专利名称：具有非对称渐开线齿形的无声链条的制作方法
具有非对称渐开线齿形的无声链条技术领域
通常提供链条传动系统，其具有由无声类型的循环动力传 动链条互相结合的一个或多个主动链轮和一个或多个从动链轮。更具 体的，提供非对称的双压角无声链条，其优化每一齿端的彼此独立的 单独齿形，以便获得在每一齿侧面上的不同啮合加载状态的优势。在 完成上述之后，对于无声的循环动力传动链条而言，本发明提供改进 的挠曲疲劳强度、耐压疲劳强度以及耐磨性能。此外，在正常和极端 的操作条件下，本发明提供减小的分离负载和潜在的齿跳，上述改善 链条传动系统的链条有效性和延长期望的使用寿命。
根据本发明的一个实施例，链条传动系统设有一个或多个 主动链轮， 一个或多个从动链轮，无声链条以及若干接合销。主动链 轮具有在主动链轮的外周边周围设置的若干非对称的第一链轮齿。类 似的，从动链轮具有在从动链轮的外周边周围设置的若干非对称的第 二链轮齿。0009根据本发明的一个优选实施例，无声链条由若干邻近的成 排交插链条链节构成。每个链条链节具有基本相对的第一和第二表面，端在齿根处结合r并具有由第一齿;面限定的非对称齿形，第一齿侧面在齿顶处结合到第二齿侧面。齿顶优选具有基本平坦的部分。第一 齿侧面具有高压渐开角，其足以减少在若干非对称的第一和第二链轮 齿啮合过程中的接触应力。第二齿侧面具有与高压渐开角不同的低压 渐开角，其足以减少在若干非对称的第一和第二链轮齿啮合过程中的 分离负载。0010每一齿端的第一齿侧面优选在第一方向上取向，并且设置 成与若干非对称的第一和第二链轮齿啮合以便在第一方向上在主动链轮和从动链轮之间传递动力。类似的，每一齿端的第二齿侧面优选在第二方向上取向，并且设置成与若干非对称的第一和笫二链轮齿啮合 以便在第二方向上在主动链轮和从动链轮之间传递动力。任选的，低压渐开角为26度以及高压渐开角为31度。0011每一链条链节优选是由淬火金属材料预成型的基本平坦 的、整体板状构件。若干接合销设置在链条链节孔内，以便以循环方 式与成排的交插链条链节互相枢轴连接，从而限定无声链条。0012此外优选的是无声链条还包括沿着成排的交插链条链节外 侧横向设置的若干导向链节。导向链节设置成在链条传动系统的运行 过程中保持无声链条与主动链轮和从动链轮横向对齐。
从结合附图对执行本发明优选实施例和最佳模式的下述详 细说明可容易明了本发明的上述特征和优势以及其它特征和优势。
0014图1是#4居本发明的链条传动系统一部分的侧#见示意图， 示出循环无声动力传动链条与链轮的啮合；
图3是图l和图2的无声链条12的单一链条链节18A的放 大側视图。非常重要的是，第一和第二链条链节18A、 18B具有基本相 同的几何外形，而不管遮蔽和取向的变化。应该理解在图1和图2中 提供的实施例仅仅是本发明的示例。上述附图不按比例描绘，而且可 以夸大或去除某些特征以便示出特定组件或元件的细节。因此，图1 和图2不应该解释为限制性的，而仅仅是作为权利要求的基础以及作适于第一链i链节18A;第二链条^( 18B的几何外形将^此后总体 参照链条链节18A进行描述。
根据图3的实施例，每一链条链节18A的左齿侧面34A的 轮廓基本与中心线Cl对面的相应右齿侧面36A的轮廓在几何上非对 称。更具体的，左齿侧面34A具有由图3中的希腊字母6表示的低压 角，而右齿侧面36A具有由图3中的希腊字母(J)表示的高压角。如更 清楚地将从以下描述明了的那样，在此所述的非对称双压角齿端26, 28的设计提供下述优势，即在左齿侧面34A和右齿侧面36A上的啮合 负载状态的内在变化，独立于彼此优化齿侧角e, (J)。在该方面，低 压角6优选为26度以及高压角为31度。高压齿侧角小提供改进的挠曲疲劳强度、耐压疲劳强度和耐磨性能。而低压齿側角e降低分离负载和潜在的齿跳，从而改善链条传动系统10的链条有效性和延长预期 的使用寿命。公认的，如图3所示的第一和第二齿端26, 28和左齿侧 面34A，34B和右齿側面36A，36B的取向但J又是示例性的，因此在不脱离本发明范围的情况下可互换。
根据图3的优选实施例，左齿侧面34A由单一的渐开线齿 形构成，以及右齿侧面36A由不同的单一渐开线齿形构成，其中两齿 侧面34A，36A之间的齿形角6和小的差异是固定的。可替换的，每一 齿侧面34A，36A还可以是多个渐开线齿形的混合，其中两齿侧面 34A，36A之间的差异是固定的。具体参照左齿侧面34A，从齿顶38A朝 向两个齿端26, 28之间的齿才艮40列出的参考希腊字母a, y和s意 旨左齿侧面34A的轮廓周边和中心线C1之间距离的常规指示。类似的， 关于右齿侧面36A,从齿顶38A朝向两个齿端26, 28之间的齿根40列 出的参考字母P， A和jLi意旨右齿侧面36A的轮廓周边和中心线Cl 之间距离的常规指示。
在图3所示的实施例中，在距齿顶38A的tt距离处，从左 齿側面34A到中心线C1的距离cx大于从右齿侧面36A到中心线Cl的距离P 。远离齿顶38A移动附加距离t (也就是t + 7t ),从左齿侧面34A到中心线Cl的距离Y等于从右齿侧面36A到中心线Cl的距离 △。最后，远离齿顶38A再移动附加距离n (也就是n + t + 7t ), 从左齿侧面34A到中心线Cl的距离5小于从右齿侧面36A到中心线 Cl的3巨离y 。0028现在参照图1和图3,如图l所示，当无声链条12的一部 分包绕链轮14时，无声链条12的每一链条链节18A的第一和第二齿 端26, 28以与链轮14的齿16配合啮合的方式散布。链轮14的齿16 与无声链条12的齿端26， 28的互相配合啮合使得链条传动系统10能 够将动力从链轮14 (作为主动链轮)传递到一个或多个从动链轮，或 从主动链轮传递到链轮14 (作为从动链轮)。[0029在通过循环动力传动链条传递扭矩的过程中，负载的突然 和较大的波动(例如，自主动链轮的反向扭矩)会改变链条上的瞬间 张力，其会导致链条"跳齿"。齿跳在概念上类似于带传动应用中的 动力传动带的打滑。具体的，在链条传动应用中产生"跳齿"时，循 环动力传动链条错过一个链轮齿，并一般停留在下一齿上。发生"跳 齿"会导致链条拉伸，增加再次发生齿跳的可能性。在链条传动系统 中重复的齿条会降低链条的一部分预期使用寿命(例如，减少其有效 传递扭矩的能力)。将无声链条12的每一齿端26, 28的两齿侧面密配合防止增加齿跳。[0030当链条传动系统10中的扭矩方向变为反向时(如由图1中 的箭头T1和T2所示)，反向之后的无声链条12中的瞬间张力在降低 到稳定的状态值之前显著增加。由于单个链条齿端和相应链轮齿之间 的接触角(或压力角)，在接触点存在有效试图将两个紧密配合的部 件推开的"分离，，力。压力角是在链条和链轮齿中发现的渐开线几何 形状的函数。对于相同的扭矩，低压接触角产生较低的分离力，需要 较大的负载才能在链条传动系统10中发生齿跳。因此对于接触齿侧面 (例如，左齿侧面34A，34B)而言，在例如箭头T2所示的反向过程中 使用低压角6会降低在该高转变张力下的分离负载，从而降低齿跳的 可能性。此外，对于接触齿側面(例如，右齿侧面36A，36B)而言，在 例如箭头Tl所示的正常方向过程中使用高压角d)会降低链轮齿16和 齿端26, 28的链条链节18A之间接触应力，从而改善耐磨性能。此外， 由于在无声链条12寿命中的良好接触和耐磨性，链条传动系统10提 供了有效减小的噪声。[00311虽然在此详细描述了用于执行本发明的最佳模式，但是对 于熟悉本发明所属领域内的那些技术人员而言将会认识到为了实践本 发明的落入本发明所附权利要求范围内的各种替换设计和实施例。
权利要求
1.一种链条链节，适于以循环方式枢轴结合以便限定适于链条传动系统的动力传动链条，所述链条传动系统具有至少一个带有齿的链轮，所述链条链节包括板状构件，其具有基本相对的第一和第二表面以及在齿根处结合的至少两个齿端，上述表面限定通过其的至少两个孔，所述至少两个齿端的每一具有由第一齿侧面限定的非对称齿形，第一齿侧面在齿顶处结合到第二齿侧面；其中所述第一齿侧面具有第一渐开角，其足以降低在与至少一链轮的齿相啮合过程中的接触应力；以及其中所述第二齿侧面具有与所述第一渐开角不同的第二渐开角，并且其足以降低在与至少一链轮的齿相啮合过程中的分离负载。
2. 根据权利要求l所述的链条链节，其中所述第一渐开角为高压 角，以及所述第二渐开角为低压角。
3. 根据权利要求2所述的链条链节，其中所述第一齿侧面在第 一方向上取向，以及所述第二齿侧面在第二方向上取向，所述第一方 向与所述第二方向不同。
4. 根据权利要求3所述的链条链节，其中所述低压渐开角为26 度，以及所述高压渐开角为31度。
5. 根据权利要求4所述的链条链节，其中所述齿顶具有基本平坦 的部分。
6，根据权利要求5所述的链条链节，其中所述板状构件是基本平 坦的、整体的，并且由淬火金属材料预成型。
7.适于可操作地与至少两个链轮互相啮合以便在两者之间传递动 力的无声链条，所述无声链条包括若干成排的交插链条链节，每个所述链条链节具有基本相对的笫 一和第二表面以及在齿根处结合的至少两个齿端，上述表面限定通过 其的至少两个孔，所述两个齿端的每一具有由第一齿侧面限定的非对 称齿形，第一齿侧面在齿顶处结合到第二齿侧面；可操作地设置在所述孔内并设置成以循环方式与所述成排的交插 链条链节互相枢轴连接的若干接合销；其中所述第 一齿侧面具有高压渐开角，以及所述第二齿侧面具有低压渐开角，所述低压渐开角与所述高压渐开角不同。
8. 根据权利要求7所述的链条链节，其中所述第一齿側面在第一 方向上取向，以及所述第二齿侧面在第二方向上取向，所述第一方向 与所述第二方向不同。
9. 根据权利要求8所述的链条链节，其中所述第一齿侧面设置成 与链轮啮合以便在所述第一方向上传递动力，以及其中所述第二齿侧 面设置成与链轮啮合以便在所述第二方向上传递动力。
10. 根据权利要求9所述的无声链条，其中所述低压渐开角为26 度，以及所述高压渐开角为31度。
11. 根据权利要求10所述的无声链条，其中所述齿顶具有基本平 坦的部分。
12. 根据权利要求ll所述的无声链条，其中所述链条链节是基本 平坦的、整体的，并且由淬火金属材料预成型。
13. 根据权利要求12所述的无声链条，还包括 在所述成排的交插链条链节外侧横向设置的若干导向链节，并且可操作地设置成保持无声链条与至少两个链轮横向对齐。
14. 适于机动车的链条传动系统，包括至少一主动链轮，其具有在主动链轮周边周围设置的若干非对称 的第一齿；至少一从动链轮，其具有在从动链轮周边周围设置的若干非对称的第二齿；无声链条，其具有若干成排的交插链条链节，每个所述链条链节具有基本相对的第一和第二表面以及在齿根处结合的至少两个齿端， 上述表面限定通过其的至少两个孔，所述至少两个齿端的每一具有由 第一齿侧面限定的非对称齿形，第一齿侧面在齿顶处结合到第二齿侧面；可操作地设置在所述孔内并设置成以循环方式与所述成排的交插 链条链节互相枢轴连接的若干接合销；其中所述第一齿侧面在第一方向上取向，并且设置成与所述若干 非对称的第一和第二齿啮合，以便在所述第一方向上传递动力；其中所述第二齿侧面在不同于所述第一方向的第二方向上取向， 并且设置成与所述若干非对称的第一和第二齿啮合，以便在所述第二方向上传递动力；其中所述第一齿侧面具有高压渐开角，以及所述第二齿侧面具有 低压渐开角，所述低压渐开角与所述高压渐开角不同。
15. 根据权利要求14所述的链条传动系统，其中所述低压渐开角 为26度，以及所述高压渐开角为31度。
16. 根据权利要求15所述的链条传动系统，还包括 在所述成排的交插链条链节外侧横向设置的若干导向链节，并且可操作地设置成保持所述无声链条与所述主动和从动链轮横向对齐。
17. 根据权利要求16所述的链条传动系统，其中所述齿顶具有基 本平坦的部分。
18. 根据权利要求17所述的链条传动系统，其中所述链条链节是 基本平坦的、整体的，并且由淬火金属材料预成型。
全文摘要
本发明涉及具有非对称渐开线齿形的无声链条，提供适于无声类型循环链条的链条链节，所述链条链节包括板状构件，其具有相对的第一和第二表面以及在齿根处结合的两个齿端，上述表面限定通过其的两个孔。每一齿端具有由第一齿侧面限定的非对称齿形，第一齿侧面在齿顶处结合到第二齿侧面。其中第一齿侧面具有高压渐开角以及第二齿侧面具有不同于高压渐开角的低压渐开角。第一齿侧面在第一方向上取向，并且设置成与若干非对称的链轮齿啮合，以便在所述第一方向上传递动力。第二齿侧面在不同于所述第一方向的第二方向上取向，并且设置成与若干非对称的链轮齿啮合，以便在第二方向上传递动力。
文档编号F16G13/04GK101334089SQ200810128560
公开日2008年12月31日 申请日期2008年6月27日 优先权日2007年6月29日
发明者S·S·保罗 申请人:通用汽车环球科技运作公司