CN211820632U - 一种用于滚子链和套筒链链轮滚刀的法向齿形 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于滚子链和套筒链链轮滚刀的法向齿形，这种法向齿形的齿根部设有的摆线发生圆圆弧R获得的滚子链链轮齿廓，啮合时耐磨性好和产生的接触应力较小，不易发生点蚀、磨损，提高了链轮的使用寿命，有利于链节能平稳自如地进入和退出啮合，不易发生跳齿与脱链，同时由于接触力的减少，齿面也不会有较大的滑动磨擦，传动效率也得到提高，提高了传动的平稳性，并且链轮滚刀齿根部厚度有所增加，有利于提高滚刀齿根处的抗弯强度，滚刀抗冲击能力有所提高。用这种法向齿形的链轮滚刀加工的链轮，充分利用了摆线和渐开线曲线在传动过程中各自的优点，提高了链轮的承载能力和使用寿命及转速，并且节距变大适应能力较强和传动较平稳。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于滚子链和套筒链链轮滚刀的法向齿形，具有该种齿形的链轮滚刀主要用于滚子链和套筒链链轮的加工，也可以用于滚子链联轴器的半联轴器链轮或齿形链联轴器中的半联轴器链轮；也适用于加工牙轮钻机链条链轮式加压提升机构中的加压链轮。
背景技术
滚子链与链轮的啮合属非共轭啮合，在GB/T1243-97或GB1244-85标准中没有规定具体的链轮齿形，仅仅规定了在最大齿槽形状和最小齿槽形状的极限范围内，凡在此范围内组成齿槽的各段光滑曲线均可采用，也就是说：在此范围内可以是一段或一段以上的曲线组成的光滑连接的曲线，都能满足使用要求，所以链轮齿槽的设计有较大的灵活性；目前《JB/T7427-2006滚子链和套筒链链轮滚刀》标准中的法向齿形的齿形角为24°，符合该标准的链轮滚刀加工的链轮轮齿齿槽，在齿沟圆弧以上至齿顶圆的整个工作段曲线为一段渐开线。由于渐开线曲线综合曲率半径较大，根据赫兹理论，与链条的滚子啮合时产生的接触应力较小，不易发生点蚀、磨损，提高了链轮的使用寿命；同时由于接触力的减少，齿面也不会有较大的滑动磨擦，传动效率也得到提高；但是用一段渐开线不利于链节平稳自如地进入和退出啮合，并且较易发生在拉应力较大时，链条节距变大爬高造成的跳齿和脱链现象。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种滚子链和套筒链链轮滚刀的法向齿形，加工的链轮具有使用寿命长、承载能力、适应节距变大能力较强且传动较平稳。
本实用新型的方案是：一种用于滚子链和套筒链链轮滚刀的法向齿形，包括齿顶部的齿顶圆弧r、全齿高h和基准线及法向齿距Pn；滚子链和套筒链链轮滚刀的法向齿形的齿形角α和法向齿形的齿根部设有的摆线发生圆圆弧R以及法向齿形的摆线发生圆圆弧R与倾斜成α角的齿廓直线的切点到基准线的距离s，由上述曲线所形成光滑连接的复合齿廓曲线。采用这种法向齿形的链轮滚刀，加工的链轮齿槽的齿顶是以摆线修形的渐开线摆线复合齿廓，即是由上述链轮滚刀的法向齿形包络出链轮齿廓(槽)为渐开线和摆线二段曲线光滑连接形成的复合曲线。
对链轮齿顶部采用摆线修形的技术方案：链条平稳自如地进入和退出啮合，而摆线齿形比渐开线齿形耐磨性好，由于接触力不大的链轮齿顶部采用摆线，使得这一段磨损比较均匀，噪声也相对降低，充分发挥了摆线和渐开线曲线在机械传动过程中各自的优点，提高了链轮的承载能力和使用寿命及转速，该复合齿槽的链轮对链条节距变大爬高造成脱链具有较好的适应能力和传动较平稳，同时减轻了多边形效应对链传动的不利影响。
本实用新型进一步的技术方案是：所述滚子链和套筒链链轮滚刀的法向齿形的齿形角α的取值范围在20°～25°之间。可根据工况和载荷的大小，适当选择该齿形角α的大小，从链传动特性分析：齿形角越小，则啮合时爬升力越小，不易发生跳齿与脱链，链条的滚子定位角越大，有利于链条的滚子定位；而且齿形角小，加工出来链轮的作用角也小，啮入时冲击力小，传动也较平稳。从链轮滚刀的结构看：法向齿形的齿形角小还能避免滚刀螺纹槽底宽度过小不便于滚刀制作，以及滚刀齿全高不够高得不到所需要链轮的全齿高。
本实用新型更进一步的技术方案是：所述滚子链和套筒链链轮滚刀的法向齿形的齿形角α选为22°。
本实用新型进一步的技术方案是：所述滚子链和套筒链链轮滚刀的法向齿形齿根部的摆线发生圆圆弧R，可根据轮齿的耐磨性和传动的平稳性及滚刀结构要求，适当选择齿根部的摆线发生圆圆弧R的大小，所述法向齿形的齿根部设有的摆线发生圆圆弧R的半径的取值范围在1～2倍法向节距Pn之间。从链啮合特性分析：法向齿形齿根部的摆线发生圆圆弧R半径越小，啮合时耐磨性越好，有利于链节能平稳自如地进入和退出啮合，提高了传动平稳性和啮合性能，并且不易发生跳齿与脱链。从链轮滚刀的结构看：法向齿形齿根部的摆线发生圆圆弧R半径小，滚刀齿根部厚度有所增加，有利于提高滚刀齿根处的抗弯强度，滚刀抗冲击能力有所提高，有利于强力切削。
本实用新型更进一步的技术方案是：所述法向齿形的齿根部设有的摆线发生圆圆弧R的半径选为1.5倍法向节距Pn。
本实用新型进一步的技术方案是：所述法向齿形的摆线发生圆圆弧R与倾斜成α角的齿廓直线的切点到所述基准线距离s的取值范围在0.1～0.14倍法向节距Pn之间。从链传动特性分析：法向齿形齿根部的摆线发生圆圆弧R的切点到基准线距离s大，链轮节圆附近渐开线曲线段较长，在该段啮合时产生的接触应力较小，不易发生点蚀、磨损，提高了链轮的使用寿命；同时由于接触力的减少，齿面也不会有较大的滑动磨擦，传动效率也得到提高。靠近齿顶部的摆线长度较短，链条平稳自如地进入和退出啮合和链条节距变大爬高造成脱节的适应能力相对较弱。从滚刀的结构看：法向齿形齿根部的摆线发生圆圆弧R的切点到基准线距离s大，能避免链轮滚刀螺纹槽底宽度过小不便于链轮滚刀制作，以及链轮滚刀齿全高不够高得不到所需要链轮的全齿高。
本实用新型更进一步的技术方案是：所述法向齿形的摆线发生圆圆弧R与倾斜成α角的齿廓直线的切点到基准线距离s选为0.12倍法向节距Pn。
本实用新型的有益效果是：用这种法向齿形的链轮滚刀加工的链轮，充分利用了摆线和渐开线曲线在传动过程中各自的优点，提高了链轮的承载能力和使用寿命及转速，并且节距变大适应能力较强和传动较平稳，便于链轮滚刀制作，减轻了多边形效应对链传动的不利影响，改善了链传动的啮合性能，所加工的链轮特适合于链条链轮式加压提升机构。
附图说明
图1为现有技术滚子链和套筒链链轮滚刀的法向齿形示意图(Pn是法向节距、h是全齿高、r是齿顶圆弧、P-P是基准线)
图2为本实用新型滚子链和套筒链链轮滚刀的法向齿形示意图(s是摆线发生圆圆弧R与倾斜成α角的齿廓直线的切点到基准线的距离、R是摆线发生圆)
具体实施方式
如图1所示的是现有技术《JB/T7427-2006滚子链和套筒链链轮滚刀》标准中的法向齿形示意图，该法向齿形由倾斜成24°角的齿廓直线1、P-P基准线2，齿顶圆弧r3、24°齿形角α4、全齿高h5、法向齿距Pn6组成。
如图2所示是在图1的基础上，先恰当调整法向齿形的24°齿形角α4，然后将倾斜成α角的齿廓直线1拆分为二段光滑连接曲线，其中靠近法向齿形齿根部的一段为摆线发生圆圆弧R7，而其余不变；即法向齿形的24°齿形角α4，可根据工况和载荷的大小，适当选择该齿形角α4的大小，所述滚子链和套筒链链轮滚刀的法向齿形的齿形角α4的取值范围在20°～25°之间，选为22°；所述法向齿形的齿根部设有的摆线发生圆圆弧R7，可根据链轮轮齿的耐磨性和传动的平稳性及滚刀结构要求，适当选择法向齿形的齿根部设有的摆线发生圆圆弧R7的半径大小，所述法向齿形的齿根部设有的摆线发生圆圆弧R7的半径的取值范围在1～2倍法向节距Pn之间，选为1.5倍法向节距Pn；齿根部设有的摆线发生圆圆弧R7与倾斜成α角的齿廓直线1相切，切点8(图示圆点)，所述法向齿形的摆线发生圆圆弧R7与倾斜成α角的齿廓直线(1)的切点8到所述基准线2的距离s9的取值范围在0.1～0.14倍法向节距Pn之间，选为0.12倍法向节距Pn，同时所述切点8又是链轮轮齿上摆线生成的起始点，该起始点又是渐开线与摆线的切点。
上述实施例仅供说明本实用新型之用，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以作出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也应属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由各权利要求限定。
Claims (7)
1.一种用于滚子链和套筒链链轮滚刀的法向齿形，包括齿顶部的齿顶圆弧r(3)、全齿高h(5)和基准线(2)及法向齿距Pn(6)；其特征在于滚子链和套筒链链轮滚刀的法向齿形的齿形角α(4)和法向齿形的齿根部设有的摆线发生圆圆弧R(7)以及法向齿形的摆线发生圆圆弧R(7)与倾斜成α角的齿廓直线(1)的切点(8)到基准线(2)的距离s(9)。
2.根据权利要求1所述的一种用于滚子链和套筒链链轮滚刀的法向齿形，其特征在于所述滚子链和套筒链链轮滚刀的法向齿形的齿形角α(4)的取值范围在20°～25°之间。
3.根据权利要求2所述的一种用于滚子链和套筒链链轮滚刀的法向齿形，其特征在于所述滚子链和套筒链链轮滚刀的法向齿形的齿形角α(4)选为22°。
4.根据权利要求1所述的一种用于滚子链和套筒链链轮滚刀的法向齿形，其特征在于所述法向齿形的齿根部设有的摆线发生圆圆弧R(7)的半径的取值范围在1～2倍法向节距Pn之间。
5.根据权利要求4所述的一种用于滚子链和套筒链链轮滚刀的法向齿形，其特征在于所述法向齿形的齿根部设有的摆线发生圆圆弧R(7)的半径选为1.5倍法向节距Pn。
6.根据权利要求1所述的一种用于滚子链和套筒链链轮滚刀的法向齿形，其特征在于所述法向齿形的摆线发生圆圆弧R(7)与倾斜成α角的齿廓直线(1)的切点(8)到所述基准线(2)的距离s(9)的取值范围在0.1～0.14倍法向节距Pn之间。
7.根据权利要求6所述的一种用于滚子链和套筒链链轮滚刀的法向齿形，其特征在于所述法向齿形的摆线发生圆圆弧R(7)与倾斜成α角的齿廓直线(1)的切点(8)到所述基准线(2)的距离s(9)选为0.12倍法向节距Pn。
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| CN202020260803.1U CN211820632U (zh) | 2020-03-05 | 2020-03-05 | 一种用于滚子链和套筒链链轮滚刀的法向齿形 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2022135612A1 (zh) * | 2020-12-21 | 2022-06-30 | 北京工业大学 | 一种渐开螺旋圆柱齿轮的法向啮合齿形测量方法 |
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| US11971324B2 (en) | 2020-12-21 | 2024-04-30 | Beijing University Of Technology | Method for checking or testing the profile of the path of contact of involute helical cylindrical gears |
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