CN104019198A - 一种非对称齿形链双相传动系统 - Google Patents

一种非对称齿形链双相传动系统 Download PDF

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李磊
王洋
殷帅兵
安立持
郭海涛
万嫩
王晓鹏
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Abstract

本发明公开了一种非对称齿形链双相传动系统，由第一挂链条、第二挂链条、第一主动链轮、第二主动链轮、第一从动链轮和第二从动链轮组成，其中，所述的第一主动链轮、第一从动链轮和第一挂链条相互啮合，组成第一单相传动系统，所述的第二主动链轮、第二从动链轮和第二挂链条相互啮合，组成第二单相传动系统；在安装时，所述的第一主动链轮与第二主动链轮之间相差半个齿形角，第一从动链轮与第二从动链轮之间相差半个齿形角，利用双相叠加原理及相应的谐应关系，双相传动可明显减小由多边形效应造成的振动和冲击，降低传动系统的噪声，有效提高该齿形链传动系统的整体性能。

Description

一种非对称齿形链双相传动系统
技术领域
本发明属于机械传动技术领域，具体涉及一种新型圆形基准孔、非对称滚销式齿形链双相传动系统。
技术背景
链是一种应用广泛的重要机械传动基础构件，在高速重载、大中心距以及恶劣的工况下，链传动的性能优于带传动以及齿轮传动，因此广泛用于农业、冶金、采矿、起重运输以及船舶汽车等领域。同时，由于滚销式齿形链具有变节距的功能，显著减小链传动过程中多边形效应，减小冲击及振动，其应用前景十分广阔。
随着链条技术的发展，新型的、“个性化”的不同结构形式链条市场需求量逐渐增加，例如，单、双面啮合齿形链，不同啮合机制齿形链等相继问世。但目前大多数齿形链条为两侧齿形角相等的对称结构形式，在传动过程中承受重载荷的能力较低、磨损大、寿命短，容易因力学爬高而造成跳齿现象。
现有的中国专利CN201851587U公开了一种外啮合齿形链，其为圆销式齿形链，只是对排列布局及材料处理进行相应的改进，并未对链板齿形以及传动系统做充分的修改与说明，同时圆销式齿形链与滚销式齿形链传动相比，多边形效应更严重，啮合冲击与振动更剧烈。
发明内容
为解决现有链条的传递重载能力低、冲击大、磨损严重、振动大以及发生跳齿等不足，本发明提供一种新型圆形基准孔、非对称滚销式齿形链双相传动系统。
为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现：
一种非对称齿形链双相传动系统，由第一挂链条1、第二挂链条2、第一主动链轮3、第二主动链轮4、第一从动链轮5和第二从动链轮6组成，其中，所述的第一主动链轮3、第一从动链轮5和第一挂链条1相互啮合，组成第一单相传动系统，所述的第二主动链轮4、第二从动链轮6和第二挂链条2相互啮合，组成第二单相传动系统；
在安装时，所述的第一主动链轮3与第二主动链轮4之间相差半个齿形角，第一从动链轮5与第二从动链轮6之间相差半个齿形角，利用双相叠加原理及相应的谐应关系，双相传动可明显减小由多边形效应造成的振动和冲击，降低传动系统的噪声，有效提高该齿形链传动系统的整体性能。
所述的第一挂链条1和第二挂链条2的构成方式相同，均由第一层链板10和第二层链板11经滚销101反向铰接构成；所述的第一层链板10和第二层链板11均由多个非对称链板100经滚销101同向铰接构成。为获得较大的传动角，所述的第一挂链条1的一端通过第一层链板10与第一主动链轮3啮合，第一挂链条1的另一端通过第二层链板11与第一从动链轮5啮合；所述的第二挂链条2的一端通过第二层链板11与第二主动链轮4啮合，第二挂链条2的另一端通过第一层链板10与第二从动链轮6啮合。同时，第一挂链条1和第二挂链条2的布置方式可使传动系统成对称分布，系统受力分配合理。
所述的非对称链板100为蝴蝶状，具有两个不同齿形角，分别为α和β，其链板孔1000采用基于圆形基准孔结构，由基准孔圆弧1002和定位圆弧1001组成，圆形基准孔齿形链在传动过程中减少了因销轴对滚而造成的链板卡死现象。该链板为滚销式齿形链，具有变节距功能，降低多边形效应，同时由于采用非传统蝴蝶状链板，改善应力分布情况，同时蝴蝶状链板更具轻量化。
所述的滚销101基于链板孔1000设计，其大端面圆弧1010曲率半径稍大于基准孔圆弧1002的半径，小端面圆弧1011曲率半径与定位圆弧1001的曲率半径相同，利于滚销定位。
所述的第一主动链轮3、第二主动链轮4、第一从动链轮5和第二从动链轮6的齿形结构相同，均为非对称齿形链轮。非对称齿形的两啮合齿廓分别为压力角为α的渐开线形和压力角为η的直线形；在链板与链轮啮合过程中，链板α齿形角对应齿廓首先与链轮α角对应的渐开线齿廓接触，由于α角较大，同时渐开线齿廓在啮合过程中具有减小啮合冲击的作用，因此在与链轮接触瞬间的接触应力相对较小，保证了系统传动的平稳性。随着链板与链轮间相对转动，链板β齿形角对应齿廓与链轮η角对应的齿廓接触，因此传动角增大，使得传递载荷能力增强。该设计方式不仅可以减小啮合冲击，同时增大传动角，增加系统传递重载荷的能力。
本发明的有益效果在于：
(1)链板采用圆形基准孔非对称滚销式齿形链，可获得较大的传动角，传递重载能力增强；同时由于其变节距特性，减小多边形效应，从而减小接触冲击和振动，缓解链条传递载荷时因力学爬高而造成的跳齿。圆形基准孔齿形链在传动过程中减少了因销轴对滚而造成的链板卡死现象。
(2)链板采用蝴蝶状异型链板，实现轻量化的同时，改善蝴蝶状链板应力分布情况，使承受最大应力能力增强，也具有一定的弹性伸长作用。
(3)链轮齿廓一边采用渐开线齿廓，减小链板链轮接触冲击，另一边采用直线齿廓，使传递载荷能力增强。
(4)采用相差半个齿形角的双相链轮代替传统的单相链轮，承载能力增强的同时由于双相叠加原理及谐应关系，可明显减小链条在传动过程中振动情况，从而减小系统噪声。
附图说明
图1是本发明整体结构的正视图；
图2是图1的俯视剖面图；
图3是第一层链板的局部装配图；
图4是第二层链板的局部装配图；
图5是非对称链板的正视图；
图6是滚销的正视图；
图7是链轮的轴测图；
图8是链轮的正视图。
图中：
1、第一挂链条；2、第二挂链条；3、第一主动链轮；
4、第二主动链轮5、第一从动链轮；6、第二从动链轮；
10、第一层链板；11、第二层链板；
100、非对称链板；101、滚销；
1000、链板孔；1002、基准孔圆弧；1001、定位圆弧；
1010、大端面圆弧；1011、小端面圆弧。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细介绍。
结合图1和图2，是本发明整体结构示意图，可见本发明的一种非对称齿形链双相传动系统，由第一挂链条1、第二挂链条2、第一主动链轮3、第二主动链轮4、第一从动链轮5和第二从动链轮6组成，其中，所述的第一主动链轮3、第一从动链轮5和第一挂链条1相互啮合，组成第一单相传动系统，所述的第二主动链轮4、第二从动链轮6和第二挂链条2相互啮合，组成第二单相传动系统；
在安装时，所述的第一主动链轮3与第二主动链轮4之间相差半个齿形角，第一从动链轮5与第二从动链轮6之间相差半个齿形角，利用双相叠加原理及相应的谐应关系，双相传动可明显减小由多边形效应造成的振动和冲击，降低传动系统的噪声，有效提高该齿形链传动系统的整体性能。
所述的第一挂链条1和第二挂链条2的构成方式相同，均由第一层链板10和第二层链板11经滚销101反向铰接构成；图3是第一层链板的局部装配图，图4是第二层链板的局部装配图，可见所述的第一层链板10和第二层链板11均由多个非对称链板100经滚销101同向铰接构成。为获得较大的传动角，所述的第一挂链条1的一端通过第一层链板10与第一主动链轮3啮合，第一挂链条1的另一端通过第二层链板11与第一从动链轮5啮合；所述的第二挂链条2的一端通过第二层链板11与第二主动链轮4啮合，第二挂链条2的另一端通过第一层链板10与第二从动链轮6啮合。同时，第一挂链条1和第二挂链条2的布置方式可使传动系统成对称分布，系统受力分配合理。
所述的非对称链板100为蝴蝶状，如图5所示，其具有两个不同齿形角，分别为α和β，其链板孔1000采用基于圆形基准孔结构，由基准孔圆弧1002和定位圆弧1001组成，圆形基准孔齿形链在传动过程中减少了因销轴对滚而造成的链板卡死现象。该链板为滚销式齿形链，具有变节距功能，降低多边形效应，同时由于采用非传统蝴蝶状链板，改善应力分布情况，同时蝴蝶状链板更具轻量化。
所述的滚销101基于链板孔1000设计，如图6所示，其大端面圆弧1010曲率半径稍大于基准孔圆弧1002的半径，小端面圆弧1011曲率半径与定位圆弧1001的曲率半径相同，利于滚销定位。
所述的第一主动链轮3、第二主动链轮4、第一从动链轮5和第二从动链轮6的齿形结构相同，均为非对称齿形链轮，如图7和图8所示。非对称齿形的两啮合齿廓分别为压力角为α的渐开线形和压力角为η的直线形；在链板与链轮啮合过程中，链板α齿形角对应齿廓首先与链轮α角对应的渐开线齿廓接触，由于α角较大，同时渐开线齿廓在啮合过程中具有减小啮合冲击的作用，因此在与链轮接触瞬间的接触应力相对较小，保证了系统传动的平稳性。随着链板与链轮间相对转动，链板β齿形角对应齿廓与链轮η角对应的齿廓接触，因此传动角增大，使得传递载荷能力增强。该设计方式不仅可以减小啮合冲击，同时增大传动角，增加系统传递重载荷的能力。
上述实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (5)

1.一种非对称齿形链双相传动系统，由第一挂链条(1)、第二挂链条(2)、第一主动链轮(3)、第二主动链轮(4)、第一从动链轮(5)和第二从动链轮(6)组成，其特征在于：
所述的第一主动链轮(3)、第一从动链轮(5)和第一挂链条(1)相互啮合，组成第一单相传动系统；
所述的第二主动链轮(4)、第二从动链轮(6)和第二挂链条(2)相互啮合，组成第二单相传动系统；
所述的第一主动链轮(3)与第二主动链轮(4)之间相差半个齿形角，第一从动链轮(5)与第二从动链轮(6)之间相差半个齿形角。
2.根据权利要求1所述的一种非对称齿形链双相传动系统，其特征在于：
所述的第一挂链条(1)和第二挂链条(2)的构成方式相同，均由第一层链板(10)和第二层链板(11)经滚销(101)反向铰接构成；
所述的第一层链板(10)和第二层链板(11)均由多个非对称链板(100)经滚销(101)同向铰接构成。
3.根据权利要求2所述的一种非对称齿形链双相传动系统，其特征在于：
所述的第一挂链条(1)的一端通过第一层链板(10)与第一主动链轮(3)啮合，第一挂链条(1)的另一端通过第二层链板(11)与第一从动链轮(5)啮合；
所述的第二挂链条(2)的一端通过第二层链板(11)与第二主动链轮(4)啮合，第二挂链条(2)的另一端通过第一层链板(10)与第二从动链轮(6)啮合。
4.根据权利要求2所述的一种非对称齿形链双相传动系统，其特征在于：
所述的非对称链板(100)为蝴蝶状滚销式齿形链，具有两个不同齿形角，分别为α和β，其链板孔(1000)为基于圆形基准孔结构，由基准孔圆弧(1002)和定位圆弧(1001)组成；
所述的滚销(101)基于链板孔(1000)设计，其大端面圆弧(1010)曲率半径大于基准孔圆弧(1002)的半径，小端面圆弧(1011)曲率半径与定位圆弧(1001)的曲率半径相同。
5.根据权利要求4所述的一种非对称齿形链双相传动系统，其特征在于：
所述的第一主动链轮(3)、第二主动链轮(4)、第一从动链轮(5)和第二从动链轮(6)的齿形结构相同，均为非对称齿形链轮；非对称齿形的两啮合齿廓分别为压力角为α的渐开线形和压力角为η的直线形；
在链板与链轮啮合过程中，链板α齿形角对应齿廓首先与链轮α角对应的渐开线齿廓接触；随着链板与链轮间相对转动，链板β齿形角对应齿廓与链轮η角对应的齿廓接触。
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