CN1217823C - 一种链传动装置 - Google Patents

Abstract

一种包括驱动链轮(16)和滚子链(18)的链传动装置(30)。滚子链(18)包括若干交替连接的内、外链环。外链环包括一对第一、第二轴销链节板(35a、35b)。内链环包括一对第一、第二滚子链节板(36a、36b)。第一、第二轴销链节板的各个末端通过轴销(34)与各对第一、第二滚子链节板连接起来。各轴销(34)穿过第一、第二滚子链节板间的衬套(51)。所述衬套外圆周面装有滚子(52)和弹性垫圈(53)。弹性垫圈的直径大于滚子的直径。弹性垫圈用来冲击链轮轮齿。链轮两侧装有冲击链条滚子链节板的环状弹性元件。弹性垫圈和环状弹性元件的共同作用减轻了链轮对滚子的冲击，从而将驱动链轮与滚子链之间产生的噪音降至最低。

Description

一种链传动装置

发明领域

本发明涉及一种摩托车用链条传动装置，该装置在保证长时间使用寿命的同时，具有降低摩托车产生噪音的功能。

背景技术

链传动装置通常由链条和与之啮合的链轮组成。由于链轮和链条在啮合瞬间的冲击，必定产生的噪音是链传动装置存在的普遍问题。目前已经出现了一些降低噪音的方法。例如，日本公开特许公报昭63-214566号，名为“链轮”的专利公开了一种在两侧面附有弹性元件的链轮。当链轮与链条啮合时，由这种弹性元件承受链节板的冲击。如此设置的该弹性元件的优点在于当链轮与链条啮合时噪音可以得到降低。

名为“静音链条”的日本实用新型审后公报(Utility ModelPost-Exam Publication)No.平5-586公开了一种静音链条，该链条包括多对滚子链节板和处于每对滚子链节板之间的轴销，轴销从中穿过的衬套、内置于衬套的钢质滚子以及有衬套从中穿过的弹性滚子。这种结构的优点是可以降低由链轮与钢质滚子啮合产生的噪音。

由于能高效地传递链轮的动力以及具有相当好的耐久性，上述结构的链传动装置得到了普遍的应用。同时，链传动装置中链轮与链条啮合产生的噪音已经成为一个人们十分关注的环境问题。这势必会引起对能够有效降低噪音的链传动装置的需求。

有人建议增大昭63-214566专利中公开的弹性元件的外径，这样，当冲击链节板时，弹性元件能更大程度地变形。也就是说，弹性元件产生的变形量越大，该弹性元件对链节板产生的冲击也就越小，也就可以降低噪音。然而，在撞击链节板后，弹性元件会产生并对链节板施加一个更大的反作用力。链节板在这样一个更大的反作用力的作用下，链条滚子将出现不希望的相对链轮产生滑齿或跳齿的问题，造成动力传递失效。

我们也可增大平5-586号专利公布中所述的静音链条的弹性元件的外径，那么在啮合时同样可以减少链轮对链条弹性滚子的冲击。即，弹性元件的外径越大，弹性滚子的变形量也就越大。但是，对于弹性滚子来说，如果为了增大变形余量而增大外径，那么势必会由于厚度的减小而减短其使用寿命。因此，采用这样的静音链条虽然能起到降低噪音的作用，但使用寿命却很短。

发明内容

本发明的目的就是提供一种包括链条和链轮的链传动装置，该装置既能够保证足够的耐久性，同时又能够显著地降低噪音。

本发明的一个方面是提供一种链传动装置，该装置包括：链条以及与链条啮合的多个链轮。链条包括交替连接的内链环和外链环，每个内链环包括一对相对布置的第一和第二内链节板，每个外链环包括一对相对布置的第一和第二外链节板。第一、第二内链节板端头分别与第一、第二外链节板端头在链条的横向方向对齐并通过轴销连接起来，每个轴销都外套一个衬套。衬套被布置在内链环的第一、第二链节板之间，在衬套的外圆周装有一个弹性垫圈和一个可滚动的滚子，弹性垫圈的外径大于该滚子的外径。每个链轮的两侧分别装有环状弹性元件。上述环状弹性元件和弹性垫圈的共同作用降低了啮合时链轮对链条的冲击。

上述弹性垫圈和环状弹性元件都对减小链轮对链条的冲击起到了作用，从而能降低链轮与链条工作时产生的噪音。

同时采用上述弹性垫圈和环状弹性元件比传统的只采用其中一种元件更为显著地降低了链轮和链条之间产生的噪音。

因为上述弹性垫圈和环状弹性元件通过共同作用来减小链轮和链条之间的啮合冲击，所以各自的变形量变小，从而提高了其使用寿命。因此，这种方式布置的弹性垫圈和环状弹性元件在保证降噪的同时，又具有长时间的使用寿命。

在本发明的一个优选实施例中，环状弹性元件因至少存在的对链条的第一、第二内链节板的冲击而产生变形，而弹性垫圈是由于冲击链轮的链轮齿而发生变形，二者的变形量大致相同。

在本发明的另一个优选实施例中：环状弹性元件因至少存在的对链条的第一、第二内链节板的冲击而产生变形，而弹性垫圈是由于冲击链轮的链轮齿而发生变形。但环状弹性元件的变形量大于弹性垫圈的变形量。

在本发明的又一个优选实施例中：环状弹性元件因至少存在的对链条的第一、第二内链节板的冲击而产生变形，而弹性垫圈是由于冲击链轮的链轮齿而发生变形。但环状弹性元件的变形量小于弹性垫圈的变形量。

附图说明

以下参照附图，采取举例方式，对本发明的目前为优选的实施例进行详述，在附图中，

图1为摩托车后部的侧视图，该摩托车装有根据本发明的链传动装置；

图2为图1中链传动装置的部分侧视图；

图3为链传动装置的链轮的分解透视图；

图4为滚子链的内外链环的分解图；

图5为沿图2中线5-5的剖视图；

图6为从图2中箭头6所示方向看过去的链传动装置部分的向视图；

图7为链传动装置工作的示意图；和

图8显示了本发明的另一种链传动装置。

具体实施方式

以下叙述实质上仅为示范性的，绝不意味着对本发明应用和使用的限制。

首先参看图一，摩托车10包括车架11。车架11上装有动力单元12。动力单元12包括发动机和变速器。动力单元12设有与其后部摆动连接的摆臂13。后轮15通过轴14可转动地与摆臂13后端连接。驱动链轮16位于动力单元12的输出端，从动链轮17安装在后轮15上。滚子链18绕在链轮16、17上。

后轮15包括车轮21和装在车轮21上的轮胎22。

数字25、26、27、28分别指代消声器、座椅、尾灯和后挡泥板。

驱动链轮16、从动链轮17和滚子链18共同构成了链传动装置30。

参看图2，图2显示了驱动链轮16与滚子链18的啮合状态。

驱动链轮16沿圆周分布有链轮齿31，并在两侧各安装一个环状弹性元件32(只示出其中一个)。

滚子链18包括交替串联在一起的外链环35、内链环36。同后面结合图6详细叙述的一样，每个外链环35都有一对第一、第二轴销链节板(第一、第二外链节板)35a、35b；同样，每个内链环36都有一对第一、第二滚子链节板(第一、第二内链节板)36a、36b。每对轴销链节板35a、35b的端头分别与每对滚子链节板36a、36b的端头在滚子链18横向方向相互对齐，并通过轴销34连接起来。每对滚子链节板36a、36b的中间夹有滚子52a、52b。

上述轴销链节板和滚子链节板尺寸相同，且均为水平放置的“8”字形。

从侧向看，轴销链节板与滚子链节板外形完全相同。啮合时，轴销链节板35a、35b与滚子链节板36a、36b会同步撞击或冲击环状弹性件32、32。

参看图3。驱动链轮16两侧面16a、16a(只示出一侧)均有伸出来的凸缘16b、16b(只示出一侧)。环状弹性件32装在凸缘16b、16b上。即，凸缘16b装入环状弹性件32的中心孔32a内。每个环状弹性件32都通过焊接或粘接装配在侧面16a和凸缘外圆面16c上。此外，还可以将链轮16放入铸模中，在两侧面16a、16a倒上熔化的合成橡胶来生成环状弹性元件32。数字41、42分别指代链轮齿的齿顶和齿根。驱动链轮16设有安装孔43，安装孔43的尺寸加工成可使动力输出单元12的输出轴能装入其中。

弹性元件32适合由硬质橡胶或聚氨酯橡胶制成。

参看图4，轴销34可转动地置于衬套51之中，滚子52a和弹性垫圈53a可转动地装配在衬套51的外圆面上。滚子52a、52b结构完全相同，弹性垫圈53a、53b的结构也完全相同。因此将不把滚子52b和弹性垫圈53b分开进行描述。弹性垫圈53a外径比滚子52a外径大。衬套51的两端51a、51a分别套入滚子链节板36a、36b的大直径孔36c、36d内。在滚子链节板36a、36b外侧各装有一个位置确定的O形圈54、54。两个O形圈54、54分别套在衬套51的相对两端51a上并可转动。穿过衬套51的轴销34的相对两端34a、34a分别装配在轴销链节板35a、35b的小直径孔35c、35d中。轴销34的相对两端34a、34a应进行铆接处理以便和轴销链节板35a、35b密封配合。(参看图5)

第一、第二轴销链节板35a、35b通过轴销34连接起来。

第一、第二滚子链节板36a、36b，滚子52a以及弹性垫圈53a在衬套51上可顺畅转动。

在传递动力单元12的动力时，滚子52a与链轮齿根42啮合。

正如在后面将要描述的，当滚子52a与链轮16上的链轮齿31啮合时，弹性垫圈53a可以减缓对齿31啮合冲击。

弹性垫圈53a适宜于由硬质橡胶或聚氨酯橡胶制成。

参见图5，O形圈54可以起到保持轴销链节板35a(35b)和滚子链节板36a(36b)之间的润滑油的作用。

每个滚子链节板36a、36b是用其边缘面36d撞击或冲击环状弹性装置32的外圆面32b。

图中环状弹性装置32外圆直径为D1。当滚子链节板36a、36b的边缘面36d、36d冲击环状弹性件32、32的外圆面32b、32b时，环状弹性件32、32的弹性变形量为S1、S1。滚子52a、52b的外圆直径为D2。弹性垫圈53a、53b的外圆直径为D3。在经受驱动链轮16的链轮齿冲击时，弹性垫圈53a的弹性变形量为S2。换言之，即弹性元件32、32产生了深度为S1、S1的减震区32c、32c。同样，弹性垫圈53a产生了深度为S2的减震区53c。

在滚子52a与链轮齿根42啮合之前，环状弹性件32、32的外圆面32b、32b将冲击滚子链节板36a、36b的边缘面36d、36d。因此滚子52a与链轮齿根42啮合时不会产生噪音。

参见图6，驱动链轮16以图中箭头所示的方向转动，链轮齿31、31也沿相同的方向运动。

弹性垫圈53a的位置紧靠滚子链节板36a，同样，弹性垫圈53b的位置紧靠滚子链节板36b。弹性垫圈53a和弹性垫圈53b位置交替地串联起来形成了滚子链18。

参考图7A-图7C。为便于说明，图中链轮16只画出3个链轮齿(称为右齿、中齿、左齿)31、31、31，也只示出了带3个滚子的滚子链18。同样，图中也只示出一对滚子链节板36a、36b(图中只示出其中一个)。数字42a、42b、42c分别指代左齿31左侧齿根、左齿与中齿之间的齿根和右齿右侧齿根。

滚子52a、52b由滚子链节板36a、36b支撑。驱动链轮16绕其回转中心16d旋转，滚子52a、52b绕其回转中心52c、52c转动。

如图7A，齿根42b位于回转中心16d正上方。

驱动链轮16上的左齿31压迫弹性垫圈53a，虚线表示的滚子52b与齿根42a啮合，从而使滚子52a与齿根42b之间有一定间隙。

弹性垫圈受链轮齿31挤压后的变形区域用阴影线表示。

如图7B，当驱动链轮16逆时针转过一个角度θ1时，滚子52a和弹性垫圈53a随之一同转动。此时，滚子链节板36a的边缘面36d压迫环状弹性元件32；同时，左齿31会进一步压迫弹性垫圈53a。

环状弹性元件32受滚子链节板36a挤压后的区域用阴影线表示。

在滚子52a与齿根42b啮合之前，滚子链节板36a开始撞击或冲击环状弹性元件32；同时，左齿挤压弹性垫圈53a。环状弹性元件32和弹性垫圈53a的使用就减缓了啮合时齿根42b对滚子52a的冲击。

当链轮16进一步逆时针转动直至齿根42b相对图7A位置夹角为θ2时，中齿处于回转中心16d的正上方。此时，滚子链节板36a、36b在链条张紧力的作用下挤到一起，并依次进一步挤压环状弹性元件32、32和弹性垫圈53a，直至滚子52a与齿根42b完全啮合，如图7C所示。

上述过程可以进一步解释为：环状弹性元件32用于撞击或冲击滚子链节板36a、36b，弹性垫圈53a用于撞击或冲击链轮齿31，较之只采用环状弹性元件或弹性垫圈之一的传统方案，可以更好地减少驱动链轮16和滚子链18啮合时产生的噪音。

回到图5，弹性变形量S1和S2之间的相互关系如下：

当S1与S2大致相等时，滚子链节板36a、36b对环状弹性元件32的冲击与链轮齿31对弹性垫圈53a的冲击同步发生。这种方案的优点是滚子链18与驱动链轮16啮合时不会出现摆动。

当S1大于S2时，滚子链节板36a、36b对环状弹性元件32的冲击在链轮齿31对弹性垫圈53a的冲击之前发生。这种方案的优点是可以降低链轮齿31对弹性垫圈53a的冲击速度。因此，即使弹性垫圈53a厚度较薄，也可以保证较长的工作寿命。包括如此结构的环状弹性元件32和弹性垫圈53a的链传动装置30保持了降低由链轮齿根42b对滚子52a的冲击所产生的噪声的作用。

当S1小于S2时，链轮齿31对弹性垫圈53a的冲击发生在滚子链节板36a、36b对环状弹性元件32的冲击之前。这种方案的优点是可以降低滚子链节板36a、36b对环状弹性元件32之间的冲击速度。这样，即使在外径小、厚度薄的情况下，环状弹性元件32的使用寿命也很长。包括如此结构的环状弹性元件32和弹性垫圈53a的链传动装置30保持了降低由链轮齿根42b对滚子52a的冲击所产生的噪声的作用。

弹性变形量S1和S2可以依据环状弹性元件32和弹性垫圈53a的材料种类、硬度和其它性质确定。

图8为本链传动装置30的另一种可选方案，和图5中部件作用和目的完全相同的部件在图8中以相同的数字指代。链传动装置60包括环状弹性元件62，环状弹性元件62的外圆面62b、62b用来同时承受轴销链节板35a、35b的边缘面35d、35d和滚子链节板36a、36b的边缘面36d、36d的撞击或冲击。

弹性元件62包括两侧面62c、62c和与两侧面62c、62c成为一体的连接部分62d，连接部分62d装配在驱动链轮16的通孔16e内。

每个外圆面62b设有加厚部分用于冲击边缘面35d、36d，因此边缘面35d、36d在对外圆面62b、62b冲击时压力减小。

采用这种方案的优点在于，可以减少环状弹性元件62外圆面62b、62b的磨损，从而延长环状弹性元件62的使用寿命。

以上通过将本发明应用在至今仍沿用噪声很大的开式链传动装置的摩托车上对本发明进行了说明。但须知，本链传动装置同样适用于其它类型车辆，如自行车、三轮车和四轮车辆，以及其它多种工业机器。

Claims (5)

1.一种包括链条和与所述链条相啮合的若干链轮的链传动装置，每个链轮在其外圆面具有一系列齿，所述链条包括沿着其长度交替连接的若干内、外链环，所述每个内链环包括一对相对布置的第一、第二内链节板，所述每个外链环包括一对设置在每个内链环的第一和第二链节板的两侧上的相对的第一、第二外链节板，所述第一、第二外链节板端头与所述第一、第二内链节板端头在所述链条横向方向对齐并通过轴销连接起来，一个衬套绕着其外圆面可转动地安装，所述衬套被插入在所述内链环的第一、第二内链节板之间，以及一个弹性垫圈和一个可转动的滚子都可转动地安装在所述衬套的外圆面上，所述弹性垫圈的外径大于所述滚子的外径，并且可与所述链轮的每个齿的齿表面啮合而经受弹性变形，以吸收当与所述弹性垫圈端对端并置的滚子和所述链轮的齿相互啮合时所产生的冲击，和所述链轮的两个侧面每个都装有环状弹性元件，所述环状弹性元件至少可与所述第一和第二内链节板啮合而经受弹性变形，以吸收所述链条和每个链轮相互啮合时所产生的冲击，所述链条的环，滚子和弹性垫圈，所述链轮齿和所述链轮的环状弹性元件被这样设计，以便在所述相同的链轮齿和与所述弹性垫圈并列设置的滚子之间发生啮合之前，每个所述弹性垫圈开始与一个链轮齿的齿表面接触，而在所述弹性垫圈和所述一个链轮齿之间发生啮合之后和所述一个链轮齿和所述滚子之间发生啮合之前，所述环状弹性元件开始至少与所述第一和第二内链节板接触。

2.根据权利要求1所述的链传动装置，其特征在于，所述环状弹性元件的弹性变形量与所述弹性垫圈的弹性变形量大致相等。

3.根据权利要求1所述的链传动装置，其特征在于，所述环状弹性元件的弹性变形量大于所述弹性垫圈的弹性变形量。

4.根据权利要求1所述的链传动装置，其特征在于，所述环状弹性元件的弹性变形量小于所述弹性垫圈的弹性变形量。

5.根据权利要求1-4中任何之一所述的链传动装置，其特征在于，两个相邻弹性垫圈之一个设置在所述滚子和所述第一内链节板之间，而两个相邻弹性垫圈之另一个设置在所述滚子和所述第二内链节板之间。

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