CN102619928A - 一种新型变节距齿形链 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型变节距齿形链，通过对变节距齿形链的工作链板孔和滚销轮廓进行变异得到，主要由多组工作链板、短滚销、长滚销和导片组成。短滚销、长滚销穿过工作链板的链板孔将多组工作链板首尾连接，导片将两个相邻的长滚销两端的露出部分固定。所述的工作链板的链板孔轮廓线由一段链板心形轮廓线、三段链板圆弧轮廓线以及两段链板直线轮廓线构成；所述的短滚销的轮廓线由两段对称的滚销渐开线、一段滚销心形轮廓线以及四段滚销圆弧轮廓线构成；所述的长滚销和短滚销的轮廓线以及导片孔轮廓线相同。本发明具有变节距特性，可显著减小变节距齿形链传动的多边形效应及冲击与振动、减轻磨损、降低噪声，提高齿形链的疲劳耐久性。

Description

一种新型变节距齿形链

技术领域

本发明属于机械制造领域，涉及到高速链传动技术，特别适用于汽车发动机、汽车变速箱和分动箱、汽轮机、工业泵、冶金机械、化工机械、石油钻机等领域。

背景技术

由于齿形链本身所具有的噪声低、可靠性和运动精度较高的一些特点，近年来，汽车、摩托车和叉车等发动机越来越广泛地应用了齿形链。齿形链的产品和规格繁多，应用领域十分广泛，“个性化”非常明显。通常齿形链按销轴形状的不同分为两大类：圆销式齿形链和变节距齿形链(又叫做Hy-Vo齿形链)。

变节距齿形链作为机械传动领域中的一种高端产品系列，是在跨越了常规链传动技术基础上所形成的学科和行业的前沿研究领域的高端机械传动件，其不同于普通齿形链和套筒滚子链的显著特征是：非常小的多边形效应、高速多冲下的低噪声与强耐磨特性、产品系统分析和设计技术的复杂性、产品制造的技术难度、产品价格的昂贵等。

特别是近年来，为适应不同主机、不同工况的“个性化”需求，变节距齿形链也在不断变异、创新、升级。随着众多主机的不同的“个性化”实际需求的增长，变节距齿形链及其链轮呈现了不断变异的发展趋势，而这一变异的发展趋势正是对变节距齿形链传动技术的一大变革和创新。

现有的美国专利U.S.Pat.4904231和U.S.Pat.4186617的链板孔和销轴形状也做了与本发明相似的变异，但专利Pat.4904231所涉及到的齿形链为小节距的内-外复合齿形链，专利Pat.4186617为滚子链。然而，这两种链条都存在明显的缺点和不足，比如链条传动过程中的多边形效应及冲击与振动较大、磨损较严重、噪声较高，都无法满足不同主机、不同工况的个性化需求。

发明内容

本发明的目的在于克服传统链传动技术的不足，提供一种具有变节距特性的，可适应于不同主机、不同工况需求的一种新型变节距齿形链。

本发明通过对变节距齿形链的工作链板孔和滚销轮廓进行变异得到。本发明具体通过以下技术方案实现：

本发明主要由多组工作链板1、短滚销2、长滚销3和导片4组成。其中，短滚销2、长滚销3穿过工作链板1的链板孔将多组工作链板1首尾连接，导片4将两个相邻的长滚销3两端的露出部分固定。

所述的工作链板1的链板孔轮廓线由一段链板心形轮廓线10、三段链板圆弧轮廓线11、13、15以及两段链板直线轮廓线12、14构成；

所述的短滚销2的轮廓线由两段对称的滚销渐开线20和21、一段滚销心形轮廓线24以及四段滚销圆弧轮廓线22、23、25、26构成；

所述的长滚销3和短滚销2的轮廓线相同；

所述的导片4的导片孔轮廓线与长滚销3的轮廓线相同。

短滚销2、长滚销3与工作链板1的链板孔在装配时的接触关系为：

短滚销2的滚销圆弧轮廓线B 23、滚销心形轮廓线24和滚销圆弧轮廓线C 25所在的表面分别恰好与工作链板1的链板圆弧轮廓线A 11、链板心形轮廓线10和链板圆弧轮廓线C15所在的表面相接触；长滚销3与相邻链节工作链板的接触位置和短滚销2与工作链板1的接触位置类似。短滚销2的滚销渐开线B 21所在的表面恰好与长滚销3所对应的表面相接触，而且短滚销2和长滚销3的中心线相对于水平方向的定位偏置角均为γ，γ取值范围为π/2z≤γ≤π/z，其中z为与该新型变节距齿形链啮合传动的小链轮的齿数，当传动比为1∶1时，z为任一链轮的齿数，因此当相邻链节相对转动时，通过短滚销2和长滚销3之间的相对接触运动，可有效实现新型变节距齿形链传动的变节距功能，显著减小多边形效应、冲击和振动、减轻磨损、降低噪声，提高齿形链的疲劳耐久性。

本发明的有益效果：

(1)实现新型变节距齿形链传动的变节距功能；

(2)显著减小变节距齿形链传动的多边形效应及冲击与振动、减轻磨损、降低噪声，提高齿形链的疲劳耐久性；

(3)满足不同主机、不同工况的个性化需求。

附图说明

图1是本发明的装配图

图2是本发明的卸掉导片的装配图

图3是本发明中的工作链板示意图

图4是本发明中的心形轮廓线与渐开线的形成示意图

图5是本发明中的短滚销和长滚销的轮廓示意图

图6是本发明中的短滚销、长滚销以及工作链板的相对装配位置示意图

图中：

1、工作链板；10、链板心形轮廓线；11、链板圆弧轮廓线A；12、链板直线轮廓线A；13、链板圆弧轮廓线B；14、链板直线轮廓线B；15、链板圆弧轮廓线C；

2、短滚销；20、滚销渐开线A；21、滚销渐开线B；22、滚销圆弧轮廓线A；23、滚销圆弧轮廓线B；24、滚销心形轮廓线；25、滚销圆弧轮廓线C；26、滚销圆弧轮廓线D；3、长滚销；4、导片。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步进行介绍。

图1和图2是本发明的装配图，可见本发明的一种新型变节距齿形链，主要由多组工作链板1、短滚销2、长滚销3和导片4组成。其中，短滚销2、长滚销3穿过工作链板1的链板孔将多组工作链板1首尾连接，导片4将两个相邻的长滚销3两端的露出部分固定。

图3是本发明中的工作链板示意图，工作链板1的链板孔轮廓线由一段链板心形轮廓线10、三段链板圆弧轮廓线11、13、15以及两段链板直线轮廓线12、14构成；

图5是本发明中的短滚销和长滚销的轮廓示意图，短滚销2的轮廓线由两段对称的滚销渐开线20和21、一段滚销心形轮廓线24以及四段滚销圆弧轮廓线22、23、25、26构成；所述的长滚销3和短滚销2的轮廓线相同；

所述的导片4的导片孔轮廓线与长滚销3的轮廓线相同。

图6是本发明中的短滚销、长滚销以及工作链板的相对装配位置示意图，可见短滚销2、长滚销3与工作链板1的链板孔在装配时的接触关系为：

短滚销2的滚销圆弧轮廓线B 23、滚销心形轮廓线24和滚销圆弧轮廓线C 25所在的表面分别恰好与工作链板1的链板圆弧轮廓线A 11、链板心形轮廓线10和链板圆弧轮廓线C15所在的表面相接触；长滚销3与相邻链节工作链板的接触位置和短滚销2与工作链板1的接触位置类似。短滚销2的滚销渐开线B 21所在的表面恰好与长滚销3所对应的表面相接触，而且短滚销2和长滚销3的中心线相对于水平方向的定位偏置角均为γ，γ取值范围为π/2z≤γ≤π/z，其中z为与该新型变节距齿形链啮合传动的小链轮的齿数，当传动比为1∶1时，z为任一链轮的齿数，因此当相邻链节相对转动时，通过短滚销2和长滚销3之间的相对接触运动，可有效实现新型变节距齿形链传动的变节距功能，显著减小多边形效应、冲击和振动、减轻磨损、降低噪声，提高齿形链的疲劳耐久性。

图4是本发明中的心形轮廓线与渐开线的形成示意图。

所述的短滚销2与工作链板1的链板孔的接触部位的心形轮廓线由以下方程确定：

在直角坐标系x₁O₁y₁下，

$\left\{\begin{array}{c}{x}_1=a*\cos t*(1+\cos t)\\ y_1=a*\sin t*(1+\sin t)\end{array}\right.$

其中，a为心形线的半径，t为心形线上一点与坐标原点O₁的连线和x₁之间的夹角，当-0.03π≤t≤0.03π时，所得的曲线即为所述的心形轮廓线。即取该部分心形线作为链板心形轮廓线10和滚销心形轮廓线24。

所述的长滚销3与短滚销2的接触部位的两段对称的渐开线由以下方程确定：

在直角坐标系x₂O₂y₂下，

其中，r为渐开线基圆半径，起始位置由r₀确定，

为渐开线的展角，α为渐开线的压力角，展角

和压力角α之间的关系由方程

确定，当

时，所得的部分渐开线以及该部分渐开线关于滚销中心线的对称线即为所述的两段对称的渐开线。即取该部分渐开线作为滚销渐开线A20，取滚销渐开线A20关于滚销中心线的对称线作为滚销渐开线B21。

Claims (7)

1.一种新型变节距齿形链，由多组工作链板(1)、短滚销(2)、长滚销(3)和导片(4)组成，所述的短滚销(2)、长滚销(3)穿过工作链板(1)的链板孔将多组工作链板(1)首尾连接，导片(4)将两个相邻的长滚销(3)两端的露出部分固定，其特征在于：

所述的短滚销(2)与工作链板(1)的链板孔的接触部位的轮廓线为心形轮廓线，所述的长滚销(3)与短滚销(2)的接触部位的轮廓线为两段对称的渐开线；

所述的长滚销(3)和短滚销(2)的轮廓线相同；

所述的导片(4)的导片孔轮廓线与长滚销(3)的轮廓线相同。

2.如权利要求1所述的一种新型变节距齿形链，其特征在于所述的工作链板(1)的链板孔轮廓线包括有一段链板心形轮廓线(10)、三段链板圆弧轮廓线(11、13、15)以及两段链板直线轮廓线(12、14)。

3.如权利要求2所述的一种新型变节距齿形链，其特征在于所述的短滚销(2)的轮廓线包括有一段滚销心形轮廓线(24)、两段对称的滚销渐开线(20、21)以及四段滚销圆弧轮廓线(22、23、25、26)。

4.如权利要求3所述的一种新型变节距齿形链，其特征在于所述的短滚销(2)的滚销圆弧轮廓线B(23)、滚销心形轮廓线(24)和滚销圆弧轮廓线C(25)所在的表面分别恰好与工作链板(1)的链板圆弧轮廓线A(11)、链板心形轮廓线(10)和链板圆弧轮廓线C(15)所在的表面相接触；短滚销(2)的滚销渐开线B(21)所在的表面恰好与长滚销(3)所对应的表面相接触。

5.如权利要求1所述的一种新型变节距齿形链，其特征在于所述的短滚销(2)、长滚销(3)与工作链板(1)的链板孔在装配时的接触关系为：短滚销(2)和长滚销(3)的中心线相对于水平方向的定位偏置角均为γ，γ取值范围为π/2z≤γ≤π/z，其中z为与该新型变节距齿形链啮合传动的小链轮的齿数，当传动比为1∶1时，z为任一链轮的齿数。

6.如权利要求1所述的一种新型变节距齿形链，其特征在于所述的短滚销(2)与工作链板(1)的链板孔的接触部位的心形轮廓线由以下方程确定：

在直角坐标系x₁O₁y₁下，

$\left\{\begin{array}{c}{x}_1=a*\cos t*(1+\cos t)\\ y_1=a*\sin t*(1+\sin t)\end{array}\right.$

其中，a为心形线的半径，t为心形线上一点与坐标原点O₁的连线和x₁之间的夹角，当-0.03π≤t≤0.03π时，所得的曲线即为所述的心形轮廓线。

7.如权利要求1所述的一种新型变节距齿形链，其特征在于所述的长滚销(3)与短滚销(2)的接触部位的两段对称的渐开线由以下方程确定：

在直角坐标系x₂O₂y₂下，

其中，r为渐开线基圆半径，起始位置由r₀确定，为渐开线的展角，α为渐开线的压力角，展角和压力角α之间的关系由方程

确定，当

时，所得的部分渐开线以及该部分渐开线关于滚销中心线的对称线即为所述的两段对称的渐开线。

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