CN104791405B - 一种齿形减振器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种齿形减振器，属于减振装置技术领域。该减振器包括两端固定在支架上的连接轴，所述连接轴的中部套装金属圈，所述金属圈的外圆借助轴向间隔分布的凸起包裹固定弹性材料外齿圈，所述外齿圈的外齿与弹性材料内齿圈的内齿啮合，所述内齿圈镶嵌固定在具有有轴向间隔分布凹陷的金属外环框内，所述金属外环框的一侧径向延伸出连接座。本发明容易获得所需的减振刚度和阻尼特性，既可通过齿侧间隙缓冲减振，又可以借助轮齿自身的弹性吸振，隔振、减振效果独特，可以实现方便地按需调控各向减振刚度和阻尼特性。

Description

一种齿形减振器

技术领域

本发明涉及一种减振器，尤其是一种齿形减振器，属于减振装置技术领域。

背景技术

据申请人了解，目前类似形状的同类产品用于传动机构中，只起到消除齿间间隙、增加传动效率和安全性、降低噪音，以及减轻重量的作用，可以认为仅仅是传动齿轮本身的改进，而非真正意义上的减振器。

检索发现，申请号为200520010682.0的中国专利公开一种齿形弹性阻尼联轴节,由内部构件和外部构件组成,其中内部构件包括花键轴、O型密封橡胶圈、螺栓和外侧板,而外部构件包括法兰、中间块、紧固圈、六角头螺栓、簧片组件、进油盘和内侧板,在法兰或紧固圈或内侧板的外圆周上设置有外齿。本产品能有效减轻柴油机输出端重量,增强动力系统的可靠性和安全性，但该产品主要用于重型车辆的齿轮箱内输出端的传动机构的结构简化，通过在法兰或紧固圈或内侧板的外圆周上设置外齿，从而省去柴油机飞轮也能传递动力。其创新着眼点在于输出力矩时减轻重量，而非用于减振。

此外，申请号为201320565976.4 的中国专利公开了一种橡胶齿轮组件及应用该橡胶齿轮组件的电动遥控窗帘 ，所述电动遥控窗帘在左右两端分别设置有对称的橡胶齿轮组件。每个橡胶齿轮组件设有主动橡胶齿轮、传动橡胶齿轮，它们的转动方向相反。该产品适用于在动力源和运动部件之间传输动力，主动橡胶齿轮与传动橡胶齿轮结构一致，分别安装于主动轴与从动轴上，通过外齿啮合，均匀地传输转动力矩，降低传动过程中的噪音，但该机构仅考虑两齿贴合面切线方向的力矩传动效率，并降低振动噪音，而非考虑在两齿间进行减振抗冲设计。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的局限性，提出一种可以方便地按需调控各向减振刚度和阻尼特性的齿形减振器。

为了达到以上目的，本发明齿形减振器的基本结构为：包括两端固定在支架上的连接轴，所述连接轴的中部套装金属圈，所述金属圈的外圆借助轴向间隔分布的凸起包裹固定弹性材料外齿圈，所述外齿圈的外齿与弹性材料内齿圈的内齿啮合，所述内齿圈镶嵌固定在具有有轴向间隔分布凹陷的金属外环框内，所述金属外环框的一侧径向延伸出连接座。

实际应用中，本发明的内齿和外齿结构组件分别安装于基座和被减振设备上，由于可以方便地择定不同啮合度、齿形差异、齿数等设计参数，因此容易获得所需的减振刚度和阻尼特性，并且既可通过齿侧间隙缓冲减振，又可以借助轮齿自身的弹性吸振，因此可以得到独特的隔振、减振效果；此外，虽然振动和冲击激励不仅来自于两齿贴合面切线方向，而且可能来自于垂直贴合面切线的法向或者其他方向，但不同啮合度、齿形差异、齿数所产生的齿侧间隙等结构具有可以同时吸收各向振动的特性，因此采用本发明后，可以实现方便地按需调控各向减振刚度和阻尼特性。

本发明进一步的具体完善可以是：

1）所述金属外环框的上下两端分别具有旋拧空心上盖和空心下盖的缩颈外螺纹段；

2）所述连接轴的中部套装与之形成轴向移动副的金属圈；

3）所述连接轴的中部套装与之紧配合固定的金属圈；

4）所述金属圈的外圆借助轴向间隔分布的一组环形凸起包裹固定弹性橡胶材料外齿圈，所述内齿圈镶嵌固定在具有有轴向间隔分布环形凹陷的金属外环框内；

5）所述外齿与内齿无侧隙周向紧贴啮合，且留出齿顶和齿根间隙；

6）所述齿顶间隙小于齿根间隙；

7）所述外齿与内齿的齿侧留有等于许可振动位移的侧隙，且留出齿顶和齿根间隙；

8）所述内齿的齿根具有喇叭口状的渐缩口；所述渐缩口间隔分布在内齿的齿根。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明优选实施例一的结构示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为本发明优选实施例二的结构示意图。

图4为本发明优选实施例三的结构示意图。

具体实施方式

实施例一

本实施例的齿形减振器如图1和图2所示，包括两端通过紧固件固定在支架5上的连接轴1，该连接轴的中部套装通过键连接与之形成轴向移动副的金属圈2-1，金属圈2-1的外圆借助轴向间隔分布的一组环形凸起4-2包裹固定弹性橡胶材料外齿圈4-3，从而构成内组件4。外齿圈4-3的外齿与橡胶弹性材料内齿圈2-1的内齿啮合，内齿圈2镶嵌固定在具有有轴向间隔分布环形凹陷的金属外环框2-2内。金属外环框2-2的一侧径向延伸出具有旋拧安装连接座3内螺纹孔的径向凸台2-3。并且，金属外环框2-2的上下两端分别具有旋拧空心上盖6和空心下盖7的缩颈外螺纹段。这样，构成了可以保证稳定啮合的完整外组件2。

本实施例的外齿为梯形齿，与内齿采取无侧隙的周向紧贴啮合，但分别留出齿顶和齿根间隙，且齿顶间隙小于齿根间隙。

因此，对连接轴轴向的刚度为零，而周向则直接由橡胶的弹性决定其刚性和阻尼特性。使用时，将支架和连接座分别与振动源以及需隔振设备固连，即可通过相互啮合弹性齿的作用，实现所需的减振刚度和阻尼。由于弹性材料以及内外齿数和齿形、齿厚均可酌情选择，因此本实施例的减振器很容易满足所需的刚度和阻尼特性。

实施例二

本实施例的齿形减振器如图3所示，基本结构与实施例一相同，不同之处在于，连接轴1的中部套装与之紧配合固定的金属圈2-1；此外，依据震源的激励形式以及该减振器的安装方式，齿侧留有等于许可振动位移的侧隙，因此使得周向等于侧隙的许可振动位移范围内、其它方向小于侧隙的一定位移范围内，减振器的刚度为零，而当产生大位移振动或冲击时，则将由橡胶材料本身弹性特性产生的适宜刚度和阻尼,达到所需减振缓冲效果。即周向或径向振动的振幅在间隙范围内时，减振器不起作用，而当因产生共振或受到冲击而振幅大于间隙时，相应方向的间隙被消除，内外齿才真正进入啮合状态，产生所需的抑制共振或缓冲作用。当由于需减振设备倾斜等原因出现倾斜于径向或周向较大的振动位移时，则外齿顶与内齿根或相应的两齿侧由一端接触开始逐渐进入啮合状态，从而产生更为理想的抑制共振或缓冲作用效果。

实施例三

本实施例的齿形减振器如图4所示，基本结构与实施例二相同，不同之处在于，不仅分别留出齿顶和齿根间隙，以及在齿侧留有等于许可振动位移的侧隙，而且在外组件的内齿齿根间隔具有喇叭口状的渐缩口2-4，这样可以在特定方向产生较大冲击时，相应方向的外齿齿顶插入喇叭状渐缩口内，使得阻尼迅速增加，而刚度不增加，从而有效地实现缓冲。对于其它方向的阻尼缓冲作用则与实施例二基本相同。

采用以上实施例的齿形减振器具有如下显著优点：

1）采用两个齿形轮进行啮合,产生相对位移量,达到所需的减振效果:

2）可以方便地通过齿轮形状和相对位置的酌情设定,实现预定空间的减振、隔振；

3）可以方便地通过齿数和齿形的设计,改变啮合刚度和阻尼;

4）可以方便地通过齿间间隙的改变,控制运动过程中各相刚度和阻尼特性相应变化;

5）可以方便地通过选择不同的弹性材料,达到所需范围的啮合刚度和阻尼。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。例如，齿数既可以是复数，也可以是单数；又如，内齿的齿根也可以均具有喇叭口状的渐缩口；再如，齿廓曲线可以是渐开线等各种曲线、齿形可以是三角、矩形等各种形状。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种齿形减振器，包括两端固定在支架上的连接轴，其特征在于：所述连接轴的中部套装金属圈，所述金属圈的外圆借助轴向间隔分布的凸起包裹固定弹性材料外齿圈，所述外齿圈的外齿与弹性材料内齿圈的内齿啮合，所述内齿圈镶嵌固定在具有有轴向间隔分布凹陷的金属外环框内，所述金属外环框的一侧径向延伸出连接座；所述金属外环框的上下两端分别具有旋拧空心上盖和空心下盖的缩颈外螺纹段。

2.根据权利要求1所述的齿形减振器，其特征在于：所述连接轴的中部套装与之形成轴向移动副的金属圈。

3.根据权利要求1所述的齿形减振器，其特征在于：所述连接轴的中部套装与之紧配合固定的金属圈。

4.根据权利要求2或3所述的齿形减振器，其特征在于：所述金属圈的外圆借助轴向间隔分布的一组环形凸起包裹固定弹性橡胶材料外齿圈，所述内齿圈镶嵌固定在具有有轴向间隔分布环形凹陷的金属外环框内。

5.根据权利要求2所述的齿形减振器，其特征在于：所述外齿与内齿无侧隙周向紧贴啮合，且留出齿顶和齿根间隙。

6.根据权利要求5所述的齿形减振器，其特征在于：所述齿顶间隙小于齿根间隙。

7.根据权利要求3所述的齿形减振器，其特征在于：所述外齿与内齿的齿侧留有等于许可振动位移的侧隙，且留出齿顶和齿根间隙。

8.根据权利要求7所述的齿形减振器，其特征在于：所述内齿的齿根具有喇叭口状的渐缩口。

9.根据权利要求8所述的齿形减振器，其特征在于：所述渐缩口间隔分布在内齿的齿根。