CN102287483B - 双节距分时啮合齿形链链板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双节距分时啮合齿形链链板，属于机械设计制造及链传动领域。链板在啮合线上具有双倍节距，每片链板上分布三个齿，第一个和第三个齿廓的外齿廓线为直线，边心距f1为标准齿形链链板的边心距f的0.96~0.98倍，内齿廓线为外凸的曲线，伸出量δ=0.01f~0.03f，第二个齿的齿廓线为直线齿廓。本发明优点是在输送和传动相同的载荷时，啮入、啮出平稳，冲击振动和噪声小，耗材少，运动精度高，可靠性好，特别适合汽车生产线上的零部件的输送。
Description
技术领域
本发明属于机械设计制造及链传动领域，适用于各种输送线上的平稳输送。
背景技术
齿形链是一种应用广泛的重要的机械基础件。由于齿形链本身噪声小、可靠性高、运动精度高的特点，近年来广泛应用于汽车发动机的正时***、机油泵***、传动***、汽轮机、飞机、机床，尤其在各种自动化生产线上更以其独有的优势发挥了不可替代的作用。其传动形式优于齿形带传动、齿轮传动以及滚子链传动。传统标准的齿形链条是每个链板是单节距双齿廓，链板的外侧线为直线齿廓，内侧为直线或内凹曲线，它与标准直齿齿形链链轮啮合，每个链节与链轮的啮合是在瞬间完成的，因而冲击和振动较大、噪声较大、磨损较严重、传递效率较低。由于传统的链条，每一个节距，就由一个销轴铰接，这样整个链条的质量较大，不适合用于输送链，输送链的自重严重影响输送机的性能。同时，在啮合传动过程中，由于冲击能量与链条的质量成正比关系，所以传统的链条产生的振动较大，这样会产生较大噪音，污染环境，也会给链条的运动精度和使用寿命带来较大影响。不利于汽车生产线上的零部件平稳、高效、低噪音的输送。
发明内容
本发明提供一种双节距分时啮合齿形链链板，以解决传统的齿形链条应用在输送机上质量大，瞬间啮合冲击，产生较大噪音，影响链条的运动精度和使用寿命等问题。
本发明采取的技术方案是：在链板啮合线上具有双倍节距，每片链板上分布三个齿，第一个和第三个齿廓的外齿廓线为直线，边心距f1为标准齿形链链板的边心距f的0.96~0.98倍，内齿廓线为外凸的曲线，伸出量δ=0.01f ~0.03f，第二个齿的齿廓线为直线齿廓，链板参数计算公式如下：节距P1=2Pcos(180°/Z)，中间齿齿形角α1=2β，齿形角α2=2φ+2β，链板啮合圆直径d=p/sin(180°/Z)，链板齿顶圆直径d1=d-2h1，其中β为对应链轮齿槽角β=30°-(180°/Z)，φ为对应链轮分度角φ=360°/Z，P为标准齿形链的节距，Z为对应链轮的齿数，f为标准齿形链的边心距，h1为标准齿形链的孔心到齿顶的距离。
本发明的目的在于链板厚度相同的情况下，承载相同的载荷，新设计的链条与相同节距的传统链条相比，每米链条在重量上降低20%—30%，具有低冲击、低噪音、适合中低速、重载、高效、高精度、要求可靠性高的齿形链和链轮的传动机构。
本发明为双节距三齿廓齿形链链板的链条与标准的直齿齿形链链轮进行啮合传动。
本发明双节距三齿廓链板的双节距是新设计链板的节距，是传统链板节距的两倍，三齿廓是每片链板上分布三个齿。在装配成链条时，与传统的齿形链链条相比，节省一半数量的销轴，和一半链板的铰接重叠的部分，这样从链条的质量上来讲，就节约了大量的材料，在制造工艺方面也相对简单。在承载载荷相同的情况下，也减少了整条链条的质量，从而可以减轻啮合冲击，减小了磨损，降低噪声，增加链条和链轮的使用寿命，保证输送的可靠性。
本发明从节距的确定上减小多边形效应。对于双节距齿形链来说，相对传统的齿形链在节距上增大了一倍。但本发明通过对链板的结构进行设计，可以对多边形效应进行补偿，消除一定量的多边形效应。连接双节距的两个链板孔，所得的距离要小于两倍节距，对于双节距链板的节距设计，先确定与链轮相啮合的节圆直径，在这个节圆上选取一个节距，使这个节距的两个端点落在节圆上，再以其中的一个端点为基点，在另外一侧，在节圆上取一个节距，这样就找到了双节距链板的链板孔圆心，这样获得的链板节距，是传统的齿形链链板节距的两倍，但从传动来看，多边形要小于两倍节距，也满足啮合要求，这样对双节距齿形链带来的多边形效应有非常好的补偿。
在本发明中，从双节距链板齿廓的设计上来降低冲击和减少磨损。第一和第三个齿的外齿廓线为直线齿廓，边心距f1为0.96f ~0.98f，内齿廓线为外凸的曲线齿廓，这样在啮合过程中第三个齿的内齿廓先与链轮接触，随着链轮的转动，第三个齿的内齿廓逐渐向同一铰链上相邻链板的第一个齿的外齿廓里缩进，这样由内齿廓啮合逐渐转到外齿廓啮合，随着链轮的继续转动，再与第二个齿啮合，并最后第二个齿与链轮啮合定位，第一和第三个齿的外齿廓与链轮齿脱离，双节距链板的第二个齿齿廓线为直线齿廓，在啮合过程中起到定位作用，使链条与链轮啮合后平稳运转，承载与链轮完全啮合时传递的载荷。 这样实现了内齿廓、外齿廓和中间齿廓与链轮的分时啮合，这种分时啮合对销轴的剪切部位在交替着进行，可以延长销轴的使用寿命，同时，链板也在交替着进行承载传递的载荷，也可以减轻链板的磨损，延长链板的使用寿命。这样可以减小链条和链轮的磨损和冲击，降低噪音，延长链条的使用寿命，可靠性高。
附图说明
图1 是本发明的结构示意图；
图2是本发明导板的结构示意图；
图3 是本发明用双节距分时啮合齿形链链板组成的整条链条结构示意图；
图4是本发明用双节距分时啮合齿形链链板组成的整条链条结构示意图；
图5 是双节距分时啮合齿形链链板的链条和标准直齿齿形链链轮的啮合示意图。
具体实施方式
在链板啮合线上具有双倍节距，每片链板上分布三个齿，第一个和第三个齿廓的外齿廓线为直线，边心距f1为标准齿形链链板的边心距f的0.96~0.98倍，内齿廓线为外凸的曲线，伸出量δ=0.01f ~0.03f，第二个齿的齿廓线为直线齿廓，链板参数计算公式如下：节距P1=2Pcos(180°/Z)，中间齿齿形角α1=2β，齿形角α2=2φ+2β，链板啮合圆直径d=p/sin(180°/Z)，链板齿顶圆直径d1=d-2h1，其中β为对应链轮齿槽角β=30°-(180°/Z)，φ为对应链轮分度角φ=360°/Z，P为标准齿形链的节距，Z为对应链轮的齿数，f为标准齿形链的边心距，h1为标准齿形链的孔心到齿顶的距离。
下面结合图对本发明专利做进一步说明
基于图1-图5，对本发明进行说明。图1是双节距齿形链板的结构齿形图，11是链板第一和第三个齿的直线外齿廓，12是链板的第一个齿，13是第一个和第三个齿的外凸曲线内齿廓，14是第二个齿的直线齿廓，15是链板的第二个齿，16是链板的第三个齿。图2是双节距齿形链导板的结构图。图3和图4是链条的侧向图，为了更好的展示出链条的齿廓和装配方式，给出链条的两个侧向的示意图，31为导板，限制链条在链轮上的横向窜动。图5是表示双节距齿形链与链轮的啮合定位状态的说明图，51是链条上的一个链节，52是链条上与51在同一销轴上的相邻链节，53是标准直齿链轮。在啮合过程中，51的第三个齿的内齿廓先与53接触，随着53的转动，51的第三个齿的内齿廓逐渐缩进52的第一个齿的外齿廓内，52的第一个齿的外齿廓与53接触，随着53的继续转动，52的第二个齿与53接触啮合，最后定位，52的第一和第三个齿的外齿廓与链轮齿脱离，完成一个完整的啮入过程。
本发明实例：以链条节距为15.875mm为例，双节距链板结构如图1所示。
对于传统的齿形链链条CL10，内导式的，链板数为15，平均极限拉伸载荷50.6kN，每米链条的重量为2.21kg，通过实验，双节距分时啮合齿形链链板的链条在满足相同传递载荷的情况下，每米链条的重量为1.64kg。
Claims (1)
1.一种双节距分时啮合齿形链链板，其特征在于：链板在啮合线上具有双倍节距，每片链板上分布三个齿，第一个和第三个齿廓的外齿廓线为直线，边心距f1为标准齿形链链板的边心距f的0.96~0.98倍，内齿廓线为外凸的曲线，伸出量δ=0.01f ~0.03f，第二个齿的齿廓线为直线齿廓，链板参数计算公式如下：节距P1=2Pcos(180°/Z)，第二齿齿形角α1=2β，齿形角α2=2φ+2β，链板啮合圆直径d=p/sin(180°/Z)，链板齿顶圆直径d1=d-2h1，其中β为对应链轮齿槽角β=30°-(180°/Z)，φ为对应链轮分度角φ=360°/Z，P为标准齿形链的节距，Z为对应链轮的齿数，f为标准齿形链的边心距，h1为标准齿形链的孔心到齿顶的距离。
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