包括具有长不对称齿的带齿链轮的推链装置的制作方法

包括具有长不对称齿的带齿链轮的推链装置
1.领域
2.本发明涉及推力载荷移动机械，更具体地涉及用于此类机械的传动组件。
3.背景
4.在需要长行程大载荷运动、可用空间有限的领域，已知使用称为刚性链的链驱动机械。fr2786476代表申请人描述了使用刚性链的铰接载荷升降柱。
5.刚性链或铰链杆机械允许将链从占据小整体尺寸的折叠状态移动到能够承受高压缩载荷的直线刚性结构形式的展开状态。
6.与圆柱体、臂或缩放系统相比，刚性链在折叠状态下具有减小的整体尺寸，可实现长的展开行程。
7.例如，刚性链机械在娱乐业中用于高速长行程移动布景或舞台元件。该类型的机械也可用于生产行业，例如用于大批量的产品的流水线生产。
8.刚性链的运转行程能够通过改变链中的链节数量来适应运转环境。
9.申请人已确定需要具有高功率、低噪音和振动、更长使用寿命和少量维护的推链。
10.本发明改善了该情况。
11.概述
12.申请人提供推链装置，包括：推链，其包括弯曲部分和沿轴的直线部分；推链导引件；驱动链轮，其具有与推链啮合的齿，并通过渐开线接触表面与推链接触，所述接触表面属于齿，通过定义具有与直线部分的轴成-10
°
到10
°
之间，特别是接近0
°
的角度的作用线，齿与链啮合。链包括在轴上铰接的链节。作用线从链节的铰链轴偏移。驱动链轮与直线部分接触并且不与弯曲部分接触。驱动链轮可旋转地安装在位于推链的与弯曲部分的曲率中心相对的侧上的轴上。每个齿的所述接触表面包括：当齿啮合时朝向直线部分的凸的前表面以及当齿啮合时朝向弯曲部分的凸凹的后表面。凸的前表面占据的角度大于齿占据的角度的一半。沿着直线部分的轴，链轮轴设置在弯曲部分和直线部分之间的边界与距离所述边界的最大距离之间的区域内。齿对链轮旋转的角度ε施加推力，从一个齿到下一个齿的角度σ等于360
°
/n，n是链轮的齿数，ε-σ的差大于30
°
。
13.齿占据的角度a和将齿分开的圆底所占据的角度b的总和等于360
°
。因此a+b＝360
°
/n，其中n是齿数。对于现有技术的链轮，通过链的辊使齿与链之间的接触以等于a/2的角度发生。该角度等于1/2((360
°
/n)-b)。对于本发明的链轮，通过链的辊使齿与链之间的接触以大于a/2的角度发生。该角度可以超过a的值，但通常保持小于或等于a。换句话说，齿的接触表面的自由端的角位置可以在所述齿的底部和背面之间的切线后面，并且通常保持在底部中心的角位置的前面。
14.当齿以顺时针方向推动推链中的辊时，辊沿z轴的线速度v是恒定的。在属于接触表面的接触点，v＝w
p
×ri
，其中ri为接触点与链轮的旋转轴之间的瞬时半径或距离，w
p
为接触点处的瞬时角速度。r增加并且w减小，而链轮的角速度是恒定的。这是通过前表面的渐开线齿廓或形成接触表面的齿的前缘实现的。
15.这样的装置结果是对于提升可变载荷有利。磨损减少。每个齿的不对称性对应于
链轮的相邻排的辊的辊轨迹在通过链轮的旋转轴并且与推链的直线部分垂直(即朝向弯曲部分并且与弯曲部分相对)的平面的任一侧上的不对称性。在直线部分中，两个连续辊的轴之间的距离是恒定的。在弯曲部分中，两个连续辊的轴之间的距离是可变的。所述距离远离链轮增加，达到最大值，随后朝向存储(magazine)部分减小。在远离链轮的方向上与链轮相邻的弯曲部分的一半中所述距离的增加允许在推链的所述弯曲部分中的齿和辊之间保持距离的同时齿和辊相互脱离。
16.这种传动组件允许链承受分布在几个齿上以及链被引导的位置处的力。除了链的平移方向的力的分量，传递给相邻链节的力的分量可以忽略不计。传递的能效明显高于以前已知的传递的能效。对于相同数量的链轮齿，链轮能够将更大的力传递到链上。换句话说，对于相同的节圆直径，链轮能够从发动机接收更大的扭矩。链上的载荷能够增加。与已知设施相比，运行中的振动、磨损和噪音大幅降低。
17.链轮与推链的杆啮合。杆排列成两排，一排在弯曲部分的内侧上，另一排在弯曲部分的外侧上。这样，弯曲部分外推链杆的节距变化用于释放链轮齿。
18.在一个实施方案中，内杆的直径相对于外杆的直径减少例如至少20％。增加了用于链轮齿的空间。
19.在一个示例性实施方案中，内杆的直径沿所述杆的轴可变，例如在链节板处为大直径，在面向且远离链轮齿的中心处为小直径。
20.在一个实施方案中，增加杆的排之间的间隙以增加链轮齿的长度。
21.齿长度的增加是径向的和渐开的。齿径向长度的增加允许齿的前缘所占据的角度增加。能够从a/2的角度增加至2a/3或甚至3a/4的角度，甚至a，即占据至少每个齿的角度的前缘。该大幅度的增加降低了对于相同数量的齿每个齿支撑的载荷。
22.在一个实施方案中，所述接触表面是滚动表面。
23.在一个实施方案中，所述接触表面是滑动表面。
24.在一个实施方案中，驱动链轮是单链轮。驱动链轮可以包括一排或多排齿。
25.在一个实施方案中，驱动链轮安装在同一轴上。
26.在一个实施方案中，ε-σ的差大于34
°
，更优选地大于40
°
。
27.在一个实施方案中，对于具有至多12个齿的链轮，ε-σ的差大于46
°
。
28.在一个实施方案中，对于具有至多6个齿的链轮，ε-σ的差大于49
°
。
29.在一个实施方案中，选择齿的径向尺寸，使得所述驱动链轮的至少两个前表面与所述推链在一定角度上同时接触，对于5齿链轮，该角度为至少200
°
；对于6齿链轮，该角度为至少250
°
；对于7齿链轮，该角度至少为300
°
；对于8齿链轮，该角度至少为340
°
。在一个实施方案中，选择齿的径向尺寸，使得所述驱动链轮(1)的至少三个前表面与所述推链(10)在一定角度上同时接触，对于9齿链轮，该角度为至少20
°
；对于10齿或11齿链轮，该角度为至少60
°
；对于12齿链轮，该角度为至少140
°
；对于13至15齿链轮，该角度为至少180
°
；对于16至24齿链轮，该角度为至少260
°
；对于25至48齿链轮，该角度为至少360
°
。
30.在一个实施方案中，链轮包括包含5至30个齿的直齿。该数量的齿确保了轮和链之间运动的良好连续性，避免了当从一个齿传递到另一个齿时不受控制的运动，并限制了振动和相关噪音。
31.在一个实施方案中，链轮包括模数在3至64毫米之间的直齿。
32.在一个实施方案中，推链包括链节和安装链节的轴，轴与齿接触，驱动链轮齿中的至少两个与直线部分的轴接触，链轮的齿数至少为8或甚至9，直线部分的轴和弯曲部分的轴在相邻的行列。
33.在一个实施方案中，链包括通过杆相互铰接的链节。杆自由安装在链的链节上。与摩擦相比，轮和杆之间的滚动更有利。减少了传动组件使用过程中的磨损。
34.在一个实施方案中，驱动链轮的轴沿直线部分的轴布置在直线部分的下端与增加了推链的链节长度的直线部分的下端之间，优选地在直线部分的下端与增加了推链的链节长度的150％的直线部分的下端之间。
35.在一个实施方案中，推链导引件布置在推链的与驱动链轮相对的一侧。
36.在一个实施方案中，导引件具有直的推链导引表面。
37.在一个实施方案中，在弯曲部分外设置附加导引件。
38.在一个实施方案中，凸的前表面不是平坦的，每个齿都有尖端和径向轴，该尖端从轴朝向弯曲部分成角度偏移。
39.在一个实施方案中，一个齿对推链施加的力在大于a/2，优选地至少3a/8，更优选地至少a的链轮的旋转行程上传递至下一个齿。齿中的一个施加在推链上的力在至少以下的驱动链轮的旋转行程上传递至下一个齿：
40.对于6齿链轮，每转40
°
；
41.对于12齿链轮，每转25
°
；
42.对于24齿链轮，每转16
°
；
43.对于48齿链轮，每转12
°
。
44.在一个实施方案中，至少一个杆包括基本上圆柱形的主体和围绕主体自由旋转穿行的至少一个环，以形成用于链的导引件和/或驱动辊。辊然后充当磨损件，在维护操作期间能够快速且轻松地更换，而无需完全拆卸链，从而降低了维护成本。
45.在一个实施方案中，链轮的旋转轴在操作期间是水平的。
46.在一个实施方案中，推力部分是直的。
47.所述导引件可以包括合成材料的接触表面。
48.在一个实施方案中，驱动链轮具有80mm到600mm或甚至1000mm之间的线性承载能力。与已知链轮相比，5或6个齿的链轮的线性承载能力增益大于60％，7至12个齿的链轮的线性承载能力增益大于53％，13至24个齿的链轮的线性承载能力增益大于47％，25至48个齿的链轮的线性承载能力增益大于45％。
49.在一个实施方案中，具体对于48个齿，驱动链轮的齿前侧占据的角大于5度；具体对于24个齿，优选地大于11度；具体对于12个齿，更优选地大于23度；具体对于6个齿，更优选地大于47度。
50.在一个实施方案中，驱动链轮具有在0到1.5节距之间的链轮高度定位h。
51.在一个实施方案中，驱动链轮的法兰宽度lj在30mm至150mm之间，优选地在40mm至120mm之间。
52.附图的简要说明
53.根据以下详述和附图，本发明的其它特征、细节和优点将变得清楚，其中：
54.图1是根据本发明的一方面的具有6齿链轮的刚性链装置的侧视图，也示出了常规
链轮的外形用于解释目的；
55.图2是处于不同链轮角位置的图1的详细视图；
56.图3是具有前缘占据第一附加角度的链轮的刚性链装置的侧视图；
57.图4是前缘占据第二附加角度的链轮的侧视图；
58.图5是分离一个齿用于显示尺寸参数的链轮的侧视图；
59.图6是链轮的侧视图，其显示齿的线性承载能力和齿的几个连续位置；
60.图7是具有链轮的刚性链装置的侧视图，示出了节距和高度，链法兰宽度大于图3中的链法兰宽度；以及
61.图8是具有9齿链轮的刚性链装置的侧视图。
62.详述
63.以下附图和描述大都包含确定性的因素。因此，它们不仅用于提高对本发明的理解，而且在适当时有助于对其定义。
64.链轮与链啮合的外形与两个齿轮一起啮合的外形有很大的不同。链具有与链轮齿旋转接触的圆柱状的杆。杆是自由安装的以与链轮接触旋转。杆的直径和两个连续杆的轴之间的距离是影响链轮的链参数。链轮的特点具体在于齿的数量、直径、两个相邻齿之间的开口和推力角。fr2780472描述推链传动器，包括链轮，其具有自由安装在两个带齿法兰之间的辊，每个链轮齿有一个辊。推链在其弯曲部分是自由的。推力施加在链的轴上远离链的平移方向的方向。
65.申请人寻求减少噪音、振动和磨损。实现这一目标使得扩大可能使用推链的领域成为可能，例如以前使用其他技术，如缆绳或皮带的领域。
66.为此，申请人除了逐步改进外，还试图了解当前机制的局限性。从fr3061753所示的链轮和链形式开始，作用线与直线部分的轴之间良好的对齐是有益的。通过保持这一特性，发现每个齿关于通过旋转轴的平面的对称用于确保齿和链之间没有几何干涉，以及一定用于实现所需的传动接触。因此，啮合齿后的齿与链中下一个辊之间没有干涉，并且逐渐接近以接触，然后依次啮合。
67.在这个阶段，申请人对振动现象进行了广泛的分析，并确定当链支撑的载荷传递到下一个齿时，在链轮外形突然偏离期间，很大部分的振动发生。因此寻求长时间接触，以便由几个齿同时支撑，从而分配载荷。为此，考虑增加链轮的节圆直径和链轮齿的数，但这将意味着链轮的整体尺寸增加，相同载荷下链轮的驱动扭矩增加以及发动机系统变化。
68.然后，申请人寻求保持链轮的节圆直径及其齿数的方法。设计为延长链轮的齿，以允许齿外形的不对称性，并且在弯曲部分的顶表面的方向上改变链轮的位置。延长齿引起与齿啮合的辊相邻的辊的干涉问题。使齿不对称也会引起干涉难题。改变链轮朝向弯曲部分的顶表面的定位趋于减少存在可操作的辊-齿接触期间的行程。申请人意识到，需要引导链法兰在其垂直部分成直线，同时通过链轮齿施加推力。弯曲部分在无推力的情况下由链轮齿引导。需要避免将力传递到弯曲部分的导引件上。
69.在研究过程中，申请人意识到，存在以有趣的方式定位链轮的区域。作为具有相同数量的齿和相同节距直径并且与相同节距的链以及相同直径的辊配合的前一链轮的轴，链轮的轴位于与链的直线部分的轴距离相同的位置。节距是链的两个辊轴之间，特别是链的靠近链轮的一侧上两个辊轴之间沿直线部分的轴的距离。
70.在fr3061753中，齿和辊之间的最低接触点也位于距弯曲部分一定距离。在实践中，所述接触点位于弯曲部分上方。根据本发明的链轮1的轴沿链的直线部分10a的轴定位在距离弯曲部分10b一小段距离处。齿2和辊171之间的最低接触点离弯曲部分10b远。齿2和辊171之间的最低接触点在弯曲部分10b上方，具体参见图7。
71.根据本发明的链轮1的轴沿链10的直线部分10a的轴定位在分隔弯曲部分10b和直线部分10a的边界30以及大于距离所述边界30与弯曲部分10b相对的节距的一半的距离之间。所述距离可以为大于0至一个半节距。定义了正交参考系xyz，x轴平行于链轮1的旋转轴，z轴是直线部分10a的平移轴，并且y轴垂直于x轴和z轴。在大多数情况下，x轴和y轴是水平的，z轴是竖直的。换言之，链轮1的轴布置在分隔弯曲部分10b和直线部分10a的边界30以及距离所述边界30的最大距离之间的区域，最大距离大于0、小于或等于1.5个节距，优选等于半个节距。
72.所述距离允许齿2的前侧2a或齿2的载荷侧在较高角路径上支撑位于链轮1的轴上方的辊171。所述距离还允许位于弯曲部分10b中的辊171沿图中与链上升相对应的链轮1的顺时针旋转方向接近齿2的前侧2a，不会干扰后侧2b或其前侧2a已与之前的辊171啮合的之前的齿2的尖端。在逆时针方向，辊171沿与齿2相对的方向逃逸。换句话说，根据本发明的辊171在与沿对应的齿2的y轴的速度分量相对的方向上具有沿y轴的非0速度，而不是如现有技术中的，辊171在继续沿直线部分10a行进时沿y轴具有0分量。前侧2a具有凸外形。选择前侧2a的曲率以避免链速度的变化和发动机扭矩的变化。后侧2b具有凹外形(部分凹和部分直或者部分凹和部分凸)。后侧2b可具有与齿2基部附近的前侧2a部分对称的外形和远离齿2基部的部分凹的外形。在另一实施方案中，如图4和图7所示，后侧2b的外形与远离齿2端部的前侧2a部分对称，并且靠近齿2端部部分凹陷。前侧2a或凸的前表面占据的角度大于齿2所占角度的一半。前侧可以占据大于5度的角度，特别是对于48个齿。前侧可以占据大于11度的角度，特别是对于24个齿。前侧可以占据大于23度的角度，特别是对于12个齿。引导侧可以占据大于47度的角度，特别是对于6个齿。
73.前侧2a面向直线部分10a。后侧2b面向弯曲部分10b。链轮1能够在压缩和牵引下工作。
74.传动件或弯曲部分10b沿y轴、直线部分的轴靠近链轮1能够利用链节的开口，从而将辊171彼此隔开，以便于两个连续的辊171之间的长齿2通过。齿2是长的，因为其比已知链链轮的齿在径向上以及通过其前侧2a都长。前侧2a的卷绕距离和角整体尺寸扩大。前侧2a在大于齿2的角尺寸一半的范围内成角度地延伸。对于6齿链轮，前侧2a延伸超过30
°
或甚至超过60
°
，优选在40
°
到55
°
之间。对于5齿链轮，前侧2a延伸超过36
°
或甚至超过72
°
，优选地在50
°
到65
°
之间。对于7齿链轮，前侧2a延伸超过25
°
或甚至超过51
°
，优选地在30
°
到45
°
之间。对于8齿链轮，前侧2a延伸超过22.5
°
或甚至超过45
°
，优选地在28
°
到40
°
之间。
75.因此，在链轮1的顺时针旋转方向，在相同的旋转速度下，齿2在更长的角路径和更长时间段内保持在辊的载荷下。齿2与对应的辊171之间的接触损失距离下一个齿2的前侧2a的起点更远。类推到有n个齿的链轮1，每个齿2占据360
°
/n-b的角度。在每个齿2的前侧2a占据齿2所占据的角度a的75％的简单的假设中，前侧2a成角度地延伸了50％。如果前侧2a占齿2所占角a的100％，则前侧2a与对称齿相比成角度延伸了100％。在由齿2驱动辊期间角路径的增加能够在两个连续齿上同时支撑两个齿，并且提供对入齿2的零支撑和最大支撑
之间以及对出齿2的最大支撑和零支撑之间的平滑过渡。
76.能够在几度的角区域上提供该过渡。过渡的角区域可以在1
°
，优选地5
°
至以上前侧2a的延伸值之间，即对于50％的延伸为a/4。啮合变得更加柔和且平滑。振动峰的加速度降低至少10％至30％，速度降低至少10％至30％，位移减少至少60％至90％，取决于向上和向下的操作模式以及速度。在振动方面，根据本发明的链轮1的性能类似于具有一个或两个齿的链轮的性能，同时保持用于具有6个齿的链轮的发动机以及用于具有12或更多个齿的链轮的至少多两个齿所需的相同扭矩。此外，由于振动导致链和链轮表面的磨损，因此还减少了接触表面的磨光现象，从而延长了使用寿命。
77.推链装置包括打开式推链。这里打开意味着具有分开的两端的链。链包括直线部分或推力部分10a、存储部分(magazine portion)10c以及推力部分10a和存储部分10c之间的传动件或弯曲部分10b。该装置包括弯曲部分10b上的推链导引件20。直线部分通常是垂直的，并被引导以承受横向的，通常是水平的力。该装置包括驱动链轮1，其齿2在直线部分10a中与推链啮合。链轮1包括一排或多排齿2。排包括位于同一平面的齿2。该装置包括用于存储部分10c的存储空间。所述存储空间可以平行于直线部分10a并且位于相对于弯曲部分10b的曲率中心与直线部分10a相对的位置。
78.在压缩下，可选地在拉伸下，驱动链轮1在与存储部分10c相对的一侧啮合推链。驱动链轮1通过渐开线表面与推链接触，所述表面属于齿2，通过定义具有与推力部分成-10
°
到10
°
之间，优选0
°
左右的角度的作用线，齿2与链啮合。
79.优选地，作用线与推力部分的角度在-2
°
到2
°
之间，更优选地在-1
°
到1
°
之间。导引件20承受的力低至由上述角度的正弦界定的第一近似值，即小于链的推力的3.5％。接触表面提供低摩擦和可忽略不计的链磨损，同时其本身正在经历与间隔的维护访问相容的磨损。
80.如图所示，绕平行于x轴的轴旋转地安装带齿的链轮1。沿z轴可平移地安装属于链10的圆形啮合表面100。在这里，术语轴用于其几何意义。在上述实施方案的情况下，圆形啮合表面100对应于侧视图中所见的杆11的圆形外形。x轴对应于驱动轴或链轮轴的主方向。z轴对应于沿杆11承载的圆形啮合表面100移动的垂直方向。
81.由圆心指c
n-1
、cn和c
n+1i
的圆表示的圆形啮合表面100直接由杆11的主体在没有环的情况下承载或者由中间部件，诸如辊承载，由杆11的主体支撑并且形成驱动辊。
82.链轮1的旋转轴和圆形啮合表面100的平移轴是正交的，并且彼此相距等于节圆半径rp的距离。
83.在啮合运动期间，链轮1的至少两个齿2与圆形啮合表面100接触。由于齿2为直齿并且圆形啮合表面100可正交于x轴移动，在沿x轴延伸的线上建立接触。如图的平面中所见，接触因此能用标记为m的接触点表示。该连接为直线型线连接。
84.在力学中，运动传递最常见的情况之一是将一个旋转运动转换为另一个旋转运动。已知的传动包括具有直齿的第一有齿链轮和具有啮合在一起形成直齿轮来将第一旋转转换为第二旋转的直齿的第二有齿链轮。在文献中，这种简单的齿轮类型作为定义其他齿轮类型的参考。通过类推，将使用一些技术术语来描述推链齿轮。
85.在该情况下，组件将绕x轴的旋转运动转换为沿z轴的平移运动。在这方面，该装置类似于齿条和链轮齿轮。然而，圆形啮合表面100与传统齿条的外形不同。因此，一方面齿2
以及另一方面圆形啮合表面100的外形之间的啮合为装置的齿轮提供了与齿条和链轮齿轮不同的啮合特性。在这里，杆11执行两个不同的功能，即：
[0086]-形成或承载接触链轮1的齿2的圆形啮合表面100，以及
[0087]-确保同一链节的两个板121之间的良好连接，并且因此确保链的良好稳定性。
[0088]
链轮1与直线，这里垂直的直的部分啮合。因此，杆11在啮合过程中的运动是上部的平移和下部的旋转。这种复杂的平移和旋转运动将链10的齿轮与包括具有卷绕在有齿皮带轮的弯曲部分的闭合链的传统系统，例如牵引链联接系统或自行车驱动系统，以及只有直线部分与链轮啮合的推链区分开。链轮1在与弯曲部分10b的曲率中心相对的直线部分10a和弯曲部分10b的面上啮合。存储部分10c布置在存储空间中。
[0089]
综上，不能使链10的啮合与传统齿条或辊链的啮合相似。
[0090]
复杂的直线和枢轴运动以及杆11的圆形外形的组合使传动组件1的啮合具有高振动性能、低振幅的振动，允许高速、高负载、安静运行、紧凑驱动、或上述的组合，特别适用于刚性链机械。
[0091]
z轴对应于接触线，链轮1沿接触线的切向速度等于圆形啮合表面100的线速度。因此，将链轮1的接触线和旋转轴分开的节圆半径rp或距离能够等同于链轮1的等于节圆直径dp的一半的节圆半径。通过与齿条和链轮齿轮的类比，接触线能够等同于链10的直线部分10a的节距线。链轮1的节距半径是链轮1的旋转轴与辊在最接近所述旋转轴的点(即在辊轴处于通过所述旋转轴的x-y平面中的位置)的轴之间的距离。链轮1的模数m和链10的模数m相等。链轮1的节距p和链10的节距相等。节距p定义为在两个连续齿2的相似啮合侧的两点之间的链轮1的节圆上取的弧的长度。节距p和模数m的关系为以下等式：p＝m*π。
[0092]
在啮合过程中，齿2外形的啮合侧与圆形啮合表面100之间建立接触。在侧视图中，在附图中两个凸面之间的接触定义了由接触切线181表示的切线。接触切线181为虚线。在啮合过程中，接触点m沿着称为作用线并标记为182的理论直线移动。物理上，作用线182表示力通过接触点m从一个啮合部件传递到另一个啮合部件的方向。
[0093]
作用线182基本垂直于接触切线181。在具有共轭渐开线齿廓的常规的两个齿的齿轮中，接触切线与中心线，即连接两个齿轮的中心的直线的方向形成压力角。因此，作用线与中心线方向形成压力角
±
π/2。
[0094]
在具有共轭渐开线齿廓的齿条式齿轮中，能将齿条视为无限大半径的齿轮。在齿条平移方向上延伸并且与无限大半径的齿轮的节圆对应的直线称为参考线或节线。在这种情况下，作用线与参考线形成压力角。因此，接触切线与参考线形成压力角
±
π/2。
[0095]
与第一障碍传动系统，特别是莱昂纳多
·
达
·
芬奇的系统相比，无论是轮-轮或齿条-轮齿轮，具有共轭渐开线齿廓的齿具有更好的性能。第一性质是，传动基本上是等动能的：如果齿轮部件之一的速度是恒定的，那么另一部件的速度也是恒定的。第二性质是，在啮合过程中，压力角在加工公差和接触开始和结束的现象内基本上是恒定的。第三性质是，促进两个凸表面之间的滚动接触而不滑移。因此运动的传递是连续的和均匀的。此外，摩擦磨损是有限的。
[0096]
为了承受大的力和避免齿条的脆化，渐开线齿一般被截断。换言之，每个齿的径向端被夹住，并且(两个齿之间的)齿间槽(tooth gullet)的加工没有进行到齿间槽。因此，齿的径向端基本上是平坦或圆形的，而不是尖头的，而且由于同样的原因，齿间槽具有基本上
对应的母件形状。共轭渐开线齿廓的这些适应也限制特定的滑动现象。另一方面，发生在两个共轭齿之间接触的开始和结束，也称为接近阶段和退出阶段的操作干扰，在已知的机制中，在此通过将链轮1低定位来处理，使接近阶段发生在链10的弯曲部分10b中。所述低定位可以限制齿2的夹持。
[0097]
压力角的值通常按标准设置。例如，根据欧洲标准，该值标称值为20
°
，根据美国标准，该值标称值为25
°
。一些齿轮，尤其是旧齿轮，特殊地允许14.5
°
的值。设置标准值还允许用单个工具制造(加工)齿轮部件，例如轮和齿条。换句话说，设计具有与标准压力角不同的压力角的齿轮将意味着设计专用加工工具，这既复杂又昂贵。最后，齿轮的设计一般是通过与齿数、模数等大量参数相关的图表来进行的。这些图表是在标准压力角的基础上建立的。通常不建议技术人员背离这。
[0098]
在实施方案中，链轮1的齿2与具有圆形啮合外形的杆11可操作地配合。这里避免了特定的滑移和操作干涉现象，包括在接近和退出阶段。
[0099]
链轮1包含例如5到30个齿2。在示例中，链轮1成型为六齿轮2。链轮1的形状类似于具有与具有节距p的齿条共轭的渐开线齿廓的齿轮的形状。齿2具有前侧2a和后侧2b。前侧和后侧的概念与施加在链轮1和链10之间的力有关。齿2基本上是尖的。调整链轮1的节圆半径rp使得接触点处的压力角基本为零。在此，节圆半径rp小于对应于20
°
或25
°
标准压力角的距离。节圆半径rp的值是根据部件的尺寸，特别是杆11的直径和节距p来选择的。例如，节距p在10到200毫米之间。模数m在10/π到200/π毫米之间，即约3到64毫米之间。此外，r是弯曲部分10b的半径，rg是辊171的半径，d是圆心为与链轮1相对的列中辊171的旋转轴并且通过靠近链轮1的列中相邻的辊171的旋转轴的圆的直径。
[0100]
作为左列中以毫米为单位的节距p和在第一行中标示的齿的数量n的函数，下表列出了以毫米为单位的节圆半径值rp的一些例子。
[0101]
[表1]
[0102]
齿数5689101215p＝20mm15.91519.09925.46528.64831.83138.19747.746p＝30mm23.87328.64838.19742.97247.74657.29671.620p＝40mm31.83138.19750.93057.29663.66276.39495.493p＝50mm39.78947.74663.66271.62079.57795.493119.366p＝60mm47.74657.29676.39485.94495.493114.592143.239p＝80mm63.66276.394101.859114.592127.324152.789190.986p＝90mm71.62085.944114.592128.916143.239171.887214.859p＝100mm79.57795.493127.324143.239159.155190.986238.732
[0103]
所提供的值的组合是本发明的示例性实施方案。它们对应于绝对值接近于零的压力角。
[0104]
所示出的齿轮包括链轮1的齿2和共轭的圆形啮合表面100，因此具有基本上为零的压力角α。换言之，作用线与链10的推力部分10a的平移方向形成基本上为零的角度。作用线基本上平行于z轴。接触切线与链10的推力部分10a的平移方向形成基本直角(压力角
±
π/2)。在实践中，考虑到加工公差，角度的绝对值小于5
°
。
[0105]
可替代地，压力角的绝对值低于上述标准值，但大于0。例如，压力角可以在-10
°
到
10
°
之间，或-5
°
到5
°
之间，或-2
°
到2
°
之间，或-1
°
到1
°
之间。然后，接触切线181与链10的推力部分10a的平移方向分别形成80
°
到100
°
之间、85
°
到95
°
之间、88
°
到92
°
之间、89
°
到91
°
之间的角度(α
±
π/2)。
[0106]
在所表示的示例中，由杆11承载的圆形啮合表面100之间的空间是自由的。没有将一个外杆11连接到另一杆的“底部”。在啮合运动期间链轮1的齿2的运动是自由的。
[0107]
在此，齿2的径向端在理论上是尖的，并在生产中用圆角加工。齿2的径向端没有被夹持。根据本发明，如图1所见，寻求实现几个同时接，优选比在现有技术中寻求的单个接触多一个或两个，以减少振动和随之产生的噪声。此外，当接触点m
n+1
接近齿2
n+1
的端部时(在附图顶部)，在下一个齿2n和圆形啮合表面100n对之间已经建立了新的接触点mn，依此类推。尽管在实践中齿2的角区域通常是有利于齿2设计的界限，前缘也占据大于齿2的角区域一半的显著的角区域，并且理论上可以延伸超出齿2的角区域。因此，当接触点m
n+1
接近齿2
n+1
的角区域的一半时，在下一个齿2n/圆形啮合表面100n对之间形成新的接触点mn，依此类推。力被共享并逐渐传递到新的对2n/100n，从而减少接触点m处的力的导数，从而减少振动。
[0108]
在所示的示例中，将链轮1的齿2的齿间槽加工为直径等于或大于圆形啮合表面100的直径的基本圆形轮廓。因此，在加工公差内，每个圆形啮合表面100在由下游齿2驱动之前被安置在两个齿2之间的齿间槽内。
[0109]
在这里描述的示例中，相对于链10的链节12，杆11被自由地安装。因此，在啮合过程中，有利于外杆11抵接齿2的啮合表面滚动。减少了摩擦。类似于齿2的磨损，杆11的磨损也减少。可替代地，杆11固定安装到它们连接的两个链节12之一间。在这种情况下，当直接接触旋转锁定的圆形啮合表面100时，在啮合过程中出现滑移现象。因此，尽管如此也可以促进链10的制造。例如，链节12和外杆11可以一体成型或焊接在一起。
[0110]
目前为止描述的装置可以在齿轮中产生很少的径向力。径向力基本上朝向方向y。这在链的运动过程中进一步稳定链10，并避免由链轮1传递到链10的振动，特别是在执行高速运动时。
[0111]
fr2786476中描述了一般操作原理，特别是机械的运动学，请读者查阅。
[0112]
链10包括链节12。链节12彼此铰接以形成链10。与装置配合的链10形成运动传递部件。在下文中，从承载钩板的尾链节121到首链节12n来将链节12标识索引1到n。索引n是指链节12n或链节12n的部分。在此语境下，术语链节将被理解为沿链10等同复制的基本机械模型。链节12n一方面连接到链节12
n-1
并且另一方面连接到链节12
n+1
，其中1《n《n。
[0113]
上升时，即链轮1顺时针旋转时，链节12n依次属于链10的存储部分10c、弯曲部分10b、直线部分10a，下降时亦然。
[0114]
该装置还包括固定导引件20。导引件20形成用于以下所述的导引辊171的滚动表面。导引件20可以包括形成由低磨损材料制成的滚动表面的部分。导引件20具有对应于直线部分10a的第一直线部分、对应于存储部分10c的第二直线部分以及对应于弯曲部分10b的弯曲部分10b。导引件20提供朝外的滚动表面，弯曲部分10b是凸出的。弯曲部分10b一端平滑地连接到第一直线部分，另一端平滑地连接到第二直线部分，换句话说，没有导数的奇点。弯曲部分10b形成传动部件。在所表示的实施方案中，弯曲部分10b是半径恒定的半圆。
[0115]
当链轮1逆时针旋转时，链10被与链10接触的每个齿2推向存储库。当链轮1顺时针旋转时，链10由链10的每个齿2向上推动并退出存储。在啮合开始时产生接触，并且在啮合
结束时保留接触，装载直线部分10a。
[0116]
链10可以是fr2780472中描述的类型，以供读者参考。
[0117]
链10包括多个连续的链节12。这些链节12围绕形成横轴的杆11铰接。每个链节12包括两个基本平行的法兰或成对的平行板121。每个板121具有穿透其的三个孔用于接收铰链轴以及形成半孔的两个凹口。每个板121定义前横向活动面和后横向活动面，从而当链节12成直线，特别是在链10的直线部分10a内时分别支撑在前链节板121的后横向活动面和后链节板121的前横向活动面上。每个板121都布置在yz平面中。一个板121设置在链节内，另一个板121安装在链节外，它们相对于yz平面对称。同一链节的与外板121相邻的内板121铰接到共同的杆11。相邻链节的与外板121相邻的所述内板121铰接到另一共同的杆11。所述共同的杆设置在与链轮1相对的一侧。在链轮1的该侧，每个杆11与交替的内外板121连接。
[0118]
链节12的轴或铰链杆在其每一端都设有导引辊171。导引辊171位于板121外。导引辊171与设置在壳体的侧法兰上的侧导轨配合，在推力和存储部分中形成导引件的部分，并且在连接部分中与偏移部件配合。
[0119]
为了提高易读性，附图中也示出了常规齿200的外形。在图3中，齿2的外形已延长到称为外半径并且对应于前侧2a与后侧2b的交点的理论最大半径。最大半径等于链轮1的旋转轴与链轮1远端的一列辊中的辊171的外表面之间的距离。如果最大半径大于所述距离，则齿2和与链轮1相对的一列辊中的辊171之间将存在干涉。在实践中，采取安全界限。将链轮1的实际半径选择为比最大半径小几毫米的距离f。如图1和图2所示，这避免了对操作员危险的前侧2a和后侧2b之间的锐角，并使齿2的末端变圆。避免这种干涉的另一种方法是将链轮1的旋转轴更靠近直线部分10a和弯曲部分10b之间的边界平面30安装。从图3能够理解，前侧2a的卷绕长度能够大于节圆半径的70％，优选95％，更优选130％。
[0120]
在一个实施方案中，具有渐开线齿廓的前侧2a停在轴通过下一个齿2的凹圆角中心的交点处。这避免了齿2在下一个齿上的几何重叠。然而，通过改变链法兰沿z轴的尺寸，这种重叠作为替代方案是可能的。
[0121]
在实践中，具有n个齿和链节距p的本发明的链轮的最大直径dmax等于具有n/2个齿和链节距2p的标准对称链轮的dmax。
[0122]
因此，具有n个齿的本发明的链轮1的齿2的渐开线齿廓的长度等于具有n/2个齿和链节距2p的已知链轮的对称齿的渐开线齿廓的长度。
[0123]
本发明的链轮1的齿承载力2与具有两倍节距的齿一样长，但其节距直径除以2。
[0124]
为了理解图4至图7，命名以下变量:
[0125][0126]
下表比较了本发明的啮合链轮1与常规链轮根据上述公式得到的三角变量。节距p、齿数n、两个齿之间的中间圆半径rci为输入参数。根据输入参数计算本发明的啮合链轮1
和常规链轮的节圆直径dp和线性承载力pi的增量delta pi。距离以mm表示。
[0127]
[0128]
[0129]
[0130][0131]
[0132]
承载能力的增加
[0133]
上述结果清楚地表明，本发明的链轮1的齿2的承载能力大于常规链轮齿的承载能力，从而允许链轮1的齿2和推链10的辊171的同时接触的更大多样性，同时避免增加链轮1的齿2的数量，进而避免其节圆直径的增加。
[0134]
在图4中，已尽可能多地延长齿2，同时避免了干扰内排的辊171。前侧2a的线性承载能力增益至少为60％。线性承载能力可以在80mm到1000mm之间，特别地对于12个齿大于120mm、优选地大于180mm，或对于24个齿甚至300mm。
[0135]
在图6中，对于具有更宽间隔的排的辊171的推链10，线性承载能力已经延伸到最大，同时避免了干扰内排的辊171。前侧2a的线性承载能力增益至少为80％。增加辊171的排之间的距离有利于增加角承载能力。这能够导致法兰的宽度增加，导致惯性和稳定性增加。法兰的宽度lj在30mm至150mm之间，优选在40mm至120mm之间。
[0136]
申请人已经确定了反映本发明的几个参数，并允许进行定量比较。ε-σ的差反映了齿的单位承载能力的增加。本发明的链轮的ε-σ的差大于34
°
，更优选大于40
°
。对于具有最多12个齿的链轮，ε-σ的差可能大于46
°
。对于具有最多6个齿的链轮，ε-σ的差可以大于49
°
。
[0137]
在图7中，已经显示了高度h，其定义了链轮1相对于弯曲部分10b和直线部分10a之间的边界30的垂直位置。该高度在0到一个半节距之间。高度h取决于参数lj、dmax和r的定义，从而齿2的渐开线能够在由可变的节距pv间隔开的每个辊171之间自由通过，节距pv由于弯曲部分中的法兰的枢转而变化。可变的节距pv至少在图7中由细线描绘的倾斜的矩形框出的区域中存在。节距在直线部分中是恒定的。在弯曲部分中，节距从直线部分增加，在稳定期或峰处达到最大值，并随着接近存储部分减小。
[0138]
传动组件可以采用模块或零件装配套件的形式。例如，具有相同驱动的两个相同底盘可以与具有不同长度的储存部和/或链相容。套件可包括将添加/移除的若干链或可选的链节。
[0139]
本发明不限于上述仅作为示例的传动组件和机械，而包含可以由本领域技术人员想到的全部替代方案。