專利名稱：滾子鏈傳動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于機(jī)動(dòng)車、傳送裝置、和其它工業(yè)機(jī)械的動(dòng)力傳動(dòng)類型的滾子鏈傳動(dòng)。本發(fā)明尤其涉及用于機(jī)動(dòng)車發(fā)動(dòng)機(jī)的正時(shí)驅(qū)動(dòng)(即凸輪軸驅(qū)動(dòng))的滾子鏈傳動(dòng)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，由于高載荷、高速、和不需要維護(hù)操作等特點(diǎn)，金屬滾子鏈越來(lái)越多地用于動(dòng)力傳動(dòng)、機(jī)動(dòng)車發(fā)動(dòng)機(jī)、和其它工業(yè)機(jī)械。滾子鏈傳動(dòng)在較大程度上代替了齒形帶傳動(dòng)。
通常的滾子鏈傳動(dòng)裝置包括具有內(nèi)和外聯(lián)接件的滾子鏈。每一內(nèi)聯(lián)接件包括一對(duì)內(nèi)聯(lián)接板、兩個(gè)襯套、和可在每一襯套的外側(cè)上旋轉(zhuǎn)的滾子，其中襯套的端部以壓配合方式裝配到形成在內(nèi)聯(lián)接板的襯套孔中。每一外聯(lián)接件包括一對(duì)外聯(lián)接板和兩個(gè)銷，該銷以壓配合方式裝配到外聯(lián)接板中。每一外聯(lián)接件的外聯(lián)接板與兩個(gè)相鄰的內(nèi)聯(lián)接件的內(nèi)聯(lián)接板呈重疊關(guān)系，并且每一外聯(lián)接件的銷以松配合的方式延伸穿過(guò)相鄰的內(nèi)聯(lián)接件的襯套，由此使得內(nèi)和外聯(lián)接件沿鏈的長(zhǎng)度以交替的關(guān)系鉸接地連接。在動(dòng)力傳動(dòng)中，滾子鏈通常與驅(qū)動(dòng)鏈輪以及一個(gè)或多個(gè)從動(dòng)鏈輪嚙合。
用于這種滾子鏈傳動(dòng)裝置的滾子鏈包括“A系列”的滾子鏈，其滿足關(guān)系式0.59≤D/P≤0.64以及0.28≤d/P≤0.38，還包括“B系列”的滾子鏈，其滿足關(guān)系式0.57≤D/P≤0.67以及0.28≤d/P≤0.38，其中D是滾子的外徑，d是銷的外徑，P是鏈的節(jié)距。這些鏈通?；诔叽缙胶夂蜆?biāo)準(zhǔn)化的要求來(lái)選擇(見(jiàn)日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS B 1801)。
具有齒形的鏈輪平滑地與滾子鏈接合和與其脫開(kāi)接合，并且高效地將轉(zhuǎn)矩傳遞給旋轉(zhuǎn)軸，該鏈輪是標(biāo)準(zhǔn)化的，并且鏈輪可依據(jù)與其一起使用的滾子鏈來(lái)選擇。
為了降低鏈與鏈輪之間接合所產(chǎn)生的噪聲，已經(jīng)提出了各種方案。一種方案是低噪聲的滾子鏈傳動(dòng)裝置，其中通過(guò)使用這樣的滾子鏈，即其中兩種或多種具有不同外徑的滾子沿鏈的長(zhǎng)度隨機(jī)地設(shè)置，從而使得滾子和鏈以隨機(jī)的壓力角度彼此接合。另一方案是使用具有不同形狀的側(cè)面的齒的鏈輪，該齒隨機(jī)地設(shè)置在鏈輪的外周上。這些方案在未公開(kāi)的日本專利實(shí)用新型No.Hei 5-59014和No.2002-266988中進(jìn)行了描述。
然而，并沒(méi)有顯示出上述的常規(guī)低噪聲滾子鏈傳動(dòng)以任何明顯程度地降低了接合噪聲。因此，為了獲得最佳的降低效果，需要重復(fù)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和試用。
另外，已經(jīng)表明滾子與鏈之間的特別大的接合噪聲出現(xiàn)在旋轉(zhuǎn)速度的特定范圍內(nèi)。然而，在先前的降低噪聲的方案中，不能防止出現(xiàn)這些在旋轉(zhuǎn)速度的特定范圍內(nèi)的異常噪聲。
因此，考慮到上述的常規(guī)滾子鏈傳動(dòng)裝置的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供滾子鏈傳動(dòng)，其可再現(xiàn)地降低滾子鏈和鏈輪之間的接合噪聲，并且不需要在設(shè)計(jì)上的實(shí)驗(yàn)和試用。另外，本發(fā)明的另一目的在于提供一種滾子鏈傳動(dòng)裝置，其可抑制出現(xiàn)在旋轉(zhuǎn)速度的特定范圍內(nèi)的異常噪聲。

發(fā)明內(nèi)容
依據(jù)本發(fā)明的滾子鏈傳動(dòng)裝置包括滾子鏈，該滾子鏈包括內(nèi)聯(lián)接件和外聯(lián)接件，每一內(nèi)聯(lián)接件包括一對(duì)內(nèi)聯(lián)接板、兩個(gè)襯套、和可在每一所述襯套的外側(cè)上旋轉(zhuǎn)的滾子，其中該襯套的端部以壓配合方式裝配到形成在該內(nèi)聯(lián)接板上的襯套孔中，每一外聯(lián)接件包括一對(duì)外聯(lián)接板和兩個(gè)銷，所述銷以壓配合方式裝配到該外聯(lián)接板中。每一外聯(lián)接件的外聯(lián)接板與兩個(gè)相鄰的內(nèi)聯(lián)接件的內(nèi)聯(lián)接板呈重疊關(guān)系，并且每一外聯(lián)接件的銷以松配合的方式延伸穿過(guò)相鄰的內(nèi)聯(lián)接件的襯套，由此使得所述內(nèi)和外聯(lián)接件沿該鏈的長(zhǎng)度以交替的關(guān)系鉸接地連接。該傳動(dòng)裝置還包括具有齒形的鏈輪，該鏈輪與該滾子鏈接合。該鏈輪至少具有第一齒和第二齒，所述第一齒和所述第二齒具有不同的齒形，所述第一齒和所述第二齒隨機(jī)地分布在該鏈輪的外周，并且該第二齒的數(shù)量不超過(guò)該第一齒的數(shù)量的四倍。而且，第一齒布置成使得沒(méi)有任何一個(gè)第一齒緊靠在另一第一齒之前或之后。即，在該鏈輪的外周上緊靠每一第一齒之前或之后的是第二齒中的齒。
該第一齒的齒根半徑R1、該第一齒的底部的弧的半徑r1、該第二齒的齒根半徑R2、該第二齒的底部的弧的半徑r2、該鏈節(jié)距P、該鏈輪的節(jié)圓直徑Dp、以及所述滾子的外徑Dr優(yōu)選為滿足以下的關(guān)系式R1＝(Dp-Dr)/2R1-0.05P＜R2＜R1-0.015P0.505Dr＜r1＜0.505Dr+0.0693√Dr0.50Dr＜r2＜r1.
以上關(guān)系式中使用的術(shù)語(yǔ)基于日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS B1801。齒根半徑R1或R2指的是與鏈輪相同的圓心并與圖3所示的齒底部相切的圓的半徑。齒的底部的弧的半徑r1或r2指的是與齒槽相切并且圓心在節(jié)圓上的圓的半徑，鏈輪的兩個(gè)相鄰的齒頂線之間的中點(diǎn)位置作為該圓的圓心。節(jié)圓直徑Dp指的是與圍繞鏈輪的鏈的節(jié)線相切的圓的直徑。
銷優(yōu)選為包括具有不同銷直徑的第一銷和第二銷，它們沿該滾子鏈的縱向方向隨機(jī)地布置。優(yōu)選的是，該第一銷以該鏈中的銷的總數(shù)的至少20％出現(xiàn)在該鏈中，該第二銷也以該鏈中的銷的總數(shù)的至少20％出現(xiàn)在該鏈中，并且該第一銷的直徑d1和該第二銷的直徑d2滿足關(guān)系式0.992d1≤d2≤0.998d1。
鏈輪的齒的隨機(jī)布置使得鏈與鏈輪之間接合的時(shí)間間隔分散開(kāi)，并且可以再現(xiàn)所實(shí)現(xiàn)的接合噪聲的降低。其結(jié)果為，可增強(qiáng)靜音操作的效果，并且可簡(jiǎn)化靜音的滾子鏈傳動(dòng)裝置的開(kāi)發(fā)。
當(dāng)傳動(dòng)裝置滿足以下關(guān)系時(shí)，R1＝(Dp-Dr)/2R1-0.05P＜R2＜R1-0.015P0.505Dr＜r1＜0.505Dr+0.0693√Dr0.50Dr＜r2＜r1可增強(qiáng)接合噪聲降低的效果。這些關(guān)系式基于以下描述而進(jìn)行的噪聲能量測(cè)量的結(jié)果。當(dāng)?shù)诙X的齒根半徑R2(齒底圓的半徑)小于R1-0.05P時(shí)，僅能實(shí)現(xiàn)少量的接合噪聲的降低。另一方面，如果齒根半徑R2大于R1-0.15P，則接合噪聲降低的效果較小，此外，整個(gè)裝置的總噪聲水平包括除了接合噪聲之外的噪聲例如空氣噪聲和振動(dòng)噪聲較大。
在等式0.505Dr＜r1＜0.505Dr+0.0693√Dr中，該第一齒的齒底部的弧的半徑r1基于ISO“B”標(biāo)準(zhǔn)BS 228，其中由上述的關(guān)系式中的關(guān)系式3來(lái)限定。當(dāng)該第二齒的齒底部的弧的半徑r2小于r1時(shí)，接合噪聲降低效果增強(qiáng)。然而，如果r2等于或小于0.50Dr，其小于滾子的外徑，這將導(dǎo)致鏈輪齒的不希望的跳動(dòng)。
當(dāng)鏈銷具有不同直徑并隨機(jī)地沿鏈的縱向布置時(shí)，接合噪聲降低效果進(jìn)一步增強(qiáng)。而且，當(dāng)?shù)谝讳N和第二銷以該鏈中的銷的總數(shù)的至少20％出現(xiàn)在該鏈中，并且該第一銷的直徑d1和該第二銷的直徑d2滿足關(guān)系式0.992d1≤d2≤0.998d1時(shí)，接合噪聲降低效果進(jìn)一步增強(qiáng)。
由鏈輪和滾子鏈的上述構(gòu)形施加的效果是互相作用的，并且可抑制在特定轉(zhuǎn)速產(chǎn)生的接合噪聲即由于共振產(chǎn)生的異常噪聲。此外，可避免由于共振引起的鏈的張力的增加，并由此延長(zhǎng)該裝置的使用壽命，提高耐用性和可靠性。另外，由本發(fā)明提供的靜音和抑制共振的增強(qiáng)效果可減少在該鏈傳動(dòng)裝置周圍的用于隔音裝置的量，并且可降低外圍部件剛性(例如減小壁厚度等)，這可以明顯地降低成本。


圖1是本發(fā)明的滾子鏈傳動(dòng)裝置的滾子鏈的一部分和鏈輪的分解立體圖；圖2是滾子鏈的一部分的分解立體圖；圖3是鏈輪的正視圖；圖4a和4b分別是滾子鏈的平面圖和正視圖；圖5是本發(fā)明的第一示例的滾子鏈傳動(dòng)裝置的噪聲測(cè)量的結(jié)果；以及圖6是本發(fā)明的第二示例的滾子鏈傳動(dòng)裝置的噪聲測(cè)量的結(jié)果。
具體實(shí)施例方式
依據(jù)本發(fā)明的滾子鏈傳動(dòng)裝置包括滾子鏈，如圖2所示。該鏈包括內(nèi)聯(lián)接件IL，其包括一對(duì)帶有襯套孔14a的內(nèi)聯(lián)接板14，兩個(gè)柱形襯套12的端部以壓配合方式分別裝配到襯套孔中。滾子11可旋轉(zhuǎn)地裝配在每一襯套12上。銷16以壓配合方式裝配到一對(duì)外聯(lián)接板18的銷孔18a中，該外聯(lián)接板緊靠?jī)?nèi)聯(lián)接板的外側(cè)設(shè)置。如圖2所示，其中的一個(gè)銷16延伸穿過(guò)內(nèi)聯(lián)接件IL的一個(gè)襯套，松配合地裝配在其中，以便外聯(lián)接件OL與內(nèi)聯(lián)接件IL呈鉸接關(guān)系。相似的內(nèi)和外聯(lián)接件以交替的關(guān)系彼此鉸接地連接，以便形成可彎曲的滾子鏈10，如圖1所示。該可彎曲的滾子鏈可與驅(qū)動(dòng)鏈輪20接合，并且與至少一個(gè)(未示出的)從動(dòng)鏈輪接合，以便形成鏈傳動(dòng)，其中動(dòng)力從該驅(qū)動(dòng)鏈輪傳遞給一個(gè)或多個(gè)從動(dòng)鏈輪。
如圖1所示，鏈輪20具有隨機(jī)順序布置的齒A和B。齒A和B具有不同齒形，并且齒B的數(shù)量不超過(guò)齒A的數(shù)量的四倍。而且，如圖1所示，沒(méi)有任何一個(gè)齒A緊靠在另一齒A之前或之后。而實(shí)際上是，緊靠每一齒A之前或之后的是齒B。
如圖3所示，如果齒A的齒根半徑定義為R1，齒A的底部的弧的半徑定義為r1，齒B的齒根半徑定義為R2，齒B的底部的弧的半徑定義為r2，則齒A和B的齒形設(shè)計(jì)成相對(duì)于鏈輪的節(jié)圓直徑Dp、在滾子鏈中的滾子的外徑Dr、和該鏈節(jié)距P滿足以下的關(guān)系式R1＝(Dp-Dr)/2R1-0.05P＜R2＜R1-0.015P0.505Dr＜r1＜0.505Dr+0.0693√Dr0.50Dr＜r2＜r1在第一示例中，如圖3所示，驅(qū)動(dòng)鏈輪具有6個(gè)齒A和12個(gè)齒B。節(jié)圓直徑Dp為46.07毫米，齒A的齒根半徑R1為20.21毫米，齒A的底部的弧的半徑r1為2.91毫米，齒B的齒根半徑R2為19.91毫米，齒B的底部的弧的半徑r2為2.87毫米。與該鏈輪嚙合的滾子鏈的鏈節(jié)距P為8.00毫米，并且其滾子的外徑Dr為5.65毫米。從動(dòng)鏈輪具有36個(gè)齒。
對(duì)于上述的滾子鏈傳動(dòng)的噪聲測(cè)量結(jié)果在圖5中示出。該噪聲測(cè)量是在驅(qū)動(dòng)鏈輪的轉(zhuǎn)速?gòu)?00rpm(轉(zhuǎn)每分鐘)改變到5000rpm情況下進(jìn)行的，同時(shí)測(cè)量驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速，以及聲音強(qiáng)度相當(dāng)于在驅(qū)動(dòng)軸前100毫米位置處的總數(shù)值的第18階復(fù)合數(shù)值。屬于“階”指的是轉(zhuǎn)速的倍數(shù)。即，18階復(fù)合數(shù)值是在測(cè)量位置測(cè)量的、頻率為驅(qū)動(dòng)鏈輪的轉(zhuǎn)速18倍處的、由傳動(dòng)所產(chǎn)生的聲音的強(qiáng)度。這是由滾子鏈傳動(dòng)裝置所產(chǎn)生的主要噪聲。在用于進(jìn)行比較的常規(guī)產(chǎn)品中，使用相同的傳動(dòng)狀態(tài)，但是驅(qū)動(dòng)鏈輪是常規(guī)的具有18個(gè)齒的鏈輪。
如圖5所示，對(duì)于整個(gè)傳動(dòng)裝置的總噪聲數(shù)值在轉(zhuǎn)速為900、1200、1500、1800轉(zhuǎn)每分鐘時(shí)降低了。而且，接合噪聲的18階復(fù)合數(shù)值降低了幾dB，在所測(cè)量的轉(zhuǎn)速的大致整個(gè)區(qū)域內(nèi)降低10dB。盡管僅示出了第一示例的滾子鏈傳動(dòng)裝置的噪聲測(cè)量實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，但是通過(guò)實(shí)驗(yàn)可證實(shí)當(dāng)使用滿足上述條件的鏈輪時(shí)，可再現(xiàn)地獲得如圖5所示的對(duì)于整個(gè)噪聲數(shù)值的抑制效果以及在轉(zhuǎn)速區(qū)域內(nèi)的接合噪聲的降低。
在第二示例中，為了代替第一示例的滾子鏈傳動(dòng)裝置中使用的滾子鏈，使用了這樣的滾子鏈，其中鉸接地連接該鏈的內(nèi)和外聯(lián)接件的銷具有兩個(gè)不同的銷直徑并且沿鏈隨機(jī)地布置。已經(jīng)證實(shí)，實(shí)現(xiàn)了接合噪聲的明顯降低。而且，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證實(shí)，通過(guò)以下的方式可再現(xiàn)地獲得這種效果，即，將較小直徑的銷的數(shù)量設(shè)定成滾子鏈中的銷的總數(shù)的20％或更多并且將較大直徑的銷的數(shù)量設(shè)定成滾子鏈中的銷的總數(shù)的20％或更多，并且在每種情況下滿足關(guān)系式0.992d1≤d2≤0.998d1，其中當(dāng)較小直徑的銷的直徑定義為d1，第二種銷的直徑定位為d2，如圖4所示。
圖6示出了第二示例的滾子鏈傳動(dòng)裝置的噪聲測(cè)量結(jié)果，其中滾子鏈具有兩種直徑不同的銷。在這種情況下，第一銷的直徑d1為3.045毫米，第二銷的直徑d2為3.030毫米。第一銷與第二銷的數(shù)量的比率是70∶30。另外的實(shí)驗(yàn)條件與第一示例所述的噪聲測(cè)量的條件相同。
如圖6所示，其中使用了第二示例的滾子鏈傳動(dòng)裝置，對(duì)于整個(gè)傳動(dòng)裝置在轉(zhuǎn)速為900、1200、1500、1800轉(zhuǎn)每分鐘時(shí)產(chǎn)生的總噪聲數(shù)值明顯地降低了。而且，在所測(cè)量的轉(zhuǎn)速的大致整個(gè)區(qū)域內(nèi)，接合噪聲的18階復(fù)合數(shù)值大大降低。
工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明可再現(xiàn)地獲得在滾子鏈傳動(dòng)裝置中的接合噪聲的降低，并且抑制整個(gè)傳動(dòng)裝置在特定轉(zhuǎn)速時(shí)的總噪聲數(shù)值。因此，本發(fā)明不僅僅有助于在機(jī)動(dòng)車發(fā)動(dòng)機(jī)的正時(shí)驅(qū)動(dòng)中產(chǎn)生的噪聲的降低。本發(fā)明還增加了該驅(qū)動(dòng)的耐用性，并且簡(jiǎn)化了驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還提供了工業(yè)機(jī)械的動(dòng)力傳動(dòng)和輸送機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種滾子鏈傳動(dòng)裝置，其包括滾子鏈，其包括內(nèi)聯(lián)接件和外聯(lián)接件，每一內(nèi)聯(lián)接件包括一對(duì)內(nèi)聯(lián)接板、兩個(gè)襯套、和可在每一所述襯套的外側(cè)上旋轉(zhuǎn)的滾子，其中該襯套的端部以壓配合方式裝配到形成在該內(nèi)聯(lián)接板上的襯套孔中，每一外聯(lián)接件包括一對(duì)外聯(lián)接板和兩個(gè)銷，所述銷以壓配合方式裝配到該外聯(lián)接板中，其中每一外聯(lián)接件的外聯(lián)接板與兩個(gè)相鄰的內(nèi)聯(lián)接件的內(nèi)聯(lián)接板呈重疊關(guān)系，并且每一外聯(lián)接件的銷以松配合的方式延伸穿過(guò)相鄰的內(nèi)聯(lián)接件的襯套，由此使得所述內(nèi)和外聯(lián)接件沿該鏈的長(zhǎng)度以交替的關(guān)系鉸接地連接；以及具有齒形的鏈輪，該鏈輪與該滾子鏈接合；其中，該鏈輪至少具有第一齒和第二齒，所述第一齒和所述第二齒具有不同的齒形，所述第一齒和所述第二齒隨機(jī)地分布在該鏈輪的外周，并且該第二齒的數(shù)量不超過(guò)該第一齒的數(shù)量的四倍，并且在該鏈輪的外周上緊靠每一所述第一齒之前和之后的齒是所述第二齒的齒。
2.如權(quán)利要求1所述的滾子鏈傳動(dòng)裝置，其特征在于，該第一齒的齒根半徑R1、該第一齒的底部的弧的半徑r1、該第二齒的齒根半徑R2、該第二齒的底部的弧的半徑r 2、該鏈節(jié)距P、該鏈輪的節(jié)圓直徑Dp、以及所述滾子的外徑Dr滿足以下的關(guān)系式R1＝(Dp-Dr)/2R1-0.05P＜R2＜R1-0.015P0.505Dr＜r1＜0.505Dr+0.0693√Dr0.50Dr＜r2＜r1.
3.如權(quán)利要求1所述的滾子鏈傳動(dòng)裝置，其特征在于，在該滾子鏈中，所述銷包括具有不同銷直徑的第一銷和第二銷，它們沿該滾子鏈的縱向方向隨機(jī)地布置。
4.如權(quán)利要求2所述的滾子鏈傳動(dòng)裝置，其特征在于，在該滾子鏈中，所述銷包括具有不同銷直徑的第一銷和第二銷，它們沿該滾子鏈的縱向方向隨機(jī)地布置。
5.如權(quán)利要求3所述的滾子鏈傳動(dòng)裝置，其特征在于，該第一銷以該鏈中的銷的總數(shù)的至少20％出現(xiàn)在該鏈中，該第二銷也以該鏈中的銷的總數(shù)的至少20％出現(xiàn)在該鏈中，并且該第一銷的直徑d1和該第二銷的直徑d2滿足關(guān)系式0.992d1≤d2≤0.998d1。
6.如權(quán)利要求4所述的滾子鏈傳動(dòng)裝置，其特征在于，該第一銷以該鏈中的銷的總數(shù)的至少20％出現(xiàn)在該鏈中，該第二銷也以該鏈中的銷的總數(shù)的至少20％出現(xiàn)在該鏈中，并且該第一銷的直徑d1和該第二銷的直徑d2滿足關(guān)系式0.992d1≤d2≤0.998d1。
全文摘要
一種滾子鏈傳動(dòng)裝置，其包括鏈輪，該鏈輪至少具有不同齒形的第一齒和第二齒，第一齒和第二齒隨機(jī)地分布，并且該第二齒的數(shù)量不超過(guò)該第一齒的數(shù)量的四倍。滾子鏈也具有直徑稍微不同的銷，所述銷沿鏈的長(zhǎng)度隨機(jī)地布置。
文檔編號(hào)F16H55/30GK1621711SQ20041008981
公開(kāi)日2005年6月1日 申請(qǐng)日期2004年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月28日
發(fā)明者岡部勇 申請(qǐng)人:株式會(huì)社椿本鏈索