1.本发明属于链传动技术领域，具体涉及一种变节距齿形链。
背景技术：2.变节距齿形链(即hy-vo齿形链)被广泛应用于高速、高精度要求的传动中，目前hy-vo齿形链的工作链板和导板大多采用金属板材经冲压加工而成。在传递动力较大的情况下，为了保证hy-vo齿形链的强度，特别是为了保证工作链板和滚销的充分接触以及导板和滚销过盈配合的牢固度，所用的金属板材要有一定厚度，导致了hy-vo齿形链的重量大、惯性力大、造成了运行中的冲击、振动和噪声严重、能量损耗大、降低了hy-vo齿形链的传动效率。
3.近年来，为了适应不同主机、不同工况的“个性化”需求，hy-vo齿形链也在不断变异、创新、升级。随着众多主机的不同的“个性化”实际需求的不断增长，hy-vo齿形链呈现了不断变异的发展趋势，而这一变异的发展趋势正是对hy-vo齿形链传动技术的一大变革和创新。
4.公开号为cn202579849u的中国专利公开了一项名称为一种新型滚销式齿形链传动系统的技术方案，也涉及了一种hy-vo齿形链，但由于采用的工作链板排数较多，所用的金属板材较厚，造成了hy-vo齿形链零件多、质量大、惯性力大、运行中的冲击、振动和噪声严重、能量损耗大等诸多问题。
5.公开号为cn102619928a的中国专利公开了一项名称为一种新型变节距齿形链的技术方案，该齿形链质量大、惯性力大、运行中的冲击、振动和噪声严重、能量损耗大等诸多问题。。
技术实现要素：6.本发明的目的在于提出一种变节距齿形链，解决现有技术存在的齿形链零件多、质量大、惯性力大、运行中的冲击、振动和噪声严重、能量损耗大的问题；减小了hy-vo齿形链的重量，降低了hy-vo齿形链的惯性力，减轻了hy-vo齿形链与链轮的磨损、降低了传动中的冲击、振动和噪音、减少能耗、提高了hy-vo齿形链的整体传动性能。
7.为实现上述目的，本发明的一种变节距齿形链包括工作链板和导板，n个相互平行设置的工作链板为第一链板组，n-1个相互平行设置的工作链板为第二链板组，多组第一链板组和多组第二链板组交错设置，相邻的第一链板组和第二链板组通过工作链板上的链孔以及长滚销和短滚销首尾连接；所述导板上的滚销固定孔和相邻两个长滚销端部配合固定；
8.每个所述工作链板上还包括关于工作链板竖直中心线左右对称的中间链板孔；
9.每个所述导板上还包括上侧椭圆形通孔、中心椭圆形通孔以及曲线形通孔；两个形状相同的上侧椭圆形通孔位于上方两角处关于导板竖直中心线左右对称；两个形状相同的曲线形通孔位于下方两角处关于导板竖直中心线左右对称；所述中心椭圆形通孔位于两
个所述曲线形通孔之间并位于所述导板竖直中心线上。
10.所述中间链板孔的轮廓由第一上部分半椭圆轮廓线和第一下部分半椭圆轮廓线构成，第一上部分半椭圆轮廓线的长轴为第一下部分半椭圆轮廓线的短轴。
11.所述第一上部分半椭圆轮廓线的长轴方向垂直工作链板竖直中心线。
12.所述的中间链板孔的第一上部分半椭圆轮廓线的长半轴与短半轴的比例为5:3，第一下部分半椭圆轮廓线的长半轴与短半轴的比例为7:5。
13.所述上侧椭圆形通孔的长半轴与短半轴的比例都为5:3，两个上侧椭圆形通孔的长半轴与导板水平方向夹角分别为15
°
和165
°
。
14.两个上侧椭圆形通孔的长半轴的夹角锐角开口方向朝向中心椭圆形通孔。
15.所述中心椭圆形通孔的长半轴与短半轴的比例为14:5。
16.所述曲线形通孔包括第二上部分半椭圆轮廓线和第二下部分半椭圆轮廓线，第二上部分半椭圆轮廓线短轴为第二下部分半椭圆轮廓线的长轴。
17.所述曲线形通孔的第二上部分半椭圆轮廓线的长半轴与短半轴的比例为7:7.3，第二下部分半椭圆轮廓线的长半轴与短半轴的比例为2:1，两个第二下部分半椭圆轮廓线的长半轴与导板水平方向夹角分别为15
°
和165
°
。
18.两个第二下部分半椭圆轮廓线的长半轴的夹角锐角开口方向朝向中心椭圆形通孔。
19.本发明的有益效果为：本发明的一种变节距齿形链通过设置的中间链板孔、上侧椭圆形通孔、中间椭圆形通孔以及曲线形通孔的具体设置及形状，在满足hy-vo齿形链强度要求的前提下，具有结构紧凑新颖、轻量化的特点，增加了工作链板和导板弹性伸长量，使hy-vo齿形链受力更加均匀；
20.重量轻，惯性力小，解决了hy-vo齿形链因重量大而导致传动的冲击振动大、噪声严重以及能耗大等诸多问题，提高了hy-vo齿形链的整体传动性能。
附图说明
21.图1为本发明的一种变节距齿形链整体结构装配图；
22.图2为本发明的一种变节距齿形链卸掉导板的装配图；
23.图3为本发明的一种变节距齿形链中工作链板示意图；
24.图4为本发明的一种变节距齿形链中导板示意图；
25.图5为传统hy-vo齿形链工作链板应力分布图；
26.图6为本发明中的拓扑优化后工作链板应力分布图；
27.图7为传统hy-vo齿形链导板应力分布图；
28.图8为本发明中的拓扑优化后导板应力分布图；
29.其中：1、工作链板，101、链孔，102、中间链板孔，103、第一上部分半椭圆轮廓线，104、第一下部分半椭圆轮廓线，2、导板，201、滚销固定孔，202、上侧椭圆形通孔，203、中心椭圆形通孔，204、曲线形通孔，205、第二上部分半椭圆轮廓线，206、第二下部分半椭圆轮廓线，3、长滚销，4、短滚销。
具体实施方式
30.下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
31.本发明的一种变节距齿形链特别适用于汽车发动机、变速箱和分动箱、汽轮机、工业泵、冶金机械、化工机械等领域。
32.参见附图1-附图4，本发明的一种变节距齿形链包括工作链板1和导板2，n个相互平行设置的工作链板1为第一链板组，n-1个相互平行设置的工作链板1为第二链板组，多组第一链板组和多组第二链板组交错设置，相邻的第一链板组和第二链板组通过工作链板1上的链孔101以及长滚销3和短滚销4首尾连接；所述导板2上的滚销固定孔201和相邻两个长滚销3端部过盈配合固定连接；
33.每个所述工作链板1上还包括关于工作链板1竖直中心线左右对称的中间链板孔102；
34.每个所述导板2上还包括上侧椭圆形通孔202、中心椭圆形通孔203以及曲线形通孔204；两个形状相同的上侧椭圆形通孔202位于上方两角处关于导板2竖直中心线左右对称；两个形状相同的曲线形通孔204位于下方两角处关于导板2竖直中心线左右对称；所述中心椭圆形通孔203位于两个所述曲线形通孔204之间并位于所述导板2竖直中心线上。
35.本实施例中，第一链板组包括8个工作链板1，第二链板组包括8个工作链板1，整体以8
×
9的方式交错排列，所述工作链板1和所述导板2采用的材料都是50crva，长滚销3和短滚销4采用的材料都是20crnimo。
36.所述中间链板孔102的轮廓由第一上部分半椭圆轮廓线103和第一下部分半椭圆轮廓线104构成，第一上部分半椭圆轮廓线103的长轴为第一下部分半椭圆轮廓线104的短轴。
37.所述第一上部分半椭圆轮廓线103的长轴方向垂直工作链板1竖直中心线。
38.所述的中间链板孔102的第一上部分半椭圆轮廓线103的长半轴与短半轴的比例为5:3，第一下部分半椭圆轮廓线104的长半轴与短半轴的比例为7:5。
39.所述上侧椭圆形通孔202的长半轴与短半轴的比例都为5:3，两个上侧椭圆形通孔202的长半轴与导板2水平方向夹角分别为15
°
和165
°
。
40.两个上侧椭圆形通孔202的长半轴的夹角锐角开口方向朝向中心椭圆形通孔203。
41.所述中心椭圆形通孔203的长半轴与短半轴的比例为14:5。
42.所述曲线形通孔204包括第二上部分半椭圆轮廓线205和第二下部分半椭圆轮廓线206，第二上部分半椭圆轮廓线205短轴为第二下部分半椭圆轮廓线206的长轴。
43.所述曲线形通孔204的第二上部分半椭圆轮廓线205的长半轴与短半轴的比例为7:7.3，第二下部分半椭圆轮廓线206的长半轴与短半轴的比例为2:1，两个第二下部分半椭圆轮廓线206的长半轴与导板2水平方向夹角分别为15
°
和165
°
。
44.两个第二下部分半椭圆轮廓线206的长半轴的夹角锐角开口方向朝向中心椭圆形通孔203。
45.根据传统hy-vo齿形链的工作链板1结构、工作条件等hy-vo齿形链的强度要求，对其进行了有限元分析，参见附图5，为传统hy-vo齿形链工作链板1应力分布图，其应力特征是以工作链板1两个链板孔的两侧承受较大应力，其它区域材料的应力较小，尤其是两个链板孔中心的上半部分，几乎没有承担载荷。根据工作链板1的应力分布和结构拓扑优化理
论，本发明合理地去除工作链板1中心的上半部分应力较小的材料，去除材料的质量占原质量的10.81％，同时保证得到的中间链板孔102是关于工作链板1竖直中心线左右对称。
46.同时也对传统hy-vo齿形链的导板2进行了有限元分析，参见附图7，为传统hy-vo齿形链导板2应力分布图，结果表明以导板2两个滚销孔之间的区域内材料承受较大应力，其它区域材料的应力很小，尤其是两个滚销孔的下半部分和距离两个滚销孔较远的上半部分两个边角处几乎没有承担载荷，根据导板2的应力分布和结构拓扑优化理论，本发明合理地去除应力较小区域的材料，去除材料的质量占原质量的15.36％，所得到的导板2在上下两侧四个边角处分别设有关于导板2竖直中心线左右对称的两两形状相同的上侧椭圆形通孔202和曲线形通孔204以及在靠近导板2中心处的一个中心椭圆形通孔203。
47.本发明对结构拓扑优化后得到的工作链板1和导板2进行有限元分析，参见附图6和附图8，分别为拓扑优化后工作链板1应力分布图和拓扑优化后导板2应力分布图，由此可知，最大工作应力和应力分布情况几乎没有变化。本发明不但使hy-vo齿形链在传动中受力更加均匀，而且较传统工作链板1和导板2重量轻，惯性力小，能够减小传动中的冲击与振动、降低噪声、减轻磨损，提升hy-vo齿形链的传动效率。
技术特征：1.一种变节距齿形链，包括工作链板(1)和导板(2)，n个相互平行设置的工作链板(1)为第一链板组，n-1个相互平行设置的工作链板(1)为第二链板组，多组第一链板组和多组第二链板组交错设置，相邻的第一链板组和第二链板组通过工作链板(1)上的链孔(101)以及长滚销(3)和短滚销(4)首尾连接；所述导板(2)上的滚销固定孔(201)和相邻两个长滚销(3)端部配合固定；其特征在于，每个所述工作链板(1)上还包括关于工作链板(1)竖直中心线左右对称的中间链板孔(102)；每个所述导板(2)上还包括上侧椭圆形通孔(202)、中心椭圆形通孔(203)以及曲线形通孔(204)；两个形状相同的上侧椭圆形通孔(202)位于上方两角处关于导板(2)竖直中心线左右对称；两个形状相同的曲线形通孔(204)位于下方两角处关于导板(2)竖直中心线左右对称；所述中心椭圆形通孔(203)位于两个所述曲线形通孔(204)之间并位于所述导板(2)竖直中心线上。2.根据权利要求1所述的一种变节距齿形链，其特征在于，所述中间链板孔(102)的轮廓由第一上部分半椭圆轮廓线(103)和第一下部分半椭圆轮廓线(104)构成，第一上部分半椭圆轮廓线(103)的长轴为第一下部分半椭圆轮廓线(104)的短轴。3.根据权利要求2所述的一种变节距齿形链，其特征在于，所述第一上部分半椭圆轮廓线(103)的长轴方向垂直工作链板(1)竖直中心线。4.根据权利要求2所述的一种变节距齿形链，其特征在于，所述的中间链板孔(102)的第一上部分半椭圆轮廓线(103)的长半轴与短半轴的比例为5:3，第一下部分半椭圆轮廓线(104)的长半轴与短半轴的比例为7:5。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种变节距齿形链，其特征在于，所述上侧椭圆形通孔(202)的长半轴与短半轴的比例都为5:3，两个上侧椭圆形通孔(202)的长半轴与导板(2)水平方向夹角分别为15
°
和165
°
。6.根据权利要求5所述的一种变节距齿形链，其特征在于，两个上侧椭圆形通孔(202)的长半轴的夹角锐角开口方向朝向中心椭圆形通孔(203)。7.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种变节距齿形链，其特征在于，所述中心椭圆形通孔(203)的长半轴与短半轴的比例为14:5。8.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种变节距齿形链，其特征在于，所述曲线形通孔(204)包括第二上部分半椭圆轮廓线(205)和第二下部分半椭圆轮廓线(206)，第二上部分半椭圆轮廓线(205)短轴为第二下部分半椭圆轮廓线(206)的长轴。9.根据权利要求8所述的一种变节距齿形链，其特征在于，所述曲线形通孔(204)的第二上部分半椭圆轮廓线(205)的长半轴与短半轴的比例为7:7.3，第二下部分半椭圆轮廓线(206)的长半轴与短半轴的比例为2:1，两个第二下部分半椭圆轮廓线(206)的长半轴与导板(2)水平方向夹角分别为15
°
和165
°
。10.根据权利要求8所述的一种变节距齿形链，其特征在于，两个第二下部分半椭圆轮廓线(206)的长半轴的夹角锐角开口方向朝向中心椭圆形通孔(203)。
技术总结一种变节距齿形链属于链传动技术领域，目的在于提出一种变节距齿形链，解决现有技术存在的齿形链零件多、质量大、惯性力大、运行中的冲击、振动和噪声严重、能量损耗大的问题。本发明的一种变节距齿形链包括工作链板和导板，每个所述工作链板上还包括关于工作链板竖直中心线左右对称的中间链板孔；每个所述导板上还包括上侧椭圆形通孔、中心椭圆形通孔以及曲线形通孔；两个形状相同的上侧椭圆形通孔位于上方两角处关于导板竖直中心线左右对称；两个形状相同的曲线形通孔位于下方两角处关于导板竖直中心线左右对称；所述中心椭圆形通孔位于两个所述曲线形通孔之间并位于所述导板竖直中心线上。中心线上。中心线上。
技术研发人员：冯增铭 王天瑞 高欢欢 杨金兴 李浩东 黄姜霖 衡天龙
受保护的技术使用者：吉林大学
技术研发日：2022.06.23
技术公布日：2022/11/1
