CN102102735A - 一种齿轮传动飞轮减振装置 - Google Patents

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喻其炳
陈善国
胡晓林
李川
姜鹏
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Abstract

本发明公开了一种齿轮传动飞轮减振装置，包括：箱体；架设在所述箱体两端的齿条；通过轴承设置在所述箱体内的第一传动轴，该第一传动轴的一端设有与所述齿条啮合的第一齿轮，另一端设有飞轮。本发明通过在箱体上架设齿条和第一传动轴，第一传动轴的一端设有与所述齿条啮合的第一齿轮，另一端设有飞轮。利用齿条一齿轮的传动，将往复直线运动的振动转化成飞轮的旋转运动，使本装置中较小质量的飞轮可以获得较大质量块的惯性特性。当齿条反向运动时，由于飞轮较大的惯性特性，它会阻止其反向运动。结合齿轮传动自身的摩擦阻尼作用，可以达到减振的目的。而且本装置无需阻尼器和大质量块，其成本相应的降低。

Description

一种齿轮传动飞轮减振装置
技术领域
本发明涉及减振装置技术领域，特别涉及一种齿轮传动飞轮减振装置。
背景技术
在一个机械系统中，为了得到预期的减振效果，常常在机械系统的基础上增加弹簧、阻尼器、质量块等构成隔振系统，以改变机械系统的振动特性。隔振系统为了降低主系统在激励频率处的传递率，通常做法是减小高频振动传递，即在机械系统上附加安装一块较大质量的质量块来增加其质量，以达到系统较低自然频率的目的。
附加的质量块必须具有较大的质量才能达到上面的技术效果，然而大质量的质量块一方面对与之相连接的弹簧和阻尼器提出了更高要求，另一方面也增大了振动控制的成本。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种齿轮传动飞轮减振装置，以无需采用较大质量块，同样可以实现减振的目的，并降低振动控制的成本。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种齿轮传动飞轮减振装置，包括：
箱体；
架设在所述箱体两端的齿条；
通过轴承设置在所述箱体内的第一传动轴，该第一传动轴的一端设有与所述齿条啮合的第一齿轮，另一端设有飞轮。
优选的，在上述齿轮传动飞轮减振装置中，所述齿条通过直线轴承架设在所述箱体上。
一种齿轮传动飞轮减振装置，包括：
箱体；
架设在所述箱体两端的齿条；
通过轴承设置在所述箱体内的第一传动轴，该第一传动轴的一端设有与所述齿条啮合的第一齿轮，另一端设有第二齿轮；
通过轴承设置在所述箱体内的第二传动轴，该第二传动轴的一端设有与所述第二齿轮啮合的第三齿轮，另一端设有飞轮。
优选的，在上述齿轮传动飞轮减振装置中，所述齿条两端的横截面为圆形结构，中间加工有齿条轮齿的顶部为平面。
一种齿轮传动飞轮减振装置，包括：
箱体；
架设在所述箱体两端的齿条；
通过轴承设置在所述箱体内的第一传动轴，该第一传动轴的一端设有与所述齿条啮合的第一齿轮，另一端设有第二齿轮；
通过轴承设置在所述箱体内的第二传动轴，该第二传动轴的一端设有与所述第二齿轮啮合的第三齿轮，另一端设有第四齿轮；
通过轴承设置在所述箱体内的第三传动轴，该第三传动轴的一端设有与所述第四齿轮啮合的第五齿轮，另一端设有飞轮。
优选的，在上述齿轮传动飞轮减振装置中，所述第二齿轮的轮齿数量大于所述第三齿轮的轮齿数量；
所述第四齿轮的轮齿数量大于所述第五齿轮的轮齿数量。
优选的，在上述齿轮传动飞轮减振装置中，所述第一齿轮的轮齿数量小于所述第二齿轮的轮齿数量；
所述第三齿轮的轮齿数量小于所述第四齿轮的轮齿数量。
优选的，在上述齿轮传动飞轮减振装置中，所述齿条通过直线轴承架设在所述箱体上。
优选的，在上述齿轮传动飞轮减振装置中，所述齿条两端的横截面为圆形结构，中间加工有齿条轮齿的顶部为平面。
优选的，在上述齿轮传动飞轮减振装置中，所述箱体为长方体结构，且其由安装所述直线轴承的部位为分界线的两部分组成，且两部分所述箱体由所述直线轴承的端面法兰固定连接。
从上述的技术方案可以看出，本发明的技术方案一通过在箱体上架设齿条和第一传动轴，第一传动轴的一端设有与所述齿条啮合的第一齿轮，另一端设有飞轮。利用齿条-齿轮的传动，将往复直线运动的振动转化成飞轮的旋转运动，使本装置中较小质量的飞轮可以获得较大质量块的惯性特性。当齿条反向运动时，由于飞轮较大的惯性特性，它会阻止其反向运动。结合齿轮传动自身的摩擦阻尼作用，可以达到减振的目的。而且本装置无需阻尼器和大质量块，其成本相应的降低。
本发明的技术方案二在方案一的基础上添加了第二传动轴，即增加了一级传动，将飞轮设置在第二传动轴上。在方案一的基础上，增加了齿轮副，相应的增加了齿轮传动自身的摩擦阻尼作用，同时，多级齿轮传动可相应的将振动源扩大更多倍并转换成飞轮的旋转动能，因此其减振效果进一步提高。本发明的技术方案三在方案二的基础上添加了第三传动轴，又增加了一级传动，将飞轮设置在第三传动轴上。在方案二的基础上，增加了齿轮副，相应的增加了齿轮传动自身的摩擦阻尼作用，同时，多级齿轮传动可相应的将振动源扩大更多倍并转换成飞轮的旋转动能，因此其减振效果进一步提高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一提供的齿轮传动飞轮减振装置的结构示意图；
图2为本发明实施例二提供的齿轮传动飞轮减振装置的结构示意图；
图3为本发明实施例三提供的齿轮传动飞轮减振装置的结构示意图。
具体实施方式
本发明公开了一种齿轮传动飞轮减振装置，以无需采用较大质量块，同样可以实现减振的目的，并降低振动控制的成本。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1，图1为本发明实施例一提供的齿轮传动飞轮减振装置的结构示意图。
其中，1为箱体，2为齿条，3为直线轴承，5为飞轮，10为轴承，11为第一传动轴，12为轴承座，14为第一齿轮。
本发明实施例一提供的齿轮传动飞轮减振装置，包括箱体1、齿条2、第一传动轴11、第一齿轮14和飞轮5。其中，箱体1为该减振装置的承载及容纳部件，齿条2架设在箱体1的两端，用于接收往复直线运动的振动。第一传动轴11通过轴承10设置在箱体1内，该第一传动轴11的一端设有与齿条2啮合的第一齿轮14，另一端设有飞轮5。第一齿轮14用于将振动致使齿条2产生的往复直线运动转换为往复的圆周运动。通过飞轮5增加转动的阻力，另外，通过飞轮5向一个方向转动时产生的惯性增加其向相反方向转动时的阻力。
本发明通过在箱体1上架设齿条2和第一传动轴11，第一传动轴11的一端设有与所述齿条2啮合的第一齿轮14，另一端设有飞轮5。利用齿条-齿轮的传动，将往复直线运动的振动转化成飞轮5的旋转运动，使本装置中较小质量的飞轮5可以获得较大质量块的惯性特性。当齿条2反向运动时，由于飞轮5较大的惯性特性，它会阻止其反向运动。结合齿轮传动自身的摩擦阻尼作用，可以达到减振的目的。
传统的齿条多为矩形截面，且常被固定在设备的某个部件上，其运动往往跟随该设备的某个部件一起运动。在本装置中，齿条作为一个独立的运动部件，没有条件让其固定在其它部件上。基于此，本发明的齿条2特采用圆形截面，为了不使齿顶部位的宽度过窄，特地将有齿部位的外圆适当削平。
齿条2在本发明中需要作往复直线运动，特在箱体1的两端选用直线轴承3来固定齿条2，解决了齿条2往复运动时与箱体1之间的摩擦和齿条2与箱体1之间的安装问题。
齿轮是机械运动中常用的零件之一，它可以传递动力，又可以改变转速，还可以改变旋转方向，具有传动比准确，安全可靠，应用范围广等优点。在本发明的齿轮设计方面，为了减轻重量，减小体积，特选用小模数齿轮作为本装置的主要传动元件。
实施例二
请参阅图2，图2为本发明实施例二提供的齿轮传动飞轮减振装置的结构示意图。
其中，1为箱体，2为齿条，3为直线轴承，5为飞轮，8为第三齿轮，9为第二传动轴，10为轴承，11为第一传动轴，12为轴承座，13为第二齿轮，14为第一齿轮。
本发明实施例二提供的齿轮传动飞轮减振装置，包括箱体1、齿条2、第一传动轴11、第二传动轴9和飞轮5。其中，箱体1为该减振装置的承载及容纳部件，齿条2架设在箱体1的两端，用于接收往复直线运动的振动。第一传动轴11通过轴承10设置在箱体1内，该第一传动轴11的一端设有与齿条2啮合的第一齿轮14，另一端设有第二齿轮13。第一齿轮14用于将振动致使齿条2产生的往复直线运动转换为往复的圆周运动。第二传动轴9通过轴承设置在箱体1内，该第二传动轴9的一端设有与第二齿轮13啮合的第三齿轮8，另一端设有飞轮5。通过飞轮5增加转动的阻力，另外，通过飞轮5向一个方向转动时产生的惯性增加其向相反方向转动时的阻力。
本发明实施例二在实施例一的基础上添加了第二传动轴9，即增加了一级传动，将飞轮5设置在第二传动轴9上。在实施例一的基础上，增加了齿轮副，相应的增加了齿轮传动自身的摩擦阻尼作用，同时，多级齿轮传动可相应的将振动源扩大更多倍并转换成飞轮的旋转动能，因此其减振效果进一步提高。
传统的齿条多为矩形截面，且常被固定在设备的某个部件上，其运动往往跟随该设备的某个部件一起运动。在本装置中，齿条作为一个独立的运动部件，没有条件让其固定在其它部件上。基于此，本发明的齿条2特采用圆形截面，为了不使齿顶部位的宽度过窄，特地将有齿部位的外圆适当削平。即齿条2两端的截面为圆柱形结构，中间加工有齿条轮齿的顶部为平面。
齿条2在本发明中需要作往复直线运动，特在箱体1的两端选用直线轴承3来固定齿条2，解决了齿条2往复运动时与箱体1之间的摩擦和齿条2与箱体1之间的安装问题。
齿轮是机械运动中常用的零件之一，它可以传递动力，又可以改变转速，还可以改变旋转方向，具有传动比准确，安全可靠，应用范围广等优点。在本发明的齿轮设计方面，为了减轻重量，减小体积，特选用小模数齿轮作为本装置的主要传动元件。
实施例三
请参阅图3，图3为本发明实施例三提供的齿轮传动飞轮减振装置的结构示意图。
其中，1为箱体，2为齿条，3为直线轴承，4为第五齿轮，5为飞轮，6为第三传动轴，7为第四齿轮，8为第三齿轮，9为第二传动轴，10为轴承，11为第一传动轴，12为轴承座，13为第二齿轮，14为第一齿轮。
本发明实施例三提供的齿轮传动飞轮减振装置，包括箱体1、齿条2、第一传动轴11、第二传动轴9、第三传动轴6和飞轮5。其中，箱体1为该减振装置的承载及容纳部件，齿条2架设在箱体1的两端，用于接收往复直线运动的振动。第一传动轴11通过轴承10设置在箱体1内，该第一传动轴11的一端设有与齿条2啮合的第一齿轮14，另一端设有第二齿轮13。第一齿轮14用于将振动致使齿条2产生的往复直线运动转换为往复的圆周运动。第二传动轴9通过轴承设置在箱体1内，该第二传动轴9的一端设有与第二齿轮13啮合的第三齿轮8，另一端设有第四齿轮7。第三传动轴6通过轴承设置在所述箱体1内，该第三传动轴6的一端设有与所述第四齿轮7啮合的第五齿轮4，另一端设有飞轮5。通过飞轮5增加转动的阻力，另外，通过飞轮5向一个方向转动时产生的惯性增加其向相反方向转动时的阻力。
本发明实施例三在实施例二的基础上添加了第三传动轴6，将飞轮5设置在第三传动轴6上。与实施例二相比，由齿条2至飞轮5之间又增加了一级传动。在实施例二的基础上，增加了齿轮副，相应的增加了齿轮传动自身的摩擦阻尼作用，同时，多级齿轮传动可相应的将振动源扩大更多倍并转换成飞轮的旋转动能，因此其减振效果进一步提高。
齿轮是机械运动中常用的零件之一，它可以传递动力，又可以改变转速，还可以改变旋转方向，具有传动比准确，安全可靠，应用范围广等优点。在本装置的齿轮设计方面，为了减轻重量，减小体积，特选用小模数齿轮作为本装置的主要传动元件。为了使第三轴上的飞轮获得较高的转速，从而产生较大的转动惯量，在齿轮齿数的选配上必须遵循大齿轮带小齿轮的原则，才能达到更加理想的效果。在本实施例中，将第二齿轮13的轮齿数量大于所述第三齿轮8的轮齿数量，相应的第四齿轮7的轮齿数量大于第五齿轮4的轮齿数量，第一齿轮14的轮齿数量小于所述第二齿轮13的轮齿数量。
例如，对齿轮的齿数选配如下：第一齿轮14的齿数Z1＝10；第二齿轮13的齿数Z2＝40；第三齿轮8的齿数Z3＝10；第四齿轮7的齿数Z4＝56；第五齿轮4的齿数Z5＝10。通过计算，当齿条移动一个齿距时，飞轮就会转动1.6图。
由于采用多级齿轮传动实现了第三传动轴6大传动比的运动关系，可以使低速运动的齿条2通过齿轮传动，在第三传动轴6上的飞轮5运动惯量比例放大，当齿条2反向运动时，由于飞轮5的惯性作用，它会抑制其反向运动，结合齿轮传动自身的摩擦阻尼作用，能够更好的减振目的。
在箱体设计方面，本是发明采用长方体作其外廓形状，为便于齿轮及轴承座的安装，特由安装所述直线轴承3的部位将箱体用线切割的方式剖开，再利用直线轴承的端面法兰将其固定，以形成一个完整的装置。
传统的齿条多为矩形截面，且常被固定在设备的某个部件上，其运动往往跟随该设备的某个部件一起运动。在本装置中，齿条作为一个独立的运动部件，没有条件让其固定在其它部件上。基于此，本发明的齿条2特采用圆形截面，为了不使齿顶部位的宽度过窄，特地将有齿部位的外圆适当削平。即齿条2两端的截面为圆柱形结构，中间加工有齿条轮齿的顶部为平面。
齿条2在本发明中需要作往复直线运动，特在箱体1的两端选用直线轴承3来固定齿条2，解决了齿条2往复运动时与箱体1之间的摩擦和齿条2与箱体1之间的安装问题。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种齿轮传动飞轮减振装置，其特征在于，包括：
箱体(1)；
架设在所述箱体(1)两端的齿条(2)；
通过轴承设置在所述箱体(1)内的第一传动轴(11)，该第一传动轴(11)的一端设有与所述齿条(2)啮合的第一齿轮(14)，另一端设有飞轮(5)。
2.如权利要求1所述的齿轮传动飞轮减振装置，其特征在于，所述齿条(2)通过直线轴承(3)架设在所述箱体(1)上。
3.一种齿轮传动飞轮减振装置，其特征在于，包括：
箱体(1)；
架设在所述箱体(1)两端的齿条(2)；
通过轴承设置在所述箱体(1)内的第一传动轴(11)，该第一传动轴(11)的一端设有与所述齿条(2)啮合的第一齿轮(14)，另一端设有第二齿轮(13)；
通过轴承设置在所述箱体(1)内的第二传动轴(9)，该第二传动轴(9)的一端设有与所述第二齿轮(13)啮合的第三齿轮(8)，另一端设有飞轮(5)。
4.如权利要求3所述的齿轮传动飞轮减振装置，其特征在于，所述齿条(2)两端的横截面为圆形结构，中间加工有齿条轮齿的顶部为平面。
5.一种齿轮传动飞轮减振装置，其特征在于，包括：
箱体(1)；
架设在所述箱体(1)两端的齿条(2)；
通过轴承设置在所述箱体(1)内的第一传动轴(11)，该第一传动轴(11)的一端设有与所述齿条(2)啮合的第一齿轮(14)，另一端设有第二齿轮(13)；
通过轴承设置在所述箱体(1)内的第二传动轴(9)，该第二传动轴(9)的一端设有与所述第二齿轮(13)啮合的第三齿轮(8)，另一端设有第四齿轮(7)；
通过轴承设置在所述箱体(1)内的第三传动轴(6)，该第三传动轴(6)的一端设有与所述第四齿轮(7)啮合的第五齿轮(4)，另一端设有飞轮(5)。
6.如权利要求5所述的齿轮传动飞轮减振装置，其特征在于，所述第二齿轮(13)的轮齿数量大于所述第三齿轮(8)的轮齿数量；
所述第四齿轮(7)的轮齿数量大于所述第五齿轮(4)的轮齿数量。
7.如权利要求6所述的齿轮传动飞轮减振装置，其特征在于，所述第一齿轮(14)的轮齿数量小于所述第二齿轮(13)的轮齿数量；
所述第三齿轮(8)的轮齿数量小于所述第四齿轮(7)的轮齿数量。
8.如权利要求5所述的齿轮传动飞轮减振装置，其特征在于，所述齿条(2)通过直线轴承(3)架设在所述箱体(1)上。
9.如权利要求5-8任一项所述的齿轮传动飞轮减振装置，其特征在于，所述齿条(2)两端的横截面为圆形结构，中间加工有齿条轮齿的顶部为平面。
10.如权利要求8所述的齿轮传动飞轮减振装置，其特征在于，所述箱体(1)为长方体结构，且其由安装所述直线轴承(3)的部位为分界线的两部分组成，且两部分所述箱体(1)由所述直线轴承的端面法兰固定连接。
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