專利名稱：具有附加弦節(jié)距減小量的滾鏈鏈輪的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及汽車定時(shí)鏈技術(shù)。這里尤其是涉及一種用于汽車凸輪軸驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域的單向滾鏈鏈輪，其將結(jié)合最佳實(shí)施例描述。但本發(fā)明還涉及其他可減小鏈驅(qū)動(dòng)噪音能級的鏈驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和應(yīng)用。
用于汽車凸輪軸驅(qū)動(dòng)的滾鏈鏈輪通常根據(jù)ISO(國際標(biāo)準(zhǔn)化組織)的標(biāo)準(zhǔn)6061994(E)制造。ISO-606標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定有短節(jié)距精度滾鏈和相關(guān)鏈輪或鏈輪齒的要求。
圖1示出一用于ISO-606柔順量鏈輪的對稱齒間輪廓。上述齒間具有一連續(xù)的圓角或齒根半徑Ri，如滾子就位角度α所限定的那樣從齒側(cè)(側(cè)面)延伸到相鄰齒側(cè)。齒側(cè)半徑Rf在切點(diǎn)TP和上述滾子就位半徑Ri正切。具有連桿節(jié)距P的鏈設(shè)置有和上述齒間相接觸且直徑為D1的滾子。該ISO鏈輪具有長度為P，齒根直徑為D2，齒數(shù)為Z的弦節(jié)距。進(jìn)一步限定上述ISO-606柔順量鏈輪，上述節(jié)距圓半徑PD，尖端或外側(cè)直徑OD，齒間角A(等于360°/Z)。上述最大和最小滾子就位角度α可限定為αmax＝140°-(90°/Z)；αmin＝120°-(90°/Z)參考圖2，一示意性ISO-606柔順量滾鏈驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)10在如箭頭11所示的順時(shí)針方向上旋轉(zhuǎn)。上述鏈驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)10包括驅(qū)動(dòng)鏈輪12，從動(dòng)鏈輪14和具有多個(gè)滾子18的滾鏈16。上述每一鏈輪14、14和鏈16通常都符合上述ISO-606標(biāo)準(zhǔn)。
滾鏈16嚙合并環(huán)繞在上述鏈輪12、14上，且具有兩個(gè)在上述鏈輪，松弛鏈條20和拉緊鏈條22之間延伸的跨距。上述滾鏈16如箭頭24所示張緊。通過鏈導(dǎo)向26，上述拉緊鏈條22可從從動(dòng)鏈輪14導(dǎo)向到驅(qū)動(dòng)鏈輪12。如圖所示的第一滾子28處于驅(qū)動(dòng)鏈輪12上12點(diǎn)時(shí)刻位置的初始咬合位置。第二滾子30鄰接上述第二滾子28是下一個(gè)要與并為驅(qū)動(dòng)鏈輪12咬合的滾子。
鏈驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有幾個(gè)會(huì)產(chǎn)生所不希望出現(xiàn)噪音的元件。滾鏈驅(qū)動(dòng)噪音的主要來源就是當(dāng)滾子在咬合過程中離開上述跨距，并和鏈輪相碰撞時(shí)所產(chǎn)生的噪音。合成的沖擊噪音循環(huán)往復(fù)并具有等于鏈咬合鏈輪頻率的頻率。沖擊噪音的響度是在咬合過程中吸收沖擊能量(EA)的函數(shù)。上述吸收的沖擊能量和發(fā)動(dòng)機(jī)速度、鏈質(zhì)量、鏈以及鏈輪起始咬合時(shí)的速度有關(guān)。上述沖擊速度由鏈—鏈輪嚙合幾何形狀所影響，嚙合齒側(cè)壓力角γ(圖3)為其一因數(shù)，其中EA=WP2000VA2;]]>VA=πnp30000sin(360Z+γ);]]>γ=180-A-α2;]]>EA＝?jīng)_擊能量(N·m)VA＝滾子沖擊速度(m/s)γ＝嚙合齒側(cè)壓力角n＝發(fā)動(dòng)機(jī)速度(RPM)W＝鏈質(zhì)量(Kg/m)Z＝鏈輪齒數(shù)A＝齒間角(360°/Z)α＝滾子就位角度P＝鏈節(jié)距(弦節(jié)距)推定鏈驅(qū)動(dòng)動(dòng)態(tài)的沖擊能量(EA)等式通常為準(zhǔn)靜態(tài)分析模型，當(dāng)鏈輪從上述跨距上接收滾子時(shí)，在齒側(cè)和齒根半徑的切點(diǎn)TP(圖3)處發(fā)生滾子—鏈輪主動(dòng)接觸。
如圖3所示，壓力角γ由線A和線B限定，其中線A從嚙合滾子28的中心引出，通過齒側(cè)半徑Rf中心，在切點(diǎn)TP接觸到嚙合齒側(cè)，線B連接在完全就位的滾子28中心，這時(shí)滾子28定位于齒根半徑D2上、以及下一咬合滾子30中心，其中滾子30在其嚙合齒間仍處于齒根半徑D2上。上述在圖27中所列的滾子就位角α和壓力角γ可由上述等式所計(jì)算?？梢岳斫猓鲜鼋嵌圈迷诮嵌圈磷畲髸r(shí)最小。圖3中，符合ISO-606的18齒鏈輪12的壓力角γ范圍在如圖27所列的12.5°到22.5°之間。
圖3中當(dāng)驅(qū)動(dòng)鏈輪12在箭頭11的方向上旋轉(zhuǎn)時(shí)，還示出嚙合路徑(虛線滾子)和滾子28(實(shí)線)的主動(dòng)接觸位置。圖3描述了一種理論情況，其中鏈滾子27位于鏈節(jié)距和鏈輪弦節(jié)距都等于理論節(jié)距P的最大尺寸鏈輪的齒根直徑D2。對于該理論情況，在滾子嚙合的開始就產(chǎn)生噪音，該噪音具有一由于滾子和齒根表面Ri相碰撞產(chǎn)生的徑向分量FIR，和一在滾子移動(dòng)為主動(dòng)接觸時(shí)，同一滾子28在切點(diǎn)TP和嚙合齒側(cè)相碰撞產(chǎn)生的切向分量FIT?？梢哉J(rèn)為，徑向沖擊首先發(fā)生，同時(shí)伴隨有切向沖擊。滾子沖擊速度VA如圖所示通過嚙合齒側(cè)切點(diǎn)TP，而滾子28正主動(dòng)接觸在該點(diǎn)TP上。
上述沖擊能量(EA)等式僅僅計(jì)算了在咬合過程中的切向滾子沖擊。實(shí)際的滾子嚙合假定為具有徑向和切向沖擊(可以任何順序發(fā)生)，該滾子嚙合不同于上述沖擊能量(EA)等式。這種準(zhǔn)靜態(tài)模式應(yīng)用，可用作為定向工具，進(jìn)行特性分析，從而可減少切向滾子—鏈輪在咬合初始碰撞過程中所必須吸收的沖擊能量。上述在咬合過程中的徑向沖擊和噪音效果都可以由沖擊能量(EA)等式所計(jì)算。
在實(shí)際的條件下，由于尺寸公差，鏈和鏈輪之間的節(jié)距通常不匹配，在應(yīng)用中這些零件由于磨損，這種不匹配情況更加嚴(yán)重。該節(jié)距失配會(huì)移動(dòng)咬合沖擊的點(diǎn)，而上述徑向碰撞仍發(fā)生在齒根表面Ri，但不一定是在D2上。切向碰撞通常在點(diǎn)TP附近發(fā)生，但作為上述實(shí)際鏈—鏈輪節(jié)距失配的函數(shù)，這種接觸爬升到齒根半徑Ri的嚙合邊緣，或者從嚙合齒側(cè)半徑Rf徑向向外。
如沖擊能量(EA)等式所確定的那樣，減小上述嚙合齒側(cè)壓力角γ就會(huì)減少滾鏈驅(qū)動(dòng)的咬合噪音?？尚械恢档猛扑]的是可減小上述壓力角γ，在通過增大滾子就位角α以保持對稱齒間輪廓時(shí)，來有效降低兩齒側(cè)壓力角。這種輪廓需要磨損的鏈在滾子經(jīng)過鏈輪卷折部(sprocket wrap)(下面會(huì)描述)時(shí)，更加傾斜，因此上述滾子在離開上述卷折部之前就有必要在斜坡齒側(cè)(coast flank)上爬升。
鏈驅(qū)動(dòng)噪音的另一個(gè)來源就是由于軸的扭矩變化和鏈、鏈輪之間尺寸誤差等在零件中產(chǎn)生的寬頻機(jī)械噪音。寬頻機(jī)械噪音是在滾子經(jīng)過上述鏈輪卷折部時(shí)，由于發(fā)生在無負(fù)載滾子和鏈輪齒之間的間歇振動(dòng)或者振動(dòng)接觸造成的。尤其是，常見的鏈驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)磨損包括鏈輪齒面磨損和鏈磨損。上述鏈磨損是由鏈接合部的軸承磨損引起的，且特征為節(jié)距伸長。可以認(rèn)為和ISO標(biāo)準(zhǔn)鏈輪咬合的磨損鏈僅僅具有一個(gè)滾子處于主動(dòng)接觸并在最大加載條件下加載。
參考圖2，最大加載的主動(dòng)接觸一般發(fā)生在滾子進(jìn)入到驅(qū)動(dòng)鏈輪卷折部32進(jìn)行嚙合時(shí)。嚙合滾子28如圖所示處于主動(dòng)接觸，并在最大加載條件下加載。滾子28上的加載通常是初始咬合沖擊加載和鏈拉緊加載。在滾子28以前，卷折部32上接下來的幾個(gè)滾子處于拉緊加載，而不是漸進(jìn)的降低速度。在滾子28(以及卷折部上接下來的幾個(gè)滾子)的加載都可以保持這些滾子和上述鏈輪齒根面34實(shí)體或者硬性接觸。
滾子36是驅(qū)動(dòng)鏈輪卷折部32中進(jìn)入松弛鏈條20之前的最后一個(gè)滾子。除了在上述齒根面34的某些點(diǎn)上爬升(例如徑向向外)，滾子36同樣和驅(qū)動(dòng)鏈輪12硬性接觸。
除了滾子28和36，以及滾子28之前的幾個(gè)處于鏈拉緊加載的滾子以外，上述驅(qū)動(dòng)鏈輪卷折部32上的其他滾子都不會(huì)和驅(qū)動(dòng)鏈輪12硬性接觸，所以當(dāng)它們環(huán)繞上述卷折部時(shí)就會(huì)相對上述鏈輪齒根面振動(dòng)，因而就會(huì)產(chǎn)生所不希望的寬頻機(jī)械噪音。
滾子38是驅(qū)動(dòng)鏈輪卷折部40中進(jìn)入拉緊鏈條22之前的最后一個(gè)滾子。滾子38和鏈輪14主動(dòng)接觸。滾子36在驅(qū)動(dòng)鏈輪卷折部32內(nèi)時(shí)，除了在齒根直徑以外，鏈輪卷折部40內(nèi)的滾子42都和從動(dòng)鏈輪14的齒根半徑14硬性接觸。
眾所周知，即使?jié)L鏈磨損，在鏈輪齒之間的節(jié)距線間隙(PLC)也會(huì)促進(jìn)鏈輪卷折部內(nèi)鏈滾子和鏈輪之間的硬性接觸。添加到齒間的節(jié)距線間隙量可形成有一集中在上述齒間并形成齒根直徑D2一段的短弧度長度。齒根圓角半徑Ri正切于上述齒側(cè)半徑Rf和齒根直徑弧度段。上述齒間輪廓仍然對稱，但Ri不再是從一齒側(cè)半徑到相鄰齒側(cè)半徑的連續(xù)圓角半徑。這樣的效果就使得可以減小鏈驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的寬頻機(jī)械噪音分量。但是，鏈輪齒之間增加的節(jié)距線間隙不會(huì)減小滾子—鏈輪沖擊相碰撞所引起的鏈驅(qū)動(dòng)噪音。
弦動(dòng)作量(chordal action)，或者弦的升高量和降低量都是另一個(gè)影響鏈驅(qū)動(dòng)的操作平滑性和噪音能級的重要因素，尤其是在高速的情況下。在咬合過程中，當(dāng)上述鏈從自由跨距進(jìn)入到鏈輪，就會(huì)產(chǎn)生弦動(dòng)作量，其可以使得上述自由鏈在垂直于上述鏈的方向上移動(dòng)，但不是在上述鏈和鏈輪的相同平面上。源自弦動(dòng)作量的這種鏈運(yùn)動(dòng)就會(huì)產(chǎn)生構(gòu)成上述咬合噪音而又令人討厭的噪音分量，所以減少滾鏈驅(qū)動(dòng)中固有的弦動(dòng)作量是十分有益的。
圖4a和4b示出18齒ISO-606柔順量鏈輪的弦動(dòng)作量。該鏈輪具有弦節(jié)距為9.525mm。弦升高量(chordal rise)通常被限定為當(dāng)鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)過A/2角度時(shí)，鏈中心線的位移，其中弦升高量＝rp-rc＝rp[1-cos(180°/Z)]其中rc是弦半徑，或者從鏈輪中心到長度P的節(jié)弦的距離；rp是實(shí)際的理論節(jié)圓半徑；Z是鏈輪齒數(shù)。
可以知道，短節(jié)距鏈相比較于具有類似節(jié)圓半徑的長節(jié)距鏈，可設(shè)置有減小的弦動(dòng)作量。圖4a和4b僅僅示出驅(qū)動(dòng)鏈輪，且假定從動(dòng)鏈輪(未示出)也具有18齒，并與所示的驅(qū)動(dòng)鏈輪同相。換句話說，在T＝0(圖4a)時(shí)，兩個(gè)鏈輪的鏈輪齒中心都處于12點(diǎn)時(shí)鐘位置。所以，在準(zhǔn)靜態(tài)條件下的這種鏈驅(qū)動(dòng)設(shè)置就處于頂鏈條和拉緊鏈條狀態(tài)，該狀態(tài)下鏈條以統(tǒng)一的模式可向上、向下移動(dòng)和上述弦升高量相同的距離。在T＝0時(shí)，滾子46處于咬合的起始點(diǎn)，弦節(jié)距P水平且和拉緊鏈條22一致。在T＝0+(A/2)時(shí)(圖4b)，滾子46移動(dòng)到上述12點(diǎn)時(shí)鐘位置。
對于多種鏈驅(qū)動(dòng)，上述驅(qū)動(dòng)和從動(dòng)鏈輪具有不同的尺寸，相位也不相同。鏈導(dǎo)向26(圖2)在開始可控制在拉緊跨距中的鏈條振動(dòng)。導(dǎo)向鏈界面的幾何形狀也可限定自由跨距鏈條的長度，該鏈條可操作弦升高量和弦降低量。圖5是圖2的放大視圖，其中示出的第一滾子28在嚙合的起始點(diǎn)，第二滾子30作為和鏈輪12咬合的下一個(gè)滾子。在這個(gè)實(shí)例中，除了5個(gè)沿鏈導(dǎo)向26和嚙合滾子28之間延伸的無支撐或“自由”的連桿節(jié)距以外，鏈導(dǎo)向26都用以控制并導(dǎo)向上述拉緊鏈條22的嚙合部。在該實(shí)例中，用于拉緊鏈條22嚙合部的這些無支撐連桿節(jié)距的長度在上述滾子28處于12點(diǎn)時(shí)鐘位置時(shí)為水平設(shè)置。
參考圖6和7，驅(qū)動(dòng)鏈輪12順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，以使?jié)L子28移動(dòng)到新的角度位置(A/2)+ω，其中ω是附加轉(zhuǎn)動(dòng)角，由準(zhǔn)靜態(tài)嚙合幾何結(jié)構(gòu)所確定，此時(shí)滾子28完全就位而滾子30處于和鏈輪嚙合瞬間。如圖6所示，可認(rèn)為滾子28就位后，在滾子30剛開始咬合時(shí)，和齒根面D2硬性接觸。可假定一條直線作為從滾子28到鏈銷中心48的鏈跨距，可認(rèn)為環(huán)繞從銷48到嚙合滾子30的無支撐或“自由”跨距旋轉(zhuǎn)。
這樣上述弦動(dòng)作量，就不會(huì)再和自由跨距水平嚙合，來滿足滾子的嚙合形狀。因?yàn)樯鲜鲵?qū)動(dòng)和從動(dòng)鏈輪都具有相同的齒數(shù)，且鏈輪齒均同相，所以這相比較于如圖4a所述的鏈驅(qū)動(dòng)，除了在水平路徑上，弦動(dòng)作量都使得拉緊鏈條可均勻運(yùn)動(dòng)?？梢岳斫?，上述直線假定僅僅在準(zhǔn)靜態(tài)模型內(nèi)有效。從上述直線假定的偏移量或運(yùn)動(dòng)量是驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)，鏈控制裝置，以及鏈驅(qū)動(dòng)、鏈輪幾何形狀的函數(shù)。鏈導(dǎo)向26的定位和鏈界面輪廓可確定自由跨距節(jié)距的數(shù)量，在滾子咬合過程中，由于弦升高量和弦降低量而產(chǎn)生鏈動(dòng)作。
最好如圖7所示，假定滾子28、30在D2和鏈輪齒根面都硬性接觸，上述弦升高量是當(dāng)從初始的咬合位置移動(dòng)通過上述的12點(diǎn)時(shí)鐘位置，滾子30中心(位于上述節(jié)圓直徑PD)距離拉緊跨距22路徑的垂直位移。
因此，又有必要研發(fā)一種新式改進(jìn)的滾鏈驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可滿足上述需求并能克服上述缺陷，且提供更好、更多的優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，一種單向滾鏈驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括具有多個(gè)齒的制成驅(qū)動(dòng)鏈輪，具有多個(gè)齒的制成從動(dòng)鏈輪，上述驅(qū)動(dòng)鏈輪、從動(dòng)鏈輪相嚙合的制成滾鏈。上述滾鏈形成有鏈連桿節(jié)距(Pc)。上述驅(qū)動(dòng)鏈輪和/或從動(dòng)鏈輪通過減少超過上述鏈連桿節(jié)距(Pc)的大約0.2％，形成有小于上述鏈連桿節(jié)距(Pc)的鏈輪弦節(jié)距(Ps’)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，上述驅(qū)動(dòng)鏈輪和/或從動(dòng)鏈輪通過減小超過上述鏈連桿節(jié)距(Pc)的大約0.2％、但小于鏈連桿節(jié)距(Pc)的大約1％，形成有小于上述鏈連桿節(jié)距(Pc)的鏈輪弦節(jié)距(Ps’)。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，可設(shè)置有制成鏈輪和一相關(guān)制成滾鏈相結(jié)合使用。該鏈輪包括有多個(gè)滾子，并具有鏈節(jié)距Pc。上述鏈輪包括多個(gè)向外突出的鏈輪齒，并在連續(xù)的齒之間分別形成有多個(gè)齒間。每一齒間可容納相關(guān)滾鏈的一個(gè)滾子。通過減小超過上述鏈連桿節(jié)距(Pc)的大約0.2％，鏈輪形成有一相對于上述相關(guān)滾鏈鏈節(jié)距Pc減小的鏈輪弦節(jié)距(Ps’)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，鏈輪弦節(jié)距(Ps’)可相對鏈連桿節(jié)距(Pc)，減小鏈連桿節(jié)距的大約0.2％到大約1％。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，設(shè)置有一種制成滾鏈和制成鏈輪的咬合間隔的延長方法。該方法包括使得鏈輪通過減小超過上述鏈連桿節(jié)距(Pc)的大約0.2％，形成有一相對于上述相關(guān)滾鏈的鏈節(jié)距Pc減小的鏈輪弦節(jié)距(Ps’)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，上述鏈輪弦節(jié)距(Ps’)相對于鏈連桿節(jié)距(Pc)，可減小超過上述鏈連桿節(jié)距(Pc)的大約0.2％、但小于或等于鏈連桿節(jié)距(Pc)的大約1％。
本發(fā)明的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)就是當(dāng)使用滾鏈驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的滾鏈時(shí)，鏈輪可顯示出改進(jìn)的噪音特性。
本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)就是鏈輪中，滾鏈的滾子咬合間隔延長，從而減小了使用過程中的噪音。
本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)就是鏈輪以及結(jié)合有該鏈輪的滾鏈驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，附加弦節(jié)距減少，從而延長了咬合時(shí)間間隔，這樣就會(huì)從就位的滾子向處于起始咬合的嚙合滾子提供更大的漸進(jìn)載荷傳遞，從而分散了長時(shí)間的咬合沖擊，有助于最小化滾子沖擊所產(chǎn)生的噪音。
本發(fā)明進(jìn)一步的目的就是根據(jù)閱讀和理解下列優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更加顯而易見。


本發(fā)明采用不同的組件和組件設(shè)置，以及不同的步驟和步驟設(shè)置。這些附圖僅僅是用于說明優(yōu)選實(shí)施例的目的，而并不僅僅將本發(fā)明限定于此。
圖1是描述ISO-606柔順量滾鏈鏈輪齒的對稱齒間輪廓；圖2是一具有ISO-606柔順量驅(qū)動(dòng)鏈輪，從動(dòng)鏈輪和滾鏈的示意性滾鏈驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；圖3當(dāng)ISO-606柔順量驅(qū)動(dòng)鏈輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，示出一嚙合路徑(虛線)和一在驅(qū)動(dòng)位置的滾子(實(shí)線)；圖4a示出了和18齒鏈輪初始咬合的滾子；圖4b示出了圖4a驅(qū)動(dòng)鏈輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，直到滾子處于12點(diǎn)時(shí)鐘位置；圖5是圖2中驅(qū)動(dòng)鏈輪的放大視圖，其中滾子完全就位于齒間，而第二滾子將要和上述驅(qū)動(dòng)鏈輪咬合；圖6示出了圖5中順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)鏈輪，直到第二滾子和驅(qū)動(dòng)鏈輪初始接觸為止；圖7是圖6的放大視圖，示出在理論條件下第二滾子和驅(qū)動(dòng)鏈輪的齒根面(徑向沖擊)剛剛接觸；圖8描述了根據(jù)本發(fā)明具有滾鏈驅(qū)動(dòng)鏈輪和從動(dòng)鏈輪的滾鏈驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；圖9根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，描述了圖8中具有非對稱齒間輪廓的滾鏈驅(qū)動(dòng)鏈輪；圖10是圖9中非對稱齒間輪廓的放大視圖，其中示出和鏈輪雙點(diǎn)接觸的滾子；圖11示出了當(dāng)驅(qū)動(dòng)鏈輪圖8中順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，滾子的嚙合路徑(虛線)和完全咬合的瞬間；圖12是圖8中驅(qū)動(dòng)鏈輪的放大視圖，第一滾子完全就位于齒間，而第二滾子作為從滾鏈的拉緊跨距所接收的下一滾子；圖13示出了圖12中的驅(qū)動(dòng)鏈輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，直到第二滾子和驅(qū)動(dòng)鏈輪開始接觸；圖14是圖13的放大視圖，示出了雙點(diǎn)接觸的第一滾子以及和驅(qū)動(dòng)鏈輪開始切向接觸的第二滾子；
圖14a描述了當(dāng)圖14中驅(qū)動(dòng)鏈輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，第一和第二滾子的前進(jìn)過程；圖14b是圖14中順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)鏈輪的放大視圖，該鏈輪可使得第二滾子提前到在12點(diǎn)時(shí)鐘時(shí)刻位置完全咬合；圖15描述了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的、具有非對稱齒間輪廓的滾鏈驅(qū)動(dòng)鏈輪；圖16是圖8的部分放大視圖，示出了當(dāng)滾子經(jīng)過上述驅(qū)動(dòng)鏈輪卷折部時(shí)的接觸前進(jìn)過程；圖17是離開圖16中鏈輪的鏈輪卷折部的滾子放大視圖；圖18根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，描述了具有非對稱齒間輪廓的滾鏈鏈輪；圖19根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，描述了具有非對稱齒間輪廓的滾鏈鏈輪；圖20是結(jié)合有本發(fā)明特性的示意性任意嚙合滾子的前視圖；圖21是圖20中鏈輪的放大視圖，示出了結(jié)合有本發(fā)明中嚙合齒側(cè)離隙(flank relief)和齒間間隙的非對稱齒間輪廓；圖21a是圖21中鏈輪的放大視圖，示出了設(shè)置有齒側(cè)離隙和齒間間隙的傾斜齒根面；圖22是圖21a中傾斜齒根面的另一實(shí)施例，其中僅僅設(shè)置有齒側(cè)離隙；圖23描述了圖9的非對稱齒間輪廓，其上重疊有圖21中的非對稱齒間輪廓；圖24描述了當(dāng)鏈輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，在圖20該鏈輪中的第一滾子的咬合前進(jìn)過程和相鄰第二滾子的咬合過程；圖25描述了圖20中具有雙點(diǎn)接觸的第一滾子、初始切向接觸的第二滾子和作為驅(qū)動(dòng)鏈輪下一嚙合滾子的第三滾子的鏈輪；圖26描述了圖25中順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的鏈輪，直到在鏈輪的齒根面第三滾子初始嚙合的瞬時(shí)為止；圖27是多個(gè)不同ISO-606柔順量鏈輪尺寸的滾子就位角α和壓力角γ的列表；
圖28是不同鏈輪尺寸中三種不同非對稱齒間輪廓(1-3)的最大貝塔角(β)和對應(yīng)的最小壓力角(γ)的列表；圖29-31是根據(jù)本發(fā)明描述了結(jié)合有附加弦節(jié)距減少量(CPR)的鏈輪。
具體實(shí)施例方式
下面參考圖8，滾鏈驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)110包括結(jié)合有本發(fā)明特征的驅(qū)動(dòng)鏈輪112和從動(dòng)鏈輪114。該滾鏈驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)110進(jìn)一步包括具有多個(gè)滾子118的滾鏈116，該滾鏈同上述鏈輪112、114嚙合并將其環(huán)繞。滾鏈環(huán)繞上述鏈輪112、114運(yùn)動(dòng)，沿箭頭11的方向順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。
滾鏈116具有兩個(gè)在鏈輪之間延伸的跨距，松弛鏈條120和拉緊鏈條122。滾鏈116如箭頭124所示處于張緊狀態(tài)。拉緊鏈條122的中心部可由鏈導(dǎo)向126從從動(dòng)鏈輪114導(dǎo)向到驅(qū)動(dòng)鏈輪112。所示的第一滾子128完全就位于驅(qū)動(dòng)鏈輪112的12點(diǎn)時(shí)鐘位置。第二滾子130和滾子128相鄰，并將要和驅(qū)動(dòng)鏈輪112咬合。
為了便于描述本發(fā)明的非對稱齒輪廓，下面將僅僅對驅(qū)動(dòng)鏈輪112描述。但是本發(fā)明的非對稱齒間輪廓也可應(yīng)用在從動(dòng)鏈輪114上，以及其他例如惰輪、與平衡塊轉(zhuǎn)軸相連的鏈輪等類型的鏈輪上。
下面參考圖9和10，鏈輪112包括具有嚙合齒側(cè)134的第一齒132，和具有傾斜或脫離齒側(cè)138的第二齒136。嚙合齒側(cè)134和傾斜齒側(cè)138配合操作以限定一具有齒根面141的齒間140。齒間140容納有上述嚙合滾子128(如虛線所示)。該嚙合滾子128直徑為D1，如圖所示以雙點(diǎn)接觸的方式完全就位于齒間140內(nèi)，這將在下面進(jìn)一步描述。尤其是，當(dāng)嚙合滾子128完全就位于齒間內(nèi)時(shí)，接觸到分別沿每一鏈輪齒面(軸向即在正交于圖面的方向)延伸的兩條直線B、C。但是為了便于說明，直線A、B、C僅僅在齒間內(nèi)作為接觸點(diǎn)來參考。
嚙合齒側(cè)134具有正切于齒側(cè)平面(flank flat)144徑向外端的半徑Rf，該非對稱嚙合齒側(cè)半徑Rf小于上述ISO-606標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的RfISO半徑。但是在仍然滿足上述滾子咬合(嚙合)和脫離幾何結(jié)構(gòu)的前提下，該非對稱嚙合齒側(cè)半徑Rf的大小應(yīng)該盡可能的大。齒側(cè)平面144的定位由角度β所限定。當(dāng)滾子在點(diǎn)B、C處和鏈輪相接觸時(shí)，上述平面的取向可垂直或正交于經(jīng)過點(diǎn)B和滾子128中心的直線。
上述從點(diǎn)B徑向向外延伸的齒側(cè)平面長度可影響初始切向沖擊和點(diǎn)C處的后續(xù)徑向沖擊之間的時(shí)間延遲。上述在第一接觸點(diǎn)A處的初始切向沖擊沿著齒側(cè)平面144產(chǎn)生在鏈輪112和滾子128之間?？梢哉J(rèn)為滾子從在點(diǎn)A的初始切向接觸，直到滾子以雙點(diǎn)接觸方式移動(dòng)到在點(diǎn)B、C的完全嚙合位置為止，滾子都基本和上述齒側(cè)平面保持接觸。壓力角γ，上述鏈和鏈輪之間的節(jié)距失配量，以及齒側(cè)平面的長度可各不相同，以達(dá)到初始滾子—鏈輪咬合時(shí)所需的初始滾子接觸點(diǎn)A。
可以理解，齒側(cè)(切向)接觸總是首先發(fā)生，徑向接觸隨后發(fā)生，并總是發(fā)生在點(diǎn)C，且無關(guān)于鏈節(jié)距的長度。作為比較，對于結(jié)合有單點(diǎn)接觸(例如單線接觸)的已知齒間形式(例如ISO-606中的柔順量和非對稱形式)，嚙合滾子在徑向接觸之后，必須移動(dòng)到一驅(qū)動(dòng)位置。所以根據(jù)壓力角γ可假定嚙合滾子會(huì)在齒側(cè)半徑/齒根半徑切點(diǎn)處接觸。這樣上述已知單點(diǎn)/線齒間形式的咬合接觸位置就是能“敏感”地確定產(chǎn)生徑向沖擊以及驅(qū)動(dòng)(切向)沖擊地點(diǎn)的節(jié)距。
上述嚙合齒側(cè)滾子就位角β(圖9)和脫離齒側(cè)滾子就位角β’可替換上述ISO-606滾子就位角α(如虛線所示的ISO輪廓)。如圖9所述，β是由經(jīng)過滾子128中心和鏈輪中心的線152，和也經(jīng)過滾子128、點(diǎn)B的第二直線間所限定的角度。如圖9所示，β’是經(jīng)過Ri’弧段中心和鏈輪中心的直線，同經(jīng)過Ri’弧段中心和Rf’弧段中心的第二直線所限定的角度。上述壓力角γ是嚙合齒側(cè)滾子就位角β的函數(shù)。即如果β增加，則γ減小。從下列等式中可以確定最小非對稱壓力角，其中γmin＝βmax-(αmax/2+γISOmin)所以，如圖28中的表所述，當(dāng)βmax＝(αmax/2+γISOmin)時(shí)，非對稱壓力角γmin＝0。圖28列出了三種不同的非對稱齒間輪廓(1-3)的鏈輪尺寸的最大貝塔角(β)和對應(yīng)的最小壓力角(γ)?？梢岳斫?，減小上述嚙合齒側(cè)壓力角γ，就會(huì)減小切向沖擊力分量FIA(圖14)，從而減小構(gòu)成整個(gè)在初始嚙合時(shí)噪音的切向沖擊噪音。
即，上述沖擊力FIA是與沖擊力的函數(shù)也即相關(guān)壓力角γ的沖擊速度的函數(shù)。當(dāng)壓力角γ減小，使得在開始咬合時(shí)，鏈和鏈輪之間的沖擊速度也對應(yīng)減小。最小壓力角γ還有利于在接觸切點(diǎn)A、B之間產(chǎn)生更大間隔或距離，以進(jìn)一步增加或最大化咬合間隔。在優(yōu)選實(shí)施例中，上述嚙合齒側(cè)壓力角γ范圍在大約-2.0°到大約+5°之間，從而可優(yōu)化滾子和鏈輪之間的漸進(jìn)沖擊。
在所述的實(shí)施例中，在最大尺寸條件下，滾子就位角度β大于ISOαmax/2，可以調(diào)節(jié)角β，直到達(dá)到所需的嚙合齒側(cè)壓力角γ。這樣，上述圖9中的滾子就位角β就可以使得壓力角γ小于零，或某一負(fù)值。上述負(fù)壓力角γ如圖11所示，和圖3中具有正壓力角γ的ISO-606柔順量齒輪廓相比較，如圖11所示，非對稱輪廓壓力角γ由直線A和直線B之間的角度所限定。其中，當(dāng)滾子在點(diǎn)B、C接觸上述嚙合齒側(cè)時(shí)，直線A沿完全嚙合滾子128的中心延伸，并通過點(diǎn)B。直線B連接上述完全就位滾子128的中心，以及如果下一咬合滾子130在嚙合齒間完全咬合時(shí)也為雙點(diǎn)接觸，直線B還連接到滾子130的中心。可以認(rèn)為，對于“額定”系統(tǒng)或?qū)τ谀p系統(tǒng)，理論鏈/鏈輪界面的負(fù)壓力角很小就會(huì)有利于使壓力角γ接近于零(0)。但是也可以調(diào)節(jié)上述嚙合齒側(cè)滾子就位角β，以便于任一嚙合齒側(cè)壓力角γ的數(shù)值小于上述最小ISO壓力角。
再來參考圖9和10，第一齒根半徑Ri正切于齒側(cè)平面144的徑向內(nèi)端，并正切于傾斜齒根面146的徑向外端。如圖10清楚所示，最大齒根半徑Ri必須等于或者小于最小滾子半徑0.5D1，以在點(diǎn)B、C產(chǎn)生上述完全嚙合的雙點(diǎn)/線接觸。因此，這就會(huì)在齒根半徑Ri處的嚙合齒側(cè)134和完全咬合處(即雙點(diǎn)/線接觸)的滾子128之間形成有一小間隙148(圖10)。根據(jù)滾子128直徑D1和齒根半徑Ri的所有尺寸公差條件，齒側(cè)平面144和傾斜齒根面146分別在點(diǎn)B、C以內(nèi)延伸，以在完全嚙合處產(chǎn)生雙點(diǎn)/線滾子接觸。第二齒根半徑Ri’在直線150處正切于傾斜齒根面146的內(nèi)端。脫離齒側(cè)半徑Rf’在脫離齒側(cè)滾子就位角β’所限定的點(diǎn)處正切于Ri’。上述半徑Rf’的數(shù)值在上述ISO-606范圍之內(nèi)。
上述傾斜齒根面146是一具有有限長度的平面，該長度形成有一齒間間隙(TSC)。通過調(diào)節(jié)鏈節(jié)距延長ΔP的規(guī)定大小，該齒間間隙用以補(bǔ)償鏈節(jié)距延長或者鏈磨損。換句話說，上述齒間間隙TSC使得可保持磨損鏈的滾子和鏈輪齒的傾斜齒根面硬性接觸。另外，上述傾斜齒根面146有利于減小徑向作用力，從而減小構(gòu)成整個(gè)噪音的滾子徑向沖擊噪音。
傾斜齒根面146能夠以任一角度φ傾斜，從而滿足規(guī)定的鏈驅(qū)動(dòng)幾何結(jié)構(gòu)和鏈節(jié)距延長。如圖9所示，上述傾斜齒根面角度φ由經(jīng)過滾子128中心、鏈輪中心的直線152和一也經(jīng)過滾子128中心、點(diǎn)C的第二直線154所限定。傾斜齒根面146正交于直線154，并徑向向內(nèi)延伸到正切于Ri’的直線150。在所述的實(shí)施例中，傾斜齒根面角度φ優(yōu)選為在大約20°到大約35°之間。
圖12是圖8中的放大視圖，示出了第一滾子128完全雙點(diǎn)/線接觸地嚙合在鏈輪齒輪廓的厚度和寬度上，第二滾子130作為將要和鏈輪112咬合的下一滾子。相比較ISO-606柔順量驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)10，除了五個(gè)沿鏈導(dǎo)向126和嚙合滾子128延伸的無支撐連桿節(jié)距(和除了沿從動(dòng)鏈輪和鏈導(dǎo)向之間延伸的無支撐連桿節(jié)距)以外，鏈導(dǎo)向126可控制并導(dǎo)向拉緊鏈條122的中心部。拉緊鏈條122在滾子128處于12點(diǎn)時(shí)鐘位置時(shí)為水平設(shè)置。
圖13示出了鏈輪和滾子130嚙合的瞬時(shí)，驅(qū)動(dòng)鏈輪112順時(shí)針旋轉(zhuǎn)過(A/2)+ω時(shí)的情況?？杉俣ㄒ粭l直線作為從滾子128到鏈銷中心156的鏈跨距，可認(rèn)為環(huán)繞從銷156到嚙合滾子130的無支撐或“自由”跨距旋轉(zhuǎn)?？梢岳斫?，上述直線假定僅僅在準(zhǔn)靜態(tài)模型內(nèi)有效。上述的運(yùn)動(dòng)量(或從上述直線假定的偏移量)是驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)，鏈驅(qū)動(dòng)、鏈輪幾何形狀的函數(shù)。
在滾子130開始咬合時(shí)，鏈輪接觸早于上述ISO-606所對應(yīng)的接觸，就會(huì)減小弦升高量，并使得有利于在嚙合齒側(cè)點(diǎn)A上的所需壓力角γ處發(fā)生初始接觸。而且由于鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)，直到滾子130處于上述12點(diǎn)時(shí)刻位置時(shí)，也不會(huì)發(fā)生構(gòu)成整個(gè)噪音能級的滾子130徑向鏈輪接觸。
圖14是圖13的放大視圖，更加清晰的示出了滾子130初始咬合時(shí)的情況。在咬合之前，假定滾子128承載整個(gè)如箭頭所示的拉緊鏈條載荷FTB+Fφ。實(shí)際上，箭頭代表作用在拉緊鏈條上的作用力。在滾子130咬合的瞬時(shí)，產(chǎn)生如沖擊力向量FIA所示的切向沖擊。上述切向沖擊不同于上述拉緊鏈條載荷。尤其是，沖擊載荷或沖擊應(yīng)力都和沖擊速度VA相關(guān)?？梢灾涝趦蓚€(gè)物體之間碰撞過程中產(chǎn)生的沖擊，可使得較大的應(yīng)力經(jīng)歷較短的時(shí)間間隔。由于直到鏈輪足夠旋轉(zhuǎn)，使?jié)L子130處于12點(diǎn)時(shí)鐘位置，也不會(huì)發(fā)生徑向沖擊，所以所示的徑向沖擊力向量FIC僅僅作為一大致向量(outline)。
圖14a示出了圖14中所示滾子128和130的相同滾子位置(實(shí)線)，但除了相對于鏈輪輪廓，滾子130到達(dá)其在12點(diǎn)時(shí)鐘位置的雙點(diǎn)/線咬合位置時(shí)的滾子位置(虛線)。這樣，由于鏈和鏈輪之間的節(jié)距失配，滾子128一定會(huì)移動(dòng)到新位置。尤其是，當(dāng)滾子128從開始接觸到完全咬合，滾子128就會(huì)在齒間向前移動(dòng)。但是，在鏈連接部分的小間隙也會(huì)減小滾子128所需的向前移動(dòng)量。而且在開始咬合時(shí)，拉緊鏈條載荷就從滾子128向滾子130傳遞。
上述前述“漸進(jìn)”咬合的非對稱輪廓使得咬合間隔延長。尤其是，參考圖14，點(diǎn)A在開始咬合時(shí)和相關(guān)的沖擊力FIA切向接觸?？梢哉J(rèn)為滾子130當(dāng)鏈輪移動(dòng)使?jié)L子徑向接觸在點(diǎn)C時(shí)完全咬合的過程中，都基本和上述嚙合齒側(cè)134保持硬性接觸。
圖14b是圖14的放大視圖，示出了鏈輪112的旋轉(zhuǎn)將滾子130提前到在12點(diǎn)時(shí)鐘位置時(shí)處于完全咬合的瞬時(shí)。在該完全咬合的瞬時(shí)，會(huì)產(chǎn)生徑向沖擊力FIC，并可認(rèn)為完成了拉緊鏈條載荷的傳遞。由于合成徑向沖擊力FIC，滾子130在點(diǎn)C的徑向碰撞瞬時(shí)，也已產(chǎn)生FIA的切向沖擊力，并不再是一個(gè)因數(shù)。切向和徑向滾子—鏈輪碰撞之間的時(shí)間延遲(“漸進(jìn)”嚙合)可有效的分散長時(shí)間間隔中的沖擊能量，從而減小其在咬合頻率所產(chǎn)生的噪音。
因此可以相信，當(dāng)咬合滾子130從點(diǎn)A的初始咬合移動(dòng)到完全雙點(diǎn)咬合位置時(shí)，本發(fā)明中非對稱鏈輪齒輪廓可使得從完全嚙合滾子128到咬合滾子130更加漸進(jìn)的傳遞拉緊鏈條載荷。
再來參考圖14，當(dāng)滾子130從開始咬合接觸點(diǎn)A移動(dòng)到滾子128現(xiàn)在的咬合位置時(shí)，具有本發(fā)明非對稱輪廓的弦升高量(和弦降低量)是滾子130中心從拉緊鏈條122路徑的垂直位移?？梢哉J(rèn)為滾子130當(dāng)該滾子從開始徑向接觸到完全咬合的過程中，都基本和上述嚙合齒側(cè)134保持硬性接觸。所以如果點(diǎn)A、B之間的距離增大，上述弦升高量就會(huì)減小。如圖14所示，鏈節(jié)距Pc大于鏈輪112弦節(jié)距Ps。
下面，參考圖15，傾斜齒根面146(圖10)的長度可減小為零(0)，從而消除上述傾斜齒根面146，并使齒根半徑Ri’在點(diǎn)C正切于上述齒根面和滾子128。即，Ri’在點(diǎn)C正切于一短平段，該短平段又正切于Ri。如果上述傾斜齒根面146得以消除，嚙合齒側(cè)壓力角γ通常就處于某一正值到零之間的范圍內(nèi)，但并不小于零。這是由于負(fù)值γ可使弦節(jié)距減小，以使得上述滾子可離開鏈輪卷折部60(圖16)，而不干擾Rf。
圖16示出了對于所有卷折部60內(nèi)的滾子，接觸到鏈輪112輪廓的滾子情況。滾子128如圖所示處于完全雙點(diǎn)咬合狀態(tài)。線160示出每一滾子的接觸點(diǎn)，以及當(dāng)滾子經(jīng)過上述卷折部時(shí)的接觸前進(jìn)(contact progression)。當(dāng)上述滾子環(huán)繞上述鏈輪卷折部前進(jìn)時(shí)，上述鏈輪和滾鏈之間的固有節(jié)距失配引起上述滾子爬升到上述傾斜側(cè)齒側(cè)上。由于附加有弦節(jié)距減小量，所以上述滾子爬升到上述傾斜側(cè)齒側(cè)的程度就會(huì)大大增加。
非常重要的是，當(dāng)上述壓力角γ為負(fù)值時(shí)，就需要有弦節(jié)距減小量。另外從圖16和17中可以非常清楚地看出，滾子162當(dāng)其離開上述卷折部60返回跨距時(shí)，就會(huì)干擾上述嚙合齒側(cè)(具有最大尺寸鏈輪和理論最短節(jié)距鏈)。即，弦節(jié)距減小量使得上述在嚙合齒側(cè)具有一間隙163的滾子162離開上述卷折部60。而且，上述減小的弦節(jié)距可增加上述咬合間隔(漸進(jìn)咬合)。圖16示出了在卷折部60處的滾子接觸前進(jìn)，還示出了小角度β’和齒間間隙TSC為何有助于保持卷折部的滾子具有“硬性”的滾子—鏈輪接觸。
另外，可以調(diào)節(jié)脫離齒側(cè)滾子就位角度β’(圖9)，使其為等于αmin/2或更小的一最大值。該減小的滾子就位角度β’當(dāng)滾子離開鏈輪，進(jìn)入跨距時(shí)，可使得更快加速間隔。當(dāng)卷折部中的滾子環(huán)繞鏈輪運(yùn)動(dòng)時(shí)，該減小的滾子就位角度β’還可使在磨損鏈中的滾子沿上述傾斜齒側(cè)面爬升到一小角度。
可以想到的是，可替換上述的非對稱齒輪廓特征，而并不會(huì)偏離本發(fā)明中可減少噪音的上述鏈和鏈輪咬合動(dòng)力學(xué)。舉例來說，上述嚙合非對稱齒側(cè)輪廓可為漸開線形式，脫離非對稱齒側(cè)輪廓可以是不同的漸開線形式。由于制造和/或質(zhì)量控制原因，或者為了提高零件尺寸精度，非對稱齒輪廓可進(jìn)行細(xì)微變化。這些變換都落入這里所公開的本發(fā)明范圍內(nèi)。
在另一實(shí)施例中，嚙合齒側(cè)傾斜齒根面146(圖9)可由一如圖18所示的斜坡齒側(cè)傾斜齒根面164所替換。上述斜坡齒側(cè)傾斜齒根面164如所述的傾斜齒根面146以相同方式提供有一齒間間隙(TSC)。另外當(dāng)鏈磨損時(shí)，脫離齒側(cè)傾斜齒根面164可將滾子移動(dòng)到一優(yōu)選的徑向向外位置。
而且，斜坡齒側(cè)傾斜齒根面164可包括有如圖19所示的嚙合齒側(cè)傾斜齒根面146。該嚙合齒側(cè)和斜坡齒側(cè)傾斜齒根面146、164彼此協(xié)作，通過上述相同的方式，提供有齒間間隙(TSC)。
下面參考圖20，可將圖9，15，18和19中的任一個(gè)非對稱齒輪廓結(jié)合到隨機(jī)嚙合滾鏈鏈輪300中。該所示的鏈輪300是18齒鏈輪。但是鏈輪300根據(jù)需要也可有更多或者更少的齒數(shù)。鏈輪300包括一第一組任意定位鏈輪齒302，其中每一個(gè)都結(jié)合有圖9，15，18和19所示齒側(cè)平面144的輪廓。而且，鏈輪齒302還可結(jié)合有一個(gè)或兩個(gè)或者沒有設(shè)置如圖9，15，18和19所示的傾斜齒根面146，164。剩下的鏈輪齒304(鏈輪齒1、3、4、9、13、14和16)可環(huán)繞鏈輪隨機(jī)定位，并可結(jié)合有一不同于第一組鏈輪齒302輪廓的齒輪廓。如下進(jìn)一步所述，上述第一和第二組鏈輪齒302、304可配合以減小鏈驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)噪音，使其被減小在單獨(dú)使用任意齒輪廓所產(chǎn)生的噪音以下。
圖21描述了一個(gè)鏈輪齒304的示意性齒輪廓。相鄰齒的嚙合齒側(cè)306和斜坡或脫離齒側(cè)308相互配合以限定一具有齒根面311的齒間310。該齒間310可收容一嚙合滾子314(如虛線所示)。該嚙合滾子314具有一滾子直徑D1，并單點(diǎn)接觸(線)地完全就位于齒間310內(nèi)。如圖21a清楚所示，嚙合滾子314在開始咬合時(shí)并不接觸嚙合齒側(cè)306，而是直接從上述跨距移動(dòng)到完全咬合齒根接觸在一傾斜齒根面316上的接觸點(diǎn)C’上。該點(diǎn)C’在朝向嚙合齒側(cè)306的方向上，位于接觸點(diǎn)C的徑向外側(cè)。接觸點(diǎn)C’是一沿每一鏈輪齒面(即在正交于圖面的方向)軸向延伸的滾子/齒接觸線。這樣，在滾子314和嚙合齒側(cè)306之間就限定有間隙321。
如圖21和21a所示，第一或嚙合齒根半徑Ri在直線319處正切于傾斜齒根面316，并還可以角度β正切于Rf。由于滾子/齒側(cè)不會(huì)接觸齒輪廓304，所以角度β不需要在滾子開始咬合時(shí)進(jìn)行特定。應(yīng)該注意的是對于齒輪廓304，Ri可等于ISO-606齒根半徑。
上述傾斜齒根面從點(diǎn)C到其在直線319的徑向外端的長度可由齒側(cè)偏移量所確定。因?yàn)樵撈屏啃枰ＷC滾子在整個(gè)設(shè)計(jì)壽命中，對于任意鏈節(jié)距延長(磨損)，都不會(huì)嚙合齒根接觸。在優(yōu)選實(shí)施例中，齒側(cè)偏移量323范圍在大約0.025到0.13mm之間。齒側(cè)偏移量323是傾斜齒根面316的延伸。該齒根面316可相關(guān)傾斜齒根面146以相同的方式提供齒間間隙(TSC)。
如上所述，通過調(diào)整鏈節(jié)距延長的規(guī)定大小，齒間間隙用以補(bǔ)償鏈節(jié)距延長或者鏈磨損。換句話說，上述齒間間隙TSC使得可保持磨損鏈的滾子和鏈輪齒的傾斜齒根面硬性接觸。另外，上述傾斜齒根面316有利于間隙徑向作用力，從而減小構(gòu)成整個(gè)噪音能級的滾子徑向沖擊噪音。
傾斜齒根面316能夠以任一角度φ傾斜，從而滿足規(guī)定鏈驅(qū)動(dòng)幾何結(jié)構(gòu)和鏈節(jié)距延長。上述傾斜齒根面角度φ由經(jīng)過滾子314中心、鏈輪中心的直線320和一也經(jīng)過滾子314中心、點(diǎn)C的第二直線322所限定。傾斜齒根面316正交于直線322，并徑向向內(nèi)延伸到正切于Ri’的直線318。在所述的實(shí)施例中，傾斜齒根面角度φ優(yōu)選為在大約20°到大約35°之間。
圖22示出了齒輪廓304的另一實(shí)施例，其中沒有設(shè)置有齒間間隙TSC。即，從直線318到直線322的傾斜齒根面沒有設(shè)置平面部分。這樣齒304從點(diǎn)C到在齒間嚙合側(cè)外側(cè)或尖端直徑的輪廓就基本上等同于圖15所示的齒輪廓。上述傾斜齒根面316從直線322到直線319的剩余平面部分323的功能僅僅是用以提供上述的嚙合齒側(cè)偏移量。
可以理解，從直線318到直線322的嚙合齒側(cè)傾斜齒根面的部分可由圖18中的斜坡齒側(cè)傾斜齒根面164所替換。即，齒輪廓304可基本等同于圖18所示鏈輪112從接觸點(diǎn)C到斜坡齒側(cè)138外徑的齒輪廓。斜坡齒側(cè)傾斜齒根面164以和傾斜齒根面316相同的方式提供一齒間間隙(TSC)。另外，當(dāng)鏈磨損時(shí)，斜坡齒側(cè)傾斜齒根面可將滾子移動(dòng)到一優(yōu)選徑向向外位置。而且，上述斜坡齒側(cè)傾斜齒根面164可包括有和圖19所示的相同嚙合齒側(cè)傾斜齒根面316(傾斜面164包括上述傾斜面146)。這樣，齒輪廓304還可基本等同于圖19所示鏈輪112從接觸點(diǎn)C到斜坡齒側(cè)138外徑的齒輪廓。
除了具有最短節(jié)距(最短的理論節(jié)距)和最大尺寸鏈輪的鏈所限定的理論條件以外，節(jié)距失配都固有在鏈/鏈輪界面內(nèi)。該理論條件可限定有一相關(guān)鏈和鏈輪的節(jié)距失配公差范圍的下限(零，或沒有節(jié)距失配)。當(dāng)最長“制成”鏈用于最小尺寸鏈輪時(shí)，或者換句話說，鏈輪具有最小輪廓時(shí)，還可限定有另一下限。該下限會(huì)導(dǎo)致最大量的節(jié)距失配。該節(jié)距失配范圍由零件特征的公差所確定。
對于齒輪廓302，在點(diǎn)A的初始切向接觸和在點(diǎn)B、C完全就位接觸之間，額外的節(jié)距失配可用以產(chǎn)生更大的時(shí)間延遲，或者“漸進(jìn)”咬合。可以理解使初始接觸爬升到上述嚙合齒側(cè)的齒側(cè)平面144，可提高齒輪廓302的漸進(jìn)接觸。而因?yàn)辇X輪廓304沒有切向接觸，因此對于每一齒輪廓302、304，可改變初始滾子—鏈輪接觸的點(diǎn)和節(jié)奏，所以就會(huì)減小咬合頻率噪音。
上述鏈輪弦節(jié)距應(yīng)短于上述弦節(jié)距，以便于上述“漸進(jìn)”滾子—齒接觸。另外當(dāng)滾子輪廓上述鏈輪卷折部返回到跨距時(shí)，弦節(jié)距減小量還可提供滾子—齒側(cè)的間隙。
圖29部分描述了非對稱鏈輪112包括多個(gè)相同輪廓的齒132。為了便于理解附加弦節(jié)距減小量(CPR)的特征，連續(xù)的齒132由后綴為a、b...的參考標(biāo)號(hào)132a、132b、132c所指定。鏈輪112沿方向11順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，每一齒132都包括嚙合齒側(cè)134和脫離齒側(cè)138。在每一齒的嚙合齒側(cè)134和下一或連續(xù)齒132的脫離齒側(cè)之間限定有一間隙140。包括滾子128、130以及連桿(未示出)的滾鏈和鏈輪112相嚙合，滾子128、130完全就位于各自的齒間140內(nèi)。
如上所述，滾鏈包括一由連續(xù)滾子128、130中心之間距離所限定的新的或所制(as-built)的鏈節(jié)距Pc。這里，當(dāng)鏈輪處于新的或“制成”(as-manufactured)條件下，如果兩個(gè)滾子都和鏈輪完全咬合主動(dòng)接觸就位，連續(xù)滾子中心之間的直線距離就是鏈輪節(jié)距。這樣對于鏈輪112，如圖29所示，當(dāng)兩個(gè)滾子在點(diǎn)B、C嚙合到各自的嚙合齒側(cè)134上時(shí)，鏈輪節(jié)距Ps就為滾子128、130中心之間的直線距離。在圖29所示的實(shí)施例中，鏈輪112包括一弦節(jié)距Ps，由于制造公差所以相對上述弦節(jié)距Pc大約減少了0.1％。這樣如圖29所示，滾子128和齒132b的嚙合齒側(cè)134進(jìn)行雙點(diǎn)主動(dòng)接觸，從而就位。即，上述滾子和齒132b嚙合齒側(cè)134上的點(diǎn)B、C相嚙合。下一嚙合滾子130在點(diǎn)初始接觸點(diǎn)A處，剛剛嚙合到齒132a的嚙合齒側(cè)134上。但如下所述，點(diǎn)A非?？拷c(diǎn)B，這是因?yàn)殒溳喯夜?jié)距Ps等于上述鏈連桿節(jié)距Pc。這樣即使?jié)L子130剛剛和鏈輪112相嚙合，滾子130也會(huì)和齒132a的嚙合齒側(cè)134的點(diǎn)B、C相雙點(diǎn)接觸就位。所以本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員就會(huì)認(rèn)識(shí)到漸進(jìn)沖擊，即咬合時(shí)間間隔的延伸，并不會(huì)對圖29中的實(shí)施例有任何影響。換句話說，即使?jié)L子130在點(diǎn)B、C處雙點(diǎn)主動(dòng)接觸不良，也會(huì)立即和鏈輪112嚙合。這樣，在CA處所示的弦動(dòng)作量(弦升高量和弦降低量)就可大于所需的弦動(dòng)作量。
圖30部分描述了除了限定有包括附加弦節(jié)距減小量(CPR)以外、等同于鏈輪112的鏈輪112’，在新的或“制成”(as-manufactured)條件下，即鏈輪弦節(jié)距Ps’相比較上述制成鏈節(jié)距Pc定向減小一選定量，在這里稱作為“附加弦節(jié)距減小量”。如下所述，該定向的附加弦節(jié)距減小量是不包括上述由于制造公差而產(chǎn)生的固有弦節(jié)距減小量。由于咬合的時(shí)間間隔延長，即改善了下一和鏈輪112’咬合的滾子130的漸進(jìn)沖擊，所以根據(jù)本發(fā)明如圖30所示的附加弦節(jié)距減小量適合迫切需要。這通過比較圖29和30變得非常明顯。在圖30中，可以看出滾子128完全嚙合并和齒132b的嚙合齒側(cè)134雙點(diǎn)主動(dòng)接觸就位，即，滾子128和點(diǎn)B、C都接觸。而下一咬合滾子130剛剛和鏈輪112’嚙合、還沒有完全雙點(diǎn)接觸就位。上述滾子130在點(diǎn)A處和嚙合齒側(cè)134開始接觸，由于本發(fā)明中的附加弦節(jié)距減小量，上述點(diǎn)A和點(diǎn)B彼此徑向向外間隔。所以滾子130僅僅基于鏈輪112，的進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)，主動(dòng)接觸到點(diǎn)B、點(diǎn)C而就位。如上所述，該滾子30在點(diǎn)A的開始接觸和滾子在點(diǎn)B、C的后續(xù)嚙合之間的延遲就是一種迫切所需的漸進(jìn)沖擊或者咬合時(shí)間間隔的延長。
通過比較圖29和30，開始接觸點(diǎn)A從鏈輪112’徑向向外的這種運(yùn)動(dòng)可相比較于鏈輪112而顯而易見。而且進(jìn)一步對比圖29和30可示出，相比較鏈輪112的弦動(dòng)作量CA，使用包括有附加弦節(jié)距減小量的鏈輪112’，還可進(jìn)一步減小上述弦升高量和弦降低量動(dòng)作CA’。
附加弦節(jié)距減小量的優(yōu)選量最好參考圖31確定。這里，鏈輪112可結(jié)合在點(diǎn)B、C雙點(diǎn)接觸而完全就位于各自嚙合齒側(cè)134的滾子128、130進(jìn)行描述。如上所述，鏈輪112沒有附加弦節(jié)距減小量。直線Ps1基于標(biāo)準(zhǔn)最大“過約束”公差(over-pin tolerance)，指示一最大弦節(jié)距。而直線Ps2則基于標(biāo)準(zhǔn)最小“過約束”公差，指示一最小弦節(jié)距。尤其是，直線Ps2指示一相比較上述最大弦節(jié)距Ps1、由于制造公差而產(chǎn)生大約為0.2％的弦節(jié)距減小量。這樣本領(lǐng)域普通技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到上述鏈輪弦節(jié)Ps1、Ps2代表沒有附加弦節(jié)距減小量的鏈輪112的最大和最小鏈輪弦節(jié)距尺寸。換句話說，沒有附加弦節(jié)距減小量的鏈輪由于制造公差而至多具有0.2％如直線Ps2所示的弦節(jié)距減小量。
繼續(xù)參考圖31，直線Ps3基于具有1％附加弦節(jié)距減小量的鏈輪最大“過約束”公差，可指示上述最大鏈輪弦節(jié)距。而直線Ps4則基于具有1％附加弦節(jié)距減小量的鏈輪最小“過約束”公差，可指示上述最小弦節(jié)距。換句話說，對于沒有附加弦節(jié)距減小量的鏈輪112，直線Ps3所指示的上述減小的鏈輪弦節(jié)距代表最大可能鏈輪弦節(jié)距Ps1的1％減小量。而且，對于沒有附加弦節(jié)距減小量的鏈輪112，直線Ps4所指示的上述減小的鏈輪弦節(jié)距代表最小弦節(jié)距Ps2的1％減小量。
可以優(yōu)選的是，對于沒有附加弦節(jié)距減小量的鏈輪(等于上述在用鏈連桿節(jié)距Pc)，根據(jù)本發(fā)明形成的鏈輪112’相對于上述最大弦節(jié)距Ps1，可以包括不多于1％附加弦節(jié)距減小量。如圖29所示的鏈輪112沒有附加弦節(jié)距減小量，但由于制造公差，具有大約0.1％的額定弦節(jié)距減小量。即，鏈輪112的弦節(jié)距將落入在如圖31所示的弦節(jié)距Ps1和Ps2之間。如圖30所示的鏈輪112’根據(jù)本發(fā)明形成并相對于圖29中的鏈輪112，可結(jié)合有0.5％的附加弦節(jié)距減小量。
本發(fā)明中結(jié)合有附加弦節(jié)距減小量的鏈輪112’可以是一包括同一規(guī)定非對稱齒輪廓的非對稱鏈輪。根據(jù)本發(fā)明形成的鏈輪輪齒可以設(shè)置有這里所述的任意非對稱輪廓。而且，鏈輪112’可是一如上所述的隨機(jī)非對稱鏈輪300，并包括多個(gè)在單一鏈輪上的不同非對稱齒輪廓。根據(jù)本發(fā)明結(jié)合有附加弦節(jié)距減小量的鏈輪還可以是一驅(qū)動(dòng)鏈輪或者是從動(dòng)鏈輪，根據(jù)本發(fā)明的滾鏈驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以包括一接合有根據(jù)本發(fā)明的附加弦節(jié)距減小量的驅(qū)動(dòng)鏈輪和/或從動(dòng)鏈輪。
最后，應(yīng)該注意的是，盡管這里所述的非對稱齒輪廓使得上述滾子128、130雙點(diǎn)接觸就位，但也可以考慮其他的設(shè)置。尤其是，結(jié)合有單點(diǎn)就位非對稱齒輪廓的鏈輪也可具有本發(fā)明中的附加弦節(jié)距減小量。舉例來說，美國專利No.5,876,295就公開有附加非對稱齒輪廓和包括本發(fā)明中弦節(jié)距減小量的鏈輪。所以美國專利No.5,876,295作為參考結(jié)合在這里。在美國專利No.5,921,878和5,993,344中還公開有用于本發(fā)明中鏈輪上的其他非對稱齒輪廓。這些專利公開都作為參考結(jié)合在這里。
齒輪廓302的上述漸進(jìn)滾子接觸可進(jìn)一步提供一小于ISO-606標(biāo)準(zhǔn)的鏈輪齒壓力角γ?？梢钥紤]壓力角γ為等于或非常接近于零(0)，或者為負(fù)的壓力角。
圖23描述了重疊在上述齒輪廓302(虛線)上的齒輪廓304。所示的嚙合滾子沿齒輪廓302的嚙合齒側(cè)，初始切向接觸在點(diǎn)A處。上述嚙合滾子將保持和上述嚙合齒側(cè)接觸，并直到完全咬合，就位于如圖9所示的點(diǎn)B、C。齒輪廓304重疊在齒輪廓302上，示出嚙合滾子在齒輪廓304的傾斜齒根面上僅僅具有徑向接觸(參考圖21a和22)，且和齒輪廓304沒有切向接觸。
由于上述滾子沒有接觸上述嚙合齒側(cè)，所以齒輪廓304的壓力角γ在滾子開始咬合時(shí)，并沒有起什么作用。上述所示齒輪廓302的壓力角γ302為一負(fù)值。這樣γmin可以為一小的負(fù)值，γmax可以為一數(shù)值，該數(shù)值等于某一小于ISO-606最小壓力角γ的數(shù)值。這樣鏈輪300(圖20)齒輪廓302的初始滾子—鏈輪接觸就產(chǎn)生在點(diǎn)A處，隨后完全嚙合接觸在點(diǎn)B、C處。如上所述，鏈輪300結(jié)合有或者沒結(jié)合有附加弦節(jié)距減小量，并也可具有或者不具有齒間間隙(TSC)。
圖24示出了滾子342從初始接觸在點(diǎn)A(虛線)到雙點(diǎn)接觸而完全就位在鏈輪齒302上(實(shí)線)的嚙合路徑，以及滾子314和隨機(jī)嚙合鏈輪300的相鄰鏈輪齒304相嚙合的嚙合路徑。在滾子314的初始咬合時(shí)，在均分鏈載荷的齒304上產(chǎn)生小部分鏈載荷傳遞。但齒302繼續(xù)承載大部分上述的鏈載荷，直到嚙合滾子通過齒側(cè)接觸咬合另一齒302為止。參考圖24，指示出了上述齒302從在點(diǎn)A處的初始接觸到在點(diǎn)B、C處的完全嚙合接觸所產(chǎn)生的“漸進(jìn)”量。
圖25和26描述了上述齒輪廓302、304之間的咬合延遲。尤其是，如圖25所示，鏈輪300具有另一和鏈輪齒雙點(diǎn)接觸而完全就位的滾子344，上述鏈輪齒具有齒輪廓302。所示的滾子342正處于初始切向接觸在同樣具有齒輪廓302的第二鏈輪齒的點(diǎn)A處的瞬時(shí)。滾子314為跨距中下一滾子，并和具有齒輪廓304的鏈輪齒相咬合。鏈輪300旋轉(zhuǎn)滾子342經(jīng)過一角度τ，從而從其在點(diǎn)A的初始接觸位置移動(dòng)到在一12點(diǎn)時(shí)鐘位置的、和齒輪廓302雙點(diǎn)接觸的完全咬合就位位置。
參考圖26，圖25中鏈輪300順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，直到滾子314和齒輪廓304開始咬合。鏈輪300旋轉(zhuǎn)經(jīng)過一小角度k，以使得滾子314就位于上述的12點(diǎn)時(shí)鐘位置。這樣鏈輪300就旋轉(zhuǎn)上述滾子經(jīng)過一額外角度τ-k，從而使其完全就位于上述齒輪廓302上。
再來參考圖20，兩組齒輪廓302、304以隨機(jī)模式設(shè)置，以便于通過改變上述滾子—鏈輪接觸的點(diǎn)和節(jié)奏來變換上述咬合沖擊頻率。但是這兩組齒輪廓302、304可設(shè)置為不同的隨機(jī)模式。而且還可以考慮上述兩組齒輪廓302、304也可設(shè)置為多組同等工作的規(guī)定模式。在上述所有的情況下，鏈輪上兩組不同齒輪廓的設(shè)置都會(huì)提供一種分散在正常情況下由同一鏈輪齒形所引發(fā)咬合頻率沖擊噪音的方法。可通過變換上述初始滾子—鏈輪接觸的點(diǎn)和節(jié)奏，來減小這種咬合頻率噪音。
曲柄軸鏈輪，這種在鏈驅(qū)動(dòng)中最小的鏈輪，通常是主要的噪音來源。而常用的大型從動(dòng)凸輪軸鏈輪也易于產(chǎn)生噪音，只不過是程度小于上述曲柄軸鏈輪而已。對于平衡軸鏈輪和泵用鏈輪，從動(dòng)鏈輪尤其是其尺寸接近于或者小于驅(qū)動(dòng)鏈輪時(shí)，從動(dòng)鏈輪就會(huì)成為主要的噪音發(fā)生器。這樣，本發(fā)明的特征就可以應(yīng)用于凸輪軸或者其他從動(dòng)鏈輪中。
可以理解，變換圖20-26中的齒輪廓特征，并不會(huì)偏離上述本發(fā)明中用以減小噪音的鏈和鏈輪咬合動(dòng)力學(xué)。舉例來說，嚙合非對稱齒側(cè)輪廓可以是漸開線形式，脫離非對稱齒側(cè)輪廓可以是另一種不同的漸開線形式。出于制造和/或質(zhì)量控制原因，或者為了提高零件的尺寸精度，對這些輪廓的細(xì)微變化都是允許的。
上面，參考優(yōu)選實(shí)施例，已經(jīng)描述了本發(fā)明。非常明顯的是，根據(jù)閱讀和理解說明書和本發(fā)明，可以進(jìn)行多種的修改，而且這些修改都落入到隨后權(quán)利要求書以及等效要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種單向滾鏈驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括具有多個(gè)齒的制成的驅(qū)動(dòng)鏈輪；具有多個(gè)齒的制成的從動(dòng)鏈輪；與上述驅(qū)動(dòng)鏈輪、從動(dòng)鏈輪相嚙合的所制的滾鏈，上述滾鏈形成有鏈連桿節(jié)距(Pc)，上述驅(qū)動(dòng)鏈輪和/或從動(dòng)鏈輪通過減小大于上述鏈連桿節(jié)距(Pc)的大約0.2％，形成有小于上述鏈連桿節(jié)距(Pc)的鏈輪弦節(jié)距(Ps’)。
2.如權(quán)利要求1所述的單向滾鏈驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，上述驅(qū)動(dòng)鏈輪和從動(dòng)鏈輪中的至少一個(gè)包括多個(gè)每一都具有非對稱輪廓的齒。
3.如權(quán)利要求2所述的單向滾鏈驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，上述驅(qū)動(dòng)鏈輪和從動(dòng)鏈輪中的至少一個(gè)都包括第一和第二不同非對稱齒輪廓。
4.如權(quán)利要求3所述的單向滾鏈驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，上述第一和第二不同非對稱齒輪廓可隨機(jī)設(shè)置在上述至少一個(gè)鏈輪上。
5.如權(quán)利要求2所述的單向滾鏈驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，上述多個(gè)齒中的每一個(gè)都包括一能夠以單點(diǎn)主動(dòng)接觸方式在一完全咬合位置嚙合上述滾鏈滾子的嚙合齒側(cè)。
6.如權(quán)利要求2所述的單向滾鏈驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，上述多個(gè)齒中的每一個(gè)都包括一能夠以雙點(diǎn)主動(dòng)接觸方式在一完全咬合位置嚙合上述滾鏈滾子的嚙合齒側(cè)。
7.如權(quán)利要求1所述的單向滾鏈驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，鏈輪弦節(jié)距Ps’小于鏈連桿節(jié)距Pc，其差值范圍為大于上述鏈連桿節(jié)距的大約0.2％到大約小于或者等于鏈連桿節(jié)距的1％之間。
8.如權(quán)利要求2所述的單向滾鏈驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，在上述齒之間形成有齒間，上述齒間形成有一嚙合齒側(cè)壓力角，范圍在大約一2°到大約+5°之間。
9.一種適于和相關(guān)所制的滾鏈結(jié)合使用的制成的鏈輪，上述滾鏈包括多個(gè)滾子，并具有一鏈節(jié)距Pc，上述鏈輪包括多個(gè)向外突出的鏈輪齒，并在連續(xù)的齒之間分別形成有多個(gè)齒間，每一齒間可容納相關(guān)滾鏈的一個(gè)滾子，通過減小超過上述鏈連桿節(jié)距Pc的大約0.2％，鏈輪形成有一相對于上述相關(guān)滾鏈的鏈節(jié)距Pc減小的鏈輪弦節(jié)距Ps’。
10.如權(quán)利要求9所述的鏈輪，其特征在于，上述齒間為非對稱齒間。
11.如權(quán)利要求10所述的鏈輪，其特征在于，上述齒間形成有一嚙合齒側(cè)壓力角，范圍在大約-2°到大約+5°之間。
12.如權(quán)利要求9所述的鏈輪，其特征在于，上述多個(gè)鏈輪齒均為非對稱齒，且每一都包括一嚙合齒側(cè)和一脫離齒側(cè)，上述多個(gè)鏈輪齒的每一嚙合齒側(cè)都能夠以單點(diǎn)主動(dòng)接觸的方式嚙合上述相關(guān)滾鏈的相關(guān)滾子。
13.如權(quán)利要求9所述的鏈輪，其特征在于，上述多個(gè)鏈輪齒均為非對稱齒，且每一都包括一嚙合齒側(cè)和一脫離齒側(cè)，上述每一齒的嚙合齒側(cè)相對于上述相關(guān)滾鏈的相關(guān)滾子，都被尺寸精確化和整合，以使得當(dāng)相關(guān)滾子完全咬合在一齒間內(nèi)時(shí)，上述嚙合齒側(cè)能夠在滾子就位點(diǎn)(B、C)以雙點(diǎn)主動(dòng)接觸的方式嚙合上述相關(guān)滾子。
14.如權(quán)利要求13所述的鏈輪，其特征在于，上述減小的鏈輪弦節(jié)距Ps’使得上述相關(guān)滾鏈的相關(guān)滾子在從點(diǎn)(B、C)徑向向外的點(diǎn)(A)處和上述齒的嚙合齒側(cè)初始接觸，其中上述相關(guān)滾子接觸點(diǎn)(A)和就位于點(diǎn)(B、C)之間的時(shí)間得以延長。
15.如權(quán)利要求9所述的鏈輪，其特征在于，上述多個(gè)鏈輪齒為具有至少兩種隨機(jī)設(shè)置在上述鏈輪上的不同輪廓非對稱齒。
16.如權(quán)利要求15所述的鏈輪，其特征在于，上述鏈輪弦節(jié)距Ps’相對于相關(guān)滾鏈的鏈節(jié)距Pc，可減小大約多于上述鏈節(jié)距Pc的0.2％、但小于或等于大約鏈節(jié)距Pc的1％。
17.一種所制的滾鏈和制成的鏈輪的咬合間隔的延長方法，該方法包括使得鏈輪通過減小超過上述鏈連桿節(jié)距(Pc)的大約0.2％，形成有一相對于上述相關(guān)滾鏈的鏈節(jié)距Pc減小的鏈輪弦節(jié)距(Ps’)。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，上述鏈輪弦節(jié)距Ps’相對于相關(guān)滾鏈的鏈連桿節(jié)距Pc，可減小大約多于上述鏈連桿節(jié)距Pc的0.2％、但小于或等于大約鏈連桿節(jié)距Pc的1％。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，進(jìn)一步包括限定上述鏈輪，使得在上述連續(xù)齒之間形成有齒間，上述齒間形成有一嚙合齒側(cè)壓力角，范圍在大約-2°到大約+5°之間。
全文摘要
鏈輪(112)在處于新的或者“制成”條件下，可包括有附加弦節(jié)距減小量。鏈輪弦節(jié)距Ps’相對于制成鏈節(jié)距Pc(或者一理論最大鏈輪弦節(jié)距)可有目的地減小一可選量，這里稱為“附加弦節(jié)距減小量”。該附加弦節(jié)距減小量不包括由于制造公差而產(chǎn)生的固有弦節(jié)距減小量。由于可延長相關(guān)鏈滾子的咬合時(shí)間間隔，所以結(jié)合有上述附加弦節(jié)距減小量的鏈輪(112)適合迫切需要。這樣形成的鏈輪(112)具有一弦節(jié)距，該弦節(jié)距相對最大理論鏈輪弦節(jié)距(或者鏈連桿節(jié)距)可減小上述最大理論鏈輪弦節(jié)距的大約0.2％到1％之間的數(shù)量。
文檔編號(hào)F16H57/00GK1678846SQ02824289
公開日2005年10月5日 申請日期2002年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月4日
發(fā)明者詹姆斯·D·揚(yáng) 申請人:克勞伊斯傳動(dòng)裝置產(chǎn)品有限公司