[發明專利]一種螻蛄表面結構仿生的行星齒形鏈系統

在審

• 申請號: 201710316289.1
• 申請日: 2017-05-08
• 公開（公告）號: CN106949208A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 程亞兵;張軍躍;高旺;劉歡;李新月;李陽;王子劍
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: F16H9/26
• 分類號: F16H9/26;F16G13/04;F16G15/12
• 代理公司: 長春市四環專利事務所(普通合伙)22103
• 代理人: 張建成

技術領域

本發明涉及機械傳動技術領域，特別涉及一種螻蛄表面結構仿生的行星齒形鏈系統。

背景技術

齒形鏈是一種應用廣泛的重要機械基礎件，在很多工況下，其傳動性能優于齒形帶傳動、齒輪傳動以及滾子鏈傳動，已成為眾多行業首選的傳動形式之一。近年來汽車發動機、變速器、分動箱、摩托車、叉車、汽輪機、飛機、船舶、軋鋼機械、機床、工業泵等的機械傳動中，齒形鏈均得到了廣泛的應用。

現有的齒形鏈傳動系統一般采用單排的鏈條傳動，鏈板、銷軸以及其他鏈傳動系統構件的生產加工工藝也都較為傳統，使得鏈輪和鏈板承受載荷有限，鏈傳動系統磨損較嚴重，噪聲較大。此外，鏈傳動是通過主動鏈輪輸入轉矩，并通過輪齒與鏈條之間的嚙合進行系統之間的動力傳遞，再通過從動鏈輪輸出轉矩，可以看出鏈傳動系統動力輸出形式較為單一，使得鏈傳動的應用領域受到一定的限制。

發明內容

本發明的目的是要解決上述背景技術中現有的齒形鏈傳動的問題，而提供一種螻蛄表面結構仿生的行星齒形鏈系統，本發明實現多種動力輸出形式，并改善鏈傳動系統零部件的傳統加工工藝，運用結構仿生非光滑理論，能夠有效改善零部件表面耐磨性。

本發明是由仿生主動鏈輪、仿生從動鏈輪、齒形鏈條、行星架、滾動軸承和轉軸組成，齒形鏈條繞設在仿生主動鏈輪和仿生從動鏈輪上，轉軸設置在仿生主動鏈輪上，滾動軸承設置在仿生從動鏈輪上，行星架包括行星架本體和行星軸，行星架一端通過鍵和轉軸相配合設置在仿生主動鏈輪上，另一端行星軸與滾動軸承相配合設置在仿生從動鏈輪上，仿生主動鏈輪和仿生從動鏈輪結構相同；

仿生從動鏈輪既能通過與齒形鏈條嚙合時的自轉輸出轉矩，又能夠通過行星架繞主動鏈輪的軸線公轉實現一種圓周運動輸出；

所述行星軸與行星架本體為過盈配合，行星軸與仿生從動鏈輪通過滾動軸承進行連接，裝配時均通過行星軸的軸肩實現軸向定位，行星架通過轉軸帶動仿生從動鏈輪實現繞主動鏈輪軸線的圓周運動；

所述的齒形鏈條包括數個仿生鏈板、數個仿生銷軸和數個導板，仿生鏈板和仿生銷軸按照2×1的排列方式串接而成，導板設置在數個仿生銷軸上，導板與銷軸通過過盈裝配的方式來防止鏈板沿鏈輪軸向方向移動；

所述的仿生鏈板是在其內、外兩側齒廓表面加工均勻分布的球冠形凹坑狀單元體，單元體的具體尺寸及其排列方式如下：各單元體的底面圓直徑L1為250μm，凹坑深度H1為50μm，處于同一行的相鄰單元體底面圓圓心距離L2為300μm，處于同一列的相鄰單元體底面圓圓心距離L3為350μm，摩擦表面上單元體的分布密度P1為7～14個/mm²；

所述的仿生銷軸是在其摩擦表面加工均勻分布的球冠形凹坑狀單元體，單元體的具體尺寸及其排列方式如下：各單元體的底面圓直徑L4為250μm，凹坑深度H2為50μm，處于同一行的相鄰單元體底面圓圓心距離L5為300μm，處于同一列的相鄰單元體底面圓圓心距離L6為350μm，摩擦表面上單元體的分布密度P2為7～14個/mm²；

所述的仿生主動鏈輪、仿生從動鏈輪輪齒的嚙合摩擦表面分別加工均勻分布的球冠形凹坑狀單元體，各單元體的底面圓直徑L7為250μm，凹坑深度H3為50μm，處于同一列的相鄰單元體底面圓心距離L8為600μm，處于同一行的相鄰單元體底面圓圓心距離L9為600μm，輪齒齒廓采用漸開線齒廓。

本發明的工作原理和過程：

工作時，對仿生主動鏈輪施加一個逆時針的轉矩，仿生鏈板齒廓通過與仿生主動鏈輪的輪齒相嚙合帶動齒形鏈條運動，進而使得仿生從動鏈繞自身軸線轉動，行星架在輸入轉矩的作用下隨仿生主動鏈輪一起逆時針旋轉，行星架與仿生從動鏈輪之間裝有滾動軸承，故而仿生從動鏈輪又在行星架作用下繞仿生主動鏈輪軸線逆時針旋轉，從而實現了行星齒形鏈系統的運動。

本發明的有益效果：

1、裝配有行星架的行星齒形鏈系統使得仿生從動鏈輪既能在與齒形鏈條嚙合時自轉，又能夠在行星架作用下繞仿生主動鏈輪軸線公轉，實現了齒形鏈系統從單一的轉矩輸出形式到多種動力輸出形式的突破，此系統主要適用于中低速、輕載、以及其他行星傳動形式的場合；

2、運用仿生非光滑磨損機理，以螻蛄非光滑耐磨體表為基準設計了仿生鏈板、仿生銷軸、仿生主動鏈輪和仿生從動鏈輪，構件摩擦表面的球冠形凹坑狀單元體既可以儲存小的金屬碎屑又可以儲存潤滑油并且潤滑油不宜流失，確保工作時的潤滑效果，極大地改善了齒形鏈系統工作時的潤滑和耐磨損性能；