專利名稱：一種具有多種不同外徑滾子的鏈條的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鏈傳動(dòng)裝置，尤其是涉及能減小動(dòng)態(tài)載荷和傳動(dòng)噪聲的一種具有多種不同外徑滾子的鏈條。
背景技術(shù)：
鏈傳動(dòng)是最為普遍使用的傳動(dòng)裝置之一。鏈傳動(dòng)常常輸出動(dòng)態(tài)載荷，例如在汽車內(nèi)燃機(jī)的傳動(dòng)系中，包括曲軸鏈輪、至少一個(gè)凸輪軸鏈輪和傳動(dòng)鏈的正時(shí)鏈傳動(dòng)裝置，凸輪軸的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)引起鏈輪扭矩的動(dòng)態(tài)變化。由于一般鏈輪要輸出波動(dòng)的扭矩，鏈條張力波動(dòng)會(huì)動(dòng)態(tài)變化，特別是鏈條緊邊的張力尤其嚴(yán)重。變化的張力不僅會(huì)引起振動(dòng)和噪聲，增加了鏈輪鏈條的磨損，降低了鏈傳動(dòng)的使用壽命，而且跳齒發(fā)生的機(jī)會(huì)大大增加。目前公知的解決方案有如下幾種。在US8066602 B2公開(kāi)了一種所謂的隨機(jī)化鏈輪。其特征是設(shè)置多種根徑(根徑定義為齒槽底部到鏈輪中心的距離)，根徑在鏈輪上隨機(jī)排列。變化根徑可以造成滾子在輪齒上徑向位置的隨機(jī)變化，該方案目的是要產(chǎn)生調(diào)制噪聲的效果，但不能降低傳動(dòng)系的動(dòng)態(tài)載荷。在CN200780035538.4公開(kāi)了一種具有多種齒距的鏈輪。由于與之嚙合的鏈條的節(jié)距是恒定的，鏈條的滾子在鏈輪徑向上的位置因齒距的變化而變化。此種不同齒距在齒環(huán)上沿在鏈輪的旋轉(zhuǎn)方向的交替布置在正時(shí)鏈傳動(dòng)裝置內(nèi)導(dǎo)致了與振動(dòng)載荷方向相反的附加振動(dòng)激勵(lì)，以此振動(dòng)激勵(lì)降低了在正時(shí)鏈傳動(dòng)裝置內(nèi)出現(xiàn)的鏈條力。多齒距的特點(diǎn)將增加鏈輪的制造成本。在CN200480026879.1公開(kāi)了一種具有非圓鏈輪的鏈傳動(dòng)裝置。該方案通過(guò)合理設(shè)置非圓輪廓凸出部的數(shù)目和位置，降低特定階數(shù)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。非圓徑向輪廓在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生校正扭矩，減小傳動(dòng)裝置的動(dòng)態(tài)載荷和振動(dòng)。但非圓鏈輪的變速特性和變傳動(dòng)比特性會(huì)導(dǎo)致正時(shí)誤差。在現(xiàn)有的公知方案中許多用于降低傳動(dòng)系的噪聲和動(dòng)載荷的解決方案在其使用范圍內(nèi)結(jié)果是很好的，而實(shí)際希望能進(jìn)一步降低傳動(dòng)裝置動(dòng)態(tài)載荷，降低傳動(dòng)噪聲，并且成本較低。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種具有多種不同外徑滾子的鏈條，用在鏈傳動(dòng)裝置中具有噪聲低、鏈條張力波動(dòng)小、可制造性好等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型解決技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案如下:本實(shí)用新型包括外鏈節(jié)、內(nèi)鏈節(jié)和滾子；外鏈節(jié)由一對(duì)外鏈板和固定連接外鏈板的銷軸構(gòu)成，內(nèi)鏈節(jié)由一對(duì)內(nèi)鏈板和固定連接內(nèi)鏈板的套筒形成，滾子與套筒為間隙配合，外鏈節(jié)和內(nèi)鏈節(jié)交替地用銷軸連接而成:所述鏈條至少包含兩種以上不同外徑的滾子，安裝在套筒外的滾子根據(jù)外徑從大到小再?gòu)男〉酱笾芷谛缘嘏帕杏阪湕l上，所述滾子外徑大小是按余弦規(guī)律變化。本實(shí)用新型具有的有益效果是:本實(shí)用新型的鏈條用在鏈傳動(dòng)裝置中，可減小動(dòng)載荷，即鏈條緊邊張力的波動(dòng)，從而增強(qiáng)了鏈條的疲勞強(qiáng)度，另外傳動(dòng)噪聲和振動(dòng)也大大減??；由于不同外徑的滾子與鏈輪嚙合時(shí)產(chǎn)生的聲音頻率不同，鏈條與鏈輪嚙合產(chǎn)生的噪聲能量將分散到各聲音頻率段上，這樣可以起到降低傳動(dòng)噪聲的作用。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型與鏈輪裝配的三維圖。圖3是鏈條與鏈輪裝配的局部放大圖。圖中:1、內(nèi)鏈板，2、外徑Cl1滾子，3、內(nèi)鏈板，4、套筒，5、外鏈板，6、銷軸，7、外徑d2的滾子，8、外徑d3滾子，9、外徑d4滾子，10、外徑d5滾子，11、外徑d4滾子，12、外徑d3滾子，13、外徑d2滾子，14、外徑Cl1滾子，15、外鏈板，16、鏈輪。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。如圖1所示，本實(shí)用新型包括外鏈節(jié)、內(nèi)鏈節(jié)和滾子；外鏈節(jié)由一對(duì)外鏈板5、15和固定連接外鏈板的銷軸6構(gòu)成，內(nèi)鏈節(jié)由一對(duì)內(nèi)鏈板1、3和固定連接內(nèi)鏈板的套筒4形成，滾子與套筒4為間隙配合，外鏈節(jié)和內(nèi)鏈節(jié)交替地用銷軸6連接而成；所述鏈條至少包含兩種以上不同外徑的滾子，安裝在套筒4外的滾子根據(jù)外徑從大到小再?gòu)男〉酱笾芷谛缘嘏帕杏阪湕l上，所述滾子外徑大小是按余弦規(guī)律變化。如圖1、圖2所示，滾子鏈條具有5種不同直徑的滾子，外徑Cl1為滾子2，外徑為d2的滾子7，外徑為d3滾子8，外徑為d4滾子9，外徑d5為滾子10，外徑為d4滾子11，外徑為d3滾子12，外徑為d2滾子13，外徑為Cl1滾子14。滾子內(nèi)徑優(yōu)選的取相同值，這樣可以使銷軸6直徑保持相同，有利于少裝置的制造成本。其他的結(jié)構(gòu)與一般滾子鏈一樣，鏈節(jié)距依舊相同。滾子外徑大小的確定和排列方法依據(jù)載荷規(guī)律確定。以消除余弦規(guī)律變化的動(dòng)載荷為例，一個(gè)周期內(nèi)的每個(gè)滾子外徑4可以按如下公式計(jì)算，d^c^+Acos (2* *n/N)，其中n的值依次從I取到N，N為一個(gè)周期內(nèi)的滾子數(shù)目，A為滾子直徑變化幅值Mtl為滾子的平均外徑。在實(shí)施例中N=9, dQ=4.9,變化幅度A=0.4,計(jì)算得到滾子的外徑如下4=5.3000,d2=5.2064，d3=4.9695，d4=4.7000，d5=4.5241，d6=4.7000，d7=4.9695，d8=5.2064，d9=5.3000，滾子外徑在4.524f5.3000范圍內(nèi)按余弦規(guī)律變化。A的取值與扭矩變化的幅度有關(guān)，A的大小要消除扭矩波動(dòng)。在需要輸出較大的扭矩時(shí)刻，布置直徑較大的滾子；在需要輸出較小的扭矩時(shí)刻，布置直徑較小的滾子。以此方式降低鏈條的張力波動(dòng)幅度。圖3給出了的鏈輪16與部分鏈條嚙合的局部放大圖，圖中r1、r2、r3為圖1相應(yīng)滾子的半徑，R1、R2、R3分別為滾子14、滾子13、滾子12的嚙合半徑，嚙合半徑是滾子圓心到鏈輪中心的距離，R_t為鏈輪的齒根圓。與非對(duì)稱滾子鏈嚙合的鏈輪16的幾何結(jié)構(gòu)與普通鏈輪相同，它具有一個(gè)節(jié)圓。直徑為Cltl的滾子中心在鏈輪的節(jié)圓上，直徑大于Cltl的滾子中心在鏈輪節(jié)圓之上，直徑小于Cltl的滾子中心在鏈輪節(jié)圓之下。從圖中可以看出滾子與鏈輪形成的嚙合曲線不再是圓形，而是非圓形。為了鏈輪與鏈條的較好的嚙合，鏈輪齒槽底部的曲率半徑應(yīng)大于滾子鏈的滾子最大半徑。由于鏈條上的滾子直徑是變化的，相應(yīng)滾子的嚙合半徑也是變化的，因此鏈輪的扭矩將會(huì)隨之變化。在輸出扭矩變化的情況下要使鏈條張力波動(dòng)范圍盡可能的小，問(wèn)題可轉(zhuǎn)化為鏈傳動(dòng)裝置在鏈條張力基本不變的情況下輸出變化的扭矩。根據(jù)力矩公式
T = F.r可知，鏈條張力造成的扭矩等于張力F乘以鏈條與鏈輪切點(diǎn)處的嚙合半徑r，其中嚙
合半徑是滾子的半徑與鏈輪齒根圓半徑之和。在張力F基本不變的前提下，要使輸出扭矩動(dòng)態(tài)變化，唯一的方法是使嚙合半徑r動(dòng)態(tài)變化。也就是把鏈條的滾子直徑設(shè)計(jì)得不相同，當(dāng)鏈輪帶動(dòng)鏈條運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，嚙合半徑r將動(dòng)態(tài)變化。在具體設(shè)計(jì)時(shí)，可以根據(jù)負(fù)載扭矩的變化規(guī)律確定滾子直徑的變化規(guī)律。本實(shí)用新型提供的非對(duì)稱滾子鏈，與鏈輪組合成的鏈傳動(dòng)裝置，與鏈輪嚙合的滾子到鏈輪中心的半徑，在輸出扭矩變大時(shí)，要求用滾子大的；輸出扭矩變小時(shí)，用滾子小的。這種方式可以減小鏈條的張力波動(dòng)幅度。上述具體實(shí)施方式
用來(lái)解釋說(shuō)明本實(shí)用新型，而不是對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行限制，在本實(shí)用新型的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本實(shí)用新型作出的任何修改和改變，都落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種具有多種不同外徑滾子的鏈條，包括外鏈節(jié)、內(nèi)鏈節(jié)和滾子；外鏈節(jié)由一對(duì)外鏈板(5、15 )和固定連接外鏈板的銷軸(6 )構(gòu)成，內(nèi)鏈節(jié)由一對(duì)內(nèi)鏈板(1、3 )和固定連接內(nèi)鏈板的套筒(4)形成，滾子與套筒(4)為間隙配合，外鏈節(jié)和內(nèi)鏈節(jié)交替地用銷軸(6)連接而成；其特征在于:所述鏈條至少包含兩種以上不同外徑的滾子，安裝在套筒(4)外的滾子根據(jù)外徑從大到小再?gòu)男〉酱笾芷谛缘嘏帕杏阪湕l上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有多種不同外徑滾子的鏈條，其特征在于:所述滾子外徑大小是按余弦規(guī)律變化。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種具有多種不同外徑滾子的鏈條。包括外鏈節(jié)、內(nèi)鏈節(jié)和滾子；外鏈節(jié)由一對(duì)外鏈板和固定連接外鏈板的銷軸構(gòu)成，內(nèi)鏈節(jié)由一對(duì)內(nèi)鏈板和固定連接內(nèi)鏈板的套筒形成，滾子與套筒為間隙配合，外鏈節(jié)和內(nèi)鏈節(jié)交替地用銷軸連接而成所述鏈條至少包含兩種以上不同外徑的滾子，安裝在套筒外的滾子根據(jù)外徑從大到小再?gòu)男〉酱笾芷谛缘嘏帕杏阪湕l上；滾子外徑大小是按余弦規(guī)律變化。用在鏈傳動(dòng)裝置中，可減小動(dòng)載荷，即鏈條緊邊張力的波動(dòng)，從而增強(qiáng)了鏈條的疲勞強(qiáng)度，另外傳動(dòng)噪聲和振動(dòng)也大大減?。挥捎诓煌鈴降臐L子與鏈輪嚙合時(shí)產(chǎn)生的聲音頻率不同，鏈條與鏈輪嚙合產(chǎn)生的噪聲能量將分散到各聲音頻率段上，起到降低傳動(dòng)噪聲的作用。
文檔編號(hào)F16G13/07GK203023393SQ201220731409
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月27日
發(fā)明者王少劍, 邱清盈, 馮培恩, 李文火, 劉偉, 展京洲 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)