CN207659846U - 一种齿轮与曲柄连杆组合机构隔震限位装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种齿轮与曲柄连杆组合机构隔震限位装置，其包括基座和安装在基座上的齿轮机构与曲柄连杆机构、侧限位挡板、滚珠丝杠、消能器和消能器固定座，所述齿轮机构主动齿轮与所述滚珠丝杠的螺母连接，所述齿轮机构从动齿轮与所述曲柄连杆机构连接，所述消能器固定座安装在所述隔震限位装置的一侧，所述消能器一端与消能器固定座上端连接，所述消能器另一端与所述曲柄连杆机构连接，所述侧限位挡板包括两个侧限位挡板，所述齿轮与曲柄连杆组合机构位于两个侧限位挡板之间，所述滚珠丝杠往复运动，在齿轮与曲柄连杆组合机构的作用下所述消能器往复运动消散能量。本实用新型能够有效地限制建筑桥梁等结构隔震层在地震中的位移。

Description

一种齿轮与曲柄连杆组合机构隔震限位装置

技术领域

本实用新型涉及建筑结构、桥梁结构抗震减震技术领域，具体涉及一种齿轮与曲柄连杆组合机构隔震限位装置。

背景技术

近年来,基础隔震、消能减震以及调谐减震控制等被动控制技术由于其概念简单、机理明确、造价较低、减震效果显著而在国内外土木工程中得到广泛应用。其中,阻尼器以其经济性好、适用性好,维护费用低等优点,受到了广大土木工程研究人员的重视。隔震技术需要通过消能器限制隔震层的位移，消能减震技术需要通过消能器耗散地震能量。当采用位移相关型消能器如摩擦消能器，金属屈服消能器时，若消能器位移较小，则其难以发挥有效的耗能能力；若消能器位移较大，则需要采用大吨位大行程消能器，导致造价较高。当采用速度相关型消能器如粘滞液体消能器或粘弹性消能器时，若消能器速度较小，其难以发挥有效的耗能能力；若消能器速度较大或位移较大，则需要采用大吨位大行程消能器，也会导致造价较高。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有的隔震限位技术采用位移或速度相关型消能器时，若消能器位移或速度较小，则难以发挥有效的耗能能力，若消能器位移或速度较大，其需要采用大吨位大行程消能器，导致造价较高的两难问题。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种齿轮与曲柄连杆组合机构隔震限位装置，其特征在于，包括基座和安装在基座上的齿轮机构与曲柄连杆机构、侧限位挡板、滚珠丝杠、消能器和消能器固定座，所述侧限位挡板设为两个，两个所述侧限位挡板平行间隔安装在所述齿轮机构与曲柄连杆机构的两侧，所述滚珠丝杆穿过所述侧限位挡板与所述齿轮机构连接，两个所述消能器分别安装在所述侧限位挡板两侧的消能器固定座上并与所述曲柄连杆机构连接，所述曲柄连杆机构与所述齿轮机构配合联动；

所述齿轮机构包括互相啮合的主动轮和从动轮，所述曲柄连杆机构包括所述曲柄、连杆和移动副，所述移动副包括机架和滑动连接在所述机架上的滑块，所述主动轮与所述滚珠丝杠连接，所述从动轮通过曲柄与所述连杆联动，所述连杆远离所述曲柄的一端与所述滑块一端连接，所述滑块的另一端设有推杆，所述推杆与所述消能器连接。

作为上述技术方案的改进，所述推杆与所述消能器连接的一端设有用于与所述消能器连接的第一连接扣。

作为上述技术方案的改进，所述消能器固定座的顶部设置有第二连接扣，所述第二连接扣与所述第一连接扣设置在同一水平高度上。

作为上述技术方案的改进，所述主动齿轮夹持在两个所述滚珠螺母之间，两个所述滚珠螺母背离所述主动齿轮的一面上各安装有一推力轴承。

作为上述技术方案的改进，所述基座上设有多个安装孔，所述基座下方还设有混凝土墩台，所述基座通过所述安装孔固定在所述混凝土墩台上。

作为上述技术方案的改进，所述机架的背面有一个或多个用于支撑所述机架的机架加劲肋。

作为上述技术方案的改进，所述侧限位挡板有一个或多个用于支撑所述侧限位挡板的固定加劲肋。

本实用新型提供的一种齿轮与曲柄连杆组合机构隔震限位装置，与现有技术相比较，具有如下有益效果：

在本实用新型中，通过滚珠丝杠、齿轮机构以及曲柄连杆机构的作用将水平运动转化为回转运动后又将回转运动转化成往复直线运动，由此消能器始终发生允许范围内的有限往复位移，且通过合理设计主动齿轮、从动齿轮、曲柄和连杆的尺寸，力的放大效果甚至能达到几十倍。在结构位移较小或速度较慢的时候,能有效增加阻尼器耗能,使减振效果显著提高，能够有效地减少建筑与桥梁等结构在地震中所受到的伤害。解决了若消能器位移或速度较小，难以发挥有效的耗能能力，若消能器位移或速度较大，则需要采用大吨位大行程消能器，导致造价较高的两难问题。同时，齿轮机构与曲柄连杆机构的组合具有便于润滑、磨损轻、寿命长、传递动力大、运转平稳的特点，适用高速机械运动。主动齿轮、从动齿轮、曲柄和连杆易于加工，可获得较高精度，成本低，更容易实现。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。

图1是本实用新型的实施例提供的一种齿轮与曲柄连杆组合机构隔震限位装置的立体图；

图2是本实用新型的实施例提供的一种齿轮与曲柄连杆组合机构隔震限位装置的剖面图；

图3是本实用新型的实施例提供的齿轮机构与曲柄连杆机构组的配合状态图；

图4是本实用新型的实施例提供的多个齿轮与曲柄连杆组合机构隔震限位装置的互相串联的连接示意图。

其中，1-滚珠丝杠；11-滚珠螺母；12-推力轴承；2-齿轮机构；21-主动齿轮；22-从动齿轮；3-曲柄连杆机构；31-曲柄；32-连杆；33-第一连接扣；34-推杆；35-移动副；351-机架；352-滑块；353-机架加劲肋；4-消能器；41-第二连接扣；42-消能器固定座；5-基座；51-安装孔；6-侧限位挡板；61-固定加劲肋；71-第一隔震限位装置；72-第二隔震限位装置；8-混凝土墩台；9-建筑结构或桥梁结构；91-隔震层上支墩；92-隔震支座；93-隔震层下支墩。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-3所示，本实用新型提供了一种齿轮与曲柄连杆组合机构隔震限位装置，其包括基座5和安装在基座5上的齿轮机构2与曲柄连杆机构3、侧限位挡板6、滚珠丝杠1、消能器4和消能器固定座42，所述侧限位挡板6设为两个，两个所述侧限位挡板6平行间隔安装在所述齿轮机构2与曲柄连杆机构3的两侧，所述滚珠丝杆1穿过所述侧限位挡板6与所述齿轮机构2连接，两个所述消能器4分别安装在所述侧限位挡板6两侧的消能器固定座42上并与所述曲柄连杆机构3连接，所述曲柄连杆机构3与所述齿轮机构2配合联动；所述齿轮机构2包括互相啮合的主动轮2和从动轮3，所述曲柄连杆机构3包括所述曲柄31、连杆32和移动副35，所述移动副35包括机架351和滑动连接在所述机架351上的滑块352，所述主动轮21与所述滚珠丝杠1连接，所述从动轮通22过曲柄31与所述连杆32联动，所述连杆32远离所述曲柄31的一端与所述滑块352一端连接，所述滑块352的另一端设有推杆34，所述推杆34与所述消能器4连接。在本实用新型中，通过滚珠丝杠1、齿轮机构2以及曲柄连杆机构3的作用将水平运动转化为回转运动后又将回转运动转化成往复直线运动，由此消能器4始终发生允许范围内的有限往复位移，且通过合理设计主动齿轮21、从动齿轮22及曲柄31、连杆32的尺寸，力的放大效果甚至能达到几十倍。解决了若消能器4位移或速度较小，难以发挥有效的耗能能力，若消能器4位移或速度较大，则需要采用大吨位大行程消能器，导致造价较高的两难问题。同时，齿轮机构2与曲柄连杆机构3的组合具有便于润滑、磨损轻、寿命长、传递动力大、运转平稳的特点，适用高速机械运动。主动齿轮21、从动齿轮22及曲柄31、连杆32易于加工，可获得较高精度，成本低，更容易实现。

更佳地，在本实施例中，为了方便安装拆卸同时不影响连接稳定，所述推杆34与所述消能器4连接一端设有用于与所述消能器4连接的第一连接扣33。所述消能器固定座42的顶部设置有第二连接扣41，所述第二连接扣41与所述第一连接33扣设置在同一水平高度上，以便互相连接，第一连接扣33与第二连接扣41之间的距离由消能器4的大小确定。

更佳地，在本实施例中，所述主动齿轮21夹接在两个所述滚珠螺母11之间，两个所述滚珠螺母11背离所述主动齿轮21的一面上各安装有一推力轴承12，以支撑滚珠丝杠1。

更佳地，在本实施例中，所述基座5上设有多个安装孔51，多个安装孔51分布在基座5的边缘，供基座5安装使用。建筑或桥梁结构9包括由上至下依次连接的隔震层上支墩91、隔震支座92和隔震层下支墩93，基座5下方设置有混凝土墩台8，基座5通过安装孔51可以安装在混凝土墩台8上，齿轮与曲柄连杆组合机构隔震限位装置与隔震层上支墩91连接，具体的，混凝土墩台8的高度根据隔震层上支墩91的高度调整，保证齿轮与曲柄连杆组合机构隔震限位装置的高度与隔震层上支墩91的高度保持一致。

更佳地，在本实施例中，所述机架351的背面有一个或多个用于支撑所述机架351的机架加劲肋，保证整个机构的稳定性。

更佳地，在本实施例中，所述侧限位挡板6有一个或多个用于支撑所述侧限位挡板6的固定加劲肋61，保证整个机构的稳定性。

更佳地，在本实施例中，消能器4选用速度或者位移型的消能器，固定形式可采取焊接或者螺栓连接。

本实用新型提供的一种齿轮与曲柄连杆组合机构隔震限位装置的工作过程为：当地震发生之时，与滚珠丝杠1相连接的隔震层上支墩91推动滚珠丝杠1水平移动，滚珠丝杠1水平移动带动滚珠螺母11转动，侧限位挡板6通过推力轴承12限制滚珠螺母11水平移动，滚珠螺母11转动带动主动齿轮21转动，主动齿轮21带动从动齿轮22转动，从动齿轮22通过曲柄31和连杆32带动滑块352沿着轨道往复运动，滑块352上的推杆34往复运动带动第一连接扣33和第二连接扣41往复运动，第一连接扣33和第二连接扣41往复运动通过消能器4消能减震，隔震层位移得到限制。

还需要说明的是，在本实用新型另一实施例中，两个或多个所述隔震限位装置之间互相串联连接，以组成隔震限位装置组。例如，两个齿轮与曲柄连杆组合机构隔震限位装置串接的情形参见图4所示，其中，第一齿轮与曲柄连杆组合机构隔震限位装置71与第二齿轮与曲柄连杆组合机构隔震限位装置72之间使用一根较长的滚珠丝杠将多个主动齿轮串接到一起，完成串接工作。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。此外，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种齿轮与曲柄连杆组合机构隔震限位装置，其特征在于，包括基座和安装在基座上的齿轮机构与曲柄连杆机构、侧限位挡板、滚珠丝杠、消能器和消能器固定座，所述侧限位挡板设为两个，两个所述侧限位挡板平行间隔安装在所述齿轮机构与曲柄连杆机构的两侧，所述滚珠丝杆穿过所述侧限位挡板与所述齿轮机构连接，两个所述消能器分别安装在所述侧限位挡板两侧的消能器固定座上并与所述曲柄连杆机构连接，所述曲柄连杆机构与所述齿轮机构配合联动；

所述齿轮机构包括互相啮合的主动轮和从动轮，所述曲柄连杆机构包括所述曲柄、连杆和移动副，所述移动副包括机架和连接在所述机架上的滑块，所述主动轮与所述滚珠丝杠连接，所述从动轮通过曲柄与所述连杆联动，所述连杆远离所述曲柄的一端与所述滑块一端连接，所述滑块的另一端设有推杆，所述推杆与所述消能器连接。

2.如权利要求1所述的一种齿轮与曲柄连杆组合机构隔震限位装置，其特征在于，所述推杆与所述消能器连接的一端设有用于与所述消能器连接的第一连接扣。

3.如权利要求2所述的一种齿轮与曲柄连杆组合机构隔震限位装置，其特征在于，所述消能器固定座的顶部设置有第二连接扣，所述第二连接扣与所述第一连接扣设置在同一水平高度上。

4.如权利要求1所述的一种齿轮与曲柄连杆组合机构隔震限位装置，其特征在于，所述主动齿轮夹持在两个所述滚珠螺母之间，两个所述滚珠螺母背离所述主动齿轮的一面上各安装有一推力轴承。

5.如权利要求1所述的一种齿轮与曲柄连杆组合机构隔震限位装置，其特征在于，所述基座上设有多个安装孔，所述基座下方还设有混凝土墩台，所述基座通过所述安装孔固定在所述混凝土墩台上。

6.如权利要求1所述的一种齿轮与曲柄连杆组合机构隔震限位装置，其特征在于，所述机架的背面有一个或多个用于支撑所述机架的机架加劲肋。

7.如权利要求1所述的一种齿轮与曲柄连杆组合机构隔震限位装置，其特征在于，所述侧限位挡板有一个或多个用于支撑所述侧限位挡板的固定加劲肋。