一种齿形链和链轮驱动系统，通过使用特殊形式的链节片，且优选的是，通过改进链轮齿压力角，而使得初始接触距离ICD、啮合冲击角Sigma(σ)、链节片进入角Beta(β)以及啮合几何形状的其它方面得以控制和优化，从而减小噪音和振动。该系统可包括第一和第二链轮，第一和第二链轮的压力角可控，从而确保即使两链轮的齿数不同，其初始接触距离ICD、啮合冲击角Sigma(σ)和链节片进入角Beta(β)的预期值也相等。对于在6.35mm至7.7mm范围内的链节距P，初始接触距离IC0被控制以使得0.49P≤IC0≤0.53P，啮合冲击角Sigma(σ)被控制以使得σ＜34°，且链节片进入角Beta(β)被控制以使得β≤9°。对于某些链和链轮构造，σ＜31°且β≤7°。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】降低了啮合冲击的齿形链和链轮驱动系统相关申请的交叉引用本申请是2009年9月9日(09/09/2009)提交的序列号为No. 12/556，332的美国专利申请的延续，该美国专利申请要求2008年9月9日(09/09/2008)提交的序列号为No. 61/095，393的美国临时申请的提交日的优先权及其权益，且这些在先申请的全部公开内容通过参考而清楚地并入本说明书中。
技术介绍
齿形链10长期以来在自动化应用中用于在轴之间传递动力和运动，且如图I所示，其通常由交错链节片30的行或排30a、30b等构造成循环链，每个链节片30具有一对齿34，齿34具有外侧侧面37和内侧侧面36，在各个齿之间形成胯部35，并且，每个链节片 30具有两个孔32，这些孔在链节排上对齐，从而接收连接销40 (例如圆销、摇杆接头等)以可枢转地结合所述排，并且在齿形链与驱动或者从动链轮开始啮合并在链节片的内侧侧面(“内侧侧面结合”)或外侧侧面(“外侧侧面结合”)与链轮齿可驱动地接合时，绕销的中心C提供链10的关节连接。销中心C以链的链节距P隔开。术语“销中心C”是指连续的链节排30a、30b互相相对旋转的轴线，不考虑销40是否包括圆销、摇杆接头或者其它适当的接头。该外侧侧面37为直边(但可以为曲边)，并且其由外部或外侧侧面角V限定。该内侧侧面凸起地弯曲，并且具有圆弧段，该圆弧段由中心位于弧线中心79的半径R限定(图3A)。虽然内侧侧面接合及外侧侧面接合两种啮合方式均被用于汽车发动机定时驱动，但内侧侧面接合更为普遍。还参照图1，当链节排30a、30b沿直线定位时，这种情况通常发生在未被支撑的链跨度(chain span)开始与链轮相啮合时，链节片30的引导(在链运动的方向方面)内侧侧面36因具有向外的突起X，而相对于位于前面的排30a的相邻链节片30的外侧侧面37有利于内侧侧面的啮合接触。啮合开始时链与链轮的冲击是链驱动系统中的主要的噪音源，且其发生在链的链节排脱离所述跨度并在接合中与链轮齿相冲击时。啮合现象的复杂动态行为在本领域中是被人熟知的，并且链与链轮的啮合冲击量值受多种因素影响，其中已知多边形效应(被人称为“弦线作用”或“弦线运动”)在链沿着切线接近链轮时在位于链轮上游的“自由”或未被支撑的跨度上引起横向振动。链与链轮齿在啮合过程中相互接合时会产生弦线运动，并且弦线运动能够在与链和链轮相同的平面上且沿垂直于链运行方向上引起链运动。这种不期望的链摆动运动在初始接触点上导致啮合链的链节排与链轮齿之间的速度差，从而导致链与链轮的啮合冲击以及与之相关的链接合噪音级别的加剧。图2A和2B示出了链轮的弦升高(chordal rise)，其中，弦升高CR通常被限定为，当移动通过角a /2时链的销中心C(或者其它链接头)的垂直位移，其中CR = rp-rc = rp 并且，其中rc为弦半径或者从链轮中心到长度为P的链轮节距弦线的距离，上述节距弦线同样等于链的节距长度；rp为链轮的理论节距半径，即，节距直径ro的一半；N为链轮齿的数量；并且a等于链轮齿角度或者360° /N。图2A示出了位于第一位置的链销中心C，在该位置，其恰好与链轮相啮合并且其同时与切线TL以及链轮节距直径ro相对齐。如本领域公知的，以及如此处所使用的，切线TL为理论直线路径，啮合链销的中心C沿该路径接近链轮。如此处所示，切线TL位于水平方向，在这种情况下，切线TL在节距直径的上止点(top-dead-center)或者12点钟位置与节距直径F1D相切，即，切线TL在以下位置与节距直径ro相切链销的中心被置于节距直径ro的中心且被置于垂直于切线TL的径向参考线的中心位置(如此处所示，当切线水平时，参考线垂直)。图2B示出了在链轮已经旋转过a /2角度后同一销中心C的位置，其中可以看出，随着销中心C围绕链轮的外部(sprocket wrap)继续运动,销中心C横向位移了距离CR,并且销中心的这种垂直位移导致上游链跨度以及其切线TL的相应位移。随着链的销中心C通过弦升高及下降的运动，销中心C的这种横向位移会引起在未被支撑的链跨度上的不被期望的振动。Horie等人的美国专利NO. 6，533，691中描述了一种用于降低不被期望的链的弦线运动的方式。Horie等人的专利公开了一种齿形链，其中每个链节片的内侧侧面具有复合径向轮廓，这种构造意欲使得内侧侧面从与链轮齿的初始啮合接触到完全啮合(弦)位置 的运动平滑。Horie等人的链节片结构的初始哨合接触发生在链节顶端的内侧侧面的凸起弓部，并在过渡到前面的链节的外侧侧面的完全啮合接触之前，继续平滑及连续地到达内侧侧面的第二弓部。在Young等人的所公开的美国专利申请NO. 2006/0068959中也揭示了一种能够降低弦线运动的系统，其中链的内侧侧面相对于相邻链节片的各个外侧侧面的突出被限定为链节距P的函数，并且，内侧侧面Lambda(A)相对于相关外侧侧面的最大突起在0.OlOxP ^ A彡0. 020xP范围之内。Young等人公开了一种链节片,其同样包括用于限制弦线运动的内侧侧面初始啮合接触，但是，在啮合接触过渡到位于前面的链节的外侧侧面完全啮合接触从而完成啮合周期之前，内侧侧面啮合接触在链节片的相同的凸起弓部开始和结束。在美国专利NO. 6，244，983中，Matsuda公开了一种链节片，其中，该链节片的内侧侧面在整个啮合周期中与链轮齿相互啮合接触。尽管Matsuda的链节片的外侧侧面不与链轮齿相接触，但其内侧侧面的啮合几何形状用于限制接合过程中的弦线运动。上述齿形链的现有技术均具有在啮合过程中有利限制弦线运动的特征。然而，在这些链的链节片设计中，均未充分考虑对于链驱动噪音级别会产生不利影响的另一个重要因素，这种情况同样发生在其它齿形链现有技术中，这个被忽略的因素是链与链轮接合过程中的啮合冲击几何形状。如图3及更为清楚的图3A所示，现有技术的链10的链节排30c位于与链驱动系统15中的传统链轮50的链轮齿60c的啮合开始位置，其中链驱动系统15包括链10、链轮50以及至少另一个与链10啮合的链轮。通常，只参考每个排30a、30b、30c等的关键位置中可见的个别链节片30，但是本领域技术人员能够理解所讨论的情况可应用到横向于每排的多个链节片30中。将连续的销中心C编号为C1、C2、C3、C4等，从而使其彼此区分。图中示出了与相应链轮齿60c初始啮合接触的瞬间的链节排30c，即，链的链节片的引导内侧侧面36与链轮齿60c的接合侧面62c之间在位于接合侧面62c上的初始接触位置IC上的初始接触的瞬间。初始接触角Theta( 0 )被限定在第一径向参考线LI和第二径向参考线TC之间，其中第一径向参考线起始自链轮的旋转轴并垂直于切线TL延伸，第二径向参考线起始自链轮的旋转轴并延伸通过从属的链轮齿60c的齿心。在链节排30c的初始啮合冲击的瞬间，前面的链节排30b脱离链跨度并进入“悬空状态”，即，链节片30的排30b不与链轮50直接接触而是被悬空在啮合排30c以及前面的排30a之间，前面的排30a与前面的链轮齿60b完全啮合接触。在排30c通过滑动接触而与链轮齿60c的接合侧面62c从其初始啮合接触位置IC到达最终的内侧侧面啮合本文档来自技高网...
【技术保护点】
【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：达伦·J·斯图尔特，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：
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