CN101680522B - 调频啮合的反齿链链轮 - Google Patents

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Abstract

一种反齿链驱动系统，包括构造用于内齿侧接合的反齿链(20)。该链包括链节排(W)，每个链节排包括相对于在前链节排的轨迹外齿侧向外突出的引导内齿侧(Fi)。该系统还包括所述反齿链驱动地接合的链轮(10)。该链轮包括关于旋转轴周向隔开的多个齿，每个齿包括啮合齿侧(E)和分离齿侧(D)。一些齿(T1)限定有第一齿形，其中的所述啮合齿侧限定有第一压力角(PA1)，其它所述齿(T2)限定第二齿形，其中的啮合齿侧(E’)限定不同于第一压力角的第二压力角(PA2)，以便在链的引导内齿侧和链轮齿的啮合齿侧之间错开或调节最初啮合冲击。能通过将不同的齿形以特定的“滚齿相容”形式安排，由滚齿工艺优化链轮的制造。

Description

调频啮合的反齿链链轮
相关申请的参见
本申请要求以下美国临时专利申请的申请日期的优先权和受益权，且在此以参见的形式明确地结合到本说明书中：(i)2007年5月11日((05/11/2007)提交的美国临时申请No.60/928,760；和(ii)2007年6月5日(06/05/2007)提交的美国临时申请No.60/933,167。
背景技术
由链-链轮啮合现象引起的冲击很久以来就被认为是与汽车发动机链传动系统相关的主要噪声源，在链节离开跨距并在接合期间同链轮齿相撞时发生该冲击。啮合冲击以与链轮啮合的链的频率大致相等的频率重复。已知可通过调制啮合频率有效地减少链传动的噪音水平，这可以多种方式实现——但总是通过改变链-链轮啮合冲击的节奏。一个现有技术中调节啮合冲击的方法是通过引入具有稍微不同外形的第二内链节形式(second inside link form)以改进链来实现的，这些新链节(link)以限定的形式排列并通过链节排(link row)组装到链中。另一种现有技术中调节啮合冲击的解决方案是通过改变链轮齿来实现的，通过将以限定形式排列的至少两个不同齿形结合来用于链轮齿的整体来改变链轮齿。
发明内容
根据本开发的一个方面，链轮适用于与相应的反齿链(inverted tooth chain)啮合。该链轮包括关于旋转轴周向隔开的多个齿，每个齿包括啮合齿侧和分离齿侧，其中，一些所述齿限定有(defined with)第一齿形，其中的所述啮合齿侧限定有第一压力角，其它所述齿限定有第二齿形，其中的所述啮合齿侧限定有不同于所述第一压力角的第二压力角。
根据本开发的另一个方面，一种制造用于与反齿链啮合的链轮的方法，包括利用滚齿(hob)处理柱形钢坯以从所述钢坯去除材料，以所述钢坯的剩余部分限定链轮。该链轮包括关于旋转轴周向隔开的多个齿，每个齿包括啮合齿侧和分离齿侧，其中，一些所述齿限定有第一齿形，其中的所述啮合齿侧包括第一形状，其它所述齿限定有第二齿形，其中的所述啮合齿侧包括不同于所述第一形状的第二形状，其中，包括所述第一和第二齿形的所述齿以重复形式布置以便限定滚齿-相容关系(hob-compatible relationship)：
W＝N/NP
在此，N＝与所述多个齿的总数相等的链轮齿数，NP＝重复形式中的齿数，W＝正整数。
根据本开发的另一个方面，一种反齿链驱动系统，包括构造用于内齿侧接合的反齿链。该链包括链节排，每个链节排包括相对于在前链节排的轨迹外齿侧向外突出的引导内齿侧。该系统还包括所述反齿链驱动地接合的链轮。该链轮包括关于旋转轴周向隔开的多个齿，每个齿包括啮合齿侧和分离齿侧，其中，一些齿限定有第一齿形，其中的所述啮合齿侧限定有第一压力角，其它所述齿限定有第二齿形，其中的啮合齿侧限定有不同于所述第一压力角的第二压力角。
根据本开发的另一方面，反齿链驱动系统包括反齿链和与该反齿链啮合的链轮。该链轮包括关于旋转轴周向隔开的多个齿，每个齿包括啮合齿侧和分离齿侧。周向连续的齿由相应的齿距彼此分开，所述齿距由第一齿的啮合齿侧和第二齿的分离齿侧部分地限定，第二齿的分离齿侧是第一齿的啮合齿侧的镜像。一些齿的相应的啮合齿侧限定有第一压力角，其它所述齿的相应的啮合齿侧限定有比所述第一压力角大的第二压力角，以使限定有第一压力角的齿的相应的啮合齿侧比限定有第二压力角的齿的相应的啮合齿侧更陡。
附图说明
本发明包括各种部件和部件的布置，其优选实施例在附图中示出，其中：
图1是根据本发明的具有两个不同齿形(就啮合齿侧压力角而言)的反齿链链轮的正视图；
图1A是图1的部分1A放大的细部图，示出具有限定有第一压力角的啮合和分离齿侧的单个齿，并且还示出具有限定第二压力角的啮合和分离齿侧的齿形的假想线外廓；
图1B是图1A的齿外廓的啮合齿侧部分的极大放大图，说明作为第一和第二压力角的区别的函数的第一和第二齿形的区别；
图1C是图1的部分1B的放大的细部图，示出图1所示链轮的三个连续齿和两个连续齿距；
图2是示出图1的链轮的两个连续齿及其之间齿距的放大图，并示出齿距是对称的，啮合侧齿侧与分离侧齿侧相同并限定有第二压力角(限定有第一压力角的啮合侧和分离侧齿侧均显示为由假想线外廓)；
图3A和3B是适用于内齿侧最初与根据本改进形成的链轮接触啮合的反齿链的局部侧视图和俯视图(导向链节板从图3A中去除以显示底层的内链节板)；
图4A是包括根据本发明形成的链轮与图3A和3B的反齿链啮合(导向链已去除以清晰地显示底层的链节排)的链传动系统的局部正视图，该瞬间为链轮与具有为根据本发明形成的链轮限定有第一压力角的啮合齿侧的第一齿最初啮合接触的时刻；
图4B是图4A的链传动系统的局部正视图，链轮旋转到新位置，在该新位置啮合链节排正内齿侧接触且同时链的前排与第一齿的啮合齿侧外齿侧接触的；
图4C示出图4A和4B的啮合周期以及啮合链节排和靠近链跨距的弦齿运动；
图5A与图4A相似，示出相同的链轮和链系统，但示出与具有限定有第二压力角的啮合齿侧的链轮的第二齿最初啮合接触的瞬间的链；
图5B与图4B相似，示出链轮旋转到新位置的图5A的系统，在该新位置啮合链节排正内齿侧接触且链的前排同时与第二齿的啮合齿侧外齿侧接触；
图5C示出相对于啮合链节排和靠近链跨距的弦齿运动(chordal motion)的图5A和5B的啮合周期；
图6图解的示出图4C和5C根据啮合链节排与链轮角位移对比的啮合动态；
图7图解的示出两个不同齿形(根据啮合齿侧压力角)和用于图1的链轮的最初啮合接触角的形式；
图8A是根据本发明的以3-齿重复“滚齿-相容”形式排列的具有两个不同齿形(就啮合齿侧压力角而言)的反齿链链轮的正视图；
图8B是根据本发明的以5-齿重复“滚齿-相容”形式排列的具有两个不同齿形(就啮合齿侧压力角而言)的反齿链链轮的正视图；
图9A图解的示出图8A的链轮的重复形式和最初啮合接触角；
图9B图解的示出图8B的链轮的重复形式和最初啮合接触角。
具体实施方式
图1是根据本发明的具有两个不同齿形(就其啮合齿侧压力角而言)的反齿链链轮10的正视图。如下所述，链轮10优选限定为双方向，即能够以相同效果在任一方向上旋转。为了在附图中描述链轮，相对于旋转的顺时针方向由箭头11表示。链轮10绕中心或旋转轴X旋转，并包括关于旋转轴X均匀地周向隔开的多个径向突出的齿T。在连续的齿之间限定齿距TS。每个齿包括引导或啮合齿侧E和关于旋转方向11的随动或分离齿侧D，其中当链与链轮啮合时啮合齿侧E与相应的链接触(如果链轮沿相反的方向旋转，则啮合齿侧和分离齿侧的标记相反)。这样，每个齿距TS由齿的啮合齿侧和根据旋转方向的前齿的分离齿侧限定，根部表面R在其间延伸。每个齿T由齿中心(径线TC通过其延伸)平分，齿中心以定义为A＝360°/N(N为齿T的总数)的齿角A关于旋转轴X均匀地周向隔开。相应地，每个齿距TS以齿距中心TSC为中心。如以下更详细的描述，一些齿距TS1由根据第一压力角成形的啮合和分离齿侧限定，而其它齿距TS2由根据第二压力角成形的啮合和分离齿侧限定。尽管所示链轮10包括根据两个可能的压力角中的一个限定的啮合和分离齿侧，可选择的，啮合和分离齿侧可根据三个或更多可能的压力角中的一个限定，本发明并不局限于所示实施例。链轮10还由齿根直径RD和外直径或“顶”直径OD限定。齿中心TC可通过二等分限定在两个连续齿距之间的角度来确定。
图1A是图1的部分1A放大的细部图，示出具有限定有第一压力角(在此是指PA1)的啮合和分离齿侧E、D的单个齿T，还示出具有限定有第二压力角(在此是指PA2)的啮合和分离齿侧E’、D’的齿形的假想线外廓，其中PA2＞PA1。能够看出，限定有较小压力角PA1的齿侧E、D与限定有较大压力角PA2的外廓齿侧E′、D′相比更陡。这导致相应的链在位置IC1与啮合齿侧E最初啮合接触，并在定位在IC1径向内侧的位置IC2与啮合齿侧E′最初啮合接触。图1B是图1A的齿外廓的啮合齿侧部分的极大地放大图，还示出由第一和第二压力角PA1、PA2引起的啮合齿侧的区别。在图1B中，在通过旋转轴X和齿中心延伸的径向齿中心线TC与同啮合齿侧E的接触位置IC1相切的第二参考线之间限定齿侧角βIC1。同样，在径向齿中心线TC与同啮合齿侧E′的接触位置IC2相切的第二参考线之间限定齿侧角βIC2。由于啮合齿侧E′的压力角PA2大于啮合齿侧E的压力角PA1(即PA2＞PA1)，因此相应地βIC2＞βIC1。
图1C是图1的部分1C的放大的细部图，示出图1所示链轮的三个连续齿T1、T2、T3和两个连续齿距TS。由于齿T1、T2中的啮合和分离齿侧E′、D′根据第二压力角PA2限定，因此齿T1、T2之间的齿距标识为TS2。相应地，由于齿T2、T3中的啮合和分离齿侧E、D根据第一压力角PA1限定，因此齿T2、T3之间的齿距标识为TS1。本领域技术人员会认识到齿距TS2的这一对称性要求齿T2在一定意义上不对称，尽管齿T2以齿中心TC为中心，其中的啮合和分离齿侧E′、D限定有不同的压力角，即分别为第二和第一压力角PA2、PA1。链轮10的所有齿距TS是对称的，其啮合和分离侧齿侧按照相同的压力角PA1或PA2(或其它压力角)限定。比如，齿T1、T2之间限定的齿距TS1包括均按照第一压力角PA1限定的啮合和分离齿侧E、D。这里应该注意到，齿距TS1、TS2对称的优选布置有利于通过滚切制造链轮10。
继续参照图1C，齿T1和T3具有限定有第一压力角PA1的啮合齿侧E，相应的链节排W的引导内齿侧Fi在相应的位置IC1(见，比如图4A的链节排W1)作最初啮合接触并且随后径向向内移动到位置IF1。对于齿T2，相应链节排W的引导内齿侧Fi在位置IC2(见，比如图5A的链节排W2)作最初接触，然后径向向内移动到位置IF2，两个位置IC2、IF2与相应的对应位置IC1、IF1位于径向内侧。
图2是示出图1C的两个连续齿T1、T2及其之间齿距TS2的局部放大视图。如上所述，图2示出齿距TS2是对称的，啮合和分离侧齿侧E′、D′按照第二压力角PA2限定。假想线叠加以示出按照有利于理解本发明的第一压力角PA1限定的啮合和分离齿侧E、D。
链轮10特别的构造并用于与内齿侧接合反齿链啮合，比如图3A和3B所示的链20或另一个内齿侧接合反齿链。图3B是链20的俯视图并示出具有以环状形式(in an endless fashion)连接的交插内链节30的排W1、W2等(总的为排W)的一个标准链式绑孔(lacing)，连续的排W通过设置在孔32内的枢轴销40枢轴地互连(图3A)。销40限定枢轴C，互连的链节排W关于枢轴C彼此相互铰接。就圆销40来说，枢轴C是销40的中心。枢轴C以链节距P彼此均匀地隔开，枢轴C在此称为“销中心”。如在反齿链技术上已知，链20包括每隔一个链节排W(这些排称为“导向排”)中的导向链节板31(在图3B中示出，但为了显示底层的内链节30而未在图3A示出)，每隔一个的链节排W用于使链轴向定位并保持在链轮上而不与链轮10的齿T驱动地接合，因此出于理解本开发的目的可忽视导向链节板31。内链节30可以其它索条结构(lacing confugurations)组装，比如如果需要的话穿过一排的堆叠链节。本领域技术人员会认识到在此采用的术语“销”40包括圆销、开口销、摇动接头和/或枢轴地互连链20的链节板30(和31)的任意其它结构。图3A仅示出链20的两排W、W1。
如图3A所示，每个内链节板30具有由内齿侧35和外齿侧36限定的齿或趾38，内齿侧35和外齿侧36由通过半径和/或其它凸状曲面限定的顶部37互连。在图示的实施例中，外齿侧36是直线侧面(但可以是曲线)，内齿侧35为凸状弧形形式(但可以是直线侧面)并由胯部34彼此相连。特别地，每个链节30的趾38的内齿侧35由优选地混合进入相应趾38的顶部37并在相对端混合进入胯部34的半径R限定。链20设置成在与链轮(比如链轮10)啮合的开始时的内齿侧接合。
如以下更完整的说明，在链20和链轮齿T的啮合齿侧E之间最初接触的内齿侧接合装置位于链20的引导(根据链移动方向)内齿侧35处。当最初接触之后啮合链节排W包住链轮10时，其引导内齿侧与啮合齿侧E分离，在前或下游链节排W的轨迹外齿侧接触链轮齿T的啮合齿侧E。
图4A是包括根据本发明形成的链轮10的链传动系统的局部正视图，在与具有限定有第一压力角PA1的啮合齿侧E的第一齿T1最初啮合接触的瞬间，链轮10与传统反齿链20啮合(已去除导向链节以清晰地显示底层的链节排)，因此链20的引导内齿侧Fi的最初接触发生在啮合齿侧E上的位置IC1处。在最初啮合接触的瞬间，接触角或最初接触角θ1在穿过链轮旋转轴X和12点位置的第一垂直参考线N1与穿过旋转轴X和从齿T1(subject tooth T1)的齿中心TC的第二参考线N2之间限定。第一参考线N1垂直或位于附图中的12点位置。在更多普通情况下，第一参考线N1垂直于链20的靠近或自由跨度的切线TL并穿过旋转轴X。啮合链节排W1的引导和轨迹销中心分别标识为C1a、C1b(注意到，链节排W1的引导销中心C1a也是在前或下游链节排W的轨迹销中心，链节排W1的轨迹销中心C1b也是随后或上游链节排W2的引导销中心C2a)。
图4B是链轮10旋转到新位置的图4A的链传动系统局部正视图，在该新位置，啮合链节排W1的内齿侧Fi在位置IF与齿T1的啮合齿侧E内齿侧接触，同时在前链节排W的轨迹外齿侧Fo在位置OF与第一齿T1的啮合齿侧E外齿侧接触。在示出的瞬间，应注意到，啮合链节排W1的直接在前链节排W与其位于节径PD上的引导和轨迹销中心C、C(如上所述，该在前链节排W的轨迹销中心C也是链节排W1的引导销中心C1a)完全啮合。在该瞬间，链节排W1的轨迹销中心C1b仍然在节径PD上。在此该瞬间有时称之为“转换点”，因为这是链从齿T1的啮合齿侧E的列W1的内齿侧接触向齿T1的啮合齿侧E的在前列W的外齿侧接触转换的瞬间(随着链轮旋转的下一次增加，链节排W1的引导内齿侧Fi与齿T1的啮合齿侧E分离)。齿的转换点也作为这个齿的“啮合周期的结束”。在如图4B所示的这一转换点，齿T1具有限定有第一压力角PA1的啮合齿侧E，在第一参考线N1和穿过齿T1的齿中心TC的第二参考线N2之间限定转换角Φ1。因此，图4A和4B说明齿，比如具有限定有第一压力角PA1的啮合齿侧E的T1，从最初接触IC1到转换点的啮合周期。
图4C示出图4A和4B的啮合周期，以及参照链节排W1与齿T1啮合时啮合链节排W1的引导销中心C1a的啮合链节排和靠近链跨距的弦齿运动。可见，在最初接触的瞬间(由最初接触角θ1标识)，销中心C1a以与0.202毫米(该距离由在前(下游)链节排W的轨迹销中心C的位置引起)的理论最大弦齿运动(下降)相比的距离0.031毫米位于切线TL之下。销中心C1a的弦齿运动显示在最初接触点(标识在θ1)和转换点(标识在Φ1)之间，可见销中心C1a在切线TL上下略微变化。在限定的转换点(以Φ1标识)处，销中心C1a位于链轮节径PD上，齿T1的啮合过程完成。
图5A和5B同样示出齿，比如具有限定有第二压力角PA2的啮合齿侧E’的T2，从最初接触IC2到转换点的啮合周期。图5A是包括与链20啮合的链轮10的链传动系统的局部正视图，在该瞬间链20与具有限定有第二压力角PA2的啮合齿侧E’的第二齿T2最初啮合接触，因此链20的引导内齿侧Fi的最初接触发生在啮合齿侧E′上的位置IC2处。在最初接触的瞬间，在第一参考线N1与穿过旋转轴X和从齿T2的齿中心TC的第二参考线N2之间限定最初接触角θ2。出于对比的目的，也示出最初接触角θ1，可见θ2＜θ1，其差值为Δi。本领域技术人员会认识到，为了使链20与和齿T1(或具有限定第一压力角PA1的啮合齿侧E的任何其它齿)相比的齿T2(或具有限定第二压力角PA2的啮合齿侧E′的齿)作最初接触，链轮10必须额外的旋转Δi。这意味着，对于具有限定有第二压力角PA2的啮合齿侧E′的齿，比如T2，与具有限定有第一压力角PA1的啮合齿侧E的齿比如T1的最初啮合接触IC1相比，最初啮合接触IC2发生的更晚。啮合链节排W2的引导和轨迹销中心分别标识为C2a、C2b(注意到，链节排W2的引导销中心C2a也是在前链节排W1的轨迹销中心C1b)。
图5B示出齿T2和链节排W2的转换点。这里，可以看出，对于具有限定有第二压力角PA2的啮合齿侧E′的齿，比如T2，在第一参考线N1和穿过齿T2的齿中心TC的第二参考线N2之间限定转换角Φ2。出于对比的目的，也示出转换角Φ1，可以看出Φ2＜Φ1，其差值为Δt。这意味着，与齿，比如具有限定有第一压力角PA1的啮合齿侧E的齿比如T1相比，链20的啮合链节排W2的齿，比如具有限定有第二压力角PA2的啮合齿侧E′的齿T2，到达转换点更快，即，与具有限定有第一压力角PA1的啮合齿侧E的齿相比，转换点在具有限定有第二压力角PA2的啮合齿侧E′的齿的最初啮合接触之后发生的更早。
图5C示出图5A和5B的啮合周期，以及参照链节排W2与齿T2啮合时啮合链节排W2的引导销中心C2a的啮合链节排和靠近链跨距的弦齿运动。可以看出，在最初接触的瞬间(由最初接触角θ2标识)，销中心C2a以与0.202毫米(该距离由在前(下游)链节排W1的轨迹销中心C1b的位置引起)的理论最大弦齿运动(下降)相比的距离0.047毫米位于切线TL之下。销中心C2a的弦齿运动显示在最初接触点(标识在θ2)和转换点(标识在Φ2)之间，可见销中心C2a在切线TL上下略微变化。在转换点(以Φ2标识)处，销中心C2a位于链轮节径PD上，齿T2的啮合过程完成。
图6图解的示出图4C和5C根据啮合链节排与链轮按度的角位移对比的啮合动态。对于所示的30齿链轮10，齿角为12度。所示切线TL对应于0.00毫米的弦齿运动。最大理论弦齿下降在-0.202毫米弦齿运动位置用虚线示出。对应于图4C的销中心C1a的弦齿运动由图形的区域“图4C”中的迹线L1示出，位于最初接触(θ1)旋转的0度和旋转的12.55度之间。对应于图5C的销中心C2a的弦齿运动由图形的区域“图5C”中的迹线L2示出，位于最初接触(θ2)旋转12.55度和旋转24.00度之间。
本领域技术人员从以上所述会认识到，以随机(无规律)或固定形式结合到链轮的链轮齿的整体中的两个(或更多)不同的齿形用于调节链和链轮齿之间的最初啮合冲击IC1、IC2。这样，与传统反齿链轮相比，该链轮的噪音降低、振动减小。由于齿距TS对称，因此在不改变功能的前提下链轮可双方向运转。由于如果链轮的结构是对称的，则安装时不需要考虑其前面和后面的哪一个面向外侧，因此简化了链轮的安装。
图7图解的示出两个不同齿形(根据啮合齿侧压力角)和用于图1的链轮的最初啮合接触角的形式。在该例子中，啮合齿侧E的PA1＝28.5°，啮合齿侧E′的PA2＝31°，总齿数N＝30(意思是齿中心TC每隔12°分开)。每个齿如图表所示的限定有啮合齿侧E或E′，比如，1号齿限定有具有28.5°压力角PA1的啮合齿侧E，2号齿限定具有31°压力角PA2的啮合齿侧E′。如图表所示，限定有啮合齿侧E的齿的最初接触角θ1为15.55°，而限定有啮合齿侧E′的齿的最初接触角θ2仅为15°，这使得Δi＝0.55°。具有限定有较小第一压力角PA1的啮合齿侧E的齿数量上大于具有限定较大第二压力角PA2的啮合齿侧E′的齿。因此，具有限有定第一压力角PA1的啮合齿侧E的齿可被任意的称为“基部”或“标准”齿，而具有限定有第二压力角PA2的啮合齿侧E′的少数齿可称为“调节啮合”齿。此外，第一和第二压力角PA1、PA2的数值不限于在此采用的例子。
自动凸轮轴传动链轮通常由粉末冶金法制造，一种链轮制造的成本有效方法。但是，链驱动的载荷越大，通常需要钢制链轮，由钢坯或棒料制造的链轮一般要通过滚齿工序切削其齿。
根据本开发的另一方面，提供如上所述与图1-7有关的能调频啮合的反齿链轮似乎是合乎需要的，但是进一步地推敲，链轮包括以特定重复形式布置的两个或多个不同齿形以使该形式的齿的数目可均匀地分成链轮的全部齿数，容许该链轮利用多头螺纹滚刀刀具制造(这种链轮在此指的是“滚齿相容”)。这一关系可用下式表示：
W＝N/NP
其中，N＝链轮齿数，NP＝重复形式中的齿数，在此W＝整数(全数)，该整数为了限定通过根据本开发的该方面的滚切优化制造的链轮。在这种情况下，滚齿的螺纹数还必须可均匀地分成链轮齿数，以便能恰当地重复齿形式。重复形式中的齿数的例子为三、四或五，即NP＝3、NP＝4或NP＝5，但其它形式也在本开发的范围内。
图8A示出根据本开发的这一方面限定的一个这种滚齿相容链轮110，其中上述等式满足以下条件：
W＝N/NP＝30/3＝10
在此可以看出N＝30，NP＝3。除以上所示和/或所述之外，链轮110根据如上所述图1的链轮10的本开发限定。更具体地，在链轮110的图示实施例中，重复齿形式为包括具有限定有第一压力角PA1的啮合齿侧E的两个连续齿(标记为“1”和“2”)和具有限定有第二压力角PA2的啮合齿侧E′的第三齿(标记为“3”)的三齿形式。该三齿形式关于链轮重复，并可用于可被3整除的任何总齿数，例如30齿链轮110。
图8B示出根据本发明如上所述的链轮10限定的另一个滚齿相容链轮210，并根据本开发的另外的方面进一步限定为“滚齿相容”，其中，上述等式满足：
W＝N/NP＝30/5＝6
在此可以看出N＝30，NP＝5。在链轮210的图示实施例中，重复齿形式为五齿形式，包括具有限定有第一压力角PA1的啮合齿侧E的一个齿(标记为“1”)、具有限定有第二压力角PA2的啮合齿侧E′的下游第二齿(标记为“2”)、具有限定有第一压力角PA1的啮合齿侧E的两个连续的更下游的齿(标记为“3”和“4”)以及最后具有根据第二压力角PA2限定有啮合齿侧E′的最下游齿(标记为“5”)。该五齿形式关于链轮重复，并可用于可被5整除的任何总齿数，例如30齿链轮210。
图9A和9B分别图解的示出图8A和8B的链轮110、210的滚齿相容齿形式和导致的最初啮合接触角。在该例子中，啮合齿侧E的PA1＝28.5°，啮合齿侧E′的PA2＝31°，总齿数N＝30(意思是齿中心TC每隔12°分开)。每个齿如图表所示限定有啮合齿侧E或E′。可以看出，图9A的图表反映由1号齿开始的三齿重复形式PA1、PA1、PA2(或E、E、E′)。同样，图9B的图表反映从1号齿开始的五齿重复形式PA1、PA2、PA1、PA1、PA2(或E、E′、E、E、E′)。如图表所示，限定啮合齿侧E的齿的最初接触角为15.55°，而限定啮合齿侧E′的齿的最初接触角仅为15°，这使得Δi＝0.55°。具有限定第一压力角PA1的啮合齿侧E的齿数量上大于具有限定第二压力角PA2的啮合齿侧E′的齿，因此可分别称为“标准”齿和“调节啮合”齿。
根据本发明限定的滚齿相容链轮并不局限于图9A和9B的三齿或五齿重复形式，只要齿数N和重复形式中的齿数NP之间的上述关系满足，就可采用根据本发明的其它滚齿相容重复齿形式。
本领域技术人员会认识到，渐开线啮合和分离齿侧E、D、E′、D′能接近径向形式并被径向形式代替。
由上可知，本领域技术人员会认识到，根据本开发的反齿链驱动系统包括链轮，其被支承用于关于旋转轴旋转并包括相对于相应的齿中心限定的多个齿。齿中心在圆周布置上关于旋转轴均匀地隔开，多个齿的每一个包括啮合齿侧和分离齿侧。传统反齿链20和链轮相啮合并包括每个构造为与链轮接合的内齿侧的链节的多个排W(W1、W2、......Wn)，即，在与链轮最初接触的瞬间，链节的每个列W的引导内齿侧Fi相对于链节的在前排W的轨迹外齿侧Fo向外突出，以使与链轮齿的最初接触由链节排(见图4A所示的排W1、W2)的引导内齿侧Fi实现。因此，每个链节排的引导内齿侧Fi定位成与链轮齿的啮合齿侧最初啮合接触。
根据本开发的一个方面，为了错开或调节链和链轮齿之间的最初啮合冲击，至少两个不同的齿形(就啮合齿侧压力角而言)以随机(无规律)或固定形式结合到链轮的链轮齿的整体中。这通过对两个(或多个)齿形中每一个使用不同的压力角来实现。齿侧的渐开线形式由基圆产生，该基圆定义为：
基圆＝PD×COS(PA)，在此
PD＝链轮节径，PA＝齿压力角
此外，节径PD本身定义为：
PD＝P/SIN(180/N)，在此
P＝节距，N＝链轮的齿数
根据本开发的这一方面，与已知链轮相比，至少一些齿将渐开线啮合齿侧定义为第一压力角的函数，至少其它的齿的渐开线啮合齿侧定义为第二压力角的函数(术语“啮合齿侧”意思是与啮合链最初接触的齿侧，相对的齿侧为“分离”齿侧)。无论如何定义，具有较小压力角的啮合齿侧比具有较大压力角的齿侧更陡。
根据本开发的另一方面，链轮齿的分离齿侧限定有与下一个啮合或上游链轮齿的啮合齿侧的压力角匹配的相应压力角，以使连续的链轮齿之间的间隔对称。这需要至少一些齿具有根据不同压力角限定的啮合和分离齿侧，而每个齿仍然以其相应的齿中心为中心，齿中心在圆周布置内关于旋转轴以齿角A＝360°/N均匀地隔开，在此N为齿的总数。
根据本开发的另一方面，具有两个或多个不同齿形(就啮合齿侧的压力角而言)的反齿链驱动链轮被优化以允许通过滚齿工艺制造该链轮。自动凸轮轴传动链轮通常由粉末冶金法制造，一种链轮制造的成本有效方法。但是，链驱动的载荷越大，通常需要钢制链轮，由钢坯或棒料制造的链轮一般要通过滚齿工序切削其齿。根据本开发的这一方面，优化能够调频啮合的反齿链链轮用于通过滚齿过程、将不同齿形安排为特定的“滚齿相容”形式制造。
本发明已参照优选实施例作以描述。本领域技术人员会想到本发明涉及的改进和变化，本发明解释为包括所有这些改进和变化。

Claims (12)

1.一种用于与相应的反齿链啮合的链轮，所述链轮包括：
关于旋转轴周向隔开的多个齿，每个齿包括啮合齿侧和分离齿侧，其中，一些所述齿限定有第一齿形，其中所述第一齿形的所述啮合齿侧限定有第一压力角，其它所述齿限定有第二齿形，其中所述第二齿形的所述啮合齿侧限定有不同于所述第一压力角的第二压力角；
其中，所述第一压力角是比所述第二压力角小的角，以使所述第一齿形的所述啮合齿侧比所述第二齿形的所述啮合齿侧更陡；
其中，所述多个齿的周向连续齿通过由第一齿的所述啮合齿侧和第二齿的所述分离齿侧限定的齿距分开，其中，所述啮合齿侧和分离齿侧彼此为镜像，以使对于所述链轮的所有齿距，所述齿距中的每一个相对于齿距中心对称地限定；
所述多个齿包括以齿角间隔A＝360°/N关于所述旋转轴均匀地周向隔开的相应的齿中心，在此N＝与所述多个齿的总数相等的链轮齿数；
一些所述齿相对于其齿中心对称限定，其中的所述啮合齿侧和分离齿侧彼此为镜像，所述啮合齿侧和分离齿侧限定有从所述第一和第二压力角中选择的匹配压力角；以及
其它所述齿相对于其齿中心不对称限定，其中的所述啮合齿侧和分离齿侧限定有彼此不同的压力角。
2.如权利要求1所述的链轮，其中，所述第一和第二齿形以非重复、无规律形式分布为所述多个齿的一部分。
3.如权利要求1所述的链轮，其中，所述链轮的所述多个齿的每一个包括所述第一或所述第二齿形，并且包括所述第一和第二齿形的所述齿以重复形式布置以便限定滚齿相容关系：
W＝N/NP
在此，N＝与所述多个齿的总数相等的链轮齿数，NP＝重复形式中的齿数，W＝正整数。
4.如权利要求3所述的链轮，其中，所述NP＝3或NP＝4或NP＝5。
5.如权利要求1所述的链轮，其中，50％以上的所述齿限定有所述第一齿形。
6.一种反齿链驱动系统，包括：
构造用于内齿侧接合的反齿链，所述链包括链节排，每个链节排包括相对于在前链节排的轨迹外齿侧向外突出的引导内齿侧；和
所述反齿链驱动地接合的链轮，所述链轮包括关于旋转轴周向隔开的多个齿，每个齿包括啮合齿侧和分离齿侧，其中，一些所述齿限定有第一齿形，其中所述第一齿形的所述啮合齿侧限定有第一压力角，其它所述齿限定有第二齿形，其中所述第二齿形的所述啮合齿侧限定有不同于所述第一压力角的第二压力角；
其中，所述第一压力角比所述第二压力角小，以使限定有所述第一齿形的所述齿的啮合齿侧比限定有所述第二齿形的所述齿的啮合齿侧更陡；
其中，所述多个齿的周向连续齿通过由第一齿的所述啮合齿侧和第二齿的所述分离齿侧限定的齿距分开，其中，所述啮合齿侧和分离齿侧彼此为镜像，以使对于所述链轮的所有齿距，所述齿距中的每一个相对于齿距中心对称地限定；
所述多个齿包括以齿角间隔A＝360°/N关于所述旋转轴均匀地周向隔开的相应的齿中心，在此N＝与所述多个齿的总数相等的链轮齿数；
一些所述齿相对于其齿中心对称限定，所述啮合齿侧和分离齿侧彼此为镜像，所述啮合齿侧和分离齿侧限定有从所述第一和第二压力角中选择的匹配压力角；以及
其它所述齿相对于其齿中心不对称限定，其中的所述啮合齿侧和分离齿侧限定有彼此不同的压力角。
7.如权利要求6所述的反齿链驱动系统，其中，所述第一和第二齿形以非重复、无规律形式分布为所述多个齿的一部分。
8.如权利要求6所述的反齿链驱动系统，其中，所述链轮的所述多个齿的每一个包括所述第一或所述第二齿形，并且包括所述第一和第二齿形的所述齿以重复形式布置以便限定滚齿相容关系：
W＝N/NP
在此，N＝与所述多个齿的总数相等的链轮齿数，NP＝重复形式的齿数，W＝正整数。
9.如权利要求8所述的反齿链驱动系统，其中，所述NP＝3或NP＝4或NP＝5。
10.如权利要求6所述的反齿链驱动系统，其中，50％以上的所述齿限定有所述第一齿形。
11.一种反齿链驱动系统，包括：
构造用于内齿侧接合的反齿链，所述链包括链节排，每个链节排包括相对于在前链节排的轨迹外齿侧向外突出的引导内齿侧；和
所述反齿链驱动地接合的链轮，所述链轮包括关于旋转轴周向隔开的多个齿，每个齿包括啮合齿侧和分离齿侧，其中，一些所述齿限定有第一齿形，其中所述第一齿形的所述啮合齿侧限定有第一压力角，其它所述齿限定有第二齿形，其中所述第二齿形的所述啮合齿侧限定有不同于所述第一压力角的第二压力角；
其中：
所述多个齿包括以齿角间隔A＝360°/N关于所述旋转轴均匀地周向隔开的相应的齿中心，在此N＝与所述多个齿的总数相等的链轮齿数；
所述链包括用于沿切线接近并啮合所述链轮的自由跨度；
来自所述自由跨度的所述链的每个啮合链节排的引导内齿侧与所述链和所述链轮之间最初接触的链轮齿的啮合齿侧内齿侧接触，以使：
(i)第一最初接触角θ1在所述链和根据所述第一齿形限定的所述链轮齿的一个之间最初接触的瞬间限定；
(ii)第二最初接触角θ2在所述链和根据所述第二齿形限定的所述链轮齿的一个之间最初接触的瞬间限定；
所述第一和第二最初接触角θ1和θ2限定在第一参考线和第二参考线之间，其中：(i)所述第一参考线在所述旋转轴开始并与所述切线垂直延伸；(ii)所述第二参考线在所述旋转轴开始并穿过与所述链作内齿侧最初接触的所述齿的所述齿中心。
12.如权利要求11所述的反齿链驱动系统，其中，在转换点，在所述啮合链节排之前的链节排的轨迹外齿侧接触所述链轮齿的啮合齿侧，所述啮合链节排的所述引导内齿侧与所述链轮齿接触，其中，与当所述啮合链节排与根据所述第一齿形限定的所述链轮齿的一个啮合时相比，当所述啮合链节排与根据所述第二齿形限定的所述链轮齿的一个啮合时就所述链轮的角旋转而言，所述转换点发生的更早。
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