新型Hy_Vo齿形链与链轮的啮合分析及其设计方法.pdf

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1、第43卷第1期机械工程学报Vol.43No.12007年1月CHINESEJOURNALOFMECHANICALENGINEERINGJan.2007新型Hy-Vo齿形链与链轮的啮合分析*及其设计方法122孟繁忠李启海冯增铭(1．吉林大学链传动研究所长春130025；2．吉林大学机械科学与工程学院长春130025)摘要：在分析与计算新型Hy-Vo齿形链变节距特性的基础上，提出“当量边心距”的概念，指出“定位偏置角”的设计原则。在研究新型Hy-Vo齿形链、链轮、滚刀之间的啮合与滚切原理的基础上，建立三者之间主要参数的谐应关系，提出可用于指导新型Hy-Vo齿形链、链

2、轮及其滚刀设计计算的解析表达式。试验研究表明，这种新的设计方法是切实可行的。关键词：新型Hy-Vo齿形链变节距当量边心距啮合原理链轮滚刀变位系数中图分类号：TH132合机制链节的工作链板的内侧齿廓是由内凹的曲线*0前言或直线所构成。因而新型Hy-Vo链在与链轮齿啮入时，外凸的内侧齿廓首先实现与轮齿的接触啮合(内齿形链是一种应用广泛的重要机械基础件，通啮合)，而后随着啮入过程中相邻链节的相对转动，常齿形链分为两大类：圆销式齿形链和滚销式齿形逐渐实现由内侧齿廓的接触啮合过渡到同一销轴上链。当链轮为渐开线齿形时，滚销式齿形链亦常称的相邻链节的工作链板的外侧齿廓的接触啮

3、合(外之为Hy-Vo齿形链(以下简称为Hy-Vo链)。目前，啮合)，从而实现了内—外复合啮合机制，而相邻链广泛应用的是圆形基准孔的外啮合Hy-Vo链。国内节转过2π/Z(Z为链轮齿数)之后，复合啮合机制链外曾有许多文章介绍Hy-Vo链优良的技术特性，文节与外啮合机制链节在链轮轮齿上的定位状态是一献[1]仅研究了圆形基准孔外啮合Hy-Vo链传动的致的(均以外侧直线齿廓接触定位)。运动学和静力学特性，并未提出Hy-Vo链主要参数的设计方法。文献[2-3]虽然分析了圆形基准孔外啮合Hy-Vo链的变节距机理和准共轭啮合机理，但其关于在拉直状态下相邻链板的两圆孔重合的基本

4、假设与实际工况不符，同时文献[2-3]也未提出Hy-Vo链—链轮—滚刀系统主要参数的设计方法。图1新型Hy-Vo齿形链结构示意图本文研究一种适用于高速链传动的新型复合啮1．内—外复合啮合机制链节2．外啮合机制链节合机制的Hy-Vo链，在分析和计算其变节距特性的如图2和图3所示，设新型Hy-Vo链工作链板基础上，提出了“当量边心距”的概念，指出了“定孔的基准圆圆心(非圆形孔的内侧圆弧曲率中心O)位偏置角”的设计原则，提出了可用于指导新型之间的距离为A，异型销轴大端表面的曲率半径为Hy-Vo链、链轮及其滚刀设计计算的解析表达式。r，链板孔基准圆圆心至异型销轴大端表面

5、的距离为1新型Hy-Vo链的变节距特性Sm，异型销轴在链板孔内的定位偏置角为γ。当新型Hy-Vo链相邻链节相互转动时，两个异型销轴大新型复合啮合机制Hy-Vo链的结构型式如图1端表面之间的初始接触点将逐渐上移，而一个异型所示。这种新型Hy-Vo链的复合啮合机制链节的工销轴大端表面上的定点相对于另一个异型销轴大端作链板的内侧齿廓是由外凸的曲线所构成，而外啮表面所形成的运动轨迹为外摆线，由于r1=r2=r，则[4]其运动轨迹为心形线。∗国家自然科学基金资助项目(50575089)。20060119收到初稿，由图2可求得新型Hy-Vo链在拉直时，其节距为2006102

6、5收到修改稿月2007年1月孟繁忠等：新型Hy-Vo齿形链与链轮的啮合分析及其设计方法117pAB′=+2(1)1式中BrS1=+()mcosγ−r2新型Hy-Vo链的当量边心距由图3可导出新型Hy-Vo链在转角为2θ时，其节距增量为对于圆销式齿形链和圆形孔的Hy-Vo链，其边∆=pBB′2(21−=)心距定义为圆形孔的圆心至工作链板外侧直线齿廓⎡⎤()rS+−cos()θγ−r的距离。而对于非圆形孔的新型Hy-Vo链，为了研m2(−+rS)cosγ+r(2)⎢⎥m究其啮合原理与设计方法，则必须提出其“当量边⎣⎦cosθ心距”的新概念。这里，基准边心距定义为基准

7、圆圆心O点至工作链板外侧直线齿廓的距离f。当新型Hy-Vo链处于拉直状态时，O1点至外侧直线齿廓的距离为当量边心距f1，转角为2θ时，O2点至外侧直线齿廓的距离为当量边心距f2。应该指出，O1、O2点并非异型销轴的啮合接触点，而是O-O延长线的交点。由图2和图3可以导出ffB=−=cosα11frS−+[()coscγ−r]osα(5)mffB=−=cosα22图2新型Hy-Vo链节距和当量边心距示意图[()rS+−mcos()cθγα−r]osf−(6)cosθ式中α——新型Hy-Vo链工作链板的齿形角由式(6)的计算结果可知：当θ=0时，新型Hy-Vo链的当

8、量边心距最大，即f2,m