CN102734404A - 无声链传动装置 - Google Patents

Abstract

一种无声链传动装置，使用齿距、压力角与无声链(1)的内侧齿腹通用的滚刀，以无声链(1)的进入方向齿距线(PLc)与链轮(2)的中心的距离(H)满足(D/2)×cos(π/2z)≤H≤(D/2)×cos(/4z)的切齿移位量对链轮(2)进行切齿。其中，z是链轮(2)的齿数，D是无声链(1)卷绕落位在链轮(2)时的节圆直径。

Description

无声链传动装置

技术领域

本发明涉及一种使用无声链的无声链传动装置。

背景技术

在用于例如四循环发动机的凸轮轴或平衡轴的驱动等的用途中，广泛使用如下结构的无声链传动装置，该无声链传动装置将环状的无声链卷绕在链轮上，其中，上述无声链将多个具有一对V字形的环齿的环眼板能自由弯曲地连接。

为了抑制由无声链的弦动作引起的噪声，无声链传动装置使各环眼板的内侧齿腹的中央部突出，并在无声链进入链轮时将环眼板暂时提升。但是，其中即便链轮的齿数变化也不会改变环眼板的提升量，因此，在将齿数不同的链轮组合时，噪声的抑制效果不充分。

因此，提出一种如下的方法：通过使用齿距、压力角与无声链的内侧齿腹通用的齿条形状的滚刀对链轮进行切齿，并适当设定切齿移位量，从而能将由弦动作引起的噪声抑制到最低(专利文献1)。即，若与链轮的齿数相应地设定切齿移位量，以使无声链的进入方向齿距线与无声链的卷绕落位时的节圆接触，则不论链轮的齿数为多少，均能使无声链的弦动作实质消失。另外，无声链的外侧齿腹的轮廓由与齿数不同的所有链轮齿形接触(相切)的包线形成，因而能使其顺利地落位于所有的链轮齿形。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2002-106652号公报

在使用上述现有技术时，由于在无声链的内侧齿腹与链轮齿的前端部之间没有充裕的空间，而使得外侧齿腹与链轮齿的接触面积较小，因此，存在可能会在无声链的内侧齿腹上产生过大的磨损、使无声链相对于链轮的落位不稳定、使耐久性降低这样的问题。

发明内容

因此，本发明基于上述现有技术的问题而作，其目的在于提供一种无声链传动装置，该无声链传动装置通过对无声链的环眼板的齿形、链轮的链轮齿形进行改进，不仅能抑制由弦动作引起的噪声，还能提高耐久性。

为实现上述目的，本发明的结构包括：环状的无声链，该环状的无声链通过连接销将多个环眼板连接，上述多个环眼板具有一对V字形的环齿；以及多个链轮，上述多个链轮具有与所述无声链啮合的链轮齿，各链轮具有链轮齿形，该链轮齿形是通过使用齿距、压力角与无声链的内侧齿腹通用的齿条形状的滚刀，以无声链的进入方向齿距线与链轮的中心的距离H满足(D/2)×cos(π/2z)≤H≤(D/2)×cos(π/4z)的切齿移位量进行切齿而得到的，无声链的外侧齿腹包括上下曲线部，该上下曲线部在将无声链卷绕落位时与齿数不同的链轮的所有链轮齿形接触。其中，z是所述链轮的齿数，D是所述无声链卷绕落位在所述链轮时的节圆直径。

当如上所述构成时，无声链的进入方向的齿距线相对于无声链卷绕落位于链轮时的节圆，到达距离与进入方向齿距线成直角的节圆的半径相当于链轮的1/8～1/4齿距角度的前方的位置，其结果是，无声链会产生相当于链轮的1/8～1/4齿距角度的较小的弦动作。另一方面，在无声链的内侧齿腹与链轮齿之间，基于上述弦动作，对例如齿数为16～100范围的链轮来说，能确保至少大约15μm左右的最小间隙，从而在环眼板或链轮上不会产生过大的磨损。而且，由于能使外侧齿腹与链轮齿的接触面积足够大，因此，在外侧齿腹或链轮齿上不会产生过大的磨损、也不会使无声链相对于链轮的落位不稳定，从而不仅能将由弦动作引起的噪声抑制得较小，还能容易地实现所需的耐久性。

另外，无声链的进入方向齿距线在距离与其成直角的节圆的半径相当于1/8～1/4齿距角度的前方到达节圆的理由如下所述。即，在不足1/8齿距角度时，无法在内侧齿腹与链轮齿之间确保所需的最小间隙，从而可能无法应对环眼板或链轮的加工精度或使用中的磨损等，在超过1/4齿距角度时，无声链的弦动作变大，从而可能使噪声过大。不过，无声链首先通过内侧齿腹开始与链轮齿进行啮合，之后，在外侧齿腹上啮合，从而在卷绕落位于链轮的同时进行动力传递。

附图说明

图1是主要部分的结构示意说明图。

图2是环眼板的结构说明图。

图3是滚刀的主要部分的结构说明图。

图4是主要部分的放大示意说明图。

图5是动作说明图(1)。

图6是动作说明图(2)。

图7是主要部分的放大动作图。

(符号说明)

P齿距

α压力角

X切齿移位量

Cp节圆

PLc齿距线

1无声链

1a连接销

2链轮

2a链轮齿

10环眼板

11环齿(日文：リンク菌)

13内侧齿腹

14外侧齿腹

14a、14b曲线部

30滚刀

具体实施方式

以下，依据附图对发明的实施方式进行说明。

无声链传动装置包括环状的无声链1和链轮2(图1)。其中，在图1中，无声链1卷挂在齿数z相同或不同的两个以上的链轮2上，能伴随着链轮2沿箭头K2方向的旋转而沿箭头K1方向进入，在与链轮2啮合的同时旋转行进。

无声链1通过连接销1a、1a……将多个环眼板(link plate：链节板)10、10……编排成指节状(日文：指組み状)，并连接成能在长度方向上自由弯曲。各环眼板10具有一对V字形的环齿11、11和一对连接销1a用的销孔12、12(图2)。各环齿11内侧作为压力角为α的直线状的内侧齿腹13，外侧作为曲线状的外侧齿腹14。当将无声链1呈直线状地铺在齿距线(pitch l ine：节线)PLc上时，各环眼板10的外侧齿腹14被相邻的其它环眼板10的内侧齿腹13遮住(图2的实线、虚线)。其中，在图2中，一并图示了无声链1的齿距P、内侧齿腹13、13的齿距线PLf，齿距线PLf上的内侧齿腹13、13间的间隔为P/2，齿距线PLc、PLf间的间隔为Hc。

在链轮2的外周上等齿距地形成有与无声链1啮合的齿数为z的链轮齿2a、2a……(图1)。链轮2的链轮齿2a、2a……能使用齿距P、压力角α与无声链1的内侧齿腹13、13……通用的齿条形状的滚刀30来进行切齿(图3)。

滚刀30每隔齿距P就将压力角为α的带切割刀的齿形31、31……形成在齿形的齿距线PL3a上，在齿距线PL3a上下设定适当的齿顶高a、齿根高b。这种滚刀30能在齿数z不同的所有链轮2中共同使用，按照齿数z，根据离开齿形的齿距线PL3a适当的切齿移位量X的切齿用齿距线PL3b来对链轮2进行切齿加工。另外，这样切齿而成的链轮2根据齿数z来确定切齿节圆的直径Dp＝P×z/π，各链轮齿2a的齿形即链轮齿形通过由齿数z、切齿移位量X确定的渐开曲线来形成。

各环眼板10的各外侧齿腹14形成为包括朝外侧凸出的上下曲线部14a、14b和在曲线部14a、14b之间光滑连接的朝外侧凹入的中间曲线部14c(图2、图4)。上下曲线部14a、14b分别与齿数z不同的所有链轮2的链轮齿形的齿尖部、齿根部接触，这样的曲线部14a、14b能形成为和分别与所有的链轮齿形的齿尖部、齿根部相接触的包线近似的圆弧状曲线。此外，中间曲线部14c被设定成避开齿数z最小的链轮2的链轮齿形的渐开曲线(图4(A))。其中，图4(A)～图(D)分别表示环眼板10的外侧齿腹14与齿数z＝16、32、50、100的链轮2的链轮齿2a接触的接触状态的主要部分示意图。

如图1所示，当无声链1与链轮2啮合而呈多边形卷绕落位时，若将供连接销1a、1a……穿过的节圆的直径设为D，则半径D/2＝(P/2)/sin(θp/2)＝(P/2)/sin(π/z)。其中，θp＝2π/z是齿数为z的链轮2的齿距角度。

另一方面，进入链轮2时的无声链1的齿距线PLc的位置、即无声链1的进入方向齿距线PLc与链轮2的中心之间的距离H根据无声链1的齿距线PLc、PLf间的间隔Hc与对链轮2切齿时的滚刀30的切齿移位量X的相对关系来确定。因此，能设定链轮2的切齿移位量X，以使H1≤H≤H2。其中，

H1＝(D/2)×cos(π/2z)＝(D/2)×cos(θp/4)

H2＝(D/2)×cos(π/4z)＝(D/2)×cos(θp/8)

如今，当设定切齿移位量X以使距离H＝H1时，若着眼于无声链1特定的环眼板10，图示无声链1相对于链轮2从进入到落位的一系列动作，则如图5、图6所示。

当环眼板10在无声链1的进入方向齿距线PLc上行进而来时(图5(A)的箭头K1方向)，行进方向前方侧的内侧齿腹13与特定的链轮齿2a接触而开始与链轮2的啮合。另外，在图5(A)中，符号Cp表示供卷绕落位于链轮2的无声链1的连接销1a、1a……通过的节圆。符号Rp是与无声链1的进入方向齿距线PLc成直角的节圆Cp的半径，符号Lp是与进入方向齿距线PLc平行的节圆Cp的切线。

无声链1的进入方向齿距线PLc在距离与其成直角的节圆Cp的半径Rp相当于角度θ1＝θp/4＝π/2z的前方到达节圆Cp(图5(B))。因此，当环眼板10的前方侧的连接销1a行进至距离半径Rp角度θ1＝θp/4的前方时(图5(B))，之后，前方侧的连接销1a沿节圆Cp行进，因而，环眼板10、无声链1便产生进入链轮2时最后的弦动作(chordal action)δ1＝D/2-H1。因此，当前方侧的连接销1a行进到节圆Cp的半径Rp上而使进入方向齿距线PLc与节圆Cp的切线Lp一致时(图6(A))，环眼板10从图5(B)的位置上升与角度θ1＝θp/4相应量而位于最高位置。

接着，若环眼板10的后方侧的连接销1a行进至距离节圆Cp的半径Rp相当于角度θ1＝θp/4的前方的位置(图5(B)的前方侧的连接销1a的位置)时(图6(B))，环眼板10通过外侧齿腹14、14落位在链轮2的跳过一个的链轮齿2a、2a，之后，与链轮2一起沿节圆Cp旋转。另外，此时的环眼板10的齿距线PLc与链轮2的中心间的距离Hp＝(P/2)/tan(π/z)。此外，紧随环眼板10之后的其它环眼板位于图5(B)的位置，之后，能进行同样的动作。

接着，若设定链轮2的切齿移位量X以使无声链1的进入方向齿距线PLc与链轮2的中心间的距离H＝H2，则在图5、图6中，此时的环眼板10的动作除了距离H1改变为距离H2、角度θ1＝θp/4＝π/2z改变为θ2＝θp/8＝π/4z、弦动作δ1＝D/2-H1改变为弦动作δ2＝D/2-H2之外，没有特别地变动。

即，环眼板10通过设定滚刀30对链轮2切齿时的切齿移位量X，以使H1≤H≤H2，由于在从图5(A)的啮合开始时至图6(B)的卷绕落位之间经过与角度θ1～θ2相当的较小的弦动作δ1～δ2，因此，无论链轮2的齿数z、滚刀30的齿根高b的大小如何，均能在链轮齿2a的前端部与内侧齿腹13、13之间确保所需的最小间隙，从而不会在内侧齿腹13、13上产生过大的磨损。另外，无论链轮2的齿数z为多少，落位在链轮2中的无声链10均通过各外侧齿腹14的上下曲线部14a、14b而与链轮齿2a、2a接触(图4、图7)，因此，能实现非常大的接触面积，也不会使落位变得不稳定。另外，落位时的环眼板10的内侧齿腹13、13不会与链轮齿2a的前端部接触(图7)，仅其外侧齿腹14、14与对应的链轮齿2a、2a接触。

本发明不仅能用于发动机的凸轮轴或平衡轴的驱动，还能广泛且较好地应用于其它任意的用途。

Claims (1)

1.一种无声链传动装置，其特征在于，包括：

环状的无声链，该环状的无声链通过连接销将多个环眼板连接，所述多个环眼板具有一对V字形的环齿；以及

多个链轮，所述多个链轮具有与所述无声链啮合的链轮齿，

所述各链轮具有链轮齿形，该链轮齿形是通过使用齿距、压力角与所述无声链的内侧齿腹通用的齿条形状的滚刀，以所述无声链的进入方向齿距线与所述链轮的中心的距离H满足(D/2)×cos(π/2z)≤H≤(D/2)×cos(π/4z)的切齿移位量进行切齿而得到的，其中，z是所述链轮的齿数，D是所述无声链卷绕落位在所述链轮时的节圆直径，

所述无声链的外侧齿腹包括上下曲线部，该上下曲线部在将所述无声链卷绕落位时与齿数不同的所述链轮的所有链轮齿形接触。

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