一种新型的静音链及其装配方法
阅读说明：本技术 一种新型的静音链及其装配方法 (Novel silent chain and assembling method thereof ) 是由 卢旭东 邢建恒 冯海波 王洪军 汪恭兵 武道 宣成 于 2020-05-14 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种新型的静音链及其装配方法,其技术方案：由工作链板、连接工作链板的销轴和导板组成,所述销轴插入工作链板中,且与导板过盈配合,所述工作链板和导板之间有侧向间隙,工作链板由一对销孔、一对齿和一个齿顶组成,销孔由多段圆弧构成不规则的圆形结构,将工作链板、连接工作链板的销轴和导板装配成链条；预拉力为链条破断载荷的60％-90％,预拉保持时间0-120秒；本发明工作链板能够在不降低链板强度的前提下,通过减小工作链板和销轴的配合间隙,增加铰链接触面积,有效降低铰链接触应力,从而获得最佳的耐磨性能。设计增加储油空间,提升静音链的生产效率,能有效提升链传动系统的使用寿命。(The invention discloses a novel silent chain and an assembly method thereof, and the technical scheme is as follows: the chain consists of a working chain plate, a pin shaft connected with the working chain plate and a guide plate, wherein the pin shaft is inserted into the working chain plate and is in interference fit with the guide plate; the pretension force is 60-90% of the breaking load of the chain, and the pretension holding time is 0-120 seconds; the working chain plate can increase the contact area of the hinge and effectively reduce the contact stress of the hinge by reducing the fit clearance between the working chain plate and the pin shaft on the premise of not reducing the strength of the chain plate, thereby obtaining the best wear resistance. The design increases the oil storage space, promotes the production efficiency of silence chain, can effectively promote chain drive system's life.)
技术领域
本发明涉及链条技术领域，特别是一种新型的静音链及其装配方法。
背景技术
静音链广泛用于汽车、摩托车等高速传动的发动机正时系统。静音链与滚子链相比，具有更好的NVH特性，能有效降低链传动系统的噪音，提升声音品质。静音链由多个相同的导板、工作链板和连接销轴组成。由于传统静音链在结构设计上存在一定的局限性，会影响耐磨性能。如图1所述的传统静音链的工作链板，其销轴与工作链板之间采用轴孔间隙配合，销孔采用的是标准的圆形结构，插入链板销孔的销轴的圆弧曲率半径为R1'、链板销孔的圆弧曲率半径为R2'，为确保销轴能松驰地插入链板销孔，R1'、R2'之间需满足关系式，R2'＝ R1'+N'，N'＝0.02～0.04，虽然这样可以从根本上解决静音链的装配质量和效率问题，但是销轴的圆弧曲率中心即为链条节距中心，其销孔的圆弧曲率中心与链条的节距中心在同一直线上，销轴与销孔的间隙较大，这势必减少工作链板与销轴啮合传动部位的铰链接触面积，从而降低了静音链的耐磨性能。
由于全球性的节约能源和环保意识的提高，汽车对轻量化已成为趋势，发动机越来越紧凑，所以对发动机正时链条也要求设计成尽可能小，这极大增加了链条生产制造的难度。静音链的主要尺寸称为节距，常用的静音链规格有：
6.35mm、8mm和9.525mm等多种型号。静音链销孔配合间隙设计得越小、其精度就越高，制造难度就越大，容易造成销轴与链板孔之间的挤压和切眼，产生诸如眉毛状铁屑、紧节和死节等不良品。铁屑的存在会压缩销孔的储油空间，甚至堵塞机油泵的润滑油循环系统，严重影响发动机的正常工作，最终导致发动机的使用寿命下降。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种新型的静音链及其装配方法，耐磨性能好，增加储油空间的同时、提升生产效率，降低制造风险，有效提升使用寿命。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：一种新型的静音链，由多个工作链板、连接工作链板的销轴和导板组成，所述销轴插入工作链板中，且与导板过盈配合，所述工作链板和导板之间有侧向间隙。满足安装配合和啮合传动的要求。
优选的：所述工作链板由一对销孔、一对齿和一个齿顶组成，销孔由多段圆弧构成不规则的圆形结构，销轴插入圆销孔。
优选的：所述销孔由一定长度的啮合工作圆弧AB段、过渡圆弧BC段、过渡圆弧CD段、过渡圆弧EF段、过渡圆弧FA段和装配储油圆弧DE段构成。
优选的：销轴的圆弧曲率中心O1、O1'为链条的节距中心，所述销孔的啮合工作圆弧AB段的曲率中心O2、装配储油圆弧DE段曲率中心O3与链条节距的中心在同一直线上。
优选的：销孔的啮合工作圆弧AB段的曲率半径R2大于或等于插入该孔的销轴的圆弧曲率半径R1。
优选的：销孔的装配储油圆弧DE段的曲率半径R3大于啮合工作圆弧AB 段的曲率半径R2，所以R1、R2和R3之间满足关系式为R3＞R2≥R1，可以满足销轴能轻易地插入销孔中。
一种新型的静音链装配方法，其特征在于以下步骤：
S1、先将工作链板、连接工作链板的销轴和导板装配成链条；
S2、需进行预拉，预拉力为链条破断载荷的60％-90％，预拉保持时间0-120 秒；
S3、经预拉后，将销轴的一侧圆弧紧贴在工作链板的啮合工作圆弧AB段这一侧，装配储油圆弧DE与销轴的另一侧圆弧之间形成一个间隙。
优选的：装配储油圆弧DE与销轴的另一侧圆弧之间的间隙大小为链条节距的1％～5％，且间隙内用于充满润滑油，为动压油膜的形成奠定了前提条件，销轴始终被包裹在油膜中与工作链板的销孔接触，增大储油空间有利于提升了链系统的润滑，动压油膜的存在确保了静音链在高速运动中降低了噪声，并且延长了静音链系统和发动机的寿命。
本发明具有有益效果为：
工作链板能够在不降低链板强度的前提下，通过减小工作链板和销轴的配合间隙，增加铰链接触面积，有效降低铰链接触应力，从而获得最佳的耐磨性能。设计装配储油圆弧DE段，在增加储油空间的同时，提升静音链的生产效率，即销轴能轻松的插入工作链板的销孔中，从根本上降低了制造过程发生切眼和紧节等风险，本发明能有效提升链传动系统的使用寿命。
附图说明
图1是背景技术描述的一种常见的传统静音链的链板和销轴配合时的视图。
图2是本发明中一种工作链板的正视图；
图3是本发明中销轴松驰的插入工作链板时的示意图；
图4是图3中局部放大图；
图5为本发明中经过预拉处理的链板与销轴的配合视图；
图6是图5中销孔的放大图；
图7为本发明中静音链的正视图；
图8为本发明中的静音链的俯视图；
图9是图8中储油空间的局部放大示意图；
图10是本发明中销孔配合间隙与铰链接触应力的关系；
图11本发明中新型静音链与传统静音链的磨损性能对比试验结果。
附图标记：1、静音链；2、工作链板；3、销轴；4、导板；21、销孔；22、齿；23、齿顶；22a、内侧表面；22b、外侧表面；31、储油空间。
具体实施方式
结合附图，对本发明较佳实施例做进一步详细说明。
如图2-11所述的一种新型静音链，由多个工作链板2、连接工作链板2的销轴3和导板4组成，所述销轴3插入工作链板2中，且与导板4过盈配合，所述工作链板2和导板4之间有侧向间隙。满足安装配合和啮合传动的要求。所述工作链板2由一对销孔21、一对齿22和一个齿顶23组成，这些齿从销孔 21以一个三角形向下悬挂，齿由一个内侧表面22a和一个外侧表面22b形成，销孔21由多段圆弧构成不规则的圆形结构，销轴3插入圆销孔21。所述销孔21由一定长度的啮合工作圆弧AB段、过渡圆弧BC段、过渡圆弧CD段、过渡圆弧EF段、过渡圆弧FA段和装配储油圆弧DE段构成。
销轴3的圆弧曲率中心O1、O1'为链条的节距中心，所述销孔21的啮合工作圆弧AB段的曲率中心O2、装配储油圆弧DE段曲率中心O3与链条节距的中心在同一直线上。销孔21的啮合工作圆弧AB段的曲率半径R2与插入该孔的销轴3的圆弧曲率半径R1相近或相等。销孔21的装配储油圆弧DE段的曲率半径R3大于啮合工作圆弧AB段的曲率半径R2，所以R1、R2和R3之间满足关系式为R3＞R2≥R1，R2＝R1+N，N＝0～0.04，销轴3能轻易地插入销孔21中。该设计可以增大铰链接触面积、降低接触应力，在链条的紧边张力保持2000N 时，当R1与R2的配合间隙变化时，铰链接触应力就随之发生一定的变化，当 R2越接近R1时，两者的间隙配合越小，铰链的接触面积就变大，随之接触应力就降低，这一结果有利于从根本上降低静音链的磨损伸长率，大幅提高静音链的耐磨性能和延长发动机的使用寿命。
本发明中工作链板2能够在不降低链板强度的前提下，通过减小工作链板2 和销轴3的配合间隙，增加铰链接触面积，有效降低铰链接触应力，从而获得最佳的耐磨性能。设计装配储油圆弧DE段，在增加储油空间的同时，提升静音链的生产效率，即销轴3能轻松的插入工作链板2的销孔21中，从根本上降低了制造过程发生切眼和紧节等风险，本发明能有效提升链传动系统的使用寿命。
一种新型的静音链装配方法，包括以下步骤：
S1、先将工作链板、连接工作链板的销轴和导板装配成链条；
S2、需进行预拉，预拉力为链条破断载荷的60％，预拉保持时间70秒；
S3、经预拉后，将销轴的一侧圆弧紧贴在工作链板的啮合工作圆弧AB段这一侧，装配储油圆弧DE与销轴的另一侧圆弧之间形成一个间隙，装配储油圆弧DE与销轴的另一侧圆弧之间的间隙大小为链条节距的1％～5％，该间隙用△2 表示，这个间隙所在的储油空间可以用于储存足够的润滑油，为动压油膜的形成奠定了前提条件，汽车发动机正时链系统属于典型的高速传动，需要连续的压力喷油润滑，润滑油从较大的储油空间一侧向较小的间隙流动，销轴在工作链板的销孔中呈相对滑动，本发明中销轴始终被包裹在油膜中与工作链板的销孔接触，增大储油空间有利于提升了链系统的润滑，动压油膜的存在确保了静音链在高速运动中降低了噪声，并且延长了静音链系统和发动机的寿命。
本发明中△2值和P值之间需要满足如下关系式：△2＝(1％～5％)*P，例如，P＝8mm，R1＝1.66mm，R2＝1.68mm；R3＝1.85mm，链板与销轴紧贴配合后余留间隙△2＝0.32mm，对应储油空间面积为1.6mm2。参考现有技术的图1，工作链板与销轴配合后余留下来的间隙△1为0.06mm，对应储油空间面积0.21 mm2。显而易见，储油空间面积乘以链板的厚度即为储油空间，本发明中的储油量较传统静音链的储油量大7倍以上。
如图7、图8和图9可以看出润滑油在静音链中存在的位置以及流动的方向，具备了动压油膜的形成条件，润滑油可以从导板与工作链板的侧向间隙中流入销孔，侧向间隙用△H表示，油储存在销轴和销孔的间隙中，根据制造工艺的需要△H值可以设计为0.4～0.8mm，本实施例中△H值为0.5，K1端的横向宽度为0.32mm，K2最小端的横向宽度为0.04mm。静音链的销轴受负载驱动工作链板发生相对滑动，润滑油受到挤压，不断从楔形孔的大截面K1端流入、小截面 K2端流出，满足动压油膜的形成条件，有利于铰链摩擦时的散热，提高润滑效果，降低摩擦损耗，最终提升了整个链传动系统的使用寿命。
实施例二、
本发明中通过将图3所述的工作链板交替插入销轴装配而成，构成如图7 和图8所示的新型静音链条，节数为88节，采用链条破断强度的70％作为预拉力，预拉保持100秒后，将链条安装在19齿和38齿的配套链轮上，以6500转 /分钟的转速运转，在此过程提供持续的压力喷油润滑，试验时链条紧边张力始终受到一个载荷为1000N，持续运转一定时间后，定时测量链条的磨损伸长率 (％)指标。同样背景技术的静音链条，是采用如图1所示的链板和销轴组装而成，采用相同的方法装成一样的节数，在同一试验台上进行对比测试。
如图11的对比测试，a1、a2和a3分别是本发明实施例中的一种静音链条， b1和b2是作为对比的一种传统静音链。其中，a1、a2和a3为本发明的实施例设计的三种间隙配合的链条，简称为a1链：R2＝R1+0.03，a2链：R2＝R1+0.02。 a3链：R2＝R1+0.01。所述R1为销轴的圆弧曲率半径；R2为啮合工作圆弧AB 段曲率半径；R3为本发明实施例的装配储油圆弧DE段曲率半径。
其中，b1和b2为对比实施的两种不同间隙配合的传统静音链，b1链：R2'＝ R1'+0.03，b2链：R2'＝R1'+0.02。所述R1'为销轴的圆弧曲率半径；R2'为工作链板销孔的圆弧曲率半径。试验结果表明，本发明与传统静音链相比，在相同的配合间隙条件下，在持续高转速运转一定时间后发现，本发明具有更小的磨损伸长率。同样的，在配合间隙减小的情况下，磨损伸长率越小，表明链条越耐磨。对比试验结果表明，本发明能显著提高静音链的耐磨性能。
实施例三、
实施例三与实施一大致相同，不同的是预拉力为链条破断载荷的90％，预拉保持时间120秒。
上述实施例仅用于解释说明本发明的发明构思，而非对本发明权利保护的限定，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应落入本发明的保护范围。