Hy-Vo齿形链多元变异及耦合效应探究

Hy-Vo齿形链是机械传动领域中的一种高端产品系列，是在跨越了常规链传动技术的基础上所形成的学科和行业的前沿研究领域，其不同于普通齿形链和套筒滚子链的显著特征是：非常小的多边形效应、高速多冲下的低噪声与强耐磨特性、产品系统分析和设计技术的复杂性、产品制造的技术难度、产品价格的昂贵等。特别是近年来，为适应不同主机、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，作者在国家自然科学基金的资助和支持下，在多年的产学研结合过程中及长期的研究工作积累中发现，随着众多主机的不同的个性化实际需求的增长，Hy-Vo齿形链及其链轮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。由此，作者构思并提出了一个全新的多元变异的设计理念，即：对于同一规格、同一节距的Hy-Vo齿形链及其链轮，可以通过多元变异手段，创新出众多性能更为优异的产品系列，从而进一步扩大Hy-Vo齿形链的应用领域，以满足众多主机不同的个性化实际需求。但同时由于变异也进一步增加了Hy-Vo齿形链产品系统分析和设计技术的复杂性，其设计理念与设计方法也发生了根本性变化。正是由于缺乏必要的理论支持和技术支撑，国内相关行业目前尚不完全具备自主研发变异新型Hy-Vo齿形链产品系列的能力，因而研究Hy-Vo齿形链的变异特性，特别是多元变异的耦合效应及其啮合机理，以及提出基于多元变异的新型Hy-Vo齿形链啮合设计理论与方法，不仅具有重要的学术价值，而且具有很强的实用意义。

Hy-Vo齿形链及其链轮的主要变异特征包括：啮合机制变异、形状变异、参数变异、尺寸变异、曲率变异、角度变异、刀具参数变异、加工方法变异等。除了啮合机制变异（外啮合、内-外复合啮合、外啮合+内-外复合啮合等）和工作链板孔的形状变异（圆形基准孔、非圆形基准孔、心形孔、菱形孔等）之外，还有异形销轴在链板孔内的定位偏置角的数值变异、异形销轴的形状变异、基准圆圆心距的数值变异、工作链板孔当量边心距的数值变异、工作链板内侧外凸工作齿廓曲线形状与位置的变异（对于内-外复合啮合链节而言）、导板形状的变异（普通型、蝴蝶状ET型）、工作链板齿形半角的数值变异（30°、31.5°、32.5°等）、链轮压力角的数值变异（30°、31.5°、32.5°等）、链轮齿形的变异（切顶式、非切顶式）、链轮轮齿高度的变异（短齿型、中短齿型）等。上述的变异可以是Hy-Vo齿形链的单独变异，也可以是链轮的单独变异，还可以是两者谐应性的同时变异。并且，多元化可以是单元（单参数）变异、二元变异、多元变异等。实质上，以啮合机制与传动特性变异为主体的多元变异设计方法，是实现Hy-Vo齿形链产品系列创新升级和实施知识产权及核心技术有效保护的重要手段。

上述Hy-Vo齿形链及其链轮的多元变异的发展趋势，给Hy-Vo齿形链-链轮-刀具齿条的啮合分析及其设计提出了一个全新的系统的前沿性研究课题。同时，也为我国主动运用多元变异手段建立Hy-Vo齿形链的啮合设计理论、自主研发新型Hy-Vo齿形链系列产品，提供了重要的研究空间。

作者在分析研究近年来Hy-Vo齿形链的多元变异特性的发展趋势中发现，美国Morse出于对其技术诀窍的保护，从来不申请有关Hy-Vo齿形链设计方法的专利。而且对于同一规格、同一节距，甚至有时是同一主机应用的Hy-Vo齿形链及其链轮，Morse也在不断地实施变异的技术策略。(www.xing528.com)

基于多元变异的Hy-Vo齿形链啮合设计理论的建立必须通过研究Hy-Vo齿形链-链轮-刀具齿条的啮合与滚切原理，并构建三者之间的啮合设计体系来实现。以往的实践表明，单独地研究Hy-Vo齿形链、链轮、刀具齿条的设计是行不通的。同时应该指出，Hy-Vo齿形链与链轮的刚柔体传动的啮合原理及其围链特征与齿轮传动的啮合原理及其他链传动的啮合原理是不同的。

上述各类多元变异特性都直接影响着Hy-Vo齿形链系统的啮合分析及设计。由此可见，多元变异特性已经构成了Hy-Vo齿形链系统啮合设计理论的基本要素，研究上述多元变异特性与啮合设计的谐应关系是构建Hy-Vo齿形链啮合设计体系的必要条件；同时也是重要的应用基础研究工作。

综上所述，研究具有我国自主知识产权的基于多元变异的新型Hy-Vo齿形链啮合设计理论，主要面向Hy-Vo齿形链系列的产品创新，不仅可以打破国外的技术垄断、以自有创新技术实现Hy-Vo齿形链的国产化并替代进口，而且可以自主研发升级换代的新型Hy-Vo齿形链产品系列，以及掌控并主动运用具有我国自主知识产权的基于多元变异的新型Hy-Vo齿形链啮合设计理论这一创新核心技术，且在此基础上建立更加科学合理、更加规范、覆盖范围更广、内容更丰富的我国的Hy-Vo齿形链系列型谱和标准体系。从而可显著提高汽车变速器与分动箱、汽轮机、工业泵、冶金机械、化工机械、石油钻机等众多主机的工作可靠性，并有力地推动学科发展和行业的技术进步及其产品结构调整，其应用前景十分广阔，必将产生重大的经济效益与社会效益。