RU2257498C1 - Chain mechanism - Google Patents

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: sprocket for round-linked chain with beveled links is provided with flat gear ring whose teeth freely pass through openings defined by inclined links of the round-linked chain. The sprocket is provided with additional teeth which are inclined to the teeth of the flat gear ring. Adjacent additional teeth are inclined in opposite directions with respect to the flat gear ring.

EFFECT: improved load-carrying capability.

3 dwg

Description

Изобретение относится к круглозвенным цепным механизмам, используемым в машинах непрерывного транспорта и в грузоподъемных машинах и механизмах. Особенно привлекательно его использование в простых ручных механизмах подъема и перемещения груза.The invention relates to round link chain mechanisms used in continuous transport machines and in hoisting machines and mechanisms. Particularly attractive is its use in simple manual lifting and moving mechanisms.

Известны цепные передачи для передачи вращения, основным узлом которых является кинематическая пара звездочка - цепь (И.П.Глущенко, А.А.Петрик Цепные передачи, “Технiка”, Киев, 1973 г.). Цепь выполнена из звеньев, представляющих собой ролики, соединенные пластинами. Звездочка выполнена в виде плоского зубчатого венца, на каждый зуб которого надето звено роликовой цепи. Такой механизм имеет звездочку простой формы, дешевую в изготовлении, но достаточно дорогую роликовую цепь, которая становится еще более сложной и дорогой при использовании механизма в качестве тягового для передачи высоких нагрузок. Известны цепные механизмы с простыми по конструкции грузовыми круглозвенными цепями (См. А.Ф.Крайнев Словарь-справочник по механизмам, М., “Машиностроение”, 1987, с.513, а также патенты GB 1198473, US 6513647), в которых звездочка имеет сложную форму. Она представляет собой ступицу с двумя параллельными зубчатыми венцами с зубьями сложной пространственной формы, образующими на цилиндрической поверхности звездочки выемки в форме звена цепи. В эти выемки при зацеплении ложатся горизонтальные звенья цепи, которые и участвуют в передаче усилия. Для вертикальных звеньев цепи в теле звездочки предусмотрена кольцевая канавка, собственно и разделяющая зубья на два венца. Основной недостаток данного механизма заключается в том, что в зацеплении со звездочкой находится только каждое второе (горизонтальное) звено цепи, лежащее в выемке между зубьями и взаимодействующее с вогнутым профилем зубьев. Для увеличения площади контакта звена цепи с зубом в изобретениях SU 1712712, SU 1025951, GB 2097092 очерчивают этот вогнутый профиль различными кривыми, что еще более усложняет и так сложную форму звездочки. В звездочке SU 1388644, кроме того, выполнены опорные площадки для вертикальных звеньев цепи, так что эти звенья также частично участвуют в передаче усилия. Однако звездочка становится еще более сложной в изготовлении. В цепной передаче SU 937834 со звездочкой зацепляется каждое звено круглозвенной цепи. Плоская звездочка имеет простую форму зуба, который при зацеплении входит внутрь горизонтального звена, а впадина между зубьями зацепляется с вертикальным звеном. Однако в этой передаче может работать не простая цепь со звеньями круглого сечения, а цепь со звеньями в поперечном сечении в форме полуколец, направленных вогнутой частью внутрь звеньев. Таким образом, в этой передаче при простой и дешевой звездочке нужна цепь с высокой стоимостью и сложностью изготовления. Помимо прочего, такая цепь имеет меньшую нагрузочную способность, чем цепь круглого сечения с тем же размером звеньев.Known chain gears for transmission of rotation, the main node of which is an asterisk-kinematic pair - chain (I.P. Glushchenko, A.A. Petrik Chain gears, “Technika”, Kiev, 1973). The chain is made of links, which are rollers connected by plates. The sprocket is made in the form of a flat gear ring, on each tooth of which a link of the roller chain is worn. Such a mechanism has an asterisk of simple shape, cheap to manufacture, but quite expensive roller chain, which becomes even more complex and expensive when using the mechanism as a traction to transmit high loads. Known chain mechanisms with simple design round link chains (See A.F. Krainev Dictionary of Mechanisms, M., “Mechanical Engineering”, 1987, p. 513, as well as GB 1198473, US 6513647), in which the asterisk has a complex shape. It is a hub with two parallel gear rims with teeth of complex spatial shape, forming recesses in the form of a chain link on the cylindrical surface of the sprocket. In these recesses during engagement, horizontal chain links lie, which participate in the transfer of force. For vertical chain links, an annular groove is provided in the sprocket body, which actually divides the teeth into two crowns. The main disadvantage of this mechanism is that only every second (horizontal) chain link lying in the recess between the teeth and interacting with the concave profile of the teeth is engaged with the sprocket. In order to increase the contact area of the chain link with the tooth, SU 1712712, SU 1025951, GB 2097092 outline this concave profile with various curves, which further complicates the already complex shape of the sprocket. In the sprocket SU 1388644, in addition, support pads for the vertical chain links are made, so that these links also partially participate in the transmission of force. However, the sprocket becomes even more difficult to manufacture. In the chain transmission SU 937834 with an asterisk, each link of the round link chain is engaged. A flat sprocket has a simple tooth shape, which, when engaged, enters the horizontal link, and the cavity between the teeth engages with the vertical link. However, in this transmission, not a simple chain with circular links can work, but a chain with links in a cross section in the form of half rings directed by a concave part inside the links. Thus, in this transmission, with a simple and cheap sprocket, you need a chain with high cost and manufacturing complexity. Among other things, such a chain has a lower load capacity than a circular chain with the same size of the links.

За прототип выберем цепной механизм (SU 1712712), содержащий тяговую круглозвенную цепь со звеньями круглого сечения и звездочку с зубьями сложной пространственной формы. Цепь в зацеплении со звездочкой ориентирована так, что одно ее звено (вертикальное) расположено в плоскости звездочки, а другое (горизонтальное) - в перпендикулярной плоскости. Звездочка зацепляется выемками между зубьями только с горизонтальными звеньями цепи, причем площадь контакта находится на наружной поверхности горизонтальных звеньев. Износ зубьев уменьшает надежность зацепления.For the prototype, we will choose a chain mechanism (SU 1712712) containing a round link chain with round links and an asterisk with teeth of complex spatial shape. The chain meshing with the sprocket is oriented so that one of its link (vertical) is located in the plane of the sprocket, and the other (horizontal) is in the perpendicular plane. The sprocket is engaged with the recesses between the teeth only with the horizontal links of the chain, and the contact area is on the outer surface of the horizontal links. Wear of the teeth reduces gearing reliability.

Задачей изобретения является разработка цепного механизма, предназначенного для передачи высоких нагрузок и максимально простого и дешевого в изготовлении.The objective of the invention is to develop a chain mechanism designed to transfer high loads and as simple and cheap to manufacture.

Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в обеспечении зацепления со звездочкой каждого звена круглозвенной цепи без больших дополнительных затрат.The technical result achieved by the invention is to ensure engagement with an asterisk of each link of the round link chain without large additional costs.

Для решения указанной задачи цепной механизм, как и прототип, содержит звездочку и тяговую круглозвенную цепь. В отличие от прототипа зубчатый венец звездочки выполнен плоским. Цепь в зацеплении со звездочкой ориентирована так, что ее соседние звенья повернуты относительно плоскости звездочки в разные стороны на одинаковые углы, образуя в плоскости звездочки сквозные отверстия, а размер и форма каждого зуба звездочки выбраны из условия свободного прохождения зуба в это отверстие. Для увеличения несущей способности механизма звездочка снабжена дополнительными зубьями, наклонными к основным, причем соседние дополнительные зубья имеют наклон в разные стороны от плоскости основного зубчатого венца.To solve this problem, the chain mechanism, like the prototype, contains an asterisk and a traction round link chain. Unlike the prototype, the sprocket gear is flat. The chain meshing with the sprocket is oriented so that its adjacent links are turned relative to the sprocket plane in different directions at equal angles, forming through holes in the sprocket plane, and the size and shape of each tooth of the sprocket are selected from the condition of free passage of the tooth into this hole. To increase the bearing capacity of the mechanism, the sprocket is equipped with additional teeth inclined to the main teeth, and adjacent additional teeth have an inclination in different directions from the plane of the main gear ring.

Изобретение иллюстрируется на примере применения первого варианта цепного механизма в качестве подвижного блока цепной лебедки.The invention is illustrated by the application of the first variant of the chain mechanism as a movable block of a chain winch.

На фиг.1 показан общий вид цепного механизма в разрезе; на фиг.2 - сечение по АА на фиг 1; на фиг.3 показан общий вид второго варианта механизма.Figure 1 shows a General view of the chain mechanism in section; figure 2 is a section along AA in figure 1; figure 3 shows a General view of a second variant of the mechanism.

Механизм содержит звездочку 1, посаженную на вал 2, с петлей 3 для подвески груза или крепления к неподвижной опоре. Звездочка имеет ступицу 4 и плоский зубчатый венец 5 с зубьями 6. Тяговая цепь состоит из звеньев 7 и 8 круглого поперечного сечения, выполненных из прутка. Цепь ориентирована относительно центральной плоскости S зубчатого венца так, что ее соседние зубья 7 и 8 наклонены к этой плоскости в разные стороны под одинаковыми углами. Так как соседние звенья круглозвенной цепи ориентированы друг к другу под углом в 90 градусов, то наклон их к плоскости звездочки составляет примерно 45 градусов.The mechanism comprises an asterisk 1, mounted on the shaft 2, with a loop 3 for suspension of cargo or fastening to a fixed support. The sprocket has a hub 4 and a flat gear ring 5 with teeth 6. The traction chain consists of links 7 and 8 of circular cross section made of a rod. The chain is oriented relative to the central plane S of the ring gear so that its adjacent teeth 7 and 8 are inclined to this plane in different directions at equal angles. Since the neighboring links of the round link chain are oriented to each other at an angle of 90 degrees, their inclination to the sprocket plane is approximately 45 degrees.

При таком повороте звеньев цепи в каждом звене в плоскости S образуется сквозное отверстие 9, на фиг.2 условно показанное штриховыми линиями. Форма и размеры 10 плоского профиля зуба 6 выбирается такой, чтобы зуб свободно проходил сквозь отверстие 9 во всех его положениях зацепления от точек В до С на фиг.1. Зубья 6 звездочки зацепляют каждое из звеньев 7 и 8 изнутри, что повышает надежность зацепления даже при большом износе зубьев или цепи.With this rotation of the chain links in each link in the plane S, a through hole 9 is formed, in Fig.2 conventionally shown by dashed lines. The shape and dimensions 10 of the flat profile of the tooth 6 is selected so that the tooth freely passes through the hole 9 in all its engagement positions from points B to C in figure 1. The teeth of the sprocket 6 engage each of the links 7 and 8 from the inside, which increases the reliability of engagement even with large wear of the teeth or chain.

На фиг.3 зубчатый венец звездочки 1 образован тремя комплектами зубьев 11, 12 и 13. Зубья 11 образуют основной плоский венец, а соседние дополнительные зубья 12 и 13 наклонены к плоскости S основного зубчатого венца в разные стороны. Угол наклона составляет также примерно 45 градусов, так как дополнительные зубья должны поддерживать наклон звеньев цепи. В результате дополнительные зубья не только фиксируют нужную ориентацию цепи в зацеплении, но и создают дополнительные зоны контакта D зубьев 12 и 13 звездочки 1 со звеньями цепи. Таким образом, в этом варианте основные зубья 11 зацепляются с круглозвенной цепью внутри звеньев 7 и 8, а дополнительные зубья 12 и 13 контактируют с внешней поверхностью звеньев.In Fig.3, the sprocket wheel of the sprocket 1 is formed by three sets of teeth 11, 12 and 13. The teeth 11 form the main flat crown, and the adjacent additional teeth 12 and 13 are inclined to the plane S of the main ring gear in different directions. The angle of inclination is also approximately 45 degrees, as additional teeth should support the inclination of the chain links. As a result, additional teeth not only fix the desired chain orientation in engagement, but also create additional contact zones D of teeth 12 and 13 of sprocket 1 with chain links. Thus, in this embodiment, the main teeth 11 engage with the round link chain inside links 7 and 8, and the additional teeth 12 and 13 are in contact with the outer surface of the links.

Работу механизма рассмотрим на примере его использования в качестве подвижного блока грузоподъемного механизма. При движении одного конца цепи вверх под действием силы тяги F при закрепленном втором конце цепь будет зацепляться каждым своим звеном 7 и 8 с зубьями 6 звездочки 1 в области между точками В и С. При этом область зацепления находится внутри каждого звена. Звездочка 1 повернется вокруг оси 2 и поднимет груз, подвешенный в петле 3. Механизм на фиг.3 работает аналогичным образом, только кроме основных зубьев 11, с каждым звеном цепи зацепляются также дополнительные зубья 12 и 13. Очевидно, что предлагаемый механизм может работать и в составе других машин и механизмов, например в режиме с ведущей звездочкой.Let us consider the operation of the mechanism by the example of its use as a movable block of a lifting mechanism. When one end of the chain moves upward under the action of the traction force F, with the second end fixed, the chain will mesh with each link 7 and 8 with teeth 6 of the star 1 in the area between points B and C. Moreover, the meshing area is inside each link. The sprocket 1 will rotate around axis 2 and lift the load suspended in the loop 3. The mechanism in Fig. 3 works in the same way, except for the main teeth 11, additional teeth 12 and 13 are also engaged with each chain link. It is obvious that the proposed mechanism can work and as a part of other cars and mechanisms, for example in a mode with a leading asterisk.

Таким образом, предлагаемый механизм имеет простую по форме и конструкции звездочку, которая может работать в паре с такой же простой, но высоконагрузочной круглозвенной тяговой цепью с зацеплением и нагрузкой каждого ее звена. Это позволяет при одинаковых нагрузочных характеристиках уменьшить размеры звездочки при том же количестве зубьев, или при тех же размерах звездочки увеличить количество зубьев, находящихся в зацеплении, что увеличивает нагрузочную способность механизма. Внутреннее зацепление зуба звездочки со звеньями цепи более надежно и менее чувствительно к износу, чем зацепление в прототипе. Комбинация простых элементов в механизме обеспечивает более низкую стоимость, что является очень привлекательным при использовании таких зацеплений в ручных грузоподъемных механизмах массового спроса, например лебедок для автотранспорта и т.п.Thus, the proposed mechanism has a simple sprocket in shape and design, which can be paired with the same simple, but high-load round link traction chain with meshing and load of each link. This allows for the same load characteristics to reduce the size of the sprocket with the same number of teeth, or with the same size of the sprocket to increase the number of teeth that are engaged, which increases the load capacity of the mechanism. The internal gearing of the sprocket tooth with chain links is more reliable and less sensitive to wear than gearing in the prototype. The combination of simple elements in the mechanism provides a lower cost, which is very attractive when using such gears in manual hoisting mechanisms of mass demand, for example, winches for vehicles, etc.

Claims (1)

Звездочка для круглозвенной цепи с косолежащими звеньями, выполненная с плоским зубчатым венцом, зубья которого свободно проходят в сквозные отверстия, образованные косолежащими звеньями круглозвенной цепи, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительными зубьями, наклонными к зубьям плоского зубчатого венца, причем соседние дополнительные зубья наклонены в разные стороны от плоского зубчатого венца.A sprocket for a round link chain with oblique links made with a flat gear ring, the teeth of which freely pass into the through holes formed by the adjacent links of the round link chain, characterized in that it is provided with additional teeth inclined to the teeth of the flat gear ring, and adjacent additional teeth are inclined in different sides of the flat gear ring.

Images