[发明专利]一种蝼蛄表面结构仿生的行星齿形链系统

说明书

技术领域

本发明涉及机械传动技术领域，特别涉及一种蝼蛄表面结构仿生的行星齿形链系统。

背景技术

齿形链是一种应用广泛的重要机械基础件，在很多工况下，其传动性能优于齿形带传动、齿轮传动以及滚子链传动，已成为众多行业首选的传动形式之一。近年来汽车发动机、变速器、分动箱、摩托车、叉车、汽轮机、飞机、船舶、轧钢机械、机床、工业泵等的机械传动中，齿形链均得到了广泛的应用。

现有的齿形链传动系统一般采用单排的链条传动，链板、销轴以及其他链传动系统构件的生产加工工艺也都较为传统，使得链轮和链板承受载荷有限，链传动系统磨损较严重，噪声较大。此外，链传动是通过主动链轮输入转矩，并通过轮齿与链条之间的啮合进行系统之间的动力传递，再通过从动链轮输出转矩，可以看出链传动系统动力输出形式较为单一，使得链传动的应用领域受到一定的限制。

发明内容

本发明的目的是要解决上述背景技术中现有的齿形链传动的问题，而提供一种蝼蛄表面结构仿生的行星齿形链系统，本发明实现多种动力输出形式，并改善链传动系统零部件的传统加工工艺，运用结构仿生非光滑理论，能够有效改善零部件表面耐磨性。

本发明是由仿生主动链轮、仿生从动链轮、齿形链条、行星架、滚动轴承和转轴组成，齿形链条绕设在仿生主动链轮和仿生从动链轮上，转轴设置在仿生主动链轮上，滚动轴承设置在仿生从动链轮上，行星架包括行星架本体和行星轴，行星架一端通过键和转轴相配合设置在仿生主动链轮上，另一端行星轴与滚动轴承相配合设置在仿生从动链轮上，仿生主动链轮和仿生从动链轮结构相同；

仿生从动链轮既能通过与齿形链条啮合时的自转输出转矩，又能够通过行星架绕主动链轮的轴线公转实现一种圆周运动输出；

所述行星轴与行星架本体为过盈配合，行星轴与仿生从动链轮通过滚动轴承进行连接，装配时均通过行星轴的轴肩实现轴向定位，行星架通过转轴带动仿生从动链轮实现绕主动链轮轴线的圆周运动；

所述的齿形链条包括数个仿生链板、数个仿生销轴和数个导板，仿生链板和仿生销轴按照2×1的排列方式串接而成，导板设置在数个仿生销轴上，导板与销轴通过过盈装配的方式来防止链板沿链轮轴向方向移动；

所述的仿生链板是在其内、外两侧齿廓表面加工均匀分布的球冠形凹坑状单元体，单元体的具体尺寸及其排列方式如下：各单元体的底面圆直径L1为250μm，凹坑深度H1为50μm，处于同一行的相邻单元体底面圆圆心距离L2为300μm，处于同一列的相邻单元体底面圆圆心距离L3为350μm，摩擦表面上单元体的分布密度P1为7～14个/mm²；

所述的仿生销轴是在其摩擦表面加工均匀分布的球冠形凹坑状单元体，单元体的具体尺寸及其排列方式如下：各单元体的底面圆直径L4为250μm，凹坑深度H2为50μm，处于同一行的相邻单元体底面圆圆心距离L5为300μm，处于同一列的相邻单元体底面圆圆心距离L6为350μm，摩擦表面上单元体的分布密度P2为7～14个/mm²；

所述的仿生主动链轮、仿生从动链轮轮齿的啮合摩擦表面分别加工均匀分布的球冠形凹坑状单元体，各单元体的底面圆直径L7为250μm，凹坑深度H3为50μm，处于同一列的相邻单元体底面圆心距离L8为600μm，处于同一行的相邻单元体底面圆圆心距离L9为600μm，轮齿齿廓采用渐开线齿廓。

本发明的工作原理和过程：

工作时，对仿生主动链轮施加一个逆时针的转矩，仿生链板齿廓通过与仿生主动链轮的轮齿相啮合带动齿形链条运动，进而使得仿生从动链绕自身轴线转动，行星架在输入转矩的作用下随仿生主动链轮一起逆时针旋转，行星架与仿生从动链轮之间装有滚动轴承，故而仿生从动链轮又在行星架作用下绕仿生主动链轮轴线逆时针旋转，从而实现了行星齿形链系统的运动。

本发明的有益效果：

1、装配有行星架的行星齿形链系统使得仿生从动链轮既能在与齿形链条啮合时自转，又能够在行星架作用下绕仿生主动链轮轴线公转，实现了齿形链系统从单一的转矩输出形式到多种动力输出形式的突破，此系统主要适用于中低速、轻载、以及其他行星传动形式的场合；

2、运用仿生非光滑磨损机理，以蝼蛄非光滑耐磨体表为基准设计了仿生链板、仿生销轴、仿生主动链轮和仿生从动链轮，构件摩擦表面的球冠形凹坑状单元体既可以储存小的金属碎屑又可以储存润滑油并且润滑油不宜流失，确保工作时的润滑效果，极大地改善了齿形链系统工作时的润滑和耐磨损性能；