CN101105214A - 链传动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供既降低在滚子链的滚子或者套筒链的套筒与链轮齿相啮合时发生的振动以及噪音，又可降低制造成本的链传动装置。在标准滚子链(1)的滚子(2)与链轮(31)的齿相啮合的链传动装置中，标准滚子链(1)具有均等的链节距(p)，链轮(31)具有大小不同的2种的齿形节距(pa1)，(pa2)，且这些齿形节距(pa1)，(pa2)以2个齿形节距(pa1)和1个齿形节距(pa2)作为一组，而依次沿着顺时针方向、沿节距圆(pc)的圆周方向排列。
Description
技术领域
本发明涉及使在滚子链的滚子或者套筒链的套筒与链轮的齿相啮合时所产生的噪音降低的链传动装置。
背景技术
以往，在滚子链的滚子或者套筒链的套筒与链轮的齿相啮合的链传动装置中，使用在后述的日本工业规格(JIS)中所规定的传动用滚子链以及套筒链和链轮的情况较多。
在日本工业规格(JIS)中具有JIS B1801-1997(传动用滚子链以及套筒链)的规定，在其附件2(链轮的形状以及尺寸)中规定有链轮的齿形(S齿形、U齿形以及ISO齿形)。JIS B1801-1997(传动用滚子链以及套筒链)的附件2(链轮的形状以及尺寸)中记载有下述公式。
pa＝p(1+(ds-d1)/d)
另外，在上述公式中，pa是齿形节距(S齿形的a-a，U齿形的e-e)、p是链节距、ds是齿底部圆弧的直径、d1是滚子外径、d是节距圆直径(参照非专利文献1)。
(非专利文献1)JIS B1801-1997
以下，在本说明书中，标准滚子链以及标准套筒链是指在JISB1801-1997(传动用滚子链以及套筒链)中规定的传动用滚子链以及套筒链，此外，标准链轮是指具有在该附件2(链轮的形状以及尺寸)中规定的S齿形或者U齿形的链轮。
接下来，对于标准滚子链和标准链轮的概况进行以下说明。
标准滚子链具有：内链节，2个套筒的两端分别压入一对内板的套筒孔中且外径为d1的滚子旋转自如地嵌套在套筒的外周上；外链节，转动自如地插入套筒内的2个销的两端分别压入配置在一对内板的两外侧的一对外板的销孔中，内链节和外链节通过销相互被可弯曲地连接。标准滚子链具有均等的链节距p(各滚子的中心间的距离)。
参照后述的图4对标准链轮进行说明。标准链轮的齿底部和与齿底部连续的齿面相对于将链轮的旋转中心o和齿底部的中心连接的齿底部的中心线(齿底部中心线)x左右对称地形成。若将各齿底部中心线x和节距圆pc的交点取为a，则相邻的齿底部中心线x所成的齿的节距角θ由于为节距圆pc上的2个交点a，a的中心角而由链轮的齿数z来确定，齿的节距角θ＝360°/z。此外，齿形节距pa是各齿底部中心线x和节距圆pc的交点a，a间的距离。因而，齿形节距pa是与齿的节距角θ对应的弦的长度。由于标准链轮的齿的节距角θ全部相等，所以均等的齿形节距pa沿着节距圆pc的圆周方向排列。此外，如上述公式pa＝p(1+(ds-d1)/d)表示的那样，齿形节距pa与链节距p处于一定的关系。
此外，以往作为使在滚子链的滚子与链轮的齿相啮合时所发生的噪音降低的滚子链传动装置，提出有下述的滚子链传动装置。即，在由滚子链和具有与该滚子链啮合的齿形的链轮构成的滚子链传动装置中，提出一种滚子链传动装置(参照专利文献1)，该滚子链传动装置的链轮至少具有齿形不同的第1齿和第2齿，第1齿和第2齿不规则地且以第1齿不连续的方式排列，而且第2齿的个数不超过第1齿的个数的4倍。
(专利文献1)特开2005-163806号公报
图4是表示已有的链传动装置的标准滚子链1和标准链轮3的啮合状态的一部分的主视图。
图4中示出的滚子链1具有上述的构成。标准滚子链1具有均等的链节距p(各滚子2的中心o1间的距离)。不过，图4中仅表示出构成标准滚子链1的部件中的滚子2，套筒、内板、内链节、销、外板、外链节省略图示。
图4中示出的标准链轮3具有上述的构成。标准链轮3是齿数为18的驱动侧链轮。由于齿的节距角θ由公式θ＝360°/z来确定，所以齿数为18的驱动侧链轮3的齿的节距角θ为20°。此外，如上所述，齿形节距pa是各齿底部中心线x和节距圆pc的交点a，a间的距离，且是与齿的节距角θ对应的弦的长度。因而，标准链轮3的齿的节距角θ(20°)完全相等，均等的齿形节距pa沿着节距圆pc的圆周方向排列。
以下，参照图4来说明已有的链传动装置的标准滚子链1和标准链轮3的啮合状态。
若标准链轮3沿顺时针方向旋转，则在滚子2的啮合开始部，后续滚子2以已经就位在齿底部且受到支承的在前滚子2的中心o1为中心、以链节距p为半径而相对运动，碰撞到标准链轮3的齿底部。此时，因为后续滚子2呈大体直角地碰撞到齿底部的中心附近，所以在后续滚子2啮合开始时，后续滚子2的运动能量没有被缓冲而传递到齿底部。为此，存在的问题是，后续滚子2啮合开始时的振动以及噪音变大。
此外，因为齿形节距pa如上述公式pa＝p(1+(ds-d1)/d)示出的那样，与链节距p处于一定的关系，所以在各后续滚子2啮合开始时，各后续滚子2与标准链轮3的齿在由记号O表示的相同的抵接位置t抵接。因而，各后续滚子2的与标准链轮3的齿开始啮合的时刻始终一致。为此，存在的问题是，对应于转速的特定的啮合频率的振动以及噪音变大。
图5是表示图4中所示的已有的链传动装置的噪音测定的结果的图表。该已有的链传动装置的噪音测定是以齿数为18的标准链轮3为驱动侧链轮、以齿数为36的标准链轮为从动侧链轮，在驱动侧标准链轮3和从动侧标准链轮上卷挂标准滚子链1，使驱动侧标准链轮3的旋转速度在500～5000r.p.m之间变化，从而测定驱动侧标准链轮3的噪音。
根据图5，总体(OA)音与各旋转次数音(rotational ordersound)接近(即两者之间的面积S1较小)。为此，图4中示出的已有链传动装置存在各旋转次数音明显刺耳的问题。另外，所谓总体(OA)音是指链传动装置的整体噪音。
此外，因为公开在上述特开2005-163806号公报中的滚子链传动装置使用了至少具有不同齿形的第1齿和第2齿的链轮，所以存在齿形复杂、其制造成本增加的问题。
发明内容
为此，本发明的课题是提供一种链传动装置，其既降低在滚子链的滚子或者套筒链的套筒与链轮齿相啮合时发生的振动以及噪音，又可降低制造成本。
为解决上述课题，技术方案1记载的发明是一种在滚子链的滚子或者套筒链的套筒与链轮的齿相啮合的链传动装置，上述滚子链或者套筒链具有均等的链节距，上述链轮具有大小不同的至少2种的齿形节距，且该齿形节距沿着节距圆的圆周方向不规则地排列。
由技术方案1记载的发明，在滚子链的滚子或者套筒链的套筒与链轮的齿相啮合的链传动装置中，上述滚子链或者套筒链具有均等的链节距，上述链轮具有大小不同的至少2种的齿形节距，且该齿形节距沿着节距圆的圆周方向不规则地排列，因而，在上述滚子或者套筒向着上述链轮啮合时，上述滚子或者套筒的运动能量被缓冲，由抵接引起的冲击减小，上述滚子或者套筒的啮合音降低。此外，因为在上述滚子或者套筒向着上述链轮啮合时，上述滚子或者套筒的碰撞或者抵接的时刻不一致，所以由齿数确定的次数的振动以及噪音被降低。此外，总体(OA)音与各旋转次数音的差距较大，从而刺耳的噪音被降低。进而，因为上述链轮与标准链轮相对比，仅齿的节距角不同，所以能够通过烧结容易制作，可降低制造成本。
附图说明
图1是表示本发明的实施例1所述的链传动装置的标准滚子链和链轮的啮合状态的一部分的主视图。
图2是表示本发明的实施例1所述的链传动装置的噪音测定的结果的图表。
图3是表示本发明的实施例2所述的链传动装置的标准滚子链和链轮的啮合状态的一部分的主视图。
图4是表示已有的链传动装置的标准滚子链和标准链轮的啮合状态的一部分的主视图。
图5是表示图4中示出的已有的链传动装置的噪音测定的结果的图表。
附图标记说明：
1标准滚子链
2滚子
d1滚子外径
p链节距
o1滚子的中心
3标准链轮
θ齿的节距角(标准节距角)
pa齿形节距
31链轮
θ-Δθ，θ+2Δθ齿的节距角
pa1，pa2齿形节距
41链轮
θ+Δθ齿的节距角
pa3齿形节距
z链轮的齿数
o链轮的旋转中心
d节距圆直径
pc节距圆
x齿底部中心线
a节距圆和齿底部中心线的交点
t抵接位置
具体实施方式
作为本发明的链传动装置的优选方式是一种标准滚子链的滚子与链轮的齿相啮合的链传动装置，其构成如下。即在标准滚子链1的滚子2与链轮31的齿相啮合的链传动装置中，标准滚子链1具有均等的链节距p，链轮31具有大小不同的2种的齿形节距pa1，pa2，且这些齿形节距pa1，pa2以2个齿形节距pa1和1个齿形节距pa2作为一组，而依次沿着顺时针方向、沿节距圆pc的圆周方向排列。以下说明其各实施例。
(实施例1)
下面参照图1、图2来说明本发明的实施例1所述的链传动装置。图1是表示本发明的实施例1所述的链传动装置的标准滚子链和链轮的啮合状态的一部分的主视图。图2是表示本发明的实施例1所述的链传动装置的噪音测定的结果的图表。
如图1所示，本发明的实施例1所述的链传动装置具有标准滚子链1、和标准滚子链1的滚子2与齿相啮合的链轮31。
如上所述，标准滚子链1具有：内链节，2个套筒的两端分别压入一对内板的套筒孔中且外径为d1的滚子2旋转自如地嵌套在套筒的外周上；外链节，转动自如地插入套筒内的2个销的两端被分别压入配置在一对内板的两外侧上的一对外板的销孔中，内链节和外链节通过销相互被可弯曲地连接。不过，在图1中仅表示出构成标准滚子链1的部件中的滚子2，套筒、内板、内链节、销、外板、外链节省略图示。标准滚子链1具有均等的链节距p(各滚子2的中心o1间的距离)。
如图1所示，标准链轮31的齿底部和与齿底部相连续的齿面，相对于将链轮31的旋转中心o和齿底部的中心连接的齿底部的中心线(齿底部中心线)x左右对称地形成。链轮31是齿数为18的驱动侧链轮。相对于在上述图4中示出的标准链轮3的齿的节距角θ(20°)全部相等的情况，如下所述，链轮31在具有大小不同的2种的齿的节距角方面与之不同。为了便于以下说明，将由公式θ＝360°/z来确定的齿的节距角θ取为标准节距角θ。
链轮31具有大小不同的2种齿的节距角θ-Δθ，θ+2Δθ。即，齿的节距角θ-Δθ比标准节距角θ仅小角度Δθ、齿的节距角θ+2Δθ比标准节距角θ仅大2倍的角度Δθ。并且需要Δθ在标准节距角θ的1/4以下(即Δθ≤θ/4)。这是能够容许与滚子2相啮合所需的必要范围。具体而言，由于链轮31的齿数z是18，所以根据公式θ＝360°/z得出标准节距角θ为20°，Δθ根据Δθ≤θ/4得出是Δθ≤5°。此外，2种齿的节距角θ-Δθ以及θ+2Δθ的全部合计为2π即360°。
链轮31如图1所示，这2种齿的节距角θ-Δθ以及θ+2Δθ将2个齿节距角θ-Δθ和1个齿节距角θ+2Δθ作为一组而依次沿着顺时针方向排列。此外，齿形节距pa1是对应于齿节距角θ-Δθ的弦的长度，齿形节距pa2是对应于齿节距角θ+2Δθ的弦的长度。因而，链轮31具有大小不同的2种齿形节距pa1，pa2，且这些齿形节距pa1，pa2是将2个齿形节距pa1和1个齿形节距pa2作为一组而沿着顺时针方向、沿节距圆pc的圆周方向排列的。
下面，参照图1来说明本发明的实施例1所述的链传动装置的标准滚子链1和链轮31的啮合状态。
标准滚子链1具有均等的链节距p，链轮31具有大小不同的2种的齿形节距pa1，pa2，并且这些齿形节距pa1，pa2是将2个齿形节距pa1和1个齿形节距pa2作为一组而依次沿着顺时针方向、沿节距圆pc的圆周方向排列的，因而，若链轮31沿顺时针旋转，则在各滚子2的开始啮合部，后续滚子2以已经就位在齿底部且受到支承的在前滚子2的中心o1为中心、以链节距p为半径而相对运动，在以记号O表示的抵接位置t处与标准链轮31的齿底部或者齿面相抵接。在与齿面相抵接的情况下，由于后续滚子2从齿面的大体切线方向抵接，所以后续滚子2的运动能量被缓冲，由抵接引起的冲击较小。因而，相应地能够降低后续滚子的啮合音。
此外，标准滚子链1具有均等的链节距p，进而链轮31具有大小不同的2种的齿形节距pa1，pa2，并且这些齿形节距pa1，pa2是将2个齿形节距pa1和1个齿形节距pa2作为一组而依次沿着顺时针方向、沿节距圆pc的圆周方向排列的，因而，在各后续滚子2啮合开始时，各后续滚子2的向着链轮31的齿的抵接位置t伴随链轮31的旋转而变化。因而，各后续滚子2的碰撞或者抵接的时刻不一致。其结果是能够降低由齿数确定的次数的振动以及噪音。
图2是表示本发明的实施例1所述的链传动装置的噪音测定的结果的图表。本发明的实施例1所述链传动装置的噪音测定是以齿数为18的链轮31为驱动侧链轮、以齿数为36的标准链轮为从动侧链轮，在驱动侧链轮31和从动侧链轮上卷挂标准滚子链1，使驱动侧链轮31的旋转速度在500～5000r.p.m之间变化，从而测定驱动侧链轮31的噪音。
根据图2，总体(OA)音和各旋转次数音同已有的图5示出的内容相比远离(即两者间的面积S2较大)。为此，本发明的实施例1所述的链传动装置改善了图4中示出的已有链传动装置具有的各旋转次数音刺耳这样的问题。
根据本发明的实施例1所述的链传动装置，具有以下效果。标准滚子链1具有均等的链节距p，进而链轮31具有大小不同的2种的齿形节距pa1，pa2，并且这些齿形节距pa1，pa2是将2个齿形节距pa1和1个齿形节距pa2作为一组而依次沿着顺时针方向、沿节距圆pc的圆周方向排列的，因而，在滚子2向着链轮31啮合时，滚子2的运动能量被缓冲，由抵接引起的冲击较小，滚子2的啮合音被降低。此外，因为在滚子2向着链轮31啮合时，滚子2的碰撞或者抵接的时刻不一致，所以由齿数确定的次数的振动以及噪音被降低。此外，总体(OA)音与各旋转次数音的差距较大，从而刺耳的噪音被降低。进而，因为链轮31与标准链轮3相对比，仅齿的节距角不同，所以能够通过烧结容易制作，可降低制造成本。
(实施例2)
下面参照图3来说明本发明的实施例2所述的链传动装置。图3是表示本发明的实施例2所述的链传动装置的标准滚子链和链轮的啮合状态的一部分的主视图。
如图3所示，本发明的实施例2所述的链传动装置具有标准滚子链1、和标准滚子链1的滚子2与齿相啮合的链轮41。
标准滚子链1如本发明的实施例1中所述，因而其说明省略。
链轮41相对于上述本发明的实施例1具有大小不同的2种的齿节距θ-Δθ以及θ+2Δθ的情况，不同点仅在于具有大小不同的3种齿节距角。如上所述，为了便于以下说明，将由公式θ＝360°/z来确定的齿的节距角θ取为标准节距角θ。
链轮41具有大小不同的3种齿的节距角θ(标准节距角θ)，θ+Δθ，θ-Δθ。即，齿的节距角θ+Δθ比标准节距角θ仅大角度Δθ、齿的节距角θ-Δθ比标准节距角θ仅小角度Δθ。并且如上所述，需要Δθ在标准节距角θ的1/4以下(即Δθ≤θ/4)。这是能够容许与滚子2相啮合所需的必要范围。具体而言，由于链轮41与上述实施例1的链轮31同样是齿数为18的驱动侧链轮，所以根据公式θ＝360°/z得出标准节距角θ为20°，Δθ根据Δθ≤θ/4得出是Δθ≤5°。此外，3种齿的节距角θ(标准节距角θ)，θ+Δθ以及θ-Δθ的全部合计为2π即360°。
链轮41如图3所示，这3种齿的节距角θ(标准节距角θ)，θ+Δθ以及θ-Δθ是将1个齿节距角θ(标准节距角θ)和1个齿节距角θ+Δθ和1个齿节距角θ-Δθ作为一组而依次沿着顺时针方向排列的。此外，齿形节距pa是对应于齿节距角θ(标准节距角θ)的弦的长度、齿形节距pa3是对应于齿节距角θ+Δθ的弦的长度、齿形节距pa1是对应于齿节距角θ-Δθ的弦的长度。因而，链轮41具有大小不同的3种齿形节距pa，pa3，pa1，且这些齿形节距pa，pa3，pa1是将1个齿形节距pa和1个齿形节距pa3和1个齿形节距pa 1作为一组而依次沿着顺时针方向、沿节距圆pc的圆周方向排列的。
下面，参照图3来说明本发明的实施例2所述的链传动装置的标准滚子链1和链轮41的啮合状态。
标准滚子链1具有均等的链节距p，链轮41具有大小不同的3种的齿形节距pa，pa3，pa1，并且这些齿形节距pa，pa3，pa1是将1个齿形节距pa和1个齿形节距pa3和1个齿形节距pa1作为一组而依次沿着顺时针方向、沿节距圆pc的圆周方向排列的，因而，若链轮41沿顺时针方向旋转，则在各滚子2的啮合开始部，后续滚子2以已经就位在齿底部且受到支承的在前滚子2的中心o1为中心、以链节距p为半径而相对运动，在以记号O表示的抵接位置t处与标准链轮41的齿底部或者齿面相抵接。在与齿面相抵接的情况下，由于后续滚子2从齿面的大体切线方向抵接，所以后续滚子2的运动能量被缓冲，由抵接引起的冲击较少。因而，相应地能够降低后续滚子的啮合音。
此外，标准滚子链1具有均等的链节距p，链轮41具有大小不同的3种的齿形节距pa，pa3，pa1，并且这些齿形节距pa，pa3，pa1是将1个齿形节距pa、1个齿形节距pa3和1个齿形节距pa1作为一组而依次沿着顺时针方向、沿节距圆pc的圆周方向排列的，因而，在各后续滚子2啮合开始时，各后续滚子2的向着链轮41的齿的抵接位置t伴随链轮31的旋转而变化。因而，各后续滚子2的碰撞或者抵接的时刻不一致。其结果是能够降低由齿数确定的次数的振动以及噪音。
根据本发明的实施例2所述的链传动装置，因为具有与本发明的实施例1所述的链传动装置大体同样的效果，所以省略其效果的说明。
另外，在上述的本发明的实施例1中，链轮31具有大小不同的2种的齿形节距pa1，pa2，并且这些齿形节距pa1，pa2将2个齿形节距pa1和1个齿形节距pa2作为一组而依次沿着顺时针方向、沿节距圆pc的圆周方向排列，此外，在上述的本发明的实施例2中，链轮41具有大小不同的3种的齿形节距pa，pa3，pa1，并且这些齿形节距pa，pa3，pa1是将1个齿形节距pa、1个齿形节距pa3和1个齿形节距pa1作为一组而依次沿着顺时针方向、沿节距圆pc的圆周方向排列的，而技术方案1记载的发明，关于链轮的大小不同的至少2种齿形节距的排列，无需规则性，大小不同的至少2种齿形节距可以沿着节距圆的圆周方向不规则排列。
此外，在上述本发明的实施例1中，表示具有大小不同的2种的齿形节距pa1，pa2的例子，而在上述本发明的实施例2中，表示具有大小不同的3种的齿形节距pa，pa3，pa1的例子，不过，若技术方案1记载的发明是在能够容许滚子或者套筒的啮合的范围，则链轮可以具有3种以上的齿形节距。
此外，虽然在上述本发明的实施例1，2中对于链轮以驱动侧链轮为例进行了说明，但技术方案1所述的发明中，链轮也可是从动侧链轮。
此外，在上述本发明的实施例1，2中，说明了使用标准滚子链的情况，但是，技术方案1记载的发明也可适用于使用标准套筒链以替代标准滚子链的情况。
Claims (1)
1.一种链传动装置，滚子链的滚子或者套筒链的套筒与链轮的齿相啮合，其特征在于，上述滚子链或者套筒链具有均等的链节距，上述链轮具有大小不同的至少2种的齿形节距，且该齿形节距沿着节距圆的圆周方向不规则地排列。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20080116 |