CN101809315A - 动力传递链条及动力传递装置 - Google Patents

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Abstract

提供了一种动力传递链条和动力传递装置，该动力传递链条和动力传递装置消除了节距长度和销形状的随机排列中的不适宜的排列，从而更多地降低了噪声。节距长度分为两种：具有较小节距长度的链节(L1)和具有较大节距长度的链节(L2)，并且销形状分为两种：具有较大滚动接触面曲率的销(P1)和具有较小滚动接触面曲率的销(P2)。所述排列被形成为使得在链条前进方向上紧随组合(L1和P2)的不是组合(L2和P2)和组合(L2和P1)，而是组合(L1和P2)和组合(L1和P1)中的任一组合。

Description

动力传递链条及动力传递装置
技术领域
本发明涉及一种动力传递链条，更具体地涉及一种适用于车辆如机动车辆用的无级变速器(CVT)的动力传递链条以及一种动力传递系统。
背景技术
作为汽车无级变速器，已知的有图8中所示的无级变速器，该无级变速器包括具有定滑轮(2a)和动滑轮(2b)且设置在发动机侧上的驱动链轮(2)、具有定滑轮(3a)和动滑轮(3b)且设置在驱动轮侧上的从动链轮(3)以及在两个链轮之间延伸的环状动力传递链条(1)，其中，通过使得动滑轮(2b)(3a)借助液压执行机构朝向或远离定滑轮(2a)(3b)移动而引起的液压压力来夹紧链条(1)，从而利用夹持力在链轮(2)(3)与链条(1)之间产生接触载荷，由此通过接触部分的摩擦力来传递扭矩。
对于动力传递链条，专利文献1提出了一种动力传递链条，该动力传递链条包括多个链节、多个第一销和多个第二销，上述链节具有使销插入穿过的前插入部分和后插入部分，第一销和第二销用于将在链条宽度方向上对齐的链节连接在一起，使得一个链节的前插入孔对应于另一链节的后插入孔，从而使得链节在长度方向上彼此相对弯曲，其中，使得固定在一个链节的前插入部分内并可移动地装配在另一链节的后插入孔内的第一销与可移动地装配在一个链节的前插入孔内并固定在另一链节的后插入孔内的第二销彼此相对滚动接触，从而能使得链节在长度方向上彼此相对弯曲，并减小噪音和振动，预设具有两个或多个节距长度的链节、销的滚动接触表面形状，以及销与链轮表面的接触位置(偏移量)。
专利文献1：JP-2006-242374
发明内容
本发明要解决的问题
在以上专利文献1所述的动力传递链条中，能通过组合具有不同节距长度的多个链节和具有不同形状的销来减小噪声级。但是，由于销和链轮各自在它们碰撞位置处的速度方向彼此不一致，因此，当销进入链轮时，相对速度差根据节距长度和销形状的随机组合增大，这往往会严重影响噪声级的降低。
本发明的目的是提供一种动力传递链条以及使用该动力传递链条的动力传递系统，该动力传递链条还能通过关注相对碰撞速度消除节距长度和销形状的随机组合中不适宜的组合，从而降低噪声级。
解决问题的手段
根据本发明，提供了一种动力传递链条，该动力传递链条包括多个链节、多个第一销和多个第二销，每个链节具有使销插入穿过的前插入部分和后插入部分，且第一销和第二销前后对齐，以将在链条宽度方向上对齐的链节连接在一起，从而，一个链节的前插入孔对应于另一链节的后插入孔，其中，链节能通过第一销和第二销的相对滚动接触运动在长度方向上相对于彼此弯曲，且具有不同节距长度的链节和具有不同销形状的销被组合布置，其特征在于，就节距长度而言，链节包括两种链节：具有小节距长度的链节L1和具有大节距长度的链节L2，就销形状而言，销包括两种销：长销P1(或者具有大曲率滚动接触表面的销)和短销P2(或者具有小曲率滚动接触表面的销)，且链节和销布置成使得组合(L1、P2)和组合(L1、P1)中的任一组合在链条行进方向上紧随组合(L1、P2)之后。
在组合具有不同节距长度的两种链节(L1和L2)以及具有不同销形状的两种销(P1和P2)时，有四种组合：(L1、P1)、(L1、P2)、(L2、P1)和(L2、P2)。在常用的随机布置中，从四种组合在每种组合之后均出现的“随机”角度对布置进行了深入的考究。但是，考虑到相对碰撞速度(销与链节之间由链轮和销各自在它们碰撞位置的速度方向不同所导致的速度差)，由于具有大的相对碰撞速度的组合可能是噪声级增大的原因，因此，采用可能易于阻止相对碰撞速度减小的随机布置。例如，假定以(L1、P1)作为参照，有组合(L1、P1)、(L1、P2)、(L2、P1)以及(L2、P2)作为参照组合之后的组合，且尽管噪声级随着参照组合后面的组合而不同，但也绝不考虑如上所述的一系列组合。
在根据本发明的动力传递链条中，通过关注相对碰撞速度消除参照组合之后的不适宜组合实现了噪声级的降低。
具体地，就节距长度而言，链节包括具有小节距长度的链节L1以及具有大节距长度的链节L2。就销形状而言，销包括长度长或其滚动接触表面曲率大的销P1，以及长度短或其滚动接触表面曲率小的销P2。此时，在考虑用于布置的链节和销的组合时，避免了组合(L2、P2)以及组合(L2、P1)在链条行进方向上紧随参照组合之后的可能性，而且采用组合(L1、P2)和组合(L1、P1)。
由于采用了具有不同节距长度的两种链节，冲击噪声产生周期变得不一致，因此，声压级峰值减小。由于采用2级销长度，因此，销接触链轮的位置变成2级，从而声压级峰值减小。另外，至于第一销和第二销的滚动接触表面形状，使第一销和第二销的接触位置轨迹成为渐开线曲线，且渐开线的基圆半径采用2级，由此，声压级的峰值减小。就销而言，即便将销分为长销P1和短销P2或者分为滚动接触表面曲率大的销P1和滚动接触表面曲率小的销P2，也能实现相同的优点。也就是说，在第一销和第二销中，第一销和第二销中任一个销的滚动接触表面形成为平面，而另一个的滚动接触表面形成为能实现相对滚动接触运动的渐开线曲面。但也可将第一销和第二销的各个接触表面形成为所需的曲面。
优选将第一销和第二销中的一个销固定在固定部分内，并将其可移动地装配在可移动部分内，上述固定部分设置在一个链节的前插入孔的前部，而可移动部分设置在另一链节的后插入部分的前部。优选将第一销和第二销中的另一个销可移动地装配在销可移动部分内，并将其固定在销固定部分内，上述销可移动部分设置在一个链节的前插入孔的后部，而销固定部分设置在另一链节的后插入孔的后部。
基于机械冲压装配通过固定部分的内缘与销的外周面之间的装配固定来实现将销固定在销固定部分内。但是，可采用压缩装配或冷装配作为替代。优选在以直角与长度方向交叉的销固定部分的边缘(上下边缘)部分进行装配固定。在装配固定之后的预拉力施加步骤中施加预拉力，均匀并适当地将剩余的抗压应力施加给链节的销固定部分(销压合部分)。
在本发明的动力传递链条中，第一销和第二销中的至少一个销与链轮接触，以通过摩擦力传递动力。在销中的任一个销与链轮接触的链条中，将第一销和第二销中的任一个销形成为在不同连续传递中使用链条时与链轮接触的销(下文中也将其称作“第一销”或者“销”)，而将另一个形成为不与链轮接触的销(将其称为中间件或者中间带，且下文也将其称作“第二销”或“中间件”)。
链节由弹簧钢或碳工具钢制成。链节的材料不限于弹簧钢或碳工具钢，且也可使用其他钢，例如轴承钢。在链节中，可将前插入部分和后插入部分分别形成为单独通孔(有柱链节)，或者可将前插入部分和后插入部分形成为单个通孔(无柱链节)。对于用于销的材料，使用包括轴承钢的适用钢。
在此说明书中，尽管将链节长度方向上的一端侧称作前面，而将另一端侧称作后面，但前后的定义仅出于方便目的。因此，此处使用的定义并不意味着链节的长度方向不必与前后方向始终一致。
在上述动力传递链条中，使得销(中间件)中的任一个销小于另一销(上述销)，且较长销的端面接触无级变速器链轮的半锥链轮的表面，从而优选通过接触产生的摩擦力来传递动力。每个链轮由具有锥形滑轮表面的定滑轮以及具有锥形滑轮表面的动滑轮组成，且链条保持在两个滑轮的滑轮表面之间。此时，使得动滑轮通过液压执行机构移动，滑轮表面之间的距离或者无级变速器的链条绕接接触(wrap contact)直径改变，从而能获得平稳无级变化速度。
根据本发明的动力传递系统包括具有锥形滑轮表面的第一链轮、具有锥形滑轮表面的第二链轮以及在第一链轮与第二链轮之间延伸的动力传递链条，其中，将已描述的动力传递链条用作动力传递链条。
此动力传递系统适于用作车辆如机动车辆用的无级变速器。
本发明的优点
根据本发明的动力传递链条和动力传递系统，通过关注相对碰撞速度消除不适宜组合后面的组合来实现噪声级的减小，由此使得仅以链节和销布置的改变有效地减小噪声级而不改变链节和销的形状成为可能。
附图说明
图1是示出本发明动力传递链条的一个实施例的部分的平面图。
图2是示出链节、销和中间件的参考形状的放大侧视图。
图3是示出具有不同节距长度的链节的形状的放大侧视图。
图4是示出具有不同形状的销的放大侧视图。
图5(a)示出传统布置的示例，而图5(b)示出根据本发明的布置的示例。
图6(a)(b)是示出作为图5(a)(b)所示布置分析结果的相对碰撞速度的曲线图。
图7是示出将动力传递链条安装在链轮上的状态的正面图。
图8是示出无级变速器的透视图。
具体实施方式
下面将参照附图描述本发明的实施例。以下描述中所使用的“竖直”应基于图2中的竖直方向。
图1示出根据本发明的动力传递链条的部分，且动力传递链条(1)包括多个链节(11)(21)以及多个销(第一销)(14)和中间件(第二销)(15)，上述链节具有在链条的长度方向上以预定间隔设置的前插入部分和后插入部分(12)(13)，而上述销和中间件用于将链条宽度方向上对齐的链节(11)(21)连接在一起，以便这些链节能在长度方向上弯曲。中间件(15)被制成为小于销(14)，在中间件(15)设置在前侧而销(14)设置在后侧的情况下，二者彼此相对。
在本发明的动力传递链条(1)中，对链节(11)(21)而言，提供了两种链节：一种(11)在图2中示出，而另一种(12)在图3中示出。对于销(14)的横截面形状而言，提供了两种横截面形状：一种在图4(a)中示出，而另一种在图4(b)中示出。
在链条(1)中有三个链节行，每行包括多个链节以及多个链节单元，在宽度方向上处于相同相位的链节在行进方向(前-后方向)上对齐，从而形成一个链节单元，每个链节单元包括在行进方向上连接在一起的三个链节行，从而形成动力传递链条(1)。在此实施例中，一个链节单元由包含9个链节的一个链节行和各自包含8个链节的两个链节行组成。
如图2和3所示，链节(11)(21)的前插入部分(12)由可移动装配销(14)的销可动部分(16)和固定中间件(15)的中间件固定部分(17)组成。后插入部分(13)由固定销(14)的销固定部分(18)和可移动装配中间件(15)的中间件可动部分(19)组成。
每个销(14)均被制成为在前后方向上比中间件(15)更宽，且朝着每个销(14)的侧面延伸的凸缘部分(15a)(15b)分别设置在中间件(15)的上缘部分和下缘部分。
在将链条的宽度方向上对齐的链节(11)(21)连接在一起的过程中，将链节(11)(21)重叠，以使得一个链节(11)(21)的前插入部分(12)对应于另一链节(11)(21)的后插入部分(13)。销(14)固定在一个链节(11)(21)的后插入部分(13)内并可移动地装配在另一链节(11)(21)的前插入部分(12)内，而中间件(15)可移动地装配在一个链节(11)(21)的后插入部分(13)内并固定在另一链节(11)(21)的前插入部分(12)内。此时，使得链节(11)(21)通过销(14)和中间件(15)的相对滚动接触运动在长度方向(前-后方向)上相对于彼此弯曲。
将上下突出的弧形保持部分(18a)(18b)设置在链节(11)(21)的销固定部分(18)与中间件可动部分(19)之间的边界部分处，所述上下突出的弧形保持部分分别伸长至中间件可动部分(19)的上下凹陷弧形导向部分(19a)(19b)，从而保持固定在销固定部分(18)中的销(14)。类似地，将上下突出弧形保持部分(17a)(17b)设置在中间件固定部分(17)与销可动部分(16)之间的边界部分处，所述上下突出弧形保持部分分别伸长至销可动部分(16)的上下凹陷的弧形导向部分(16a)(16b)，从而保持固定在中间件固定部分(17)中的中间件(15)。
将销(14)与基于销(14)的中间件(15)之间的接触位置轨迹称为圆周的渐开线，且在此实施例中，将销(14)的滚动接触表面(14a)称作具有基圆半径Rb和截面中心M的渐开线曲线，而将中间件(15)的滚动接触表面称作平面(线性横截面形状)。这样，当每个链节(11)(21)在前插入部分(12)中从链条(1)的线性区域偏移至曲线区域或者从曲线区域偏移至线性区域时，销(14)相对于在销可动部分(16)中处于固定状态的中间件(15)移动，与此同时，销(14)的滚动接触表面(14a)滚动接触(包括轻滑接触)中间件(15)的滚动接触表面(15c)。在后插入部分(13)中，中间件(15)相对于在销可动部分(19)中处于固定状态的销(14)移动，与此同时，中间件(15)的滚动接触表面(15c)滚动接触(包括轻滑接触)销(14)的滚动接触表面(14a)。
在此动力传递链条(1)中，通过销重复竖直移动，产生多边形变化，且如此产生的多边形变化导致噪声。但是，由于销(14)和中间件(15)在彼此接触时相对移动，并销(14)与基于销(14)的中间件(15)之间的接触位置轨迹称作圆周渐开线，因此，较之销和中间件各自的接触表面均为弧形面的情况，能减小变化，从而降低噪声级。
为了降低噪声级以及变化，优选随机布置不同形状的两个或多个链节(11)(21)以及销(14)，以使得冲击噪声产生周期变得不一致，从而将声能分散成不同频带，借此减小声压强度的峰值。
图2和图3中，附图标记A和B标注的部分为销(14)和中间件(15)在链条(1)的线性区域内彼此接触的线(图中的点)，且A与B之间的距离为节距长度。在增大图2所示的链节(11)中A与B之间的距离(节距长度)时，形成图3所示的链节(21)。因此，使用具有小节距长度和大节距长度的链节(11)(21)。
如图4所示，针对齿状销(14)的渐开线曲线的半径Rb，使用两种销，其中一种销的渐开线曲线的半径Rb较大，如图(4a)所示，而另一种销的渐开线曲线的半径Rb较小，如图(4b)所示。可将这两种销(14)插入通过具有长节距长度的图2所示的链节(11)或者具有短节距长度的图3所示的链节(21)。通过组合链节(11)的这两种节距长度(下文将小节距长度称作“L1”，而将大节距长度称作“L2”)与两种销形状(下文将大Rb称作“P1”，而将小Rb称作“P2”)，能产生四种组合(L1、P1)、(L1、P2)、(L2、P1)以及(L2、P2)。
传统的随机布置基于上述四种组合的随机布置，且理想的是四种组合在每种组合之后均会出现。但是，在考虑相对碰撞速度时，由于具有大相对碰撞速度的组合可以是噪声级增大的原因，因此，采用可能易于阻止相对碰撞速度减小的随机布置。此时，通过关注相对碰撞速度消除参照组合之后的不适宜组合来实现噪声级的降低。
图5(a)示出了传统布置的示例，其中，所有四种组合在组合(L1、P2)之后均出现。获得用于此传统布置的相对碰撞速度值(m/sec)，如图6(a)所示。在图6中，假定将超过0.22m/sec的速度称为相对碰撞速度，则可确定的是此相对碰撞速度在组合(L2、P1)紧随组合(L1、P2)之后或者组合(L2、P2)紧随组合(L1、P2)之后时出现。
图5(b)示出了优选布置示例，其中，基于上述获知的理论，消除产生相对碰撞速度的组合。具体而言，在该布置中，组合(L1、P2)之后的组合(L2、P1)变成组合(L1、P2)或者组合(L1、P1)，组合(L1、P2)之后的组合(L2、P2)变成组合(L1、P2)或者组合(L1、P1)。获得图5(b)中布置的相对碰撞速度并在图6(b)中示出。据此，在根据本发明的布置中，所有相对碰撞速度都等于0.22m/sec，而且可见的是，利用随机布置本身的优点消除具有大的相对碰撞速度并可能是阻止噪声级减小的原因的组合。
在以上描述中，尽管针对销的形状，示出了滚动接触表面曲率大的销P1和滚动接触表面曲率小的销P2，即便是在使用称作P1的长销和称作P2的短销的两种销的情况下，也能获得如上所述的相同相对碰撞速度减小效果(弯曲角减小效果)。
在图8所示的无级变速V形链轮变速器中使用此动力传递链条(1)。如果在中间件的端面不接触具有链轮轴(2e)的链轮(2)的定滑轮(2a)与动滑轮(2b)的各个锥形滑轮表面(2c)(2d)的状态下这样做，如图7所示，则驱动销(14)的端面接触链轮(2)的锥形滑轮表面(2c)(2d)，且通过接触产生的摩擦力来传递动力。
当位于实线所示位置的驱动链轮2的动滑轮表面(2d)被迫朝着或远离定滑轮(2a)移动时，驱动链轮2的绕接接触直径在动滑轮(2b)朝着定滑轮(2a)移动时增大，而在动滑轮(2b)远离定滑轮(2a)移动时减小，如图7的虚线所示。尽管未示出，但在从动链轮(3)中，当其动滑轮在与驱动链轮(2)的动滑轮(2b)相反的方向上移动而使得驱动链轮(2)的绕接接触直径增大时，从动链轮(3)的绕接接触直径减小，反之，在驱动链轮(2)的绕接接触直径减小时，从动链轮(3)的绕接接触直径增大。结果，基于产生一一对应的速度比(初始速度)的条件，获得U/D条件(减速驱动)和O/D条件(增速驱动)，在U/D条件中，驱动链轮(2)的绕接接触直径最小而从动链轮(3)的绕接接触直径最大，而在O/D条件中，驱动链轮(2)的绕接接触直径最大而从动链轮(3)的绕接接触直径最小。

Claims (3)

1.一种动力传递链条，包括多个链节、多个第一销和多个第二销，所述链节各具有使销插入穿过的前插入部分和后插入部分，且所述第一销与所述第二销前后对齐，以用于将在链条宽度方向上对齐的所述链节连接在一起，使得一个链节的前插入孔对应于另一链节的后插入孔，并且其中所述链节能通过所述第一销和第二销的相对滚动接触运动在长度方向上相对于彼此弯曲，并且具有不同节距长度的所述链节和具有不同销形状的所述销被组合布置，其特征在于，
就节距长度而言，所述链节包括两种链节：具有小节距长度的链节L1和具有大节距长度的链节L2；且就销形状而言，所述销包括两种销：长销P1和短销P2；并且
所述链节和所述销布置成使得组合(L1、P2)和组合(L1、P1)中的任一组合在链条行进方向上紧随组合(L1、P2)之后。
2.一种动力传递链条，包括多个链节、多个第一销和多个第二销，所述链节各具有使销插入穿过的前插入部分和后插入部分，所且述第一销和所述第二销前后对齐，以用于将在链条宽度方向上对齐的所述链节连接在一起，使得一个链节的前插入孔对应于另一链节的后插入孔，并且其中所述链节能通过所述第一销和第二销的相对滚动接触运动在长度方向上相对于彼此弯曲，并且具有不同节距长度的所述链节以及具有不同销形状的所述销被组合布置，其特征在于，
就节距长度而言，所述链节包括两种链节：具有小节距长度的链节L1和具有大节距长度的链节L2；且就销形状而言，所述销包括两种销：具有大曲率的滚动接触表面的销P1和具有小曲率的滚动接触表面的销P2；
所述链节和所述销布置成使得组合(L1、P2)和组合(L1、P1)中的任一组合在链条行进方向上紧随组合(L1、P2)之后。
3.一种动力传递系统，包括具有锥形滑轮表面的第一链轮、具有锥形滑轮表面的第二链轮以及在所述第一链轮与所述第二链轮之间延伸的动力传递链条，其特征在于，所述动力传递链条是权利要求1或2所述的动力传递链条。
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