用于抵抗皱褶的花键惰轮的制作方法

本发明涉及一种惰轮，该惰轮用作履带链组件的一部分，该履带链组件附接到用于越野操作的履带式车辆的底架上，履带式车辆例如那些使用环状履带在地面上移动的履带式车辆。具体地，本发明涉及一种惰轮，该惰轮构造成减少可能导致履带链和机器的维护的履带链节的皱褶。

背景技术：

在许多当前的应用中，作为履带链的一部分的履带链节在其接触底架的各种驱动和支撑构件(包括滚轮和惰轮)的顶部或轨道表面上形成皱褶图案。皱褶看起来像链节的轨道表面上的凹陷。这些凹陷是当履带链在驱动链轮、惰轮和滚轮上连续旋转时由滚轮和惰轮在链节上的一致位置的接触引起的。在许多情况下，履带链节具有轨道，与端部部分的类似厚度相比，该轨道在与惰轮的旋转轴线平行的方向上具有更厚的中央部分。因此，惰轮和滚轮倾向于在链节的该部分与相邻链节不重叠的端部处更完全地和更不完全地接触中央部分。这导致形成在履带链节的轨道部分的中心处的更深更完整的皱褶，通常称为主皱褶，而不太完整的二级皱褶可能形成在履带链节的轨道的端部部分处。这些二级皱褶通常位于从轨道的前部测量的轨道的1/4位置处以及也从轨道的前部测量的轨道的3/4位置处，而主皱褶将位于1/4位置与3/4位置之间。

皱褶的履带链节可能导致各种问题。例如，随着时间推移，惰轮和滚轮接触链节的方式可能变得不均匀，从而引起可能导致乘坐不舒适的震动。此外，这可能导致底架和机器的维护问题。

技术实现要素：

提供了一种与车辆的包括多个履带销和衬套的履带链一起使用的惰轮。该惰轮包括主体，该主体包括限定旋转轴线、周向方向和径向方向的大致圆柱形构造，该主体包括：中央部分，其沿着旋转轴线设置，限定了径向部分的轴向末端；以及至少第一外侧部分，其沿着旋转轴线设置，该第一外侧部分包括具有多个峰和谷的波状周向周缘。

提供了一种用于车辆的底架，该车辆包括环状履带驱动装置。该底架包括履带链，该履带链包括多个履带销和围绕履带销设置的多个履带衬套，以及通过履带销或履带衬套彼此连接的多个履带链节，其中至少一个履带链节包括限定了用于接收履带销或衬套的多个孔。底架可以进一步包括惰轮，该惰轮包括主体，该主体包括限定旋转轴线、周向方向和径向方向的大致圆柱形构造，该主体包括：中央部分，其沿着旋转轴线设置，限定了中央部分的轴向末端；以及至少第一外侧部分，其沿着旋转轴线设置，该第一外侧部分包括具有多个峰和谷的波状周向周缘。

附图说明

包含在本说明书中并构成说明书一部分的附图示出了本发明的若干实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。附图中：

图1是根据本发明实施例的惰轮的侧视放大图，该惰轮与履带链组件一起使用，作为机器底架的一部分。

图2是图1的惰轮的侧视图，其以与机器底架隔离的方式示出。

图3是图2的惰轮的透视图，其以局部剖视图示出，以示出惰轮与轴的旋转连接的各种部件。

图4是根据本发明实施例的履带链组件和惰轮的前视图，示出了惰轮如何接触履带链节的顶部轨道。

图5是根据本发明的惰轮的另一实施例的简化示意图。

图6是根据本发明实施例的惰轮的放大前视图，以更清楚地示出可以采用的波形的尺寸。

图7是根据本发明各种实施例的利用可以使用惰轮的环状履带链的拖拉机的侧视图。

图8是环状履带的侧视图，其类似于图7中公开的环状履带，但与拖拉机隔离，更清楚地示出了环状履带的直列构造。

图9是环状履带的前视图，其类似于图8中所示的环状履带，区别是其使用升高驱动链轮。

图10是成对的履带链节的放大前视图，这对履带链节通过履带销和衬套以与图8和图9中所示的履带类似的方式连接在一起。

图11是图10的履带链节、衬套和履带销的俯视图。为了更加清晰，移除了履带板。

图12是与图11中所示的那些类似的履带链节、衬套和履带销的透视剖视图。

图13是与图12中所示的那些类似的履带链节、衬套和履带销的平面剖视图，其中履带销具有实心构造，缺少沿着其圆柱轴线延伸的中央油槽。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的实施例，其示例在附图中示出。只要有可能，在整个附图中将使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分。在某些情况下，在本说明书中将指出参考标号，并且附图将示出该参考标号，后面跟着字母，例如100a，100b等。应当理解，在参考标号之后立即使用字母表示这些特征具有类似的形状并且具有类似的功能，当几何形状关于对称平面镜像时，通常是这样的情况。为了便于在本说明书中进行说明，本文通常不包括字母，但是可以在附图中示出，以指示在该书面说明中所讨论的特征的重复。

本发明的各种实施例包括惰轮，该惰轮被构造成减少履带链节的皱褶。这可以通过多种方式实现，诸如通过在惰轮上设置波状接触表面，在惰轮接触履带链节时，波状接触表面大多在不同位置接触该特定履带链节。为此，惰轮可以具有波状轮廓，该波状轮廓围绕惰轮的周向周缘是一致的或变化的，其具有围绕惰轮周向的奇数个接触部分，和/或围绕波状轮廓周向的有效切向圆形距离可能不能均匀地划分成惰轮要接触的履带链的线性长度等。

图1至图3示出了根据本发明的惰轮200和底架系统300的实施例。图1和图3的底架系统300涉及使用多个直履带链节304(如此称呼，是因为其横截面面积不会从一端到另一端变化)的履带链组件302。应当理解，对于本文所讨论的任何实施例的履带链节的构造可以根据需要或期望而改变。本文描述的履带链节的任何实施例可以用作车辆100的包括多个履带销和衬套的履带链组件的一部分。这将在本文后面进一步详细描述。

从图1和图3开始，示出了用于包括环状履带驱动装置的车辆的底架300。底架300包括履带链组件302，该履带链组件包括多个履带销306和围绕履带销306设置的多个履带衬套308，以及通过履带销306或履带衬套308彼此连接的多个履带链节304，其中至少一个履带链节304包括限定了用于接收履带销或衬套的多个孔。

参照图1-3，还示出了后惰轮200，其包括主体202，该主体包括限定旋转轴线a、周向方向c和径向方向r的大致圆柱形构造。主体202包括：中央部分204，其沿着旋转轴线a设置，限定了中央部分204的径向末端206；以及至少第一外侧部分208，其沿着旋转轴线a设置，包括波状周向周缘210。中央部分204的径向末端206可以构造成也可以不构造成与履带链组件302的衬套308接触。

除了惰轮200示出为具有附接到底架300的框架314的旋转附接件之外，支撑滚轮310和驱动链轮312也示出为具有附接到框架314的旋转附接件，分别如图1中的旋转轴线c和b所示。而且如图1中所示，示出了底架系统300的升高构造(驱动链轮升高)，但是预期其他实施例可以使用如本文稍后描述的直列构造。

对于如图2和图3所示的这种实施例，波状周向周缘210限定了惰轮200的第一外侧部分208的径向末端212，其中中央部分204的径向末端206比第一外侧部分208的径向末端212沿径向方向r更远离旋转轴线a。

在其他实施例中可能不是这种情况。类似地，中央部分204可以包括在其径向末端206附近的轴向偏移(图2和图3中未示出)，但在其他实施例中可能不是这种情况。

图2示出了可以用于将惰轮200附接到机器的轴的毂216。图3中示出了轴214和惰轮组件200的其他部分。轴214被轴承232环绕。如本领域中已知的，还采用旋转面密封件234，以将诸如油之类的润滑剂保持在旋转接头中。惰轮组件200的轮缘部分236经由一对环形板238连接到毂216，该对环形板由容纳在惰轮组件200内的轮辐构件240支撑和互连。包括具有一体构造在内的其他构造的惰轮也预期在本发明的范围内。

如图3中最佳可见，主体202包括第二外侧部分208'，与第一外侧部分208相比，第二外侧部分位于中央部分204的轴向相对侧，其中第二外侧部分208'与第一外侧部分208类似地构造。对于该实施例，惰轮200关于以惰轮200的旋转轴线a为中心的轴向平面ap对称(参见图4)。其他实施例可以是不对称的。

如图2中最佳所见，惰轮200的波状周向周缘210包括多个峰218和谷220。峰或谷是周缘210的周缘转向发生改变的那部分，也就是说，周缘的切线将其斜率从正斜率变为负斜率，反之亦然。曲线222可以围绕第一外侧部分208的周向周缘210限定，该曲线与波状周向周缘210的每个峰218相切。如图所示，曲线222为圆形，但是对于其他实施例可能不是这样。

通过参考图1、图2和图7-9可最佳地理解，履带链组件302限定履带链长度l302，并且圆形222限定周向长度l222，并且在一些实施例中，履带链长度l302除以圆的周向长度l222产生非整数值。这有助于确保波状周缘210的峰218在惰轮200接触特定链节304时大多将接触不同的点。这有助于减少链节304发生皱褶的可能性。

现在关注图2，波状周缘210的每个曲线区段224包括弧形形状。可以预期，在一些实施例中，曲线区段224可以具有凹形半径(如谷220的情况)以及凸形半径(如峰218的情况)。这些半径可以从一个直接过渡到另一个，或者从一个间接过渡到另一个，如同用直线或扁平曲线将它们连接在一起的情况。在其他实施例中，可以使用任何合适的波状周缘，包括具有圆形峰的锯齿形、具有圆角的正方形、正弦曲线、诸如样条线的多项线、渐开线等。

在另外的其他实施例中，波状周向周缘210可以包括奇数个峰218，这在履带链节304围绕底架300旋转并再次接触惰轮200时有助于确保峰218大多接触特定履带链节304的不同部分。而且如图6中最佳所见，从一个峰218到下一个峰218'的线性周向距离l218围绕惰轮200的第一外侧部分208的整个周向周缘210可以是相同的。在这种情况下或在其他实施例中，波状周向周缘210可以包括围绕旋转轴线a的重复几何峰218和谷220的圆形阵列226。在其他实施例中可能不存在这种一致性。波状周缘210的尺寸可以近似地测量，如正弦波形等，具有径向幅度ra和半波长hw。可以预期，在各种实施例中，幅度ra可以在5-10mm的范围内，并且半波长hw可以在10-160mm的范围内。

图4示出了具有外侧凸缘242的惰轮200'的另一种形式。如图所示，惰轮200'接触履带链节304的轨道316。对于该实施例，凸缘242靠近链节304的轨道316的外侧定位，有助于防止履带链组件302相对于惰轮200'横向移动。惰轮200'的中央部分204不与衬套308接触，并且以与参照图1-3所述的方式一致的方式，惰轮200的外部部分具有波状周向周缘210。

如图5所示，多个履带链节304可以包括轨道部分316，该轨道部分被构造成与惰轮200”的周向波状周缘210'互补地配合。这可能涉及在链节304的轨道部分316上设置波状表面318。对于图5所示的实施例，波状周向周缘210'沿着惰轮200'的周向方向c是间断的。也就是说，在波状之间存在间隙228。惰轮200'的形成峰218的每个部分可以称为花键230。如图1和图2所示，在其他实施例中，波状可以是连续的或不间断的。如图1和图4所示，其他履带链节的轨道表面可以是平坦的。

工业应用性

在实践中，履带链组件和/或惰轮可以出售、制造、购买等，并在售后市场或原始设备场景中附接到机器。也就是说，机器可以与根据本文描述的实施例的履带链组件和惰轮一起出售，或者机器可以被改装、修理、翻新，以使用本文所讨论的任何实施例。惰轮可以由单件材料加工而成，以提供适当的波状轮廓，该波状轮廓旨在接触履带链组件的链节，或者惰轮可以包括多个部件的组件。在其他实施例中，花键可以通过紧固、焊接等添加到惰轮。连续波状轮廓也可以作为单件或分段地添加到惰轮，等等。

图7示出了履带式拖拉机100，其上采用了本发明的一对环状履带链组件102(示出了一个)。尽管履带组件特别适合用在拖拉机上，但应该理解的是，履带组件将应用于其他车辆，诸如履带式挖掘机或任何其他类型的越野车辆或机械。在图7所示的拖拉机应用中，每个履带链组件102根据需要以传统方式安装在驱动链轮104、惰轮106、多个纵向间隔的履带滚轮108和一对上引导或支承滚轮110上。惰轮可以用本文之前所述的惰轮200、200'等代替。而且，图7的履带链组件102的链节示出为偏移链节，而不是如图1所示的直链节。

参考图8和图9，履带组件102包括通过铰接链节组件114枢转地互连的多个履带板112。链节组件114设置在履带板112的宽度中间，并且包括通过标准销和衬套组件118枢转地互连在一起的多对链节。驱动链轮104的齿120与销和衬套组件118的衬套接合，以传统方式驱动履带组件102，其中履带组件由惰轮106及与链节的上轨道部分接合的滚轮108和110引导。图8和图9的履带组件的构造之间的主要区别在于：图8是直列构造，所谓的驱动链轮与前惰轮成直线，形成履带的基本上卵形的路径，而图9示出了升高构造，所谓的驱动链轮竖直地位于下惰轮上方，形成履带的基本上三角形的路径。同样，图8和图9中的惰轮106也可以用本文之前所述的惰轮200、200'、200”等代替。

继续参考图8和图9，下滚轮通常称为履带滚轮108，因为它们支撑车辆的重量并将其传递到履带然后传递到地面，而上滚轮通常称为支承滚轮110，因为它们仅支承或支撑履带，限制或有时改变履带的悬链线悬挂。驱动链轮104具有带有驱动齿122的区段122，驱动齿连接到区段或与区段一体地形成，驱动齿与履带链组件102中的链节啮合，为履带从而为车辆的运动提供动力。履带板112包括提供与地面接合的可移动平台，并且包括穿过地面的肋或履齿124，提供牵引力。惰轮106没有齿，但是骑跨在链节之间(参见图5中的g)以及链节的轨道的顶部上，限制了履带的左右移动。类似地，滚轮108、110提供用于传递重量的管道，并且在许多情况下，提供调节履带中的张力的方法。滚轮108、110也骑跨在链节116之间以及链节的轨道的顶部上，限制了履带的左右移动。

现在转向图10和图11，它们示出了链节组件114的示例，该链节组件包括一对履带链节，这对履带链节通过履带销和衬套组件118以与图8和图9中所示的履带一致的方式联接在一起。履带销和衬套组件118形成接头，该接头包括圆柱形销126和可旋转的管状衬套128。销126具有相对的端部部分132(图11中最佳可见)，每个端部部分被按压并且不可旋转地安装在相应的一个孔134中，该孔由链节组114中的每个链节116的外侧端部套管138的突出凸台136形成。销和衬套组件118进一步包括用于将销126机械地互锁在这些孔134内的方法和装置，以防止链节116沿着销126的纵向或圆柱轴线140的任何轴向移动。

可以采用本领域中已知的或将设计的用于将销机械地互锁到链节的其他类型的方法。一种机械互锁方法包括围绕销的每个端部部分形成的周向设置的大致弧形的凹槽和至少一个机械形成的结节，该结节从每个孔径向向内突出到相应的一个凹槽中。机械形成的结节优选地通过使用冲压装置形成。优选地，一对这样的冲压装置垂直于销轴线定位在设置于销凸台上的每个平坦部上。施加足够的冲压装置的力将导致凸台金属挤出到凹槽中。用于实现此目的的其他方法也是可用的并且可以使用。

参考图12，示出了用于履带式机器的底架的一部分，该履带式机器使用类似于本文迄今所述的那些的履带链组件102和链节组件114。管状衬套128设置有销孔142，该销孔的尺寸足以使衬套128围绕销126自由地可旋转地安装。衬套128具有一对相对的端面144并且具有在其间自由延伸且可相对于内侧端部套管146自由旋转的尺寸。

如图12所示，每个链节组件包括内侧链节和外侧链节。内侧链节和外侧链节可以与多个另外的内侧链节和外侧链节(未示出)联接在一起，以形成围绕包括一个或多个履带惰轮和驱动链轮的传统驱动机构延伸的环状链。这可以用在各种履带式机器中，例如履带式拖拉机、履带式挖掘机、履带式装载机等。本文所阐述的教导的一个实际实施方案被设想为在特别恶劣的现场条件(例如矿井和垃圾填埋场)下使用的履带式拖拉机。

履带销126可以与外侧链节压配合。在一个实施例中，保持环148或用于正销保持的一些其他机构可以与销126联接，以增强与外侧链节200、200'的联接强度。在所示的实施例中，内侧链节和外侧链节包括s形或偏移链节，然而，本发明不限于此方面，并且也可以使用直链节履带。在已经讨论过的操作期间，一个或多个履带惰轮和驱动链轮可以与衬套128接合，以便以传统方式引导履带并为履带提供动力。如本领域技术人员所熟悉的，可能需要用于对履带组件内彼此相对移动的表面进行润滑的一些结构。为此，销126可以包括油通道150，其用作储油器，用于将油供应到履带区段内的期望位置。

在工厂的履带组装期间或者在履带修理或维修期间，可以将润滑油供应到通道150中，并且可以堵塞油通道以密封其中的润滑油。还可以设置一组密封件152，其流体地密封在外侧链节与衬套128之间，以将油保持在链节组件114内。链节组件114还包括一组止推环154，每个止推环定位在衬套128与一个外侧链节116'之间。推力环154可以通过链节组件114反作用于推力载荷，并且可以被构造成防止密封件152上的压缩力，否则压缩力会产生密封件失效的趋势。每个止推环154可以被独特地构造成提供用于反作用于推力载荷的稳健机构，而且便于将油转移并保持在链节组件114的限定于衬套128与外侧链节之间以及每个密封件152与销126之间的区域内。应当注意，油通道以虚线示出，表明在某些实施例中，它可能不存在，诸如现在将描述的。

图13示出了本领域中已知的另一种履带链节组件114，其没有围绕销的纵向轴线的油通道或其他空隙。该链节组件114包括密封组件156，该密封组件包括在外侧链节的内侧端部套管146与衬套128之间提供密封的第一和第二密封构件158、160。每个密封组件156设置在每个埋头孔162内，在埋头孔的肩部164与衬套128的相邻外端面144之间并且与外端面144密封接合。这些类型的密封通常称为旋转面密封，因为它们允许衬套相对于销126和外侧链节旋转，同时仍保持润滑不泄漏。而且，由于上面已经说明的原因，在销与密封组件之间设置有止推环。销包括直接或间接地通过衬套吸收来自链节的载荷的区域。具体地，区域166与外侧链节116'接触，而区域168在内侧链节下方与衬套128直接接触。

对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可以对本文所讨论的装置和组装方法的实施例进行各种修改和变化。考虑到本文公开的各种实施例的说明和实践，本发明的其他实施例对于本领域技术人员而言是显而易见的。例如，一些设备在构造和功能上可以与本文所述的那些不同，并且任何方法的某些步骤可以省略、以与已经具体提到的顺序不同的顺序执行或者在某些情况下同时执行或以子步骤执行。此外，可以对各种实施例的某些方面或特征进行变化或修改，以创建进一步的实施例，，并且可以将各种实施例的特征和方面添加到或替换其他实施例的其他特征或方面，以便提供更进一步的实施例。

因此，旨在将说明书和示例仅视为示例性的，其中本发明的真实范围和精神由所附权利要求及其等同物指示。