一种摆销式齿形链传动系统的制作方法

本发明属于机械传动，具体涉及一种摆销式齿形链传动系统，设计用于废边卷球机设备。

背景技术：

1、近年来，齿形链传动系统广泛应用于各种装备中，有着噪声小、可靠性高、运动精度高等特点。废边卷球机设备载荷大，使用环境振动大，并伴有冲击载荷。在长时间寿命和性能的要求下，为适应废边卷球机设备的需求，齿形链传动系统中的齿形链、链轮的各种参数都需进行重新设计。其中尤其是关于工作链板与链轮啮合部分的型线设计，更是保证链传动过程稳定、可靠的重中之重，也是各链条企业想要攻克的重大难点，但是设计的依据或者判断的方法均较为缺乏，如何设计出链条在长时间使用过程中，链条在张力的作用下逐渐伸长的克服结构和办法，是本领域技术人员研究的对象。

技术实现思路

1、本发明提供了一种节距可变、涨紧力稳定可调、高速重载工况下链传动噪声小、可靠性高、运动精度高的摆销式齿形链传动系统。

2、一种摆销式齿形链传动系统,包括齿形链连接的主动链轮、张紧轮以及从动链轮，所述的张紧轮连接有电机控制旋转角度的张紧臂，张紧臂与水平面之间的夹角采用动力学仿真模型评估，而后通过计算机程序计算出张紧臂与水平面之间的夹角控制电机旋转，调节张紧臂与水平面之间的夹角。本发明的摆销式齿形链传动系统采用电机控制旋转角度的张紧臂在动力学仿真模型评估下采用计算机程序计算出角度控制电机旋转，从而调节齿形链涨紧力，控制齿形链长度确保高速重载工况下的传动性能。

3、所述的张紧轮位于主动链轮与从动链轮之间，所述的齿形链包括长销轴、短销轴、导板、外链板、工作链板，所述工作链板设有左右对称的左工作链孔和右工作链孔，所述导板设有左右对称的左导板链孔和右导板链孔，所述的外链板设有一个圆弧形外链孔，所述的左工作链孔由左劣圆弧和右优圆弧拼接构成，所述的右工作链孔由右劣圆弧和右优圆弧拼接构成，所述的左导板链孔由左导板劣圆弧和右导板优圆弧拼接构成，所述的右导板链孔由右导板劣圆弧和右导板优圆弧拼接构成，所述的长销轴为圆弧形结构，包括长劣圆弧和长优圆弧，所述的短销轴为圆弧形结构，包括短劣圆弧和短优圆弧，所述的长销轴的长优圆弧背靠背贴合短销轴的短优圆弧形成一组摆销构件，一组摆销构件同时插合层叠的两个以上的工作链板以及导板，其中的短销轴的短劣圆弧同时配合一片以上工作链板的右劣圆弧以及右导板劣圆弧，其中的长销轴的长劣圆弧同时配合另外一片以上工作链板的左劣圆弧，另外一组摆销构件水平旋转180度，同时插合层叠的两个以上的工作链板以及导板，其中的短销轴的短劣圆弧同时配合一片以上工作链板的左劣圆弧以及左导板劣圆弧，其中的长销轴的长劣圆弧同时配合另外一片以上工作链板的右劣圆弧。该种齿形链的摆销构件通过长销轴的长优圆弧背靠背贴合短销轴的短优圆弧的基础上，采用短销轴的短劣圆弧同时配合一片以上工作链板的右劣圆弧以及右导板劣圆弧，其中的长销轴的长劣圆弧同时配合另外一片以上工作链板的左劣圆弧，形成稳定的圆弧配合关系提高传动的稳定性，另外一组摆销构件水平旋转180度，同时插合层叠的两个以上的工作链板以及导板，其中的短销轴的短劣圆弧同时配合一片以上工作链板的左劣圆弧以及左导板劣圆弧，其中的长销轴的长劣圆弧同时配合另外一片以上工作链板的右劣圆弧，形成稳定的圆弧配合关系提高传动的稳定性，由此形成了两个镜像对称的摆销构件，长销轴的长优圆弧背靠背贴合短销轴的短优圆弧通过圆弧贴合角度变化实现齿形链节距可变性能，及时抗击载重冲击性能，另外短销轴的短劣圆弧和长销轴的长劣圆弧通过圆弧配合实现齿形链传动的稳定性。

4、所述的摆销构件的长销轴伸出导板配合外链板的圆弧形外链孔。

5、所述的齿形链形成圆圈连接主动链轮、张紧轮以及从动链轮，在齿形链形成圆圈连接处将长销轴替换成接轴，接轴伸出导板配合外链板的圆弧形外链孔并采用接轴销限位，提高齿形链轴向稳定性。

6、所述的动力学仿真模型采用逻辑控制过程包括如下步骤：

7、步骤一：变量赋值；

8、步骤二：设置张紧臂与水平面之间的起始角度、张紧臂与水平面之间的终止角度、步长；

9、步骤三：计算当前角度的链条长度；

10、步骤四：判断计算的链条长度与目标值差值的绝对值是否小于存储值；

11、步骤五：根据步骤四的判断结果当绝对值小于存储值，存储当前角度和链条长度；

12、步骤六：根据步骤四的判断结果当绝对值大于存储值，判断当前角度是否达到终止角度，未达到终止角度的当前角度增加一个步长值，而后循环步骤三、步骤四、步骤五；

13、步骤七：根据步骤五存储的当前角度和链条长度，判断当前角度是否达到终止角度，达到了输出存储值，完成仿真。

14、所述动力学仿真模型采用的变量赋值为齿形链链节数为92节，初始节距为38.1～38.18mm；每20节链段的链长为762～764.28mm；所述主动链轮和从动链轮链轮齿数均为40；所述张紧轮齿数为21；所述主动链轮与从动链轮中心距为990mm；所述张紧臂通过连接管绕电机主轴旋转,连接管中心与主动链轮中心的横向距离为610mm，纵向距离为112mm。

15、所述起始角度的角度区间为10°～14°，所述终止角度的角度区间为14°～20°。

16、所述齿形链的链节包括外链节和内链节，外链节由18个工作链板、2个导板和2个外链板组成，内链节由19个工作链板组成，内链节的工作链板与外链节的工作链板相互交错，其中外链节两个导板位于链节最外侧，外链板紧贴于导板之上。

17、本发明提供一种摆销式齿形链传动系统的有益效果在于：

18、(1)在满足废边卷球机设备传动系统的基本设计要求的前提下，具有噪声小、传动平稳性好、使用寿命长等特点。

19、(2)建立动力学仿真模型，通过仿真计算和分析能对该齿形链传动系统进行评估。

20、(3)编写程序并计算了张紧臂工作夹角，为张紧臂工作状态位置提供了理论依据，并且可以通过电机实时调整张紧臂与水平面之间的夹角，进而实现齿形链长度调节和涨紧力控制。

技术特征：

1.一种摆销式齿形链传动系统，包括齿形链(1)连接的主动链轮(2)、张紧轮(3)以及从动链轮(5)，其特征在于：所述的张紧轮(3)连接有电机控制旋转角度的张紧臂（4），张紧臂（4）与水平面之间的夹角采用动力学仿真模型评估，而后通过计算机程序计算出张紧臂与水平面之间的夹角控制电机旋转，调节张紧臂（4）与水平面之间的夹角。

2.根据权利要求1所述的一种摆销式齿形链传动系统，其特征在于：所述的张紧轮(3)位于主动链轮(2)与从动链轮(5)之间，所述的齿形链(1)包括长销轴(16)、短销轴(17)、导板(14)、外链板(15)、工作链板(13)，所述工作链板(13)设有左右对称的左工作链孔（135）和右工作链孔（137），所述导板(14)设有左右对称的左导板链孔（144）和右导板链孔（142），所述的外链板(15)设有一个圆弧形外链孔（152），所述的左工作链孔（135）由左劣圆弧（133）和右优圆弧（136）拼接构成，所述的右工作链孔（137）由右劣圆弧（134）和右优圆弧（132）拼接构成，所述的左导板链孔（144）由左导板劣圆弧（143）和左导板优圆弧（146）拼接构成，所述的右导板链孔（142）由右导板劣圆弧（145）和右导板优圆弧（147）拼接构成，所述的长销轴(16)为圆弧形结构，包括长劣圆弧（162）和长优圆弧（161），所述的短销轴(17)为圆弧形结构，包括短劣圆弧（174）和短优圆弧（173），所述的长销轴(16)的长优圆弧（161）背靠背贴合短销轴(17)的短优圆弧（173）形成一组摆销构件（7），一组摆销构件同时插合层叠的两个以上的工作链板(13)以及导板(14)，其中的短销轴(17)的短劣圆弧（174）同时配合一片以上工作链板(13)的右劣圆弧（134）以及右导板劣圆弧（145），其中的长销轴(16)的长劣圆弧（162）同时配合另外一片以上工作链板(13)的左劣圆弧（133），另外一组摆销构件水平旋转180度，同时插合层叠的两个以上的工作链板(13)以及导板(14)，其中的短销轴(17)的短劣圆弧（174）同时配合一片以上工作链板(13)的左劣圆弧（133）以及左导板劣圆弧（143），其中的长销轴(16)的长劣圆弧（162）同时配合另外一片以上工作链板(13)的右劣圆弧（134）。

3.根据权利要求2所述的一种摆销式齿形链传动系统，其特征在于：所述的摆销构件（7）的长销轴(16)伸出导板(14)配合外链板（15）的圆弧形外链孔（152）。

4.根据权利要求1所述的一种摆销式齿形链传动系统，其特征在于：所述的齿形链(1)形成圆圈连接主动链轮(2)、张紧轮(3)以及从动链轮(5)，在齿形链(1)形成圆圈连接处将长销轴(16)替换成接轴（11），接轴（11）伸出导板(14)配合外链板（15）的圆弧形外链孔（152）并采用接轴销（12）限位。

5.根据权利要求1所述的一种摆销式齿形链传动系统，其特征在于：所述的动力学仿真模型采用逻辑控制过程包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种摆销式齿形链传动系统，其特征在于：所述动力学仿真模型采用的变量赋值为齿形链(1)链节数为92节，初始节距为38.1～38.18mm；每20节链段的链长为762～764.28mm；所述主动链轮(2)和从动链轮(5)链轮齿数均为40；所述张紧轮(3)齿数为21；所述主动链轮(2)与从动链轮(5)中心距为990mm；所述张紧臂(4)通过连接管（6）绕电机主轴旋转,连接管（6）中心与主动链轮(2)中心的横向距离为610mm，纵向距离为112mm。

7.根据权利要求5所述的一种摆销式齿形链传动系统，其特征在于：所述起始角度的角度区间为10°～14°，所述终止角度的角度区间为14°～20°。

8.根据权利要求1所述的一种摆销式齿形链传动系统，其特征在于：所述齿形链(1)的链节包括外链节和内链节，外链节由18个工作链板(13)、2个导板(14)和2个外链板(15)组成，内链节由19个工作链板(13)组成，内链节的工作链板(13)与外链节的工作链板(13)相互交错，其中外链节两个导板(14)位于链节最外侧，外链板(15)紧贴于导板(14)之上。

技术总结
一种摆销式齿形链传动系统，包括齿形链连接的主动链轮、张紧轮以及从动链轮，所述的张紧轮连接有电机控制旋转角度的张紧臂，张紧臂与水平面之间的夹角采用动力学仿真模型评估，而后通过计算机程序计算出角度控制电机旋转，调节张紧臂与水平面之间的夹角。本发明通过动力学仿真模型评估张紧臂与水平面之间的夹角状态，判断链条长度以及张紧力是否处于最佳状态，结合计算机控制计算角度，实现电机旋转角度也就是张紧臂与水平面之间夹角的调节性能，确保长期工作状态下的摆销式齿形链传动性能。

技术研发人员：寿飞峰,冯增铭,宣海龙,寿大可,江雨洁,李英达,黄清,卢建富,杜立江,孙大地
受保护的技术使用者：浙江恒久齿形链有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15