CN103291882A - 一种局域共振型声子晶体减振齿轮 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种局域共振型声子晶体减振齿轮，包括齿圈、轮毂，轮辐处安装局域共振型声子晶体杆，局域共振型声子晶体杆两端通过过盈、焊接或螺钉连接的方式连接齿圈和轮毂，所述的局域共振型声子晶体杆包括支撑杆以及由里及外安装在支撑杆上的包覆层和振子。本发明整体结构简单、制造方便，将齿轮的扭转波转变为支撑杆的弯曲波，使之在中低频域内有良好的减振降噪效果，齿轮的使用可靠、对工作环境的要求较低，可以用于降低中低载荷工况下的齿轮箱振动噪声，改善工人工作环境等。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种齿轮，具体地说是减振齿轮。
背景技术
作为机械行业中基本的零部件，齿轮起到传递运动和动力的作用，其应用也非常广泛。而齿轮传动过程中的振动问题，不仅会降低齿轮的传动精度和使用寿命，甚至影响机械的工作精度和寿命，同时还会造成噪声污染，影响人们的身体健康。因此，齿轮的减振降噪对提高机械的使用精度，延长机械的使用寿命，改善人们的工作环境等具有重要的意义。目前减小齿轮噪声的方法主要有两类，一是尽量减少振动与噪声的产生，这一方面可以通过结构优化，提高精度，或者减小安装误差等方法来实现；二是对已经产生的振动与噪声采取屏蔽、隔振等措施。这一方面可以通过增加阻尼控制，加隔声罩等措施来实现。但必须指出的是，我们只能通过各种手段使振动削弱、噪声降低，使其造成的影响在我们要求的范围之内，而不能完全消除。
发明内容
本发明的目的在于提供降低中低频域内振动的一种局域共振型声子晶体减振齿轮。
本发明的目的是这样实现的：
本发明一种局域共振型声子晶体减振齿轮，包括齿圈、轮毂，其特征是：轮辐处安装局域共振型声子晶体杆，局域共振型声子晶体杆两端通过过盈、焊接或螺钉连接的方式连接齿圈和轮毂，所述的局域共振型声子晶体杆包括支撑杆以及由里及外安装在支撑杆上的包覆层和振子。
本发明还可以包括：
1、所述的包覆层材料为橡胶，振子材料为铜块，支撑杆材料为铝合金、结构钢或工程塑料，支撑杆、包覆层、振子之间通过胀紧方式连接。
2、所述的局域共振型声子晶体杆至少为两个，相对于轮毂对称布置、且在齿圈的圆周上均匀布置。
本发明的优势在于：本发明整体结构简单、制造方便，将齿轮的扭转波转变为支撑杆的弯曲波，使之在中低频域内有良好的减振降噪效果，齿轮的使用可靠、对工作环境的要求较低，可以用于降低中低载荷工况下的齿轮箱振动噪声，改善工人工作环境等。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的局域共振型声子晶体支撑杆示意图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
结合图1～2，本发明主要是针对在中低频域内的齿轮减振。在此处是利用局域共振型声子晶体在中低频域内的带隙特性来实现齿轮在中低频域的减振降噪效果的。其原理是在齿轮轮辐处用局域共振型声子晶体杆来代替，将齿轮所受到的周向剪切波改变为声子晶体杆的弯曲波。在受到频率位于声子晶体杆带隙内的啮合激励时，各个局域振子产生共振，并与弹性波长波行波相互作用，从而抑制其传播，达到减振降噪目的。其中杆状局域共振型声子晶体是用几种不同的材料组成，具体由支撑杆3，包覆支撑杆的包覆层4以及振子5组成。
本发明包括：键槽1、联接孔2、支撑杆3、包覆层4、振子5、齿圈6。
形成键槽1和联接孔2的材料是结构钢，铝合金支撑杆3，橡胶包覆层4，铜块振子5，钢齿圈6，同时，支撑杆和齿圈与轮毂之间的联接为焊接，支撑杆、包覆层、振子之间用胀紧联结。
键槽1、联接孔2用于与轴相连，根据载荷的大小、可靠性大小的不同，轴与齿轮之间可以选择键连接或是胀紧联接等各种联接。支撑杆3的材料可以是结构钢或工程塑料等一切可能的材料，只要其满足刚度的要求及带隙的生成条件即可。包覆层4和振子5只需满足带隙生成条件，齿圈6满足联接与刚度要求即可。各组件之间的联接方式可以用胀紧联结，也可以用焊接、螺纹连接等各种可能达到联接目的的联接工艺。
实际使用时应考虑到以下几种因素：
1.齿轮与传动轴的联接。根据载荷大小、传动轴几何尺寸的不同，传动轴与齿轮可以选择键连接、胀紧联接等。
2.支撑杆与轮毂之间的联接。根据传递载荷的大小以及材料的选择，可以选用焊接、螺钉联接等各种联接。
3.支撑杆与包覆层以及包覆层与振子之间的联接。根据齿轮的最大转速以及两种材料之间可达到的压力和摩擦系数可以计算出二者之间的受力大小，并据此可以确定用哪一种联接方式。
4.声子晶体的周期数。根据齿轮的几何尺寸、载荷大小可以调整振子的几何尺寸和声子晶体的周期数目。
5.声子晶体支撑杆的根数。可以根据齿轮受扭转力大小以及支撑杆的参数选择其根数，使之达到最佳效果。
Claims (3)
1.一种局域共振型声子晶体减振齿轮，包括齿圈、轮毂，其特征是：轮辐处安装局域共振型声子晶体杆，局域共振型声子晶体杆两端通过过盈、焊接或螺钉连接的方式连接齿圈和轮毂，所述的局域共振型声子晶体杆包括支撑杆以及由里及外安装在支撑杆上的包覆层和振子。
2.根据权利要求1所述的一种局域共振型声子晶体减振齿轮，其特征是：所述的包覆层材料为橡胶，振子材料为铜块，支撑杆材料为铝合金、结构钢或工程塑料，支撑杆、包覆层、振子之间通过胀紧方式连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种局域共振型声子晶体减振齿轮，其特征是：所述的局域共振型声子晶体杆至少为两个，相对于轮毂对称布置、且在齿圈的圆周上均匀布置。
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Application publication date: 20130911 |