CN107191571A - 圆柱齿轮分层腹板减振结构及其传动的减振测试方法 - Google Patents

圆柱齿轮分层腹板减振结构及其传动的减振测试方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种圆柱齿轮分层腹板减振结构及其传动的减振测试方法，属于齿轮减振技术领域。本发明直接将作动器安装于分层腹板上，通过作动器工作产生作用力推动滑块运动，使滑块与腹板外圆接触，实现分层腹板层数的变化，从而改变齿轮传动过程产生的传递误差，达到降低齿轮传动振动的目的。本发明能够通过主动改变齿轮结构实现降低齿轮传动振动。

Description

圆柱齿轮分层腹板减振结构及其传动的减振测试方法
技术领域
本发明属于齿轮减振结构技术领域，具体指代一种圆柱齿轮分层腹板减振结构及其传动的减振测试方法。
背景技术
齿轮是机械传动领域重要的传动零件，因其具有结构紧凑、高效可靠以及便于维修更换等优点，被广泛使用于动力传递等各方面。然而，齿轮传动过程中由于加工误差、装配误差等原因无法避免的产生振动，面对这一问题，如何有效降低齿轮传动系统振动值得深入研究。目前，国内外对于齿轮传动系统振动被动振动已经非常深入，但是对于齿轮传动系统振动主动控制还尚未深入研究，因此，开展圆柱齿轮传动振动主动控制研究显得尤为重要。
中国发明专利申请号为CN201310022055.8发明名称为“齿轮副扭转振动主动控制装置”中公布了一种齿轮副扭转振动主动控制装置，其采用作动器直接安装于齿轮上，通过作动器工作对质量块施加一定作用力，从而使质量块运动产生一定惯性力来抵消齿轮副啮合过程中的动态啮合力，进而消除齿轮副啮合的内部激励源。该机构虽然能够有效降低齿轮副振动，但是这种机构的缺点是：通过外部设备施加作用力来降低振动，增加了结构的复杂性，使其不易拆装维护，此外，滑块产生的惯性力难以准确控制，操作复杂，对设备的检测提出很高要求。
发明内容
针对于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种圆柱齿轮分层腹板减振结构及其传动的减振测试方法，以解决现有技术中通过外部设备施加作用力来降低振动，增加了结构的复杂性，不易拆装维护等问题，本发明结构简单、操作方便，并且能够通过主动改变齿轮腹板结构实现降低振动。
为达到上述目的，本发明的一种圆柱齿轮分层腹板减振结构，其包括：圆柱齿轮、分层腹板以及两个以上的作动机构；其中，
所述的圆柱齿轮与分层腹板通过螺栓相连接；
所述的分层腹板包括轮毂、腹板外圆、作动器安装孔、薄板以及滑块槽，薄板沿圆周方向至于腹板外圆与轮毂之间，该作动器安装孔分布于薄板上，与轮毂相连；滑块槽设于腹板外圆的内壁，其位置与薄板对应；该轮毂与齿轮轴相联接，通过齿轮轴输出的振动信号观察齿轮振动变化情况；
所述的作动机构分别沿圆周方向至于腹板上，其包括：作动器、推杆以及滑块，该作动器通过推杆与滑块连接后固定安装于上述作动器安装孔中，每个作动机构控制一个滑块运动，通过设定齿轮传动误差变化最小控制方法，控制同层作动机构工作，当同层作动器推动滑块同时向远离轮毂方向运动时，滑块与腹板外圆接触，完成轮毂与腹板外圆的连接，实现分层腹板层数的增加，当同层作动器未工作，滑块依靠恢复力同时向靠近轮毂方向运动时，滑块与腹板外圆分离，完成轮毂与腹板外圆的分离，实现分层腹板层数的减小。
优选地，所述的齿轮传动误差变化最小控制方法具体为：当轮齿啮合传递误差较大时，作动器推动滑块向远离轮毂方向运动，使轮毂与腹板外圆连接，增加腹板层数；当传递误差较小时，作动器不工作，使滑块依靠弹簧回复力向靠近轮毂方向运动，使轮毂与腹板外圆分离，减小腹板层数。
本发明的一种圆柱齿轮分层腹板减振结构传动的减振测试方法，包括如下：
1）将作动器连接滑块后固定安装于作动器安装孔中，底部与薄板接触；
2）将分层腹板与圆柱齿轮通过螺栓连接，轮毂固定于齿轮轴上；
3）每个作动机构控制一个滑块运动，当固定齿轮与齿轮轴同步旋转时，根据固定齿轮运转情况，通过设定齿轮传动误差变化最小控制方法控制同层作动机构工作，当同层作动器推动滑块同时向远离轮毂方向运动时，滑块与腹板外圆接触，完成轮毂与腹板外圆的连接，实现分层腹板层数的增加，当同层作动器未工作，滑块依靠回复力同时向向靠近轮毂方向运动时，滑块与腹板外圆脱离，完成轮毂与腹板外圆的分离，实现分层腹板层数的减小；
4）分层腹板层数的改变将导致齿轮传递误差的变化，通过在固定齿轮输出轴处设置振动加速度传感器，观察固定齿轮振动信号变化情况。
优选地，所述的齿轮传动误差变化最小控制方法具体为：当轮齿啮合传递误差较大时，作动器推动滑块向远离轮毂方向运动，使轮毂与腹板外圆连接，增加腹板层数；当传递误差较小时，作动器不工作，使滑块依靠弹簧回复力向靠近轮毂方向运动，使轮毂与腹板外圆分离，减小腹板层数。
本发明的有益效果：
（1）本发明通过对腹板结构进行分层设计，实现腹板结构的重新设计；
（2）本发明是通过主动改变腹板层数，实现齿轮传动过程传递误差的变化，从而降低齿轮传动振动；
（3）本发明结构简单，易于加工，操作方便，利于拆装与维护。
附图说明
图1为本发明圆柱齿轮分层腹板减振结构的示意图；
图2为圆柱齿轮结构示意图；
图3为分层腹板结构示意图；
图中，1-滑块、2-作动器、3-腹板外圆、4-齿轮轴、5-轮毂、6-作动器安装孔、7-薄板、8-推杆、9-滑块槽、10-分层腹板、11-圆柱齿轮。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
参照图1至图3所示，本发明的一种圆柱齿轮分层腹板减振结构，其包括：圆柱齿轮11、分层腹板10以及两个以上的作动机构；其中，
所述的圆柱齿轮11与分层腹板10通过螺栓相连接；
所述的分层腹板10包括轮毂5、腹板外圆3、作动器安装孔6、薄板7以及滑块槽9，薄板7沿圆周方向至于腹板外圆3与轮毂5之间，该作动器安装孔6分布于薄板7上，与轮毂5相连；滑块槽9设于腹板外圆3的内壁，其位置与薄板7对应；该轮毂5与齿轮轴4相联接，通过齿轮轴4输出的振动信号观察齿轮振动变化情况；
所述的作动机构分别沿圆周方向至于腹板上，其包括：作动器2、推杆8以及滑块1，该作动器2通过推杆8与滑块1连接后固定安装于上述作动器安装孔6中，每个作动机构控制一个滑块1运动，通过设定齿轮传动误差变化最小控制方法控制同层作动机构工作，当同层作动器2推动滑块1同时向远离轮毂5（向前）方向运动时，滑块1与腹板外圆3接触，完成轮毂5与腹板外圆3的连接，实现分层腹板10层数的增加，当同层作动器未工作，滑块1依靠恢复力同时向靠近轮毂5（向后）方向运动时，滑块1与腹板外圆3分离，完成轮毂5与腹板外圆3的分离，实现分层腹板10层数的减小，通过控制滑块1的运动，检测齿轮轴4传递输出的振动信号，观察圆柱齿轮振动变化情况，从而确定圆柱齿轮分层腹板减振机构的有效性。
其中，所述的齿轮传动误差变化最小控制方法具体为：由于齿轮传动重合度影响，传动中存在啮合齿对数变化，不同啮合齿对数区的传递误差波动较大，为使得啮合齿对区传递误差的波动均匀化，针对本发明提出的分层腹板齿轮传动，当轮齿啮合传递误差较大时，作动器推动滑块向远离轮毂方向运动，使轮毂与腹板外圆连接，增加腹板层数；当传递误差较小时，作动器不工作，使滑块依靠弹簧回复力向靠近轮毂方向运动，使轮毂与腹板外圆分离，减小腹板层数。
本发明的一种圆柱齿轮分层腹板减振结构传动的减振测试方法，包括如下：
1）将作动器连接滑块后固定安装于作动器安装孔中，底部与薄板接触；
2）将分层腹板与圆柱齿轮通过螺栓连接，轮毂固定于齿轮轴上；
3）每个作动机构控制一个滑块运动，当固定齿轮与齿轮轴同步旋转时，根据固定齿轮运转情况，通过设定齿轮传动误差变化最小控制方法控制同层作动机构工作，当同层作动器推动滑块同时向远离轮毂方向运动时，滑块与腹板外圆接触，完成轮毂与腹板外圆的连接，实现分层腹板层数的增加，当同层作动器未工作，滑块依靠回复力同时向向靠近轮毂方向运动时，滑块与腹板外圆脱离，完成轮毂与腹板外圆的分离，实现分层腹板层数的减小；
4）分层腹板层数的改变将导致齿轮传递误差的变化，通过在固定齿轮输出轴处设置振动加速度传感器，观察固定齿轮振动信号变化情况。
其中，所述的齿轮传动误差变化最小控制方法具体为：当轮齿啮合传递误差较大时，作动器推动滑块向远离轮毂方向运动，使轮毂与腹板外圆连接，增加腹板层数；当传递误差较小时，作动器不工作，使滑块依靠弹簧回复力向靠近轮毂方向运动，使轮毂与腹板外圆分离，减小腹板层数。
本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种圆柱齿轮分层腹板减振结构，其特征在于，包括：圆柱齿轮、分层腹板以及两个以上的作动机构；其中，
所述的圆柱齿轮与分层腹板通过螺栓相连接；
所述的分层腹板包括：轮毂、腹板外圆、作动器安装孔、薄板以及滑块槽，薄板沿圆周方向至于腹板外圆与轮毂之间，该作动器安装孔分布于薄板上，与轮毂相连；滑块槽设于腹板外圆的内壁，其位置与薄板对应；该轮毂与齿轮轴相联接，通过齿轮轴输出的振动信号观察齿轮振动变化情况；
所述的作动机构分别沿圆周方向至于腹板上，其包括：作动器、推杆以及滑块，该作动器通过推杆与滑块连接后固定安装于上述作动器安装孔中，每个作动机构控制一个滑块运动，通过设定齿轮传动误差变化最小控制方法控制同层作动机构工作，当同层作动器推动滑块同时向远离轮毂方向运动时，滑块与腹板外圆接触，完成轮毂与腹板外圆的连接，实现分层腹板层数的增加，当同层作动器未工作，滑块依靠恢复力同时向靠近轮毂方向运动时，滑块与腹板外圆分离，完成轮毂与腹板外圆的分离，实现分层腹板层数的减小。
2.根据权利要求1所述的圆柱齿轮分层腹板减振结构，其特征在于，所述的齿轮传动误差变化最小控制方法具体为：当轮齿啮合传递误差较大时，作动器推动滑块向远离轮毂方向运动，使轮毂与腹板外圆连接，增加腹板层数；当传递误差较小时，作动器不工作，使滑块依靠弹簧回复力向靠近轮毂方向运动，使轮毂与腹板外圆分离，减小腹板层数。
3.一种圆柱齿轮分层腹板减振结构传动的减振测试方法，其特征在于，包括如下：
1）将作动器连接滑块后固定安装于作动器安装孔中，底部与薄板接触；
2）将分层腹板与圆柱齿轮通过螺栓连接，轮毂固定于齿轮轴上；
3）每个作动机构控制一个滑块运动，当固定齿轮与齿轮轴同步旋转时，根据固定齿轮运转情况，通过设定齿轮传动误差变化最小控制方法控制同层作动机构工作，当同层作动器推动滑块同时向远离轮毂方向运动时，滑块与腹板外圆接触，完成轮毂与腹板外圆的连接，实现分层腹板层数的增加，当同层作动器未工作，滑块依靠回复力同时向向靠近轮毂方向运动时，滑块与腹板外圆脱离，完成轮毂与腹板外圆的分离，实现分层腹板层数的减小；
4）分层腹板层数的改变将导致齿轮传递误差的变化，通过在固定齿轮输出轴处设置振动加速度传感器，观察固定齿轮振动信号变化情况。
4.根据权利要求3所述的圆柱齿轮分层腹板减振结构传动的减振测试方法，其特征在于，所述的齿轮传动误差变化最小控制方法具体为：当轮齿啮合传递误差较大时，作动器推动滑块向远离轮毂方向运动，使轮毂与腹板外圆连接，增加腹板层数；当传递误差较小时，作动器不工作，使滑块依靠弹簧回复力向靠近轮毂方向运动，使轮毂与腹板外圆分离，减小腹板层数。
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Assignee: NANJING HIGH-SPEED & ACCURATE GEAR GROUP Co.,Ltd.

Assignor: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics

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Denomination of invention: Test Method for Vibration Reduction of Cylindrical Gears with Layered Web and Their Transmission

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