具有改进的齿形和金属垫圈的滚子链轮制造技术

设计一种防止滚子－齿根径向接触的垫圈链轮组件和链传动系统。链条链板和垫圈之间的硬接触、以及垫圈和链轮轮毂之间相应的硬接触限制了链条滚子／套筒的径向向内移动，同时齿根表面的齿隙被底切以使滚子不与齿根表面接触。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有改进的齿形和金属垫圈的滚子链轮 相关申请的交叉参考本申请要求于2005年9月29日提交的美国临时申请号为60/721,715和 2006年7月28日提交的美国临时申请号为60/834,015的提交日的优先权和权 益，并在此将两个所述临时申请特意地结合在本说明书中以作参考。技术背景结合金属垫圏的链轮已用于汽车发动机滚子链传动系统，比如凸轮轴和平 衡轴驱动器。垫圈的目的是在啮合开始时緩冲或減轻滚子-链轮的撞击，从而 减小与滚子链传动系统有关的链条啮合噪音等级。啮合开始时的滚子-链轮沖 击是与滚子链传动系统有关的主要噪声源，并且其发生在链节离开跨度且啮合 中的滚子与啮合中的链轮齿碰撞时。我们认为，多个滚子-链轮齿在啮合现象 期间发生冲击，且这些沖击导致与滚子链条传动有关的不希望的噪音等级。在 啮合开始时至少有两次冲击，滚子与齿根表面碰撞时的径向冲击和滚子移动进 入驱动位置时的切向冲击。我们认为径向沖击会首先发生，紧接着是切向冲击。附图1和1A示出由垫圈链轮组件15、滚子链条40和至少一个其它链轮 (未示出)组成的常规滚子链传动系统10。滚子链条40是常规的并包括多个 滚子连接组件，每一个滚子连接组件包括套在一对平行滚子链板46之间的一 对间隔开的滚子50 (即滚子50a、 50b、 50c等等)，且滚子连接组件通过位于 滚子连接组件相对侧的销链板48以首尾相接的形式彼此相互连接。每一个滚 子50旋转地支撑在跨越滚子链板46间距的套筒(未示出)上，而且其相对端 分别压装配进滚子链板46中形成的匹配孔内。在此使用的术语"滚子"意欲20,例如，支撑在套筒上或者仅仅支撑在非旋转套筒上，其上没有支撑任何滚 动构件(在本领域中也称为"套筒链")的滚子。轴销42位于销链板48和滚 子连接组件的匹配孔内来枢轴地连接滚子连接组件。每一对匹配的滚子链板 46和位于其间的滚子50形成了 "滚子连接组件"且有时在此称为"滚子连接条45"。每一对匹配的销链板48形成"销连接条47"。链条链板46、 48限定 上、下连接边缘E1、 E2之间的链板高度Hp。滚子50中心定位在链板边缘E1、 E2之间的中途。也参照图1B，常-见垫圈链轮组件15的相关部件和特征包括用钢或类似材 料限定为一片或多片结构的链轮体20,所述链轮体具有根据ISO606:2004 ( E ) 标准制造的对称链轮齿22或作为一般用于自动滚子链条链轮的其它对称标准 齿形的补足完全圆，从相对的第一和第二轴向齿面/壁21a、 21b轴向延伸的第 一和第二链轮^仑毂25a、 25b (主体20的一部分)，偏心地设置在相应的第一 和第二轮毂25a、 25b上的垫圈30,和轴向保持垫圈的定位环型圈32或其它 装置(为清楚起见图1中未示出)。中心孔或其它凹部B (为清楚起见也未示 出在图1中)形成在链轮体20中并且其适用于容纳驱动或由链轮体20驱动的 轴或其它旋转件。链轮体20绕旋转轴L旋转。图1所示的垫圈30处于其自圈"上升"和"偏转"的结合。"上升"定义为垫圈在啮合期间从其正常路径 提起或移动到下一个啮合连接条的距离，并且这有效地减少弦动的影响(参见 图2C);"偏转，，定义为垫圈30在链条张力的作用下的变形或椭圓化。图lA是示出啮合滚子连接条45d与垫圈30关系的剖视图，其中滚子连 接条45d的滚子链板46示出与垫圈硬接触并使其挠曲。在常规系统10中，滚 子50与限定在连续的链轮齿22之间的以RC示出的齿根表面24硬齿根接触， 也就是垫圈30能被充分地倾斜以允许滚子50与限定在连续的链轮齿22之间 的齿根表面24径向接触。重要的是注意到，作为制造滚子链条40的最小链条连接节距P等于作为 具有最大制造齿形的滚子链条链轮20的弦节距P。本领域已知的是，链条节 距P和链4仑弦节距P相等的情况仅存在于上述限制的制造公差范围内，并且 当关联的链条与链轮公差向其相应的制造极限的相对端变化时，将在更具体地 标识为Pc的链条连接节距和更具体地标识为Ps的链轮弦节距之间存在节距错 位，其中Pc〉Ps。换句话说，除在所提到的指定的制造公差极限之外，链条连 接节距Pc将始终大于链轮弦节距Ps。为了附图起见，链条连接节距等于链轮 弦节距，从而，常规垫圈链轮的包角6中的所有滚子会在齿根直径RD处接触链轮齿22的齿根表面24 (见图2A)并且滚子中心在理论节圆直径PD上。但 是应该注意到，尽管啮合滚子移入驱动位置时的切向冲击在所示的结构堆叠状 态仍然发生在齿根半径上，但其向啮合侧面在齿根直径稍微径向向外地产生。如图l所示，并且在图1的放大2A中更加清晰，滚子50a在12点的 位置且滚子连接条45d的滚子50b是下一个与链轮20啮合的滚子。图2A-2C 示出当链轮20沿顺时针方向旋转直到如图2C所示滚子50b径向啮合沖击IR 的瞬间时链条自由跨度中的滚子连接组件条45d的前进过程。为了使滚子50b 与齿根表面24发生径向啮合沖击IR,滚子连接条45d的滚子链板46必领使垫 圈30a偏转距离U。现在参考图2C链轮旋转的较大视图的图3，垫圈在包角e入口的偏转量 Ll和出口的偏转量L2基本上相等。在销连接条47a的销链板48的内部边缘 和所示的与轮毂表面25a、 25b硬接触的垫圈30的中间环35的区域内的垫圈 30之间也形成有间隙55。垫圈30的内径比轮毂25a、 25b的外径大，并且随 着圏30在该圈从其圆形发生变形时吸收一部分啮合冲击能量，如通过图3中 的偏转量L1和L2所示，获得啮合过程中噪声衰减与上述圈的偏转量的函数。 因此，链条链板46、 48的内缘在包角0的入口和出口部分处的一个或多个连 接条45、 47上与垫圏30硬接触，如图所示，但是链条链板46、 48的内缘并 不在整个包角6上与圈30接触(如图3中间隔55所示)。为了使滚子50a、 50b获得初始径向啮合冲击lR和连续的滚子-齿根表面接触RC,金属垫圈30 必须被压缩距离Ll,且部件的几何形状允许该滚子与齿根表面的接触。该初始径向啮合冲击lR通常是全部链传动噪音等级的主要原因，尽管使用 常规金属垫圈链轮，但是径向啮合冲击虽然减小冲击但仍然和与滚子-链轮啮 合冲击有关的相应的烦人的噪音等级一起产生。因此，已认为需要开发一种新 型并改进的垫圈链轮来进一步减小与滚子链条驱动有关的噪音等级。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，链轮组件包括主体，该主体包括齿圈和相对于该 齿圈的相对的第一和第二面轴向向外突出的第一和第二轮毂。第一和第二轮毂 限定相应的第一和第二外径，每一个第一和第二外径都具有半径HR,且齿圏 包括通过相应的齿隙彼此分离的N个齿。每一个齿包括接合和分离侧面，其中相应的齿根表面位于连续的齿的接合和分离侧面之间。该链轮体适用于与具有链板高度Hp和节距P的相关滚子链条啮合以使所述链轮体限定节圓直径PD 和节圆弦半径Rc。第一和第二金属垫圈组分别偏心地安装在第一和第二4仑毂 上。每一个第一和第二垫圈组都具有径向厚度RT。该链轮组件满足以下关系<formula>formula see original document page 10</formula>其中所述齿根表面被底切以便关联链条的滚子/套筒不能接触本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种链轮组件，包括：主体，所述主体包括齿圈和相对于所述齿圈的相对的第一面和第二面轴向向外突出的第一轮毂和第二轮毂，所述第一轮毂和第二轮毂限定每个具有半径ＨＲ的各自的第一外径和第二外径，并且所述齿圈包括通过各自的齿隙彼此分开的Ｎ个齿，所述每一个齿包括接合侧面和分离侧面，其中各自的齿根表面位于连续的齿的接合侧面和分离侧面之间，所述链轮主体适于与具有链板高度Ｈ↓［Ｐ］和节距Ｐ的关联链条啮合，以使所述链轮主体限定节圆直径ＰＤ和节圆弦半径Ｒ↓［Ｃ］；第一金属垫圈组和第二金属垫圈组，所述第一金属垫圈组和第二金属垫圈组分别偏心地安装在所述第一轮毂和第二轮毂上，所述第一垫圈组和第二垫圈组具有径向厚度ＲＴ；其中，ＨＲ＝Ｒ↓［Ｃ］－ＲＴ－Ｈ↓［Ｐ］／２以及Ｒ↓［Ｃ］＝＊／２以及ＰＤ＝Ｐ／ｓｉｎ（１８０／Ｎ）其中所述齿根表面被底切，以便关联链条的滚子／套筒不能接触所述齿根表面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯D杨，
申请(专利权)人：克劳伊斯传动装置产品有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]