будут использованы следующие обозначения:Fig. 17 shows a twisted belt model used for twist ratio analysis. Deliberately introducing the angle of inclination into the meshing interface with twisted gaps can increase the service life of highly twisted belt systems by orders of magnitude. Angle drives exhibit an uneven distribution of belt tension that is particularly severe at the pulley engagement interface. The following analysis provides a theoretical framework and a closed form solution for determining slope compensation. The following notation will be used in the following analysis:

Полное натяжение ремня - ТFull belt tension - T

Диаметр шкива - D_шкива Pulley Diameter - _Pulley D

Радиус шкива - R_шкива Pulley radius - R _pulley

Расстояние осевой линии между самыми внешними проволочными тросами - ω_os Centerline distance between outermost wire ropes - ω _os

Коэффициент перекручивания - (Т.R.)Twist ratio - (T.R.)

Длина переходной зоны - XTransition zone length - X

Половина ширины ремня - RHalf width belt - R

Полная ширина ремня - WFull Belt Width - W

Угол спирали - ψHelix angle - ψ

Коэффициент перекручивания - θTwisting factor - θ

Следующие предположения сделаны в отношении организации следующего анализа:The following assumptions are made regarding the organization of the following analysis:

- Проволочные тросы внутри ремня следуют параллельным спиральным путям радиуса, соразмерного с их смещением от центра ремня;- The wire ropes within the belt follow parallel helical paths of a radius commensurate with their offset from the center of the belt;

- Ремни являются бесконечно гибкими и бесконечно тонкими, без гибкой радиальной оболочки;- The belts are infinitely flexible and infinitely thin, with no flexible radial sheath;

- Аппроксимация малых углов выполняется для некоторых углов <0,1 радиана;- Approximation of small angles is performed for some angles <0.1 radian;

- Линия контакта на границе зацепления между ремнем и шкивом наклонена от края к краю и имеет прямую форму;- The line of contact at the interface between the belt and the pulley is inclined from edge to edge and has a straight shape;

- Распределение давления внутри переходной зоны отвечает за подачу внутреннего момента перекручивания в пределах свободного промежутка ремня;- The distribution of pressure within the transition zone is responsible for supplying the internal twisting moment within the free gap of the belt;

- Переходная зона лежит симметрично относительно радиуса, перпендикулярного к вектору полного натяжения ремня;- The transition zone lies symmetrically about a radius perpendicular to the full belt tension vector;

- Индуцированный угол наклона обеспечивает дифференциал по длине через стандартные уравнения изгиба, где деформация является пропорциональной расстоянию от нейтральной оси.- The induced tilt provides a length differential through the standard bending equations, where the deformation is proportional to the distance from the neutral axis.

ВыводConclusion

Общая стратегия получения компенсационного угла наклона может быть описана следующим образом. Первый шаг состоит в нахождении длины переходной зоны. Это выполняется посредством способов интегрирования нагрузки и статики нагрузки. Вначале получается внутренний момент перекручивания ремня, а затем момент перекручивания, который накладывается на ремень в переходной зоне неизвестной длиной X переходной зоны. Поскольку перекрученный свободный промежуток получает свой внутренний момент исключительно из переходной зоны, мы можем установить равенство между этими двумя моментами перекручивания, чтобы получить длину зоны X.The general strategy for obtaining a compensatory tilt angle can be described as follows. The first step is to find the length of the transition zone. This is done through methods of integrating load and load statics. First, the internal twist moment of the belt is obtained, and then the twist moment, which is superimposed on the belt in the transition zone with an unknown length X of the transition zone. Since the twisted free gap derives its intrinsic moment solely from the transition zone, we can set the two twist moments equal to give the zone length X.

Периферическая длина X, вдоль которой ремень взаимодействует со шкивом, может быть использована для оценки относительного геометрического провисания, создаваемого посредством некоторой относительно простой тригонометрии. В переходной области, нижний край ремня поддерживает контакт со шкивом, в то время как верхний край ремня перемещается через свободное пространство, вызывая асимметрию длины, что приводит к асимметрии натяжения.The peripheral length X along which the belt engages the pulley can be used to estimate the relative geometric sag created by some relatively simple trigonometry. In the transition region, the bottom edge of the belt maintains contact with the pulley, while the top edge of the belt moves through the free space, causing a length asymmetry resulting in a tension asymmetry.

Рассчитанная разница в длине в переходной зоне затем противопоставляется чистой разнице в длине, создаваемой углом наклона, моделируемой как простой луч при изгибе, в котором натяжения пропорциональны расстоянию от центральной линии. Угол наклона неизвестной величины устанавливается для противопоставления чистой разнице длины, полученной в части 2, что обеспечивает выравнивание длины вдоль внешних краев ремня.The calculated difference in length in the transition zone is then contrasted with the net difference in length created by the angle of inclination, modeled as a simple bending beam in which the tensions are proportional to the distance from the center line. The angle of inclination of the unknown value is set to oppose the net length difference obtained in part 2, which ensures length alignment along the outer edges of the belt.

Часть 1 - Получение длины переходной зоны, X.Part 1 - Getting the length of the transition zone, X.

Модель спиральной геометрии используется для получения угла наклона армирующих проволочных тросов внутри ремня в зависимости от r, расстояния от центральной точки ремня. Угол спирали, затем связан с коэффициентом T.R. перекручивания.The helical geometry model is used to obtain the angle of reinforcing wire ropes within the belt as a function of r, the distance from the center point of the belt. The angle of the helix is then related to the T.R. twisting.

СпиральSpiral

для малого ψ:

for small ψ:

Анализ контекста коэффициента перекручиванияContext analysis of the kink factor

L=2R(T.R.)

L=2R(TR)

Для T.R.=2 0,

For TR=2 0,

Внутренний момент перекручивания ремня получается путем интегрирования не осевого компонента натяжения в армирующих проволочных тросах ремня. Установлено, что внутренний момент перекручивания зависит от ширины ремня (полная ширина=2R), общего натяжения Т и угла спирали ψ.The internal twist moment of the belt is obtained by integrating the non-axial tension component in the reinforcing wire ropes of the belt. It is found that the internal twisting moment depends on the width of the belt (full width=2R), the total tension T and the helix angle ψ.

Анализ внутреннего момента перекручивания внутри ремня с заданным T.R. Данный ремень с полным натяжением Т, шириной w и равномерным распределением величины T/W, ортогональная (не осевая) составляющая растяжения может быть смоделирована, как показано на фигурах 18А и 18В, где:Analysis of the internal twisting moment inside the belt with a given T.R. Given a belt with full tension T, width w and a uniform distribution of T/W, the orthogonal (not axial) stretch component can be modeled as shown in Figures 18A and 18B, where:

Следующая работа устанавливает двумерный поверхностный интеграл, который используется для нахождения вращательного момента, который шкив налагает на ремень в переходной зоне из-за асимметричного характера контакта.The following work establishes a two-dimensional surface integral that is used to find the torque that a pulley imposes on a belt in the transition zone due to the asymmetric nature of the contact.

Переходной контакт в шкиве, предполагающий прямую линию контакта LOC, может быть описан со ссылкой на фигуры 19А и 19В. Основываясь на фигурах 19А и 19В,A pulley transition contact assuming a straight LOC contact line can be described with reference to Figures 19A and 19B. Based on figures 19A and 19B,

dM=rPdxdrdM=rPdxdr

Оценка двумерного интеграла приводит к формульному базису вращательного момента, подаваемого в переходной зоне М_{границы}. Обнаружено, что вращательный момент, подаваемый в переходной зоне, является функцией длины переходной зоны X, X, среднего давления Р шкива и полуширины R ремня, гдеEvaluation of the two-dimensional integral leads to the formula basis of the torque applied in the transition zone M _{of the boundary} . It has been found that the torque applied in the transition zone is a function of the length of the transition zone X, X, the average pulley pressure P and the belt half-width R, where

Поскольку внутренний момент перекручивания ремня обеспечивается моментом на границе переходной зоны, мы можем установить равенство между ними. Это позволяет нам определить длину переходной зоны X как функцию диаметра шкива D_шкива и коэффициента T.R. перекручивания.Since the internal twisting moment of the belt is provided by the moment at the border of the transition zone, we can establish equality between them. This allows us to determine the length of the transition zone X as a function of the pulley diameter D of the _pulley and the twist factor TR.

Установка M_interface=M_int. даетSetting M _interface =M _int . gives

Для

For

Часть 2 - Оценка величины относительного провисания, создаваемого между краями ремня благодаря наличию переходной зоны.Part 2 - Evaluation of the amount of relative slack created between the edges of the belt due to the presence of the transition zone.

Двумерная геометрическая модель устанавливает некоторые длины, которые необходимо рассчитать, учитывая длину переходной зоны X и радиус шкива R_шкива.The 2D geometry model establishes some lengths that need to be calculated given the length of the transition zone X and the pulley radius R of the _pulley .

Учитывая X, длину переходной границы, находим разность чистой длины, которая затем может быть использована для нахождения подходящего угла наклона, как показано на фигурах 20A и 20В.Given X, the length of the transition, we find the net length difference, which can then be used to find a suitable slope angle, as shown in Figures 20A and 20B.

Использование тригонометрии и ряда Маклорена позволяет связать относительное провисание ΔL с размером переходной зоны, а также с диаметром шкива, как показано на фиг. 21.Using trigonometry and the Maclaurin series, the relative sag ΔL can be related to the size of the transition zone as well as the pulley diameter, as shown in FIG. 21.

Часть 3 - Нахождение компенсационного угла наклонаPart 3 - Finding the Compensation Tilt Angle

Угол наклона моделируется посредством стандартных уравнений изгиба балки, в которых внешний и внутренний края ремня каждый следует за дугой с одной и той же центральной точкой. Внешний край перемещается на большее расстояние, чем внутренний край, с коэффициентом θ_{наклона} * ω_os, где ω_os - расстояние между осевыми линиями крайних армирующих тросов. Установка этого значения равным чистому провисанию ΔL, созданному переходной зоной, приводит к условию чистой равной длины между двумя краями. Это позволяет нам найти требуемый угол наклона θ_{наклона}.The angle of inclination is modeled by standard beam bending equations, in which the outer and inner edges of the belt each follow an arc with the same center point. The outer edge moves a greater distance than the inner edge, with a _slope factor θ * ω _os , where ω _os is the distance between the center lines of the extreme reinforcing cables. Setting this value equal to the net sag ΔL created by the transition zone results in a net equal length condition between the two edges. This allows us to find the required _tilt angle θ.

Теоретический компенсационный угол наклона теперь может быть установлен:The theoretical compensation tilt angle can now be set:

Результаты и анализResults and analysis

Теоретический компенсационный угол наклона может быть графически нанесен как функция от коэффициента перекручивания и коэффициента ширины ω_os/D_шкива, как показано на фиг. 21. Коэффициент ширины представляет собой просто расстояние между двумя крайними тросами, деленное на диаметр барабана шкива, которое увеличивается с увеличением ширины ремня для данного размера барабана. Он приближает коэффициент ширины ремня W/D_шкива по мере увеличения ширины ремня, но при небольшой ширине, межосевое расстояние между крайними проволочными тросами ω_os может составлять 80% от самой ширины ремня. Коэффициент перекручивания является безразмерным и определяется количественно как длина, на которой происходит поворот ремня на 90 градусов, деленная на ширину ремня.The theoretical compensation tilt angle can be plotted as a function of the twist factor and the _pulley width factor ω _os /D as shown in FIG. 21. The width factor is simply the distance between the two outermost cables divided by the pulley drum diameter, which increases with belt width for a given drum size. It approaches the belt width ratio W/D of the _pulley as the belt width increases, but with a small width, the center distance between the outermost wire ropes ω _os can be 80% of the belt width itself. The twist ratio is dimensionless and is quantified as the length at which the belt rotates 90 degrees divided by the width of the belt.

Обсуждение и выводыDiscussion and Conclusions

Зависимости компенсационного угла наклона являются обратными кубическим фактором коэффициента T.R. перекручивания и обратными коэффициенту отношения ширины ω_os/D_шкива. И то, и другое хорошо видно на приведенном выше графике: Поскольку ширина ремня уменьшается для данного диаметра барабана, требуемый угол наклона увеличивается. Особенно влияет кубический фактор: Для агрессивно перекрученных ремней с коэффициентом перекручивания менее 10 и малым коэффициентом ширины, требуемый угол наклона приближается к величине порядка 1 градуса.Compensation angle curves are the inverse of the cubic factor of the twist factor TR and the inverse of the _pulley width ratio ω _os /D . Both are clearly visible in the graph above: As the belt width decreases for a given drum diameter, the required angle of inclination increases. The cubic factor is particularly influential: For aggressively twisted belts with a twist factor of less than 10 and a small width factor, the required angle of inclination approaches a value of the order of 1 degree.

Эмпирические данные предполагают, что теоретические значения, полученные здесь, ниже в 2-3 раза. Это может быть связано с различными факторами, включая соответствие материала, жесткость на изгиб ремня или неточное геометрическое моделирование переходной зоны и свободных промежутков. Несмотря на ошибку величины, стоит проверить, справедливы ли фундаментальные зависимости обратной кубической зависимости от отношения перекручивания и обратной линейной зависимости от отношения ширины во всем существенном диапазоне геометрий и материалов.Empirical data suggest that the theoretical values obtained here are 2-3 times lower. This may be due to a variety of factors, including material compliance, belt flexural stiffness, or inaccurate geometric modeling of the transition zone and clearances. Despite the magnitude error, it is worth checking whether the fundamental inverse cubic dependence on twist ratio and inverse linear dependence on width ratio are valid across a significant range of geometries and materials.

Проектировщик ременной передачи мощности начинает свою систему автоматизированного проектирования с геометрического определения идеальной траектории ремня. Они делают это с пониманием того, что, где бы ни возникали перекрученные промежутки, должен быть необходим конкретный угол наклона, который может быть получен эмпирически или теоретически, и они соответственно размещают углы наклона в геометрии идеального ремня. Затем проектировщик добавляет шкивы, окончания и т.д. в положениях или диаметральных размерах, которые будут отличаться от ожидаемых при правильном выравнивании (например, на 2 мм больше и на 1 мм шире). Проектировщик добавляет необходимые поддерживающие структуры для шкивов. Проектировщик рассматривает допуск и выравнивание для системы и корректирует выравнивание, чтобы оно было смещено относительно центра, как раскрыто в данном документе.The power belt designer starts his computer-aided design system by geometrically defining the ideal belt path. They do this with the understanding that wherever twisted gaps occur, a specific angle of inclination must be needed, which can be empirically or theoretically obtained, and they place the angles of inclination accordingly in the geometry of the ideal belt. The designer then adds pulleys, endings, and so on. in positions or diametral dimensions that would differ from those expected when properly aligned (e.g. 2 mm larger and 1 mm wider). The designer adds the necessary support structures for the pulleys. The designer considers the tolerance and alignment for the system and adjusts the alignment to be off-center as disclosed in this document.

Используемые здесь термины «приблизительно», «примерно», «по существу» и аналогичные термины предназначены для того, чтобы иметь широкое значение в гармонии с общим и общепринятым использованием специалистами в данной области техники, к которой относится данный предмет раскрытия. Специалистам в данной области техники, которые рассматривают это изобретение, должно быть понятно, что эти термины предназначены для того, чтобы позволить описание определенных описанных признаков, не ограничивая объем этих признаков предоставленными точными числовыми диапазонами. Соответственно, эти термины следует интерпретировать как указывающие на то, что несущественные или незначительные модификации или изменения описанного предмета и считаются находящимися в рамках объема раскрытия.As used herein, the terms "approximately", "about", "substantially" and similar terms are intended to have a broad meaning in harmony with common and customary usage by those skilled in the art to which this subject matter pertains. Those skilled in the art contemplating this invention will appreciate that these terms are intended to allow description of certain features described, without limiting the scope of those features to the precise numerical ranges provided. Accordingly, these terms should be interpreted as indicating that minor or minor modifications or changes to the described subject matter are considered to be within the scope of the disclosure.

Следует отметить, что термин «пример осуществления», используемый в данном документе для описания различных вариантов осуществления, предназначен для указания того, что такие варианты осуществления являются возможными примерами, представлениями и/или иллюстрациями возможных вариантов осуществления (и такой термин не предназначен для обозначения того, что такие варианты осуществления являются обязательно неординарными или превосходными примерами).It should be noted that the term "exemplary embodiment" used herein to describe various embodiments is intended to indicate that such embodiments are possible examples, representations, and/or illustrations of possible embodiments (and such a term is not intended to indicate that that such embodiments are necessarily extraordinary or excellent examples).

Для цели настоящего раскрытия, термин «связанный» означает соединение двух элементов прямо или косвенно друг с другом. Такое соединение может быть неподвижным или подвижным по природе. Такое соединение может быть достигнуто двумя элементами или двух элементов, и любые дополнительные промежуточные элементы в целом образованы как единое цельное тело друг с другом или с двумя элементами или двумя элементами и любыми дополнительными промежуточными элементами, прикрепленными друг к другу. Такое соединение может быть постоянным по природе или может быть съемным или высвобождаемым по природе.For the purpose of this disclosure, the term "associated" means the connection of two elements directly or indirectly with each other. Such a connection may be fixed or movable in nature. Such a connection may be achieved by two elements or two elements, and any additional intermediate elements as a whole are formed as a single solid body with each other or with two elements or two elements and any additional intermediate elements attached to each other. Such a connection may be permanent in nature, or may be removable or releasable in nature.

Следует отметить, что ориентация различных элементов может отличаться в соответствии с другими примерами осуществления, и что такие варианты предназначены для охвата настоящим изобретением. Понятно, что признаки раскрытых вариантов осуществления могут быть включены в другие раскрытые варианты осуществления.It should be noted that the orientation of the various elements may differ in accordance with other embodiments, and that such variations are intended to be covered by the present invention. It is understood that features of the disclosed embodiments may be included in other disclosed embodiments.

Важно отметить, что конструкции и устройства пружинных систем или их компонентов, как показано в различных примерах осуществления, являются только иллюстративными. Хотя только несколько вариантов осуществления были подробно описаны в этом раскрытии, специалисты в данной области техники, которые рассматривают это изобретение, легко поймут, что возможны многие модификации (например, изменения в габаритах, размерах, структурах, формах и пропорциях различных элементов, значениях параметров, схемах расположения, использования материалов, цветов, ориентации и т.д.) без существенного отклонения от новых учений и преимуществ раскрытого предмета. Например, элементы, показанные как образованные как одно целое, могут быть составлены из нескольких частей или элементов, положение элементов может быть обращено или изменено иным образом, и природа или количество дискретных элементов или положений могут быть изменены или отличаться. Порядок или последовательность любых этапов процесса или способа могут изменяться или повторно чередоваться согласно альтернативным вариантам осуществления. Другие замены, модификации, изменения и пропуски также могут быть сделаны в конструкции, рабочих условиях и компоновке различных примеров осуществления без отклонения от объема настоящего раскрытия.It is important to note that the designs and arrangements of spring systems or components thereof, as shown in the various embodiments, are illustrative only. Although only a few embodiments have been described in detail in this disclosure, those skilled in the art contemplating this invention will readily appreciate that many modifications are possible (e.g., changes in dimensions, dimensions, structures, shapes and proportions of various elements, parameter values, layouts, use of materials, colors, orientation, etc.) without materially departing from the new teachings and benefits of the disclosed subject matter. For example, elements shown as being formed as a whole may be composed of multiple parts or elements, the position of elements may be reversed or otherwise changed, and the nature or number of discrete elements or positions may be changed or different. The order or sequence of any steps of the process or method may be changed or re-interleaved according to alternative embodiments. Other substitutions, modifications, alterations, and omissions may also be made to the design, operating conditions, and layout of the various embodiments without departing from the scope of this disclosure.

Вся литература и аналогичные материалы, цитируемые в этой заявке, включая, но, не ограничиваясь этим, патенты, патентные заявки, статьи, книги, трактаты и веб-страницы, независимо от формата такой литературы и аналогичных материалов, прямо включены путем ссылки в их полноте. В случае, если одна или более из включенной литературы и аналогичных материалов отличаются от или противоречат этой заявке, включая, но не ограничиваясь определенными терминами, условием использования, описаниями способов или тому подобным, эта заявка контролируется.All literature and similar materials cited in this application, including but not limited to patents, patent applications, articles, books, treatises and web pages, regardless of the format of such literature and similar materials, are expressly incorporated by reference in their entirety. . In the event that one or more of the included literature and similar materials differ from or contradict this application, including but not limited to certain terms, terms of use, descriptions of methods, or the like, this application controls.

Хотя в материалах настоящей заявки было раскрыто и проиллюстрировано множество обладающих признаками изобретения различных вариантов осуществления, специалистам в данной области техники будет абсолютно очевидно широкое разнообразие других средств и/или конструкций для выполнения функций и/или для получения результатов и/или одного или более преимуществ, описанных в материалах настоящей заявки, при этом каждое из таких изменений и/или модификаций полагается как находящееся в пределах объема обладающих признаками изобретения вариантов осуществления, описанных в материалах настоящей заявки. В более общем смысле специалисты в данной области техники без труда осознают, что все параметры, размеры, материалы и конфигурации, описанные в материалах настоящей заявки, подразумеваются в качестве примерных, и что фактические параметры, размеры, материалы и/или конфигурации будут зависеть от специфичного применения, для которого эти обладающие признаками изобретения идеи используются. Специалисты в данной области техники осознают или будут в состоянии определить, используя накопленный опыт, множество эквивалентов для отдельных обладающих признаками изобретения вариантов осуществления, описанных в материалах настоящей заявки. Следовательно, будет понятно, что упомянутые выше варианты осуществления представлены лишь в качестве примера, и что на практике могут быть применены отличные от описанных и заявленных варианты осуществления, обладающие признаками изобретения, находящиеся в пределах объема прилагаемой формулы изобретения и ее эквивалентов. Обладающие признаками изобретения варианты осуществления настоящего изобретения направлены к каждому индивидуальному признаку, системе, изделию, материалу, комплекту и/или способу, описанному в материалах настоящей заявки. Также любое сочетание двух или более таких признаков, систем, изделий, материалов, комплектов и/или способов, если такие признаки, системы, изделия, материалы, комплекты и/или способы не являются взаимно исключающими, включено в пределы обладающего признаками изобретения объема настоящего раскрытия.Although many inventive various embodiments have been disclosed and illustrated throughout the present application, a wide variety of other means and/or structures to perform the functions and/or to obtain results and/or one or more advantages will be absolutely obvious to those skilled in the art, described herein, and each of such changes and/or modifications is deemed to be within the scope of the inventive embodiments described herein. More generally, those skilled in the art will readily appreciate that all dimensions, dimensions, materials, and configurations described herein are intended to be exemplary, and that actual dimensions, dimensions, materials, and/or configurations will depend on the specific the application for which these inventive ideas are used. Those skilled in the art will recognize, or will be able to determine, using past experience, many equivalents to the individual inventive embodiments described herein. Therefore, it will be understood that the above embodiments are presented by way of example only, and that embodiments other than those described and claimed may be practiced having inventive features that fall within the scope of the appended claims and their equivalents. Inventive embodiments of the present invention are directed to each individual feature, system, article, material, kit and/or method described herein. Also, any combination of two or more such features, systems, articles, materials, kits and/or methods, unless such features, systems, articles, materials, kits and/or methods are mutually exclusive, is included within the inventive scope of this disclosure. .

Кроме того, способ, описанный в данном документе, может быть воплощен как способ, из которого был предоставлен по меньшей мере один пример. Действия, выполняемые как часть способа, могут быть упорядочены любым подходящим образом. Соответственно, могут быть созданы варианты осуществления, в которых действия выполняются в порядке, отличном от проиллюстрированного, что может включать в себя выполнение некоторых действий одновременно, даже если они показаны как последовательные действия в иллюстративных вариантах осуществления.Moreover, the method described herein can be implemented as the method from which at least one example has been provided. The steps performed as part of a method may be ordered in any suitable manner. Accordingly, embodiments may be created in which the actions are performed in an order other than that illustrated, which may include performing some of the actions at the same time, even though they are shown as sequential actions in the illustrative embodiments.

Все определения, которые даны и использованы в материалах настоящей заявки, должны быть приняты как более преимущественные, чем определения словарей, определения документов, включенных посредством ссылки, и/или обычные значения данных терминов.All definitions given and used herein are to be taken in preference to dictionary definitions, definitions of documents incorporated by reference, and/or the usual meanings of these terms.

Единственное число существительных, использованных в описании настоящей заявки и в формуле изобретения, если четко не указано иным образом, должно пониматься как «по меньшей мере, один».The singular number of nouns used in the description of the present application and in the claims, unless expressly indicated otherwise, should be understood as "at least one".

Фраза «и/или» как указано в описании настоящей заявки, должна подразумеваться как «любой из двух или оба вместе» для соединяемых таким образом элементов, т.е. эти элементы в некоторых случаях присутствуют в этом объединении, а в других случаях - отсутствуют. Множество элементов, перечисленных с помощью «и/или» должно истолковываться подобным образом, т.е. «один или более» из элементов, соединяемых подобным образом. Если необходимо могут быть использованы другие элементы, отличные от элементов в частности перечисленных союзом «и/или», относящиеся или не относящиеся к перечисленным в частности элементам. Таким образом, в качестве неограничивающего примера, ссылка на «А и/или В», когда используется в связи со свободным языком, таким как «содержащий», может ссылаться, в одном варианте осуществления, только на А (необязательно, включая элементы, отличные от В); в другом варианте осуществления только к В (необязательно включая элементы, отличные от А); в еще одном варианте осуществления к А и В (необязательно включая другие элементы); и т.п.The phrase "and/or" as indicated in the description of the present application, should be understood as "either of the two or both together" for elements thus connected, i.e. these elements are in some cases present in this association, and in other cases they are absent. The set of elements listed with "and/or" should be construed in a similar way, i.e. "one or more" of the elements connected in a similar way. If necessary, other elements other than the elements specifically listed by the union "and/or", related or not related to the specifically listed elements, can be used. Thus, as a non-limiting example, reference to "A and/or B" when used in connection with a free language such as "comprising" may refer, in one embodiment, to A only (optionally including elements other than from B); in another embodiment, only to B (optionally including elements other than A); in yet another embodiment, to A and B (optionally including other elements); etc.

Используемый здесь в описании и формуле изобретения термин «или» следует понимать как имеющий то же значение, что и «и/или», как определено выше. Например, при разделении элементов в списке «или» или «и/или» должны интерпретироваться как включающие, то есть включающие по меньшей мере один, но также включающие более одного, из числа или списка элементов, и, возможно, дополнительные незарегистрированные позиции. Только термины, четко обозначенные как противоположные, такие как «только один из» или «точно один из», или, когда используется в формуле изобретения «состоящий из», будут относиться к включению ровно одного элемента из числа или списка элементов. Как правило, термин «или», используемый в данном документе, должен толковаться только как указывающий на исключительные альтернативы (т.е. «один или другой, но не оба»), когда ему предшествуют термины исключительности, такие как «либо», «один из», «только одно из» или «точно одно из», «состоящее, по существу, из» при использовании в формуле изобретения, имеет свое обычное значение, используемое в области патентного права.As used herein in the specification and claims, the term "or" should be understood to have the same meaning as "and/or" as defined above. For example, when separating elements in a list, "or" or "and/or" should be interpreted as inclusive, that is, including at least one, but also including more than one, of the number or list of elements, and possibly additional unregistered entries. Only terms clearly marked as opposites, such as "only one of" or "exactly one of", or, when used in the claims, "consisting of", will refer to the inclusion of exactly one element from a number or list of elements. As a general rule, the term "or" as used herein should only be construed as indicating exclusive alternatives (i.e. "one or the other, but not both") when preceded by exclusivity terms such as "either", " one of", "only one of" or "exactly one of", "consisting essentially of" when used in a claim, has its usual meaning used in the field of patent law.

При использовании в описании настоящей заявки и в формуле изобретения фраза «по меньшей мере, один» со ссылкой к списку из одного или более элементов должна означать по меньшей мере один элемент из одного или более элементов в списке элементов, причем не обязательно включать по меньшей мере каждый элемент, перечисленный в пределах списка элементов, причем не исключаются любые сочетания элементов в списке элементов. Это определение также допускает присутствие, если необходимо, других элементов, отличных от элементов, в частности идентифицированных в пределах списка элементов, к которым ссылается фраза «по меньшей мере, один», при этом они могут быть связанными или несвязанными с идентифицированными в частности элементами. Таким образом, в качестве не ограничивающего примера выражение «по меньшей мере, один из А и В» (или, эквивалентно, «по меньшей мере, один из А или В», или эквивалентно, «по меньшей мере, один из А и/или В») может ссылаться в одном варианте, по меньшей мере к одному А, если необходимо, включающему больше одного, при отсутствии В (и, если необходимо, включающему элементы отличные от В); в другом варианте по меньшей мере к одному В, если необходимо, включающему больше одного, при отсутствии А (и, если необходимо, включающему элементы отличные от А); еще в одном варианте по меньшей мере к одному А, если необходимо, включающему больше одного, и, по меньшей мере к одному В, если необходимо, включающему больше одного (и, если необходимо, включающему другие элементы); и т.д.When used in the description of the present application and in the claims, the phrase "at least one" with reference to a list of one or more elements shall mean at least one element of one or more elements in the list of elements, and need not include at least each element listed within the list of elements, and any combination of elements in the list of elements is not excluded. This definition also allows the presence, if necessary, of other elements other than the elements specifically identified within the list of elements referred to by the phrase "at least one", which may or may not be associated with the specifically identified elements. Thus, as a non-limiting example, the expression "at least one of A and B" (or equivalently, "at least one of A or B", or equivalently, "at least one of A and / or B") may refer in one embodiment to at least one A, if necessary, including more than one, in the absence of B (and, if necessary, including elements other than B); in another embodiment, at least one B, if necessary, including more than one, in the absence of A (and, if necessary, including elements other than A); in yet another embodiment, at least one A, if necessary, including more than one, and at least one B, if necessary, including more than one (and, if necessary, including other elements); etc.

В формуле изобретения, а также в приведенном выше описании все переходные фразы, такие как «содержащий», «включающий», «несущий», «имеющий», «содержащий в себе», «включающий в себя», «несущий», «составленный из», и тому подобное следует понимать как открытый, то есть означать включающий, но не ограничивающийся им. Только переходные фразы «состоящий из» и «состоящий, по существу, из» должны быть закрытыми или полузакрытыми переходными фразами, соответственно, как указано в Руководстве по процедурам патентной экспертизы Патентного ведомства США, раздел 2111.03.In the claims, as well as in the above description, all transitional phrases such as "comprising", "comprising", "carrying", "having", "comprising", "comprising", "carrying", "comprised of", and the like should be understood as open, that is, to mean including, but not limited to. Only the transition phrases "consisting of" and "consisting essentially of" must be closed or semi-closed transition phrases, respectively, as specified in the U.S. Patent Office's Manual of Patent Examining Procedures, Section 2111.03.

Формула изобретения не должна рассматриваться как ограниченная описанным порядком или элементами, если не указано иное. Следует понимать, что специалистом в данной области техники могут быть сделаны различные изменения в форме и деталях без отклонения от сущности и объема прилагаемой формулы изобретения. Заявлены все варианты осуществления, которые соответствуют сущности и объему следующей формулы изобретения и ее эквивалентам.The claims are not to be construed as being limited to the order or elements described, unless otherwise indicated. It should be understood that various changes in form and detail can be made by one skilled in the art without deviating from the spirit and scope of the appended claims. All embodiments are claimed that fall within the spirit and scope of the following claims and their equivalents.

Claims (21)

1. Способ использования ремня для углового привода, включающий этапы, на которых:1. A method for using an angle drive belt, comprising the steps of: применяют перекрученную геометрию к первому свободному промежутку ремня;applying the twisted geometry to the first free space of the belt; поддерживают первый свободный промежуток ремня посредством свободно вращающегося шкива или ведомого шкива на первом конце первого свободного промежутка; иmaintaining the first free space of the belt by means of a freely rotating pulley or driven pulley at the first end of the first free space; and осуществляют по меньшей мере одно из позиционирования и ориентации свободно вращающегося шкива или ведомого шкива, с тем чтобы сместить геометрическую осевую линию первого свободного промежутка ремня под заданным углом наклона относительно второго конца первого свободного промежутка.performing at least one of positioning and orienting the freely rotating pulley or the driven pulley so as to displace the geometric centerline of the first free space of the belt at a predetermined angle of inclination relative to the second end of the first free space. 2. Способ по п. 1, в котором направление и величина смещения заданного угла наклона первого свободного промежутка ремня является соизмеримой с таковой у нескрученного и смещенного второго свободного промежутка ремня с опорным шкивом, у которого полный перепад натяжения через нескрученный и смещенный второй свободный промежуток ремня от одного края к противоположному краю на границе зацепления нескрученного и смещенного второго свободного промежутка ремня, по существу, является противоположным полному перепаду натяжения от одного края до противоположного края первого свободного промежутка на границе зацепления первого свободного промежутка, имеющего перекрученную геометрию.2. The method of claim 1, wherein the direction and amount of offset of the predetermined angle of inclination of the first free belt space is commensurate with that of an untwisted and offset second free belt space with a support pulley having a full tension drop across the untwisted and offset second belt free space from one edge to the opposite edge at the engagement boundary of the untwisted and displaced second free space of the belt is substantially opposite to the full tension drop from one end to the opposite edge of the first free space at the engagement interface of the first free space having the twisted geometry. 3. Способ по п. 1, в котором первый свободный промежуток ремня содержит перекрученную геометрию, имеющую отношение перекручивания 20:1 или менее, и имеющую заданный угол наклона в диапазоне от 0,25 до 1,5 градусов.3. The method of claim 1, wherein the first gap of the belt comprises a twisted geometry having a twist ratio of 20:1 or less and having a predetermined inclination angle in the range of 0.25 to 1.5 degrees. 4. Способ по п. 1, в котором свободно вращающийся шкив или ведомый шкив содержит один или более шкивов, имеющих одно измерение введенного смещения угла наклона для первого свободного промежутка ремня, который имеет перекрученный вход на одной границе зацепления шкива и прямой выход на другой границе зацепления шкива.4. The method of claim 1, wherein the freely rotating pulley or driven pulley comprises one or more pulleys having one input pitch offset measurement for a first free belt span that has a twisted entry at one pulley engagement boundary and a straight exit at the other boundary. pulley engagement. 5. Способ по п. 1, в котором свободно вращающийся шкив или ведомый шкив содержит один или более шкивов, имеющих два измерения введенного смещения угла наклона для первого свободного промежутка ремня, который имеет перекрученный вход на одной границе зацепления шкива и прямой выход на другой границе зацепления шкива.5. The method of claim 1, wherein the freely rotating pulley or driven pulley comprises one or more pulleys having two input inclination offset measurements for a first free belt span that has a twisted entry at one pulley engagement boundary and a straight exit at the other boundary. pulley engagement. 6. Способ по п. 1, в котором свободно вращающийся шкив или ведомый шкив содержит один или более шкивов с фланцами.6. The method of claim 1 wherein the freely rotating pulley or driven pulley comprises one or more flanged pulleys. 7. Способ по п. 1, в котором свободно вращающийся шкив или ведомый шкив, расположенный на первом конце первого свободного промежутка ремня, расположен ортогонально по отношению к другому шкиву, расположенному на втором конце первого свободного промежутка ремня.7. The method of claim 1, wherein the freely rotating pulley or driven pulley located at the first end of the first free belt space is orthogonal to another pulley located at the second end of the first free belt space. 8. Устройство для использования ремня для углового привода, содержащее:8. A device for using a belt for an angular drive, comprising: ремень, имеющий свободный промежуток, выполненный в перекрученной геометрии, имеющей отношение перекручивания 15:1 или менее;a belt having a free gap made in a twisted geometry having a twist ratio of 15:1 or less; по меньшей мере один из свободно вращающегося шкива и ведомого шкива, поддерживающего первый конец свободного промежутка ремня; иat least one of a freely rotating pulley and a driven pulley supporting the first end of the free space of the belt; and узел поддержки шкива, вмещающий свободно вращающийся шкив и/или ведомый шкив и выполненный с возможностью позиционирования и/или ориентации свободно вращающегося шкива и/или ведомого шкива таким образом, чтобы сместить геометрическую осевую линию свободного промежутка ремня, выполненного в перекрученной геометрии, при этом свободный промежуток ремня смещен под заданным углом наклона относительно неподвижного шкива, расположенного на втором конце свободного промежутка ремня, причем узел поддержки шкива выполнен с возможностью удержания свободно вращающегося шкива и/или ведомого шкива с заданным углом наклона для сохранения смещения.a pulley support assembly accommodating a freely rotating pulley and/or driven pulley and configured to position and/or orient the freely rotating pulley and/or driven pulley so as to displace the geometric centerline of the free span of the belt, made in twisted geometry, while free the belt gap is offset at a predetermined angle of inclination relative to a fixed pulley located at the second end of the free belt gap, and the pulley support assembly is configured to hold the freely rotating sheave and/or driven pulley at a predetermined angle to maintain the offset. 9. Устройство по п. 8, в котором узел поддержки шкива выполнен с возможностью скольжения.9. The apparatus of claim 8, wherein the pulley support assembly is slidable. 10. Устройство по п. 8, в котором узел поддержки шкива выполнен с возможностью поворота.10. The apparatus of claim 8, wherein the pulley support assembly is rotatable. 11. Устройство по п. 8, в котором неподвижный шкив является ортогональным к свободно вращающемуся шкиву и/или ведомому шкиву.11. The apparatus of claim. 8, wherein the fixed pulley is orthogonal to the freely rotating pulley and/or the driven pulley. 12. Устройство по п. 8, в котором свободно вращающийся шкив или ведомый шкив содержит один или более шкивов с фланцами.12. The apparatus of claim. 8, wherein the freely rotating pulley or driven pulley comprises one or more flanged pulleys. 13. Устройство по п. 12, в котором ремень является плоским ремнем.13. The apparatus of claim 12 wherein the belt is a flat belt. 14. Устройство по п. 13, в котором плоский ремень состоит по меньшей мере частично по меньшей мере из одного из стали, арамида, полиэстера, полиуретана и армированного синтетического волокна.14. The device according to claim 13, wherein the flat belt consists at least in part of at least one of steel, aramid, polyester, polyurethane and reinforced synthetic fiber. 15. Устройство по п. 14, в котором шкивы с фланцами имеют ширину между фланцами шкивов, которая по меньшей мере на 1 мм шире, чем плоский ремень.15. The device of claim. 14, in which the flanged pulleys have a width between the flanges of the pulleys, which is at least 1 mm wider than the flat belt.

Images