CN111963658B - 防噪隔音装置及具有其的减速机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了防噪隔音装置及具有其的减速机，该装置包括：减速机外壳、减速机底座、固定于输出轴上的大齿轮、固定于输入轴上的小齿轮和限位组件，所述减速机外壳固定连接所述减速机底座，所述输入轴设置于所述减速机外壳的正面，所述输出轴设置于所述减速机外壳的背面，所述大齿轮与小齿轮啮合连接。本发明能够减小齿轮传动过程中产生的噪声，降低传动噪声的向外辐射，提高减速机的降噪效果。

Description

防噪隔音装置及具有其的减速机

技术领域

本发明涉及减速机技术领域，具体是防噪隔音装置及具有其的减速机。

背景技术

随着现代工业生产规模的日益扩大，相关生产设备正在朝着高速化、自动化方向发展，对设备进行维护和诊断的难度和成本也越来越高，作为机械设备的重要组成设备，减速机的运行状况直接影响到机组的工作质量以及机械设备的安全运行。

机械传动过程中振动产生噪声：机械传动设备是复杂机械部件通过科学组合与组装之后，将传动力以不同的方式转化或传递出去，其系统内部，因传动要求不同，也有很大差异，但其组合复杂性导致每一机械部件在运动过程中产生自身的振动频率，多种无序传动振动组合在一起，就会有噪声产生，也就是说，只要有机械部件振动，就会有噪声产生，而噪声向外辐射，会造成噪声污染。

齿轮传动过程中也会产生噪声：齿轮精度与齿面粗糙度是影响齿轮传动噪声的产生与大小的最主要原因。由齿轮啮合的不准确性引起的偏载会造成齿面接触时的错误接触轨道，降低传动精度，并产生啮合冲击。此外，轮齿啮合偏载会使侧隙过小，发生齿面挤压或齿面局部区域产生弹性或塑性变形时，将导致两齿面间接触太紧，形成摩擦挤压，噪声将急剧增大；相反，侧隙过大，在下一对轮齿发生啮合时，又将使齿间发生碰撞，形成啮合冲击，噪声因此增大。最后，随着减速机负载的增加，减速机中的齿轮会出现毛刺，粗糙、磨损等问题，若不及时更换齿轮，齿轮之间的共振就会增加，进而产生更大的噪声，并不能实时对齿轮的状态进行监测，无法对齿轮进行定量化更换。

因此，如何减小齿轮传动过程中产生的噪声，降低传动噪声的向外辐射，提高减速机的降噪效果是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是为了解决机械传动过程中振动产生噪声下那个外辐射，造成噪声污染，齿轮之间共振容易发生噪声，并且不能实时对齿轮的状态进行监测，无法对齿轮进行定量化更换的问题。

本发明实施例提供防噪隔音装置及具有其的减速机，包括：减速机外壳、减速机底座、固定于输出轴上的大齿轮、固定于输入轴上的小齿轮和限位组件，所述减速机外壳固定连接所述减速机底座，所述输入轴设置于所述减速机外壳的正面，所述输出轴设置于所述减速机外壳的背面，所述大齿轮与小齿轮啮合连接；

所述限位组件包括至少一个第一限位块和至少一个第二限位块，所述第一限位块固设与于述大齿轮上，所述第一限位块设置有第一斜面，所述第二限位块固设于所述输入轴上，所述第二限位块与所述小齿轮的轮缘处抵接，所述第二限位块设置有第二斜面，所述第一斜面与所述第二斜面形成楔形结构，用于当所述大齿轮受轴向力作用时，所述第一斜面与所述第二斜面抵接，以产生轴向推力防止所述大齿轮轴向变形。

在一个实施例中，两个所述第一限位块在所述大齿轮的两侧对称设置，两个所述第二限位块在所述小齿轮的两侧对称设置。

在一个实施例中，所述第二限位块为圆台形状，所述第二限位块下底面的直径大于所述小齿轮的直径，在所述第二限位块两侧设置所述第二斜面。

在一个实施例中，还包括：噪声监测器；

所述噪声监测器连接所述大齿轮与所述小齿轮，用于分别对所述大齿轮与所述小齿轮产生的噪声进行监测，并根据所述噪声评估所述大齿轮和所述小齿轮的老化程度。

在一个实施例中，还包括：阻尼层，所述阻尼层设置于所述减速机底座上。

在一个实施例中，还包括：设置于所述减速机外壳外侧的隔音罩；

所述隔音罩包括：均匀分布在所述隔音罩的内侧的内板，均匀分布在所述隔音罩的外侧的外板，所述内板与所述外板之间为中空结构。

在一个实施例中，所述内板采用交叉加强筋板，与所述外板采用降噪层。

在一个实施例中，所述内板与所述外板之间填充吸声棉。

在一个实施例中，所述隔音罩上设置有散热孔，所述散热孔周围设置有隔音装置。

在一个实施例中，所述隔音罩与所述减速机外壳与所述减速机底座铰接连接。

本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：

本发明实施例提供的防噪隔音装置及具有其的减速机，本发明通过设置限位组件，使得大齿轮轮缘处的第一限位块与第二限位块之间形成一个楔形结构，使得大齿轮上的第一限位块与第二限位块之间形成动压推力，而第二限位块设置于小齿轮的轮缘两侧，即当大齿轮与小齿轮之间啮合不准确时，第一限位块与第二限位块之间发生抵接，产生轴向推力支撑大齿轮的轮缘，减小了大齿轮的轴向偏移，使得大齿轮与小齿轮内核的重合度提高，减小偏载；并且，限位组件相当于在大齿轮的两个端面施加了局部区域的轴向位移约束力，平衡大齿轮与小齿轮两端啊的轴向力，进而降低齿轮传动过程中的共振，减少噪声。并且，通过噪声监测器对大齿轮、小齿轮的老化进行实时监测，进而根据监测的数据生成齿轮老化趋势，根据齿轮老化趋势对大齿轮、小齿轮进行更换，降低了由齿轮老化造成的噪声污染。最后，在减速机外壳的外侧设置隔音罩，阻隔了噪声的向外辐射，提高了减速机的降噪效果。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步地详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例提供的防噪隔音装置及具有其的减速机的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的限位组件的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

参照图1-2所示，本发明实施例提供的防噪隔音装置及具有其的减速机，减速机外壳1、减速机底座2、固定于输出轴3上的大齿轮4、固定于输入轴5上的小齿轮6和限位组件7，所述减速机外壳1固定连接所述减速机底座2，所述输入轴5设置于所述减速机外壳1的正面，所述输出轴3设置于所述减速机外壳1的背面，所述大齿轮4与小齿轮6啮合连接。

具体的，所述减速机外壳1上设置有输入孔和输出孔，所述输入轴5通过所述输入孔与所述减速机外壳1连接，所述输出轴3通过所述输出孔与所述减速机外壳1连接。

进一步地，在所述输入孔与输出孔周围设置吸声材料。

进一步地，所述吸声材料可以采用矿渣棉或棉毯。

进一步地，所述减速机外壳1上设置有波浪板，用于反射由齿轮共振产生的辐射噪声。

所述限位组件7包括至少一个第一限位块8和至少一个第二限位块9，所述第一限位块8固设与于述大齿轮4上，所述第一限位块8设置有第一斜面10，所述第二限位块9固设于所述输入轴5上，所述第二限位块9与所述小齿轮6的轮缘处抵接，所述第二限位块9设置有第二斜面11，所述第一斜面10与所述第二斜面11形成楔形结构，用于当所述大齿轮4受轴向力(如图2中的F_a)作用时，所述第一斜面10与所述第二斜面11抵接，以产生轴向推力(如图2中的F_N)防止所述大齿轮4轴向变形。

具体的，两个所述第一限位块8在所述大齿轮4的两侧对称设置，两个所述第二限位块9在所述小齿轮6的两侧对称设置。

进一步地，所述第二限位块9为圆台形状，所述第二限位块9下底面的直径大于所述小齿轮6的直径，在所述第二限位块9两侧设置所述第二斜面11，以平衡小齿轮6所受的轴向力。

进一步地，所述第一限位块8可以设置在所述大齿轮4的两侧轮缘处，或者在所述大齿轮4的齿面上(除与小齿轮6啮合的齿面外)设置第一限位块8，在第一限位块8朝向第二限位块9的一侧设置第一斜面10。

进一步地，在所述第一限位块8与所述第二限位块9之间设置有润滑油，当第一限位块8与第二限位块9处于动压状态时，润滑油的油膜压力能够平衡小齿轮6传动时所受的轴向力，减小或消除大齿轮4的轴向偏移。

本实施例中，通过设置限位组件，使得大齿轮轮缘处的第一限位块与第二限位块之间形成一个楔形结构，使得大齿轮上的第一限位块与第二限位块之间形成动压推力，而第二限位块设置于小齿轮的轮缘两侧，即当大齿轮与小齿轮之间啮合不准确时，第一限位块与第二限位块之间发生抵接，产生轴向推力支撑大齿轮的轮缘，减小了大齿轮的轴向偏移，使得大齿轮与小齿轮内核的重合度提高，减小偏载；并且，限位组件相当于在大齿轮的两个端面施加了局部区域的轴向位移约束力(该约束力未限制大齿轮的转动)，平衡大齿轮与小齿轮两端啊的轴向力，进而降低齿轮传动过程中的共振，减少噪声。

下面通过一个完整的实施例来说明限位模块的减振效果的。

实施例1：

原减速机中的齿轮转动引起的共振是产生振动与噪声的来源，主要包括本身转动频率引起的共振与啮合频率引起的共振，所以，共振的判断标准是转动频率和啮合频率是否与齿轮固有频率的整数倍重合，大齿轮啮合频率的计算公式如下：

f_N＝Z₁·f_z (1)

其中，所述f_N表示大齿轮的啮合频率，Z₁表示大齿轮的齿数，取值为301，f_z表示大齿轮的转动频率；

向原减速机输入7阶的固有频率，测得大齿轮在2阶、3阶及4阶固有频率的振型为偏移振动，其共振振幅分别为：

A_2、3＝0.96mm

A₄＝0.991mm

测量得到大齿轮的固有频率如下表1所示：

阶数	1	2	3	4	5	6	7
								频率	292.2	396.3	402.5	502.1	644.4	743.5	895.9

表1

根据表1与公式(1)与可知，大齿轮的转动频率与啮合频率在2阶和4阶固有频率处出现了整数倍与近似整数倍的重合，说明在额定状态下大齿轮在2阶及4阶固有频率处产生振动，发生轴向偏移共振；

向设置有限位组件的减速机输入7阶的固有频率，测得大齿轮在2阶、3阶及4阶固有频率的振振幅分别为：

A₂＝0.096mm

A₄＝0.014mm

对比原减速机的大齿轮振动状态，可知限位组件压面所形成的约束力对振动产生的作用，使得振动发生了变化，各阶振幅大幅度下降；

测量得到大齿轮的固有频率如下表2所示：

阶数	1	2	3	4	5	6	7
								频率	292.2	424.6	643.2	787.4	893.3	996.9	1085.1

表2

根据表2与公式(1)与可知，大齿轮的转动频率与啮合频率未出现整数倍的重合或接近，说明设置有限位组件的减速机在额定工作状态时，共振基本消除，即限位组件实现了降噪的功能。

在一个实施例中，还包括：噪声监测器12；

所述噪声监测器12连接所述大齿轮4与所述小齿轮6，用于分别对所述大齿轮4与所述小齿轮6产生的噪声进行监测，并根据所述噪声评估所述大齿轮4和所述小齿轮6的老化程度。

具体的，所述噪声监测器12安装在所述减速机外壳1上，所述噪声监测器通过金丝连接所述大齿轮4与所述小齿轮6。

进一步地，所述噪声监测器包括感应单元、处理单元和报警单元。

进一步地，所述感应单元用于分别采集所述大齿轮4和所述小齿轮6的转动频率，并将所述转动频率传输给所述处理单元。

进一步地，所述处理单元将所述大齿轮4和所述小齿轮6的转动频率与预设的转动频率进行比较，若所述转动频率不符合所述预设的转动频率，或者所述转动频率发生突变，则触发报警单元进行报警。

或者，所述处理单元将所述大齿轮4和所述小齿轮6的转动频率输入至神经网络进行学习训练，根据噪声分析结果，预测大齿轮老化趋势与小齿轮老化趋势，根据所述老化趋势对所述4大齿轮与所述小齿轮6进行定量更换。

其中，所述处理单元将所述大齿轮4和所述小齿轮6的转动频率输入至神经网络进行学习训练，包括：对于预设数量的正常的和异常的样本齿轮，确定对应的转动频率，将转动频率输入神经网络，获得样本齿轮的噪声分析结果，将噪声分析结果与样本齿轮的实际噪声进行比对，判断偏差值是否在预设范围内，当所述偏差值不在预设范围内时，根据所述偏差值对神经网络的参数进行调整，直至神经网络输出的噪声分析结果与样本齿轮的实际噪声偏差值在预设范围内，完成对齿轮噪声状况的分析结果。

本实施例中，通过噪声监测器对大齿轮、小齿轮的老化进行实时监测，进而根据监测的数据生成齿轮老化趋势，根据齿轮老化趋势对大齿轮、小齿轮进行更换，降低了由齿轮老化造成的噪声污染。

在一个实施例中，还包括：阻尼层13，所述阻尼层13设置于所述减速机底座2上。

具体的，在所述阻尼层13与减速机底座2之间增加间隔层，所述间隔层为刚性蜂窝结构，能承受较大剪切力，增加了阻尼层的剪切变形，即对辐射噪音进行进一步地隔离。

在一个实施例中，还包括：设置于所述减速机外壳1外侧的隔音罩14；

所述隔音罩14包括：均匀分布在所述隔音罩14的内侧的内板15，均匀分布在所述隔音罩14的外侧的外板16，所述内板15与所述外板16之间为中空结构。

具体的，所述内板15采用交叉加强筋板，与所述外板16采用降噪层。

进一步地，所述内板15采用交叉加强筋板，可以有效提高所述内板15的刚度，具有更优的隔音性能。

具体的，所述内板15与所述外板16之间填充吸声棉。所述吸声棉由高融值PP和中空螺旋超细的PET限位组成，单位密度大，可以使声音在吸音棉内部产生更多的阻碍，性能更好。

进一步地，所述吸声棉具有隔热性能，将所述吸声棉设置在非密封装置，使其完全密封，不仅可以有效吸声，还可以降低一定的温度，延长设备的使用寿命。

具体的，所述隔音罩上设置有散热孔，所述散热孔周围设置有隔音装置。

进一步地，所述隔音装置采用吸音棉或者减振阻尼。

具体的，所述隔音罩与所述减速机外壳1与所述减速机底座2铰接连接。

本实施例中，在减速机外壳的外侧设置隔音罩，其内板设置为交叉加强筋板，提高了隔音罩的刚度，即提高了隔音罩的降噪性能，并且，外板采用降噪层，进一步地阻隔了噪声的向外辐射，在减速机外壳上设置散热孔，一定程度上降低了由齿轮传动温度，减小了因温度过高造成的减速机磨损，延长了减速机的使用寿命，并且在散热孔周围设置隔音装置，可以有效降低散热孔的的噪音，提高了减速机的降噪效果。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.具有防噪隔音装置的减速机，其特征在于，包括：减速机外壳、减速机底座、固定于输出轴上的大齿轮、固定于输入轴上的小齿轮和限位组件，所述减速机外壳固定连接所述减速机底座，所述输入轴设置于所述减速机外壳的正面，所述输出轴设置于所述减速机外壳的背面，所述大齿轮与小齿轮啮合连接；

所述限位组件包括至少一个第一限位块和至少一个第二限位块，所述第一限位块固设于所述大齿轮上，所述第一限位块设置有第一斜面，所述第二限位块固设于所述输入轴上，所述第二限位块与所述小齿轮的轮缘处抵接，所述第二限位块设置有第二斜面，所述第一斜面与所述第二斜面形成楔形结构，用于当所述大齿轮受轴向力作用时，所述第一斜面与所述第二斜面抵接，以产生轴向推力防止所述大齿轮轴向变形；

所述减速机还包括噪声监测器，所述噪声监测器连接所述大齿轮与所述小齿轮，用于分别对所述大齿轮与所述小齿轮产生的噪声进行监测，并根据所述噪声评估所述大齿轮和所述小齿轮的老化程度；噪声监测器包括感应单元、处理单元和报警单元；所述感应单元用于分别采集所述大齿轮和所述小齿轮的转动频率，并将所述转动频率传输给所述处理单元；所述处理单元将所述大齿轮和所述小齿轮的转动频率输入至神经网络进行学习训练，根据噪声分析结果，预测大齿轮老化趋势与小齿轮老化趋势，根据所述老化趋势对所述大齿轮与所述小齿轮进行定量更换；

其中，所述处理单元将所述大齿轮和所述小齿轮的转动频率输入至神经网络进行学习训练，包括：对于预设数量的正常的和异常的样本齿轮，确定对应的转动频率，将转动频率输入神经网络，获得样本齿轮的噪声分析结果，将噪声分析结果与样本齿轮的实际噪声进行比对，判断偏差值是否在预设范围内，当所述偏差值不在预设范围内时，根据所述偏差值对神经网络的参数进行调整，直至神经网络输出的噪声分析结果与样本齿轮的实际噪声偏差值在预设范围内，完成对齿轮噪声状况的分析结果。

2.如权利要求1所述的具有防噪隔音装置的减速机，其特征在于，两个所述第一限位块在所述大齿轮的两侧对称设置，两个所述第二限位块在所述小齿轮的两侧对称设置。

3.如权利要求1所述的具有防噪隔音装置的减速机，其特征在于，所述第二限位块为圆台形状，所述第二限位块下底面的直径大于所述小齿轮的直径，在所述第二限位块两侧设置所述第二斜面。

4.如权利要求1所述的具有防噪隔音装置的减速机，其特征在于，还包括：阻尼层，所述阻尼层设置于所述减速机底座上。

5.如权利要求1所述的具有防噪隔音装置的减速机，其特征在于，还包括：设置于所述减速机外壳外侧的隔音罩；

所述隔音罩包括：均匀分布在所述隔音罩的内侧的内板，均匀分布在所述隔音罩的外侧的外板，所述内板与所述外板之间为中空结构。

6.如权利要求5所述的具有防噪隔音装置的减速机，其特征在于，所述内板采用交叉加强筋板，与所述外板采用降噪层。

7.如权利要求5所述的具有防噪隔音装置的减速机，其特征在于，所述内板与所述外板之间填充吸声棉。

8.如权利要求5所述的具有防噪隔音装置的减速机，其特征在于，所述隔音罩上设置有散热孔，所述散热孔周围设置有隔音装置。

9.如权利要求5所述的具有防噪隔音装置的减速机，其特征在于，所述隔音罩与所述减速机外壳与所述减速机底座铰接连接。

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