CN101360930A - 用于链传动的链条 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于链传动的链条，所述链条具有用平行的链销(5)连接的链节(A，B)，每个链节具有至少一个链节板，所述链销以节距(p，p′)形成所述链节板的枢轴线(6)，由此链节轴线(13)垂直相交于两枢轴线，所述链节板具有朝向其至少一个端面(16)的凸轮面(15)，用于将链节板支撑在具有节面角(γ)的链轮(9)的圆柱形支撑表面(8)上。根据本发明，凸轮面终止于凸曲面(27)处，所述凸曲面(27)在端面附近具有随着所述链节轴线增加的倾斜角(β)，在此所述倾斜角增加到至少为所述节面角的一半或增加到至少为7度。

Description

用于链传动的链条

本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的链条。WO03093700中公开了这种用于链传动的链条。这种已知传动的缺陷是省略了在被圆柱形支撑表面支撑之前支撑所述链节的凸轮面的直导轨，比如为了节省费用，这会造成对凸轮面的转角的磨损。这个磨损是由凸轮面的边缘在链节末端处对圆柱形支撑件的撞击所引起的，所述撞击在该处可在材料中产生过高的应力水平。

为了减少链节板的凸轮面的磨损，提出了如权利要求1特征部分所述的链传动装置。在链节板和所述圆柱形支撑表面之间的撞击位置，所述凸轮面和所述圆柱形支撑表面是平行的。由于这种构造，所述凸轮面对所述圆柱形支撑表面首次撞击的范围限制在这样的区域：当链节板接近所述圆柱形支撑表面时，这个区域与垂直于链节板节距轴路径的线构成0到15度的角。在撞击位置所述凸轮面的切线平行于圆柱形支撑表面上的切线，由于这个缘故，在所述凸轮面上的首次撞击的位置是由所述凸轮面的切线决定的。在撞击时，销轴线的路径大致平行于链节轴线，链节板上的撞击区域的表面与所述链节轴线构成0到15度的角。通过包括如权利要求1所述的链节板，所述凸轮面的撞击区域的曲率半径显著地增加，这不会减少凸轮面给予链节板的支撑，因此避免了链条的弦运动的增大。这个曲率半径的增加大大的减少了赫茨接触应力，因此避免了链节板的过大应力和变形。

根据一个实施例，提出了如权利要求2所述的链条。使曲率半径大约是链节板的宽度的四分之一到二分之一，使得撞击位置处的半径明显地大于圆角半径，因此赫茨接触应力基本上被降低。

根据一个实施例，提出了如权利要求3所述的链条。这导致了撞击位置处半径的进一步增加和赫茨接触应力的进一步的降低。

根据一个实施例，提出了如权利要求4所述的链条。这样，凸轮面在链节板的末端直接支撑链节板，在此由于所述凸轮面的凸形，所述链节板不会以其转角碰撞圆柱形支撑表面。

根据一个实施例，提出了如权利要求5所述的链条。这样，在用于制作链节板的冲压工具中可以避免尖角，因此增加了工具的寿命。

根据一个实施例，提出了如权利要求6所述的链条。这样使得链节板是不对称的，因而改进了在链节向链轮移动的区域中对链节板的支撑，由此允许在链节运动离开链轮的区域中出现弦作用的增大。

根据一个实施例，提出了如权利要求7所述的链条。这确保了销轴线接近链轮时沿着直线轨迹而行。

根据一个实施例，提出了如权利要求8所述的链条。这样，链节可以以更稳固的方法被支撑。

现在利用附图描述本发明的多个实施例来解释本发明，在附图中：

图1示出了具有链条的链轮的剖面，

图2示出了图1的链条和链轮的侧视图，

图3示出了图1和2中的链条和链轮的局部俯视图，

图4示出了链节的一个实例的外部轮廓，

图5示出了具有链条的链轮的示意性侧视图，所述链条具有图4的链节，

图6示出了本发明的链节的第一实施例的外部轮廓，

图7示出了具有链条的链轮的示意性侧视图，所述链条具有图6的链节，

图8示出了本发明的链节的第二实施例的外部轮廓，

图9示出了具有链条的链轮的示意性侧视图，所述链条具有图8的链节，

图10示出了本发明的链节的第三实施例的外部轮廓，

图11示出了具有链条的链轮的示意性测视图，所述链条具有图10的链节，

图12示出了本发明的链节的第四实施例的侧视图，以及

图13示出了具有链条的链轮的示意性侧视图，所述链条具有图12的链节。

附图1，2和3示出了与链轮9相啮合的链条3。所述链轮9可绕着链轮轴线10旋转并具有链轮齿7。所述链轮9在链轮齿7的两侧具有支撑所述链条3的支撑表面8。所述链条3具有内部链节板2。在两个内部链节板2之间有两个链条衬套1，所述内部链节板2和所述链条衬套1一起形成内部链节。该种类型的链条被称为套筒链。利用链销5将两个内部链节与两个外部链节板4连接，由此所述内部链节和所述外部链节板4可绕着销轴线6枢转。两个销轴线6之间的距离为节距p。所述链轮9有许多与所述链条衬套1啮合的链轮齿7，因此所述销轴线6在绕着所述链轮9定位时，其位于节圆半径为R_pc的节圆20上。所述内部链节板2和所述外部链节板4被支撑在支撑表面半径为R_ss的支撑表面8上。

在所述链轮9是链传动装置的一部分的情形下，销轴线6沿销轴线路径11行进。该销轴线路径11绕所述链轮9沿所述节圆20行进，所述销轴线6在两个链轮之间沿着线L行进，所述线L在链传动装置中平行于连接所述链轮节圆的切线。

在所示实施例中由单列链条衬套1形成的链条3也可以实现为两列或三列链条衬套1，这对于本领域技术人员来说是显而易见的。这样的链条被称为双排链和三排链，由此相应地设计所述链轮9。为了保持所述链节在一条直线上而链条3中没有扭曲，并为了限制这些类型的链条中的链销5中的应力，所述链节板2和4由支撑表面8支撑在所述链条衬套1的两侧上。

图4示出链节板12的外部周边。所述链节板12能作为内部链节板2或外部链节板4使用，在其纵向上具有与销轴线6相交的链节轴线13。在纵向侧面14的末端所述链节板12有凸轮面15。在所述链节板12的末端附近，所述凸轮面15大致平行于所述链节轴线13，以致当链节板12的凸轮面15被支撑在链轮9的支撑表面8上时，销轴线6沿大致的直线轨迹而行(见下文)。链节板12终止于端面16，凸轮面15和端面16之间的转角由具有圆角半径R_f和圆角半径的圆心23的圆角倒圆。在所示的实施例中链节板12的全部四角都具有凸轮面15。但是如果链条3被用在带有两个链轮的链传动装置中，提供仅仅一个在其两端具有凸轮面15的纵向侧面14是有可能的，如果链条3仅仅在一个方向上运动则一个凸轮面15将满足需要。

实施例公开的链节板12有圆角半径R_f，所述圆角半径R_f是链节板12的生产方法的结果。在利用冲孔模冲压链节板12的情形下，圆角半径R_f决定了在该工具中发生的磨损。为了实用的目的，所述圆角半径R_f可以为大约0.5到1.5mm。图4示出了链节板12，它的节距为8mm，圆角半径R_f为0.5mm。

图5更加详细地示出了带有链节12的链条3如何与链轮9相接触。图5示出了具有外部链节板4的链节A(示于图的左侧)沿方向V朝链轮9运动的情形。在远离链轮9的一侧，即链节A的后侧，链节A与没有与所述链轮9啮合的链节相连，并且在另一侧，其链节A的前侧，所述链节A通过内部链节板2与链节B相连。链节B的凸轮面15由支撑表面8支撑，这样其前侧销轴线6大约在节圆20上的位置P3处。

在沿方向V的运动期间，链节B的前销轴线6大致顺着曲线19沿节圆20行进。该曲线19开始于切点P2，该切点P2大约位于通过链条3连接的两个链轮的节圆的切线L终止于节圆20上的位置处。由于链条3的张力，链节B的后枢轴线6，即链节A的前枢轴线6，在支撑表面8的方向上从切线L沿曲线17行进。由于链节B的前销6和后销6处于相同的垂直位置，所以曲线17平行于曲线19，这导致链节A朝支撑表面8运动，直至链节板4的凸轮面15在撞击点S触及所述支撑表面。此时链节A和B的公共枢轴线6位于位置P1处。当链节A和B沿方向V进一步运动时，公共枢轴线6沿曲线18朝向与节圆相切的线L运动。曲线18大致平行于节圆20。在所述支撑表面8上对链节板的凸轮面15的支撑限制了垂直于两个链轮之间的链条3的线L的弦运动，这种情况下靠近所述链轮9的最大弦运动表示为弦行程a。显然，凸轮面15的形状影响所述销轴线6的路径18和19，因此它们将略微不同于所述节圆20，以便当销轴线6绕着所述链轮9运动时保持所述销轴线6沿着线L行进的恒定速度。这在WO03093700中已公开。

所述支撑表面8上的撞击点S有起始于链轮轴线10的射线21，所述切点P2有起始于链轮轴线10的射线22。所述射线21和所述射线22形成角α₁。在链节上的撞击点S有位于所述链节表面上的垂线25。垂线25与垂直于链节轴线13的线24构成角α₂。当撞击发生在圆角的表面上时，所述圆角半径圆心23在所述垂线25上。由于在撞击时所述链节轴线13大约垂直于所述射线22的情形，角α₁和角α₂大约相等。如果绕着所述链轮9装配的链节的数量为z，那么节面角γ等于360°/z。明显的是，角α₁小于节面角γ的一半，在大多数情况下角α₁小于7至12度。

所述圆角半径R_f优选为尽可能的小，以便朝向所述链节板12的端面16使凸轮面15尽可能的大，以便减少弦行程a。但是较小的圆角半径R_f增加了在撞击点S处的赫茨接触应力，因此在链条3的较高速度下或在较高的链条轴向力下可能发生链节板的塑性变形或磨损。这种变形或磨损增加了噪音、振动，并减少了链传动装置的寿命，这必须避免。为了减少塑性变形的危险，增加在撞击点S处的半径。所述赫茨接触应力与所述半径的平方根的倒数值成比例。因此在所述接触的位置处，所述半径的有限增大显著地减少变形和磨损。已经发现，增加的半径必须应用于一定角度以上，所述角度包括角α₁，但是不必太大，因而限制了凸轮面15的减少并且几乎不增加弦行程。

图6示出了本发明的一个实施例，由此，链节板26的外部周边与链节板12相比有附加曲线。大致平行于链节轴线13的凸轮面15朝向端面16形成曲线半径为R_c的曲线27，在所述曲线27的末端所述凸轮面终止于圆角，所述圆角具有朝向所述链节板26的端面16的圆角半径R_f。所述曲线27与所述凸轮面15相切，并和所述链节轴线13形成渐增的角度且具有倾斜角β。所述倾斜角β的最大值大约为节面角γ的一半，通常大于7度。在垂直于所述链节轴线13的方向上，从销轴线6到所述凸轮面15的表面的距离为距离d。优选曲线半径R_c等于或大于所述距离d的一半，因而它明显地大于所述圆角半径R_f。通过这样做，所述赫茨接触应力是可接受的。在该实施例中所述曲线27示出为具有半径R_c的圆的一部分。所述曲线有另外的形状也是可能的，只要它有至少等于曲线半径R_c的曲率半径。

图7以与图5类似的方式示出了在支撑表面8上的链节A的撞击时刻，由此，链条3现在具有如图6所示的链节板26。撞击点S处的表面的垂线25与链节轴线13的垂线构成角α₂。当该角小于角β时，撞击点S处的表面具有半径R_c，并且圆角半径的圆心23是与朝向所述链节的端面16的垂线25有关的。撞击点S处的半径R_c足以避免撞击点S处的高赫茨接触应力。由于有限的角β，弦行程几乎不增加。

图8以与图6类似的方式示出了本发明的一个实施例，由此，链节板28的外部周边与链节板12相比有附加曲线，并且没有圆角将曲线27连接到所述链节的端面16。当依照本领域技术人员所了解的合适流程生产所述链节板28时，省略所述圆角是可能的，比如所述链节板28的纵向和末端侧面的连续冲压。这种操作可能略微增加了生产费用，但是却带来了进一步降低弦行程的好处。图9示出了在支撑表面8上的链节A的撞击时刻，在此，链条3具有如图8所示的链节板28。由于避免了圆角，弦行程a与图7所示的弦行程相比被进一步地降低，在撞击点S处的半径R_c类似。

图10示出了本发明的一个实施例，由此，链节板29的外部周边具有半径等于或大于R_c的附加曲线，如同链节板26中的一样，所述附加曲线终止于圆角。为了减少弦行程，所述链节板29在其前侧30有增加的凸轮面15的长度，在其后侧31有减少的凸轮面15的长度。这意味着所述链节板29是不对称的。所述链节板29不对称的结果是弦行程a仅仅在一个运动方向V上降低了，在相反的运动方向上所述链条将具有略微增加的弦行程a，但是所述弦行程a基本上小于没有凸轮面15的链传动装置的弦行程。在链轮仅仅在一个方向上旋转的情况下，这个更强烈的弦运动是链传动的一部分，在此链节从链轮离开并且不发生撞击。在该位置处所述链条的张力是低的，因此更强烈的弦运动不会引起噪音的显著增加和不可接受的磨损和振动。

在前面描述的链节板12，26，28和29中，参见图4，6，8和10，端面16靠近链节轴线13，所述端面16弯成半径为R_l的曲线，并作为该半径R_l的切线朝向纵向侧面14延伸，所述切线与所述链节轴线13的垂线24构成角度为节面角γ的一半的角。所述切线的方向在图10中用线32表示。所述半径R_l略微小于节距p的一半。这样，靠近所述链节轴线13的链节板之间存在间隙，链节板12，26，28在绕着所述链轮9定位时不相互接触。为了用所述链节板29得到相同的效果，前侧30与垂线24构成齿顶角δ，它小于节面角γ的一半，后侧31与垂线24构成齿顶角δ，它大于节面角γ的一半。靠近所述凸轮面15的前侧30以如图6所示类似的方式终止于具有半径R_f和曲线27的圆角。靠近所述凸轮面15的后侧31终止于半径为R_f的圆角并且不需要曲线27，因为所述链条将仅仅沿方向V运动。图11示出支撑表面8上的链节A的撞击时刻，在此，链条3具有如图10所示的链节板29。由于不对称，弦行程a与图7所示的弦行程相比被进一步地降低，而撞击点S处的半径R_c与图7中的类似。

图12示出了本发明的另外一个实施例。不对称的链节板33除了有节距p′外，其它与链节板26大致相似，所述节距p′的长度是先前所示实施例的节距p加上附加长度，所述附加长度近似等于链节板26的节距p，宽度也是一样，因此链条中的最大传动力大约等于利用半数链节和同一链轮9的传动力。支撑表面8和链轮9的链轮齿的数量也是大约相似的，因而仅仅每隔一个的齿被利用。相同的效果还可以通过利用具有减少数量的齿的链轮来获得。在前侧30和前销轴线6之间的距离也是随着所述链节板26的节距p增加的。后侧31和后销轴线6之间的距离是不变化的。朝向所述前侧30的凸轮面15终止于曲线27和半径为R_f的圆角处，朝向所述后侧31的凸轮面15终止于半径为R_f的圆角处。图13示出了具有如图12描述的形状的链节板33的链条3。由于利用所述链节板33的不对称形状，弦行程a是小的，由于链销6和链条衬套1数量的减少，不仅节省了制造费用，而且不增大弦行程，磨损，噪音和振动。

在论述的实施例中示出了带有链轮齿7的链轮9。显然，为了减少在链轮上的弦运动，只有支撑表面8是必要的。在没有齿的轮被用作导引轮的情况下，可利用支撑表面8和在链节上的凸轮面15实现弦运动同样的减少。

上述实施例利用套筒链的例子解释了本发明。与链轮上的圆柱形支撑件配合的链节板的设计也能被其它类型的链所使用，比如滚子链，Fleyer链和格氏链以及与不带齿的链轮配合的或具有单个内部链节板和两个外部链节板的链。

Claims (8)

1、一种用于链传动的链条，所述链条具有用平行的链销(5)连接的链节(A，B)，每个链节具有至少一个链节板(2，4；12；26；28；29；33)，所述链销以节距(p，p′)形成所述链节板的枢轴线(6)，由此链节轴线(13)垂直相交于两枢轴线，所述链节板具有朝向其至少一个端面(16)的凸轮面(15)，用于将链节板支撑在具有节面角(γ)的链轮(9)的圆柱形支撑表面(8)上，其特征在于所述凸轮面(15)终止于凸曲面(27)，所述凸曲面(27)在端面(16)附近具有随着所述链节轴线增加的倾斜角(β)，由此所述倾斜角最大增加至至少为所述节面角(γ)的一半或增加至至少为7度。

2、根据权利要求1所述的链条，其特征在于，所述凸曲面(27)具有曲率半径(R_c)，所述曲率半径等于或大于从所述链节轴线(13)到所述凸轮面(15)的距离(d)的一半。

3、根据权利要求2所述的链条，其特征在于，所述曲率半径(R_c)是从所述链节轴线(13)到所述凸轮面(15)的距离(d)的至少两倍。

4、根据权利要求1，2或3所述的链条，其特征在于，所述凸轮面(15)终止于转角，所述转角的第二边形成所述链节板(12；26；28；29；33)的端面(16)。

5、根据权利要求1，2或3所述的链条，其特征在于，所述凸轮面(15)终止于具有圆角半径(R_f)的圆角，所述圆角半径(R_f)优选为至少0.5至1.5mm。

6、根据上述权利要求中的任一项所述的链条，其特征在于，在不同的枢轴线(6)附近的凸轮面(15)具有不同的长度。

7、根据上述权利要求中的任一项所述的链条，其特征在于，所述凸轮面(15)在其长度的一部分上平行于所述链节轴线(13)。

8、根据上述权利要求中的任一项所述的链条，其特征在于，每一个链节具有至少两个链节板(12；26；28；29；33)，所述至少两个链节板被每个枢轴线(6)附近的链条衬套(1)隔开。

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