CN102753857A

CN102753857A - 降低了啮合冲击的齿形链和链轮驱动系统

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Publication number: CN102753857A
Application number: CN201080040144XA
Authority: CN
Inventors: 达伦·J·斯图尔特; 詹姆斯·D·杨
Original assignee: Cloyes Gear and Products Inc
Current assignee: Cloyes Gear and Products Inc
Priority date: 2010-06-14
Filing date: 2010-10-06
Publication date: 2012-10-24
Anticipated expiration: 2030-10-06
Also published as: CN102753857B; EP2475912B1; JP5756807B2; WO2011032186A1; JP2013527386A; US20110021299A1; EP2475912A1; US8529389B2

Abstract

一种齿形链和链轮驱动系统，通过使用特殊形式的链节片，且优选的是，通过改进链轮齿压力角，而使得初始接触距离IC_D、啮合冲击角Sigma(σ)、链节片进入角Beta(β)以及啮合几何形状的其它方面得以控制和优化，从而减小噪音和振动。该系统可包括第一和第二链轮，第一和第二链轮的压力角可控，从而确保即使两链轮的齿数不同，其初始接触距离IC_D、啮合冲击角Sigma(σ)和链节片进入角Beta(β)的预期值也相等。对于在6.35mm至7.7mm范围内的链节距P，初始接触距离IC0被控制以使得0.49P≤IC0≤0.53P，啮合冲击角Sigma(σ)被控制以使得σ＜34°，且链节片进入角Beta(β)被控制以使得β≤9°。对于某些链和链轮构造，σ＜31°且β≤7°。

Description

降低了啮合冲击的齿形链和链轮驱动系统

相关申请的交叉引用

本申请是2009年9月9日(09/09/2009)提交的序列号为No.12/556,332的美国专利申请的延续，该美国专利申请要求2008年9月9日(09/09/2008)提交的序列号为No.61/095,393的美国临时申请的提交日的优先权及其权益，且这些在先申请的全部公开内容通过参考而清楚地并入本说明书中。

背景技术

齿形链10长期以来在自动化应用中用于在轴之间传递动力和运动，且如图1所示，其通常由交错链节片30的行或排30a、30b等构造成循环链，每个链节片30具有一对齿34，齿34具有外侧侧面37和内侧侧面36，在各个齿之间形成胯部35，并且，每个链节片30具有两个孔32，这些孔在链节排上对齐，从而接收连接销40(例如圆销、摇杆接头等)以可枢转地结合所述排，并且在齿形链与驱动或者从动链轮开始啮合并在链节片的内侧侧面(“内侧侧面结合”)或外侧侧面(“外侧侧面结合”)与链轮齿可驱动地接合时，绕销的中心C提供链10的关节连接。销中心C以链的链节距P隔开。术语“销中心C”是指连续的链节排30a、30b互相相对旋转的轴线，不考虑销40是否包括圆销、摇杆接头或者其它适当的接头。该外侧侧面37为直边(但可以为曲边)，并且其由外部或外侧侧面角ψ限定。该内侧侧面凸起地弯曲，并且具有圆弧段，该圆弧段由中心位于弧线中心79的半径R限定(图3A)。

虽然内侧侧面接合及外侧侧面接合两种啮合方式均被用于汽车发动机定时驱动，但内侧侧面接合更为普遍。还参照图1，当链节排30a、30b沿直线定位时，这种情况通常发生在未被支撑的链跨度(chain span)开始与链轮相啮合时，链节片30的引导(在链运动的方向方面)内侧侧面36因具有向外的突起λ，而相对于位于前面的排30a的相邻链节片30的外侧侧面37有利于内侧侧面的啮合接触。

啮合开始时链与链轮的冲击是链驱动系统中的主要的噪音源，且其发生在链的链节排脱离所述跨度并在接合中与链轮齿相冲击时。啮合现象的复杂动态行为在本领域中是被人熟知的，并且链与链轮的啮合冲击量值受多种因素影响，其中已知多边形效应(被人称为“弦线作用”或“弦线运动”)在链沿着切线接近链轮时在位于链轮上游的“自由”或未被支撑的跨度上引起横向振动。链与链轮齿在啮合过程中相互接合时会产生弦线运动，并且弦线运动能够在与链和链轮相同的平面上且沿垂直于链运行方向上引起链运动。这种不期望的链摆动运动在初始接触点上导致啮合链的链节排与链轮齿之间的速度差，从而导致链与链轮的啮合冲击以及与之相关的链接合噪音级别的加剧。

图2A和2B示出了链轮的弦升高(chordal rise)，其中，弦升高CR通常被限定为，当移动通过角α/2时链的销中心C(或者其它链接头)的垂直位移，其中：

CR＝rp-rc＝rp[1-cos(180°/N)]

并且，其中rc为弦半径或者从链轮中心到长度为P的链轮节距弦线的距离，上述节距弦线同样等于链的节距长度；rp为链轮的理论节距半径，即，节距直径PD的一半；N为链轮齿的数量；并且α等于链轮齿角度或者360°/N。图2A示出了位于第一位置的链销中心C，在该位置，其恰好与链轮相啮合并且其同时与切线TL以及链轮节距直径PD相对齐。如本领域公知的，以及如此处所使用的，切线TL为理论直线路径，啮合链销的中心C沿该路径接近链轮。如此处所示，切线TL位于水平方向，在这种情况下，切线TL在节距直径PD的上止点(top-dead-center)或者12点钟位置与节距直径PD相切，即，切线TL在以下位置与节距直径PD相切：链销的中心被置于节距直径PD的中心且被置于垂直于切线TL的径向参考线的中心位置(如此处所示，当切线水平时，参考线垂直)。图2B示出了在链轮已经旋转过α/2角度后同一销中心C的位置，其中可以看出，随着销中心C围绕链轮的外部(sprocket wrap)继续运动，销中心C横向位移了距离CR，并且销中心的这种垂直位移导致上游链跨度以及其切线TL的相应位移。随着链的销中心C通过弦升高及下降的运动，销中心C的这种横向位移会引起在未被支撑的链跨度上的不被期望的振动。

Horie等人的美国专利NO.6,533,691中描述了一种用于降低不被期望的链的弦线运动的方式。Horie等人的专利公开了一种齿形链，其中每个链节片的内侧侧面具有复合径向轮廓，这种构造意欲使得内侧侧面从与链轮齿的初始啮合接触到完全啮合(弦)位置的运动平滑。Horie等人的链节片结构的初始啮合接触发生在链节顶端的内侧侧面的凸起弓部，并在过渡到前面的链节的外侧侧面的完全啮合接触之前，继续平滑及连续地到达内侧侧面的第二弓部。

在Young等人的所公开的美国专利申请NO.2006/0068959中也揭示了一种能够降低弦线运动的系统，其中链的内侧侧面相对于相邻链节片的各个外侧侧面的突出被限定为链节距P的函数，并且，内侧侧面Lambda(λ)相对于相关外侧侧面的最大突起在0.010xP≤λ≤0.020xP范围之内。Young等人公开了一种链节片，其同样包括用于限制弦线运动的内侧侧面初始啮合接触，但是，在啮合接触过渡到位于前面的链节的外侧侧面完全啮合接触从而完成啮合周期之前，内侧侧面啮合接触在链节片的相同的凸起弓部开始和结束。

在美国专利NO.6,244,983中，Matsuda公开了一种链节片，其中，该链节片的内侧侧面在整个啮合周期中与链轮齿相互啮合接触。尽管Matsuda的链节片的外侧侧面不与链轮齿相接触，但其内侧侧面的啮合几何形状用于限制接合过程中的弦线运动。

上述齿形链的现有技术均具有在啮合过程中有利限制弦线运动的特征。然而，在这些链的链节片设计中，均未充分考虑对于链驱动噪音级别会产生不利影响的另一个重要因素，这种情况同样发生在其它齿形链现有技术中，这个被忽略的因素是链与链轮接合过程中的啮合冲击几何形状。

如图3及更为清楚的图3A所示，现有技术的链10的链节排30c位于与链驱动系统15中的传统链轮50的链轮齿60c的啮合开始位置，其中链驱动系统15包括链10、链轮50以及至少另一个与链10啮合的链轮。通常，只参考每个排30a、30b、30c等的关键位置中可见的个别链节片30，但是本领域技术人员能够理解所讨论的情况可应用到横向于每排的多个链节片30中。将连续的销中心C编号为C1、C2、C3、C4等，从而使其彼此区分。

图中示出了与相应链轮齿60c初始啮合接触的瞬间的链节排30c，即，链的链节片的引导内侧侧面36与链轮齿60c的接合侧面62c之间在位于接合侧面62c上的初始接触位置IC上的初始接触的瞬间。初始接触角Theta(θ)被限定在第一径向参考线L1和第二径向参考线TC之间，其中第一径向参考线起始自链轮的旋转轴并垂直于切线TL延伸，第二径向参考线起始自链轮的旋转轴并延伸通过从属的链轮齿60c的齿心。在链节排30c的初始啮合冲击的瞬间，前面的链节排30b脱离链跨度并进入“悬空状态”，即，链节片30的排30b不与链轮50直接接触而是被悬空在啮合排30c以及前面的排30a之间，前面的排30a与前面的链轮齿60b完全啮合接触。在排30c通过滑动接触而与链轮齿60c的接合侧面62c从其初始啮合接触位置IC到达最终的内侧侧面啮合接触位置IF的关节接合过程中，链节排30b将保持该悬空状态，在这段时间中，排30b完成其啮合周期并过渡到其拖尾外侧侧面37在OF位置与链轮齿60c完全啮合接触的位置(图4和4A中示出了接触位置IF及OF)。图4和4A示出了啮合周期中被称为“同时啮合”的点，其中，排30b和30c同时与链轮齿60c相接触，并且随着链轮旋转的下一个增量，链节排30c会从其内侧侧面啮合接触分离。由于这种分离，链节排30c保持在跨度中，并且其在后续排30d与链轮齿60d的初始啮合冲击IC的开端进入悬空状态。

需要注意的是，在链节排30c(再次参考附图3和3A)初始啮合冲击的瞬间之前，随着排30c朝着与链轮齿60c的啮合冲击IC关节接合，链跨度有效地绕销中心C1旋转。因而，销中心C1被称为“控制销中心”。控制销中心C1为相对于啮合链节排30c的引导销中心C2最近的在前(下游)销中心(控制销中心C1同样是最近的(沿链移动方向)完全啮合链节排30a的拖尾销中心)。这样，限定了以下关系：

-在切线TL和初始接触参考线70之间限定啮合接触角Tau(τ)，并且参考线70穿过控制销中心C1和初始接触位置IC；

-初始接触参考线70在控制销中心C1和初始接触位置IC之间限定了杠杆臂长度L(图3A)；

-在初始接触参考线70与内侧侧面参考线74之间限定链节片进入角Beta(β)，其中参考线74穿过内侧侧面半径R的弧心79以及链轮齿60c的接合侧面62c的初始接触位置IC(内侧侧面参考线74会垂直于渐开线(或者径向弧段或者其它曲面))；

-在切线TL和内侧侧面参考线74之间形成啮合冲击角Sigma(σ)，即，σ＝τ+β。

啮合链节排30c和链轮齿60c在初始接触位置IC的速度差所导致的链与链轮啮合冲击，以及，随着链轮齿在初始啮合冲击的瞬间从链跨度接收啮合链节排30c而产生的相关的冲击能量E，由以下方程决定：

E＝CmL²ω²cos²(90-β)

其中，C为常量，m等于单个啮合链节排30c的质量，L为从控制销中心C1到初始接触位置IC的长度，ω为链轮的角速度，β为链节片啮合进入角。通过降低速度差，能够降低啮合冲击以及相关噪音级别，这可以通过降低啮合进入角β来完成。

此外，冲击能量E的公式仅仅考虑了啮合链节排30c的质量，其并未考虑链张力CT，并且这种链张力会增加最终的啮合冲击能量E以及相关的总噪音级别。所述链张力CT会在啮合开始时作用到链轮齿60c上，并且，等于链节冲击力FL且与链节冲击力FL相对的齿冲击反作用力FS将随着啮合冲击角σ的大小而发生变化，其中：

F_{S} = \frac{F_{H}}{\cos σ}

FH将等于CT，从而满足水平力的总和等于零。图3和图3A示出了这些关系(需要注意，在图3A中，啮合冲击角Sigma(σ)以及其合成角相对于参考线72示出，其中参考线72平行于切线TL并且延伸穿过初始接触位置IC，且与力矢量FH一致)。需要注意的是，链轮齿60c以及其前方(下游)的多个邻近齿共享链张力CT的载荷分布，且最大的反作用力FH在初始啮合接触开始时出现在齿60c的IC位置。作用于齿60c前面的多个齿上的链张力负载的剩余部分并不影响啮合噪音级别，因此在当前改进中并不考虑。作为总结，链节冲击力矢量FL在初始啮合接触过程中作用在啮合冲击位置IC，并且增加了总的啮合冲击能量E以及相关的噪音级别。

如上文所述，图4示出了同时啮合接触，其中，链节排30c的引导内侧侧面36在位置IF接触链轮齿60c的接合侧面62c，并且前面的链节排30b的拖尾外侧侧面37在位置OF接触接合侧面62c。图4A为图4的局部放大图，其同样示出了由于同时啮合接触现象的几何形状导致的力。齿60c从与链节排30c的引导内侧侧面36接触的“仅内侧侧面”，过渡到同时与前面的链节排30b的拖尾外侧侧面37接触的时刻，也可被称为过渡点，并且，该时刻同样限定了齿60c啮合周期的结束，因为链节排30b现在已经完全啮合，且其引导和拖尾销中心C1、C2均位于节距直径PD上。在第一径向参考线L1和标记齿60c齿心的第二径向参考线TC之间限定过渡角

图4和4A分别对应于图3和3A，但是仅涉及过渡现象，其示出：

-在切线TL和过渡接触参考线80之间限定啮合接触角Tau′(τ′)，其中参考线80穿过外侧侧面接触位置OF和控制销中心C1，其中，对于该过渡现象来说，该控制销中心C1为在OF位置过渡到拖尾外侧侧面接触的链节排的引导销中心(或者是销中心C，其在处于同时啮合的链节排之间的界面上紧邻销中心的前面)；

-过渡接触参考线80在控制销中心C1和外侧侧面接触位置OF之间限定杠杆臂的长度L′；

-在过渡接触参考线80与外侧侧面参考线84之间限定链节片过渡角Beta′(β′)，其中参考线84垂直于拖尾外侧侧面37延伸(外侧侧面参照线84也会垂直于链轮齿60c的接合侧面62c的渐开线(或者径向弧段或者其它曲面))；

-在切线TL和外侧侧面参考线84之间限定过渡冲击角Sigma′(σ′)，即，σ′＝τ′+β′。

需要注意的是，图4和4A采用具有上撇号(′)的相应附图标记来表示与图3和3A相对应的特征，且并未对所有特征进行说明。同时，在图4A中，过渡冲击角Sigma′(σ′)及其要素相对于参考线82示出，该参考线82平行于切线TL并且延伸穿过外侧侧面接触位置OF，并与力矢量F′H一致。

与上文所述的、在位置IC的初始啮合冲击及其导致的啮合噪音级别相比，随着链节排30b过渡到与链轮齿60c在位置OF的完全弦啮合接触，第二啮合冲击的强度和相关的噪音等级为较小的数值。首先，过渡冲击角σ′总是小于初始啮合冲击角σ的值。第二，位于OF的外侧侧面接触随着链节排30b从悬空状态过渡到完全啮合状态而发生，并且，与链10和链轮50之间的初始接触相比，完全啮合状态被认为对于冲击力来说并不那么重要，其中，在所述初始接触中，链节排从链跨度被接收以在啮合的开端与链轮齿60冲击。此外，噪音和振动测试已经示出，与在位置IC的内侧侧面36的初始啮合冲击相比，外侧侧面37在位置OF的过渡啮合冲击对于啮合噪音级别的总量影响较小。

链轮50为常规设计，并且每个齿60(即，60a、60b、60c等)绕径向齿心TC相对称地形成，从而具有在啮合过程中与链10进行初始接触的接合侧面62(即，62a、62b、62c等)以及匹配的脱离侧面64(即64a、64b、64c等)。多个齿心TC将每个齿60二等分，并且这些齿心以齿角α＝360°/N的度数(°)平均间隔。接合齿侧面62(和脱离侧面64)的渐开线形状是从基圆生成的，且基圆由以下公式确定：

基圆＝PD×COS(PA)，其中

PD＝链轮节距直径，PA＝齿压力角。

此外，由以下公式确定节距直径PD本身：

PD＝P/SIN(180/N)，其中

P＝节距，N＝链轮中齿的数量。

渐开线齿形状可由径向齿形状近似，并且径向齿形状的压力角PA可以被类似地确定。无论如何，通常已知的是，与具有较大压力角的接合侧面相比，具有较小压力角的接合侧面62更陡(接近于从链轮的旋转轴起始的径向线)。这样，在初始接触位置IC与接合侧面62相切的参考线会在其本身与径向参考线之间限定出一个角，该径向参考线位于接合侧面和紧接着的下游(引导)脱离侧面64之间，并且，该角在压力角减小时变小且在压力角增加时变大。现有系统并未实质性地改变现有的链轮齿压力角，以使链节片30的设计最优化，从而使链节冲击力FL和相关的冲击能量E最小化。下面的表1中示出了惯用链轮压力角的度数(°)，并且链轮50与这些常规设计相一致(所有齿60具有相同的压力角PA)：

表1

链轮齿数(N)	常规压力角
		＜19	33°
19-25	31.5°
		26-60	30°

发明内容

根据本发明的一方面，涉及一种链和链轮驱动系统，其包括多个齿的链轮，其中每个齿包括接合侧面和脱离侧面，且齿形链与该链轮相啮合。所述齿形链包括多个链节排，每个所述链节排绕着引导销中心相对于前面的链节排关节连接并且每个所述链节排绕着拖尾销中心相对于后续链节排关节连接。所述引导和拖尾销中心互相间隔链节距P。每个所述排包括引导内侧侧面和拖尾外侧侧面，其中，所述引导内侧侧面相对于位于前面的排的拖尾外侧侧面的工作部分向外突出，并且包括内侧侧面半径R。所述链沿切线接近所述链轮，并且在初始啮合接触的瞬间，每个链轮齿的所述接合侧面与所述链在位于所述链的啮合排的引导内侧侧面上的初始接触位置进行初始啮合接触。在所述初始啮合接触瞬间，所述啮合排的紧前面的链排包括位于链轮节距直径上的引导销中心，从而将该引导销中心作为控制销中心。对于与所述链轮完全啮合的所述链的每个排，每个排的引导和拖尾销中心位于所述节距直径PD上，并且其拖尾外侧侧面与所述接合侧面之一相接触。在切线TL和初始接触参考线之间限定啮合接触角Tau(τ)，所述初始接触参考线穿过控制销中心和初始接触位置。在所述初始接触参考线和内侧侧面参考线之间限定链节片进入角Beta(β)，所述内侧侧面参考线穿过所述内侧侧面半径的弧心以及初始接触位置。在切线TL和内侧侧面参考线之间限定啮合冲击角Sigma(σ)，从而使σ＝τ+β，并且σ≤34°。初始接触位置与销中心参考线间隔开初始接触距离IC_D，所述销中心参考线在啮合链节排的引导和拖尾销中心间延伸，其中0.49P≤IC_D≤0.53P。

根据本发明的改进的另一方面，一种链和链轮驱动系统包括具有第一多个齿的第一链轮和具有第二多个齿的第二链轮，其中，第一和第二链轮具有不相同的齿数。齿形链与所述第一和第二链轮相啮合，并包括多个链节排，其中每个所述链节排绕着引导销中心相对于前面的链节排关节连接且绕着拖尾销中心相对于后续链节排关节连接，其中，所述引导和拖尾销中心相互间隔链节距P。每个所述排包括引导内侧侧面和拖尾外侧侧面，其中，所述引导内侧侧面相对于位于前面的排的拖尾外侧侧面的工作部分向外突出，并且包括内侧侧面半径R。对第一和第二链轮，所述链沿切线接近所述链轮，并且在初始啮合接触的瞬间，每个链轮齿的所述接合侧面与所述链在位于所述链的啮合排的引导内侧侧面上的初始接触位置进行初始啮合接触。在所述初始啮合接触瞬间，所述啮合排的紧前面的链排包括位于链轮节距直径上的引导销中心，从而将引导销中心作为控制销中心。对于与所述链轮完全啮合的所述链的每个排，每个排的引导和拖尾销中心位于所述节距直径PD上，并且每个排的拖尾外侧侧面与所述接合侧面之一相接触。在切线TL和初始接触参考线之间限定啮合接触角Tau(τ)，所述初始接触参考线穿过控制销中心和初始接触位置。在所述初始接触参考线和内侧侧面参考线之间限定链节片进入角Beta(β)，所述内侧侧面参考线穿过所述内侧侧面半径的弧心以及初始接触位置。在切线和内侧侧面参考线之间限定啮合冲击角Sigma(σ)，从而使σ＝τ+β。由第一链轮和链限定的啮合冲击角Sigma(σ)等于由第二链轮和链限定的啮合冲击角Sigma(σ)。

附图说明

本发明包括多个部件及部件的多种布置方式，附图中示出了其优选实施方式，其中：

图1示出了已知齿形链的第一及第二链节排，其将导向片去除以显示下面的链节片；

图2A和2B示出了链轮的弦升高；

图3示出了图1中的链，其中链节排处于与链驱动系统中的已知链轮的链轮齿的啮合开端；

图3A是图3的放大部分；

图4示出了图3的系统，其中链的两个连续链节排同时与链轮齿啮合接触；

图4A为图4的放大的局部视图，其中将关键位置的链节片去除以更为清晰地示出同时啮合接触；

图5示出了根据本发明第一实施例形成的齿形链的第一及第二链节排，其中将导向片去除以显示下面的链节片；

图5A为图5中细节区域5A的极大放大图；

图5B示出了包括导向片的、图5所示的链的多链节排的等比例图；

图5C示出了图5中详细区域5A，并且其示出了位于链上的多个位置，这些位置在啮合周期中与链轮齿的接合侧面相接触；

图6示出了图5中的链，其中链节排处于与图3示出的已知链轮的链轮齿的啮合开端；

图6A示出了图6的放大部分；

图7示出了图6的系统，其中链的两个连续链节排同时与链轮齿啮合接触；

图7A为图7的放大的局部视图，其中将关键位置的链节片去除以更为清晰地示出同时啮合接触；

图8与图6A相似，但示出了在与根据本发明可替换实施例形成的链轮齿开始啮合时的图5的链，其中链轮齿压力角相对于图6的常规链轮可调节；

图9示出了根据本发明的第二实施例形成的齿形链的第一及第二链节排，其中将导向片去除以显示下面的链节片；

图9A为图9中细节区域9A的极大放大图；

图9B示出了包括导向片的、图9所示的链的多链节排的等比例图；

图9C示出了图9的细节区域9A，并且示出了位于链上的多个位置，这些位置在整个啮合周期中与链轮齿的接合侧面相接触；

图10示出了在与链轮齿开始啮合时的图9的链，其中，根据本发明的另一方面，齿侧面被限定为具有降低了的压力角；

图10A为图10示出的链轮齿的极大放大图，其中同时以虚线的形式重叠示出了图3的常规链轮齿；

图11是图10的放大部分，并且示出了图9中的链，其中链节排处于与链轮齿的啮合开端；

图11A示出了图11的放大部分；

图12示出了图11的系统，其中链的两个连续链节排同时与链轮齿啮合接触；

图12A为图12的放大的局部视图，其中为了清楚将关键位置的链节片去除，以更为清晰地示出同时啮合接触；

图13示出了根据本发明的改进的齿形链驱动系统。

具体实施方式

图5为根据本发明形成的内侧侧面接合的齿形链110的第一和第二排的放大示意图(未示出链的导向片)，其示出了优选的内侧侧面突起Lambda(λ)以及外侧侧面轮廓。图5A为图5中细节区域5A的放大图，其示出了位于链节齿顶端139附近的、相对于外侧侧斜面138的内侧侧面突起λT。图5B为包括根据本发明的、图5所示的链节片的一段链的等比例图，从而形成齿形链110。

链110包括交错穿插的内侧链节或链节片130的行或排130a、130b及130c等，其中每一个均包括具有外侧侧面137及内侧侧面136的一对齿134，并且，在齿134的内侧侧面136之间形成了胯部135。齿134具有各自的尖端或顶端139。每个链节片130具有两个孔132，孔在链节排中相互对齐以接收连接销140(如圆销、摇杆接头等)，以可枢转地结合所述排并且在齿形链与链轮(例如常规链轮50)开始啮合并在齿形链的内侧侧面136(“内侧侧面接合”)与链轮齿可驱动地接合时绕销中心C提供链的关节联接。销中心C彼此间相隔链节距长度或者链节节距P。术语“销”本文是指圆销或摇杆接头或者其它任何螺栓或销钉类结构，其被插入链110或本文出现的其它链的对齐孔12中，以与相邻链节排130a、130b、130c等枢转地连接，以可枢转地连接上述排。相应的，术语“销中心C”本文是指连续的链节排130a、130b、130c互相相对旋转的轴，不管销140是否包括圆销、摇杆接头或者其它适当接合件。第一和第二导向片120(图5B)在侧面与其它各个链节排相接(被称为“导向排”)，并且用于使链110与链轮对准，但是其不与链轮齿相啮合(为了显示下面的链节片130，在多数图中并未示出导向片120)。在多个链节排被定位在一条直线上且所有销中心C沿切线TL相互对齐时，这种情况通常为处于与如链轮50的链轮相啮合的开端的未被支撑的链跨度，每个链节排130a、130b及130c的引导(沿链移动方向)内侧侧面136相对于前面的链节排130a、130b及130c的拖尾外侧侧面137向外突出一定的突出量λ。如上面背景技术所述，切线TL为理论直线路径，啮合链销的中心沿该路径接近链轮。如这里所示，切线TL被定位在水平方向，在这种情况下，切线TL在节距直径PD的上止点(top-dead-center)或者12点位置与节距直径PD相切，即，切线TL在以下位置与节距直径PD相切，链销的中心被置于节距直径PD的中心且被置于垂直于切线TL的径向参考线的中心位置(如此处所示，当切线水平时，参考线垂直)。

每个链节片130彼此相同，并且沿一垂直平面对称，该平面垂直设置于销中心C之间的链节片130中部。外侧侧面137为直边(但可以是曲线)，并且对于第一实施例，外部或外侧侧面角Psi(ψ)为30°＜ψ≤30.5°，其中ψ被限定在第一参考线W1和第二参考线W2之间，其中，第一参考线W1与连接销中心C的参考线P_R相垂直，第二参考线W2与外侧侧面137相重合。内侧侧面136具有凸出的弓形，并且，内侧侧面优选地相对于邻近链节排的外侧侧面向外突出一定突出量Lambda(λ)，从而满足关系0.007P≤λ≤0.017P，其中，P等于链的节距长度。形成内侧侧面136以满足以下不等式。

P≤R＜2P

其中，R为内侧侧面136的曲率半径，P为链的节距长度。每个内侧侧面136由径向弧段确定且其从胯部135延伸到顶部139，其中所述弧段由中心位于弧中心179(附图6A)的半径R确定。外侧侧面137在邻近顶部139的位置包括具有任意期望角度的斜面138。在开始啮合时，斜面138能够保证用于引导内侧侧面136的初始啮合接触区域190(见图5A)总会从前面的链节片130的拖尾外侧侧面137向外突出一定量λ_T＞λ，特别是当内侧侧面突出Lambda(λ)在其较低制造限度的时候。如图所示，斜面138是平坦的并且在其自身和外侧侧面137的剩余部分的平面之间限定出倒角133。Lambda(λ)的较小数值能够有利地提供较小的角Beta(β)。值得注意的是，Lambda(λ)相对于当链110被拉直时外侧侧面137的直的“接触的”或“工作的”部分测量。当其中所有销中心C位于一条线上时，链的第一和第二连续排被视为拉直。对所有将和链110啮合的链轮齿数而言，外侧侧面137的工作部分是其外侧侧面接触位置OF位于的区域(参见图7和7A)。斜面138被认为是外侧侧面137的“非接触”或“非工作”部分，因为其不与将和链110啮合的任何链轮齿数的链轮齿接触。包括不需要为平面的斜面138，其确保至少相邻链节排的引导内侧侧面136上需要与链轮50发生初始接触IC的部分(参见图6和6A)，相对于前面的或下游的链节排，总是向外凸出足够的距离，该距离在任何制造公差的情况下都能如本文描述的，确保引导内侧侧面136与链轮发生初始接触。

链110会与一个如图6和6A所示的常规链轮50以及至少另一个齿数相同或不同的常规链轮50相互啮合，从而限定链驱动系统115。在图6和6A中，链的链节排130c处于与链轮50的链轮齿60c的啮合的开端(通常仅对位于各个排130a、130b及130c等中可见的单独链节片130进行说明，但是，本领域技术人员可以理解，每个排均包括横向于每个排布置的多个链节片130)。连续的销中心被计数为C1、C2、C3及C4等，从而将其彼此区分。示出了排130c与相应链轮齿60c的初始啮合接触的瞬间，即，链的链节片内侧侧面136与链轮齿60c的接合侧面62c之间、在位于接合侧面62c上的初始接触位置IC的初始接触的瞬间。在第一径向参考线L1和第二径向参考线TC之间限定初始接触角Theta(θ)，其中，第一径向参考线从链轮的旋转轴起始并垂直于切线TL延伸，第二径向参考线TC从链轮的旋转轴起始并延伸穿过目标链轮齿60c的齿心。在前的链轮齿60b的啮合周期已经完成，链节排130b的引导销中心C1(同样为链节排130a的拖尾销中心C)位于节距直径PD上，其受制于链节排130a的拖尾外侧侧面137与位置OF处的链轮齿60b的接合侧面62b之间的接触。链节排130b处于前述的“悬空状态”，其引导内侧侧面136及拖尾外侧侧面137均不直接接触链轮50。销中心C1被视为“控制销中心”，因为其是相对于啮合链节排130c的引导销中心C2的、最接近的(沿链运行方向)前面或下游销中心C(控制销中心C1同样为最接近的(沿链运行方向)、完全啮合的链节排130a的拖尾销中心)。这样，能够形成以下关系：

-在切线TL和初始接触参考线170之间限定啮合接触角Tau(τ)，其中参考线170穿过控制销中心C1和初始接触位置IC；

-初始接触参考线170限定位于控制销中心C1和初始接触位置IC之间的L长度的杠杆臂；

-在初始接触参考线170与内侧侧面参考线174之间限定链节片进入角Beta(β)，其中参考线174穿过内侧侧面半径R的弧心179以及初始接触位置IC(内侧侧面参照线174会垂直于链轮齿60c的接合侧面62c的渐开曲线(或者径向弧段或者其它曲面))；

-在切线TL和内侧侧面参考线174之间限定啮合冲击角Sigma(σ)，即，σ＝τ+β。

在图6A中，相对于参考线172示出啮合冲击角Sigma(σ)及其要素，其中，参考线172平行于切线TL并且延伸穿过初始接触位置IC，与力矢量FH相一致。如图6和6A所示，不同于图1和3中的现有链10，对链110的链节片130的形状进行设计以优化位于初始接触位置IC的初始啮合冲击几何形状，从而降低链冲击力FL和导致的冲击能量E，其中，该初始接触位置IC随着链轮齿60c从链跨度接收链节排130c而在链轮齿60c和链节排130c之间产生于链节片130的引导内侧侧面136上。这样，链节片130的形状降低了与链-链轮啮合现象相关的噪音及振动级别。下面进一步的说明与图7和7A相关，改进形式的链节片130同样导致对于到达完全弦啮合接触OF的后续过渡的啮合接触几何构造的优化，其中，该完全弦啮合接触OF位于前面的链节排130b的拖尾外侧侧面137上，从而完成同一齿的完全啮合过程。

为了根据本发明的改进设计链节片130，链节片130c的内侧侧面136被确定为与链轮齿60c的预期初始接触位置IC的函数，并且，这种设计优选地设置在接近或具有可以用于链110(对系统115而言，齿数改变，初始接触位置IC也会发生改变)中的链轮族(齿数的范围)中的最少齿数的链轮尺寸(齿数)。外侧侧面137在之前已经被确定，然而，由于最接近的完全啮合链节排(在这种情况下为链节排130a)的拖尾外侧侧面137用于将啮合链节排130b、130c定位，因而，链节片130的内侧侧面136的轮廓能够在其初始啮合冲击(初始接触)IC旋转位置被设立。

如上文所述，如图6和6A所示的啮合冲击角α由下述等式确定：

σ＝τ+β

其中τ为链节片啮合接触角，β为在啮合冲击开始时的链节片进入角。齿冲击反作用力FS随着用于恒定链张力CT的啮合冲击角σ的大小发生变化，因而在设立内侧侧面136的形式时使啮合冲击角σ尽可能小是有益的。

仍然参照附图6A，选择控制销中心C1的旋转位置以及啮合接触角τ，从而将初始接触位置IC布置在位于内侧侧面136上的预期区域内，这会最大地满足啮合几何结构以及链节片的装载。如图5C所示，对于节距P＝7.7毫米(mm)的所示链以及限定有与之相配合的弦节距的链轮50而言，位于内侧侧面136的初始接触位置IC与销中心C的参考线P_R之间垂直测量时相隔预期的初始接触距离IC_D，其中，销中心参考线P_R在链节片的销中心C(图6和6A中的销中心C2、C3)之间延伸。通过选择与链110配合使用的链轮50的族(齿数范围)内的最小齿数，或接近最小齿数的链轮齿数，确定出预期的初始接触距离IC_D。给定链节片的最佳初始接触距离IC_D是链节片130的设计函数，尤其是此处所述的内侧侧面136。同样，对常规链轮50而言，随着链轮50齿数的变化，IC_D也会发生变化。

当根据本发明设计齿形链时，为了控制啮合冲击角Sigma(σ)及其要素以减小噪音和振动，在将和链110啮合的链轮50的所有齿数上运用下面的关系式被认为是有利的：

0.49P≤IC_D≤0.53P

因此，对于包括链节距P＝7.7mm的链轮50和链的系统115而言，IC_D必须在3.773mm至4.081mm的范围内。对于包括链节距P＝6.35mm的链轮50和链的系统115而言，IC_D必须在3.112mm至3.366mm的范围内。在其它情况下，链节距P可选自7.7mm和6.35mm之间的一个值，接触距离IC_D的大小在满足等式0.49P≤IC_D≤0.53P的条件下相应发生变化。

如图6A所示，参考线176与链轮齿接合侧面62C以及链节片内侧侧面136在初始接触位置IC相切。内侧侧面参考线174因此垂直于参考线176，并且因而会在初始接触位置IC垂直于齿侧面62C的渐开线面。参考线178垂直于初始接触参考线170。这符合链节片进入角Beta(β)的大小会成为对啮合接触角τ进行选择的产物。控制销中心C1的旋转位置以及对啮合接触角τ的选择有效地限定了链节片的进入角β，并且因而同样限定了啮合冲击角σ。如图6A中图示的，随着啮合冲击角σ的减小，啮合冲击反作用力FS变成了较小数值。因此，当限定链节片130的轮廓时，期望为销中心C1旋转(即，控制销中心C1的旋转位置)以及啮合接触角τ选择数值，从而满足以下关系：

在初始啮合冲击IC处σ＝(τ+β)≤34°，其中

β≤9°

与现有系统相比(如背景技术所述)，在初始啮合冲击IC处σ＝(τ+β)≤34°并且β≤9°的系统会使链冲击力FL及其导致的冲击能量E减小。

图7和7A分别对应于图4和图4A，其中图7和7A示出了链110的同时啮合接触。这样，图7类似于图6，但是其示出了链轮50在啮合周期中进一步旋转，一直到位于前面的链节排130b的拖尾外侧侧面137与链轮齿60c的接合侧面62c在外侧侧面接触位置OF相互接触的瞬间，并且，链节排130c的引导内侧侧面136同样在位置IF与接合侧面62c相接触。如上文所述，齿60c从仅接触链节排130C的引导内侧侧面136的内侧侧面过渡到与前面的链节排130b的拖尾外侧侧面137在外侧侧面接触点OF接触的外侧侧面时刻被称为过渡点，并且，其同样限定了齿60c的啮合周期的结束，因为链节排130b已经完全啮合，其引导和拖尾销中心C1、C2都位于节距直径PD上。在第一径向参考线L1和穿过齿60c的齿心的第二径向参考线TC之间限定过渡角

图7A为图7的放大的局部视图，其示出：

-在切线TL和过渡接触参考线180之间限定过渡接触角Tau′(τ′)，其中参考线180穿过外侧侧面接触位置OF和控制销中心C1，其中，该控制销中心C1对于该过渡现象而言，为在OF位置过渡到拖尾外侧侧面接触的链节排的引导销中心；

-过渡接触参考线180在控制销中心C1和外侧侧面接触位置OF之间限定长度L′杠杆臂；

-在过渡接触参考线180与外侧侧面参考线184之间限定链节片过渡角Beta′(β′)，其中参考线184垂直于拖尾外侧侧面137延伸(外侧侧面参照线184会垂直于链轮齿60c的接合侧面62c的渐开线(或者径向弧段或者其它曲面))；

-在切线TL和外侧侧面参考线184之间限定过渡冲击角Sigma′(σ′)，其中，σ′＝τ′+β′。

由此产生的链节片过渡角Beta′(β′)以及过度冲击角Sigma′(σ′)会决定位于OF位置的拖尾外侧侧面137的过渡冲击的冲击力F′_L以及所产生的冲击能量E。需要注意的是，采用具有上撇号(′)的相应附图标记来表示图7和7A中与图6和6A相对应的特征，且并未对所有特征进行说明。同时，在图7中，过渡冲击角Sigma′(σ′)及其要素相对于参考线182示出，该参考线182平行于切线TL并且延伸穿过外侧侧面接触位置OF，与力矢量F′H一致。与上文所述的、位于位置IC的引导内侧侧面136的初始啮合冲击相比，位于位置OF的、拖尾外侧侧面137的过度冲击被认为对于噪音和振动来说并不那么重要，但是，我们认为对于过渡冲击角Sigma′(σ′)及其要素的控制，即，对于链节片过渡角Beta′(β′)以及过渡接触角Tau′(τ′)的控制，对于进一步最小化系统115中的噪音和振动来说是需要的。

当链110必须与常规链轮相啮合时，如与具有表1中所示的常规压力角的齿的链轮50相啮合时，控制和优化啮合冲击角σ和过渡冲击角σ′的能力是受限的。根据本发明的可选的实施例，通过将系统115中的至少一个常规链轮50替换为改进后的链轮150，链110和常规链轮50相啮合产生的噪音和振动能被进一步减小，替换后的系统被限定为系统115′，如图8所示。图8示出链110的链节排130c处于与链轮150的接合侧面162c的啮合开端。尽管未在图8中示出，与链轮150完全啮合了的链110的链节排130，其拖尾外侧侧面137与各自的接合侧面162在外侧侧面接触位置OF相接触，如上有关图7A所述，即，系统115′发生的从内侧侧面接触IF到外侧侧面接触OF的过渡与系统115相同。如上，链110限定为具有链节距P≤7.7mm的链节距，且改进的链轮150限定为具有用于啮合的相对应的节距。因而，链110和与之啮合的改进的链轮150限定出系统115′，且至少另一链轮具有相同或不同的齿数，该另一链轮可为常规链轮50或另一改进的链轮150。改进的链轮150用大100的附图标记来标识与常规链轮50相对应的特征。改进的链轮150的齿160根据每个链轮齿数N限定了不同的压力角PA(参见表3)，除此以外，改进的链轮150和常规链轮50相同。链轮齿160压力角PA的范围在表2中示出。

表2

节距范围：6.35mm到7.7mm

链轮齿数(N)	链轮150
		N的所有值	29°≤PA≤31°

系统115′的设计意图在于，获得上述特定范围0.49P≤IC_D≤0.53P中的预期的特定初始接触距离IC_D，预期的特定啮合冲击角Sigma(σ)≤33°，以及预期的特定链节片进入角Beta(β)≤9°，以减小噪音和振动。尤其是，采用在节距P给定的情况下，齿压力角PA随着每个齿数N而变化的链轮150，设计下述一个系统115′是可能的，在选自范围6.35mm到7.7mm的链节距P给定的情况下，其IC_D，Sigma(σ)和Beta(β)相对于链轮150族的所有齿数保持不变，其中链轮150与系统115′中的链110配合使用，并且同时满足下面的关系式：

0.49P≤IC_D≤0.53P

Sigma(σ)≤33°

Beta(β)≤9°

这样，系统115中链轮齿60的压力角PA是常规的且有固定值(参见表1)，与其不同的是，系统115′允许实现预期的或优化的啮合形状，通过使用链轮150(及其改进的压力角PA)和链110，在不能改变一个或更多链轮的链轮齿形式的系统中还包括至少一个常规链轮50。表3提供了多个系统115′的例子，其链节距P在范围6.35mm到7.7mm内取变化的值。可以发现，在链节距P给定的情况下，链轮齿160的压力角PA与齿数N的变化成反比，为了保持IC_D不变，Sigma(σ)和Beta(β)在系统115′要求的限制内保持不变。链节距P的值只是示例，可以设想链节距P取其它的值，其同样落入本发明的范围和意图内：

表3

系统115′-链轮150

在系统115′同样包括与链110相啮合的常规链轮50的情况下，链110和常规链轮50的啮合动力学与前面图6-7A相应示出的系统115相同，同时，系统115′中链110和改进的链轮150相啮合的部分的啮合动力学将参见附图8所示。

参见本发明另一可选的实施例，链110被如图9、9A、9B、9C示出的改进的链210所替换，图10示出了根据本发明另一可选的实施例中的新的、改进的链轮250，链210被限定为与链轮250相啮合形成系统215。链和链轮驱动系统215限定为链210与链轮250、以及至少另一依据链轮250的结构(齿数相同或不同)的链轮相啮合。链210的链节距P可以在6.35mm到7.7mm内变化，且链轮250的节距改变以配合链210。

例外情况描述如下，图9、9A、9B、9C示出的链210与链110相同，且相同的部件采用比链110中使用的大100的附图标记来描述。链210的内侧侧面236具有凸出的弓形，并且，内侧侧面优选地相对于邻近链节排的外侧侧面237向外突出一定突出量Lambda(λ)，从而满足关系0.007P≤λ≤0.017P，其中，P等于链的节距长度。形成内侧侧面236以满足以下不等式。

P≤R＜2P

其中，R为内侧侧面236的曲率半径，P为链节距长度。每个内侧侧面236由径向弧段限定且其从胯部235延伸到顶部239，其中所述弧段由中心位于弧中心279(附图11A)的半径R确定。

同样的，除了在此描述的例外情况外，链轮250与链轮50相同，且相同的部件采用比链轮50中使用的大200的附图标记来描述。链轮250包括齿260(260a、260b、260c等)，齿260限定有比表1示出的、用于常规链轮50的常规压力角小的压力角PA，且该压力角PA同样小于表2示出的、链轮150的可调压力角PA，其结果是与链轮50、150的各自的接合侧面62、162相比，接合侧面262(262a、262b、262c等)具有增大的倾斜度。链轮250的压力角范围在表4中示出：

表4

节距范围：6.35mm到7.7mm

链轮齿数(N)	链轮250
		N的所有值	26°≤PA≤29°

图10A周实线示出链轮250的齿260c，包括相对于齿心TC对称限定的接合侧面262c和脱离侧面264c。常规链轮50的齿60c以虚线的形式重叠示出。可以发现，相较于常规压力角限定出的齿侧62c、64c，较小的压力角限定出的齿侧262c、264c更加倾斜。参考线76和176分别在初始接触位置IC₁₀、IC₁₁₀和接触侧面62c相切，其中初始接触位置IC₁₀表示链10的初始接触位置，初始接触位置IC₁₁₀表示链110的初始接触位置。参考线276在初始接触位置IC₂₁₀与接触侧面262c相切，且链210的啮合链节排230的引导内侧侧面236与接合侧面262c在位置IC₂₁₀开始啮合接触。参考线276与齿心参考线TC形成的角小于参考线176与齿心参考线TC形成的角，而这正是啮合侧面262c具有较小的压力角的结果。

除了用链210和链轮250替代示出链110和链轮50之外，图11和11A分别对应图6和6A，图12和12A分别对应图7和7A，。正因这样，此处并未对图11、11A、12、12A作进一步描述，只关注通过减小链轮齿的压力角PA并相应的减小外侧侧面角ψ，链210与链轮250相啮合的啮合冲击角Sigma(σ)和过渡冲击角Sigma′(σ′)均得到预期的减小，上述减小相对于链110与常规链轮50或改进的链轮150相啮合的啮合冲击角Sigma(σ)和过渡冲击角Sigma′(σ′)而言。相应的，相较于使用常规链轮50的系统115和使用改进的链轮150的系统115′，冲击能量E和齿冲击反作用力得到进一步的减小。

尤其是，对于具有改进的压力角的链轮250而言，为获得额外的噪音和振动的改进，啮合冲击角σ可被控制如下：

σ＝τ+β≤31°(对内侧侧面初始啮合接触IC)

其中，β≤7°。在这种情况下，外侧侧面角ψ必须同样被减小如下：

ψ≤27°

以使得链210能和链轮250恰当的啮合。这将导致过渡冲击角的减小σ′＝τ′+β′≤26°(对于过渡到外侧侧面完全啮合接触OF)且其中β′≤8.5°。因此，通过上述的和将在接下来被进一步描述的、对链节片形式(链节片230)和链轮齿压力角PA(链轮齿260)同时进行的进一步改进，系统215(相较于系统115、115)的IC_D、Sigma(σ)和Beta(β)方面的预期的或优化的啮合几何形状得以实现。

接下来的表5提供了上述系统15、115、115′和215产生的啮合冲击角Sigma(σ)和链节片进入角Beta(β)的附加数据：

表5

节距范围：6.35mm到7.7mm

再次参见图9C，示出了链210的放大图，包括链节排的引导内侧侧面236以及前面的链节排的拖尾外侧侧面237。为了使链210与链轮250相啮合，初始接触位置IC将位于引导内侧侧面236上，与销中心参考线P_R之间相隔一定距离IC_D，且该距离是垂直于销中心参考线P_R测量的，其中，销中心参考线P_R在链节片230的销中心C之间延伸。假设链210被设计为与齿数N在最小齿数和最大齿数之间的试图与链210啮合的链轮族250相啮合，外侧侧面接触位置OF以及内侧侧面过渡接触位置IF将根据链轮齿数N以及压力角变化。

下面的表6示出了系统215的示例，其中链轮齿数N从19至50不等，链轮弦节距和链节距P＝7.7mm，λ＝0.075，并且满足上述对于Beta(β)和Sigma(σ)的需要：

表6

P＝7.7mm；λ＝0.075

本领域技术人员将意识到，如上文所述，在将初始接触位置IC设定到位于内侧侧面236上的优选位置(由距离IC_D限定)时，在IT链系统215中改变链轮齿压力角PA能够使Beta(β)和Sigma(σ)最优化(β≤7°；σ≤31°)，来降低冲击能量E。如上所述，设计链210时，IC_D被规定在0.49P≤IC_D≤0.53P范围内。同样，如上述表6示出的，对于给定的链节距P，齿数N在最小齿数到最大齿数的范围内变化时，通过改变链轮250的压力角PA来确保啮合冲击角Sigma(σ)和链节片进入角Beta(β)保持不变。

表7和表6相似，值得注意的是，两表中的链210使用了相同的链节片230，但链轮250的压力角PA略有改变，用以将Sigma(σ)、Beta(β)和IC_D保持在上述范围内的同时使其值发生改变。另外，表7示出了具有不同链节距P的系统215的多个例子，其中链节距P在7.7mm到6.35mm的范围内变化。可以发现，对于每一个节距P，为了使IC_D、Sigma(σ)和Beta(β)保持不变且符合系统215的限制要求，当齿数N在节距P的最小齿数和最大齿数的范围内变化时，链轮齿260的压力角PA与齿数N的变化成反比。链节距P的值只是示例，可以设想链节距P取其它的值，其同样落入本发明的范围和意图内：

表7

系统215-链轮250

图13示出根据本发明形成的齿形链系统A，其将一些导向片去除以显示下面的链节片。系统A包括第一链轮B、第二链轮C和与上述两链轮相啮合的齿形链D，用以将转矩从链轮B、C中的一个传递到另一个。如图所示，链轮B是例如曲柄链轮的驱动链轮，链轮C是例如凸轮轴链轮的从动链轮或其它的从动链轮。如图所示，链轮B具有齿数N且链轮C具有齿数2N，但上述两齿数可相等或以其它方式不相等。下面的表8总结了根据本发明可能的结合形式：

表8

值得注意的是，在链轮B和链轮C均为链轮150(表8，第4排，系统115′)或链轮B和链轮C均为链轮250(表8，第5排，系统215)的系统A中，在系统115′、215可能的整个齿数范围内，链和链轮之间限定出的啮合冲击角Sigma(σ)以及链节片进入角Beta(β)对于链轮B、C而言是相等的，即使两链轮的齿数不同。这样确保了当两链轮B、C均为链轮150或链轮250时，其啮合冲击角Sigma(σ)以及链节片进入角Beta(β)是优化的和可控的。

参考优选实施例对改进进行了描述。本领域的技术人员将意识到对于优选实施例的多种修改及改变是可能的。无论从字面上还是根据同等原则，所公开的优选实施例未试图限制下面的权利要求书的被解释为尽可能广泛的范围。

Claims

1.一种链和链轮驱动系统，包括：

包括多个齿的链轮，其中每个齿包括接合侧面和脱离侧面；

与所述链轮相啮合的齿形链，所述齿形链包括多个链节排，每个所述链节排绕着引导销中心相对于前面的链节排关节连接，并且每个所述链节排绕着拖尾销中心相对于后续链节排关节连接，其中，所述引导和拖尾销中心互相间隔链节距P，每个所述排包括引导内侧侧面和拖尾外侧侧面，其中：

每个排的所述引导内侧侧面相对于前面的排的拖尾外侧侧面的工作部分向外突出，并且包括内侧侧面半径R；

所述链沿切线接近所述链轮，并且在初始啮合接触的瞬间，每个链轮齿的所述接合侧面与所述链在位于所述链的啮合排的所述引导内侧侧面上的初始接触位置进行初始啮合接触；

在所述初始啮合接触的瞬间，所述啮合排的紧前面的链排包括位于链轮节距直径上的引导销中心，从而将该引导销中心作为控制销中心；

对于与所述链轮完全啮合的所述链的每个排，每个排的引导和拖尾销中心位于所述节距直径PD上，并且每个排的拖尾外侧侧面与所述接合侧面之一相接触；

在所述切线TL和初始接触参考线之间限定啮合接触角Tau(τ)，所述初始接触参考线穿过所述控制销中心和所述初始接触位置；

在所述初始接触参考线和内侧侧面参考线之间限定链节片进入角Beta(β)，所述内侧侧面参考线穿过所述内侧侧面半径的弧心以及所述初始接触位置；

在所述切线和所述内侧侧面参考线之间限定啮合冲击角Sigma(σ)，从而使σ＝τ+β，并且σ≤34°；

所述初始接触位置与销中心参考线间隔初始接触距离IC_D，所述销中心参考线在啮合链节排的引导和拖尾销中心之间延伸，其中0.49P≤IC_D≤0.53P。

2.根据权利要求1所述的链和链轮驱动系统，其中Beta(β)小于或等于9°。

3.根据权利要求1所述的链和链轮驱动系统，其中每个排的所述引导内侧侧面相对于前面的排的拖尾外侧侧面的工作部分向外突出最大突出量Lambda(λ)，从而0.007P≤λ≤0.017P。

4.根据权利要求3所述的链和链轮驱动系统，其中所述侧面半径具有被限定为P≤R＜2P的值。

5.根据权利要求4所述的链和链轮驱动系统，其中所述链的每个所述内侧链节限定外部侧面角ψ≤30.5°，其中，所述外部侧面角ψ被限定在第一参考线和第二参考线之间，所述第一参考线包括所述拖尾销中心且垂直于所述切线，所述第二参考线与所述拖尾外侧侧面相一致。

6.根据权利要求3所述的链和链轮驱动系统，其中对于所述链的每个所述内侧链节，所述外侧侧面包括非工作部分，该非工作部分包括位于所述工作部分和顶端之间的斜面，其中，当所述齿形链被拉直时，所述链的相邻排的引导内侧侧面相对于所述斜面向外突出一定突出量，该突出量大于所述突出量Lambda(λ)。

7.根据权利要求6所述的链和链轮驱动系统，其中所述工作部分和所述斜面都是平坦的，从而对于每个所述内侧链节，在所述斜面和所述拖尾外侧侧面之间限定斜面角。

8.根据权利要求1所述的链和链轮驱动系统，其中每个链轮齿的所述接合侧面被限定为具有压力角PA，其中29°≤PA≤33°，并且其中Sigma(σ)小于或等于33°。

9.根据权利要求1所述的链和链轮驱动系统，其中每个链轮齿的所述接合侧面被限定为具有压力角PA，其中26°≤PA≤29°。

10.根据权利要求9所述的链和链轮驱动系统，其中Sigma(σ)小于或等于31°。

11.根据权利要求10所述的链和链轮驱动系统，其中Beta(β)小于或等于7°。

12.根据权利要求11所述的链和链轮驱动系统，其中每个排的所述引导内侧侧面相对于前面的排的所述拖尾外侧侧面的工作部分向外突出最大突出量Lamda(λ)，从而0.007P≤λ≤0.017P。

13.根据权利要求12所述的链和链轮驱动系统，其中限定所述侧面半径R，从而P≤R＜2P。

14.根据权利要求13所述的链和链轮驱动系统，其中所述链的每个所述内侧链节限定外部侧面角ψ≤27°，其中，所述外部侧面角ψ被限定在第一参考线和第二参考线之间，所述第一参考线包括所述拖尾销中心且垂直于所述切线，所述第二参考线与所述拖尾外侧侧面相一致。

15.根据权利要求14所述的链和链轮驱动系统，其中对于所述链的每个所述链节，所述外侧侧面进一步包括非工作部分，该非工作部分包括在所述工作部分和顶端之间延伸的斜面，其中，当所述齿形链被拉直时，所述链的相邻排的引导内侧侧面相对于所述斜面向外突出一定突出量，该突出量大于所述最大突出量Lambda(λ)。

16.根据权利要求15所述的链和链轮驱动系统，其中所述拖尾外侧侧面的工作部分和所述斜面都是平坦的，从而对于每个所述内侧链节，在所述斜面和所述拖尾外侧侧面之间限定斜面角。

17.根据权利要求1所述的链和链轮驱动系统，其中所述链节距P满足关系式：6.35mm≤P≤7.7mm。

18.一种链和链轮驱动系统，其包括：

包括第一多个齿的第一链轮；

包括第二多个齿的第二链轮，其中第一和第二链轮具有不相同的齿数；

与所述第一和第二链轮相啮合的齿形链，所述齿形链包括多个链节排，每个所述链节排绕着引导销中心相对于前面的链节排关节连接，并且每个所述链节排绕着拖尾销中心相对于后续链节排关节连接，其中，所述引导和拖尾销中心相互间隔链节距P，每个所述排包括引导内侧侧面和拖尾外侧侧面，其中：

对于所述第一和第二链轮：

在所述初始啮合接触瞬间，所述啮合排的紧前面的链排包括位于链轮节距直径上的引导销中心，从而将该引导销中心作为控制销中心；

在所述切线和所述内侧侧面参考线之间限定啮合冲击角Sigma(σ)，从而使σ＝τ+β；

其中由第一链轮和链限定的啮合冲击角Sigma(σ)等于由第二链轮和链限定的啮合冲击角Sigma(σ)。

19.根据权利要求18所述的链和链轮驱动系统，其中所述初始接触位置与销中心参考线间隔初始接触距离IC_D，所述销中心参考线在啮合链节排的引导和拖尾销中心之间延伸，其中0.49P≤IC_D≤0.53P。

20.根据权利要求19所述的链和链轮驱动系统，其中σ≤33°。

21.根据权利要求20所述的链和链轮驱动系统，其中所述第一链轮的每个齿被限定为具有第一压力角，并且所述第二链轮的每个齿被限定为具有第二压力角，所述第二压力角与第一压力角不同。

22.根据权利要求21所述的链和链轮驱动系统，其中所述第一压力角与所述第二压力角至少为29°但不大于31°。

23.根据权利要求21所述的链和链轮驱动系统，其中所述第一压力角与所述第二压力角至少为26°但不大于29°。

24.根据权利要求23所述的链和链轮驱动系统，其中Sigma(σ)小于或等于31°。

25.根据权利要求18所述的链和链轮驱动系统，其中所述链节距P满足关系式：6.35mm≤P≤7.7mm。