CN209637006U - 利用滚珠丝杠的黏滞阻尼器传动装置及黏滞阻尼系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种利用滚珠丝杠的黏滞阻尼器传动装置及黏滞阻尼系统，该传动装置包括黏滞阻尼器，还包括沿黏滞阻尼器的轴向依次布设的滑块、第一齿轮和第二齿轮；黏滞阻尼器的一端与滑块连接，滑块和第一齿轮之间连接有连杆，第一齿轮与第二齿轮啮合，第二齿轮安装在竖向的滚珠丝杠上，滚珠丝杠位于第二齿轮的中心轴线上，在滚珠丝杠上套设有丝杠螺母，滚珠丝杠上下两端垂直设有两个固定杆；第一齿轮和滑块下方设有连接底板，第一齿轮安装在连接底板上，在滑块两侧设有固定块，且固定块固定在连接底板两侧。本实用新型能使阻尼器能在有限的层间位移下及在其最大冲程范围内实现更多次往复运动，大幅度提高了黏滞阻尼器在建筑结构中的减震效果。
Description
技术领域
本实用新型属于建筑结构的减震结构设计领域，具体涉及一种利用滚珠丝杠的黏滞阻尼器传动装置及黏滞阻尼系统。
背景技术
近年来，高层建筑的迅猛发展，使得地震、风振引起的一系列问题引起各学者的广泛关注与重视。消能减震等被动控制技术被广泛应用于减少高层建筑地震、风振作用下的响应；黏滞阻尼器具有对原结构的改动较小，易于安装并且减震效果明显等特点，使其广泛应用于各类建筑结构中。超高层框架-核心筒结构利用核心筒的变形特点，通常将黏滞阻尼器与伸臂桁架相结合，形成了一套粘滞阻尼技术，通过伸臂桁架的杠杆作用将核心筒的弯曲变形传递给黏滞阻尼器，从而使黏滞阻尼器充分发挥其减震效果。即使如此，仍然存在着一系列问题：以端部布设竖向黏滞阻尼器的伸臂桁架为例，对于超高层长周期建筑而言，虽然端部布设黏滞阻尼器有效增大了黏滞阻尼器的位移量，提高了黏滞阻尼器的耗能能力，但是，黏滞阻尼器循环往复一周的周期过长，工作效率较低，导致黏滞阻尼器不能充分发挥出耗能作用，这便需要通过某些装置来减少黏滞阻尼器的周期，在黏滞阻尼器冲程范围内多次往复运动，提高黏滞阻尼器的工作效率，充分发挥其耗能减震作用。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种利用滚珠丝杠的黏滞阻尼器传动装置及黏滞阻尼系统，克服现有黏滞阻尼器在超高层框架-核心筒结构中的工作效率低等缺陷。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现：
一种利用滚珠丝杠的黏滞阻尼器传动装置，包括黏滞阻尼器，还包括沿所述黏滞阻尼器的轴向依次布设的滑块、第一齿轮和第二齿轮；
所述黏滞阻尼器的一端与所述滑块连接，在滑块和第一齿轮之间连接有连杆，第一齿轮与第二齿轮啮合，所述第二齿轮安装在竖向的滚珠丝杠上，所述滚珠丝杠位于第二齿轮的中心轴线上，在所述滚珠丝杠上套设有丝杠螺母，所述滚珠丝杠上下两端垂直设有两个固定杆；
所述第一齿轮和滑块下方设有连接底板，第一齿轮安装在连接底板上，在滑块两侧设有固定块，且固定块固定在连接底板两侧，两个固定块和连接底板围成用以使滑块沿黏滞阻尼器的轴向滑动的滑槽；
所述连接底板和固定块固定在滚珠丝杠下端连接的所述固定杆上。
本实用新型还包括如下技术特征：
可选地，所述连杆的一端垂直连接有与第一齿轮固定连接的第一销轴，所述第一销轴垂直固定在第一齿轮上表面的非圆心位置，第一销轴与连杆之间可转动连接；
所述连杆的另一端通过第二销轴与滑块可转动连接。
可选地，所述第一齿轮的直径小于第二齿轮的直径。
可选地，在位于所述滚珠丝杠下端的固定杆上设有支撑凸起，所述连接底板和固定块固定在所述支撑凸起上，用以方便黏滞阻尼器设在位于滚珠丝杠下端的固定杆上方。
本实用新型还提供了一种黏滞阻尼系统，包括所述的利用滚珠丝杠的黏滞阻尼器传动装置，还包括核心筒、外框柱、连接在核心筒和外框柱之间的楼面梁；
在相互平行的两个楼面梁之间设有交叉斜腹杆，交叉斜腹杆的交叉节点与外框柱之间设置所述的利用滚珠丝杠的黏滞阻尼器传动装置。
可选地，所述交叉斜腹杆的交叉结点连接所述丝杠螺母，且交叉结点和第二齿轮分别位于滚珠丝杠两侧；
所述固定杆和黏滞阻尼器均垂直连接外框柱，所述滑块和外框柱分别连接在黏滞阻尼器的两端。
可选地，两个所述固定杆分别位于黏滞阻尼器的上下两侧，所述第一齿轮和第二齿轮的轴向与两个楼面梁所在平面平行。
本实用新型与现有技术相比，具有如下技术效果：
(Ⅰ)本实用新型能保证黏滞阻尼器在有限的层间位移下使得阻尼器能够在其最大冲程范围内更多次往复运动，大幅度提高了黏滞阻尼器在建筑结构中的减震效果。
(Ⅱ)本实用新型将交叉斜腹杆端部的竖向位移通过滚珠丝杠和丝杠螺母转化为滚珠丝杠的转动，带动与滚珠丝杠固定连接的第二齿轮做与滚珠丝杠角速度相等的圆周运动，然后带动与第二齿轮相连的第一齿轮一起做相等线速度的转动，通过连接在第一齿轮偏心位置处的连杆将第一齿轮的曲线运动转化为滑块的直线运动，最后，通过黏滞阻尼器与滑块之间的连接将滑块的直线运动转化为阻尼器的往复直线运动；通过这一过程，黏滞阻尼器达到了增强滞回耗能的效果，在同样的时间内获得更大的工作效率。
附图说明
图1为本实用新型的黏滞阻尼系统的整体结构示意图；
图2为本实用新型的利用滚珠丝杠的黏滞阻尼器传动装置的结构示意图。
图3为本实用新型的第二齿轮、连杆、第一齿轮和滑块的安装示意图。
图4为本实用新型的滚珠丝杠和丝杠螺母的连接示意图。
图中各个标号的含义为：1-黏滞阻尼器，2-滑块，3-第一齿轮，4-第二齿轮，5-连杆，6-滚珠丝杠，7-丝杠螺母，8-固定杆，9-连接底板，10-固定块；81-支撑凸起；
101-核心筒，102-外框柱，103-楼面梁，104-交叉斜腹杆。
具体实施方式
以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。
实施例1：
遵从上述技术方案，如图2至图4所示，本实施例给出一种利用滚珠丝杠的黏滞阻尼器传动装置，包括黏滞阻尼器1，还包括沿黏滞阻尼器1的轴向依次布设的滑块2、第一齿轮3和第二齿轮4；黏滞阻尼器1的一端与滑块2连接，在滑块2和第一齿轮3之间连接有连杆5，第一齿轮3与第二齿轮4啮合，第二齿轮4安装在竖向的滚珠丝杠6上，滚珠丝杠6位于第二齿轮4的中心轴线上，在滚珠丝杠6上套设有丝杠螺母7，滚珠丝杠6上下两端垂直设有两个固定杆8；第一齿轮3和滑块2下方设有连接底板9，第一齿轮3安装在连接底板9上，在滑块2两侧设有固定块10，且固定块10固定在连接底板9两侧，两个固定块10和连接底板9围成用以使滑块2沿黏滞阻尼器1的轴向滑动的滑槽；连接底板9和固定块10固定在滚珠丝杠6下端连接的固定杆8上。通过上述技术方案，本实用新型将交叉斜腹杆端部的竖向位移通过滚珠丝杠和丝杠螺母转化为滚珠丝杠的转动，带动与滚珠丝杠固定连接的第二齿轮做与滚珠丝杠角速度相等的圆周运动，然后带动与第二齿轮相连的第一齿轮一起做相等线速度的转动，通过连接在第一齿轮偏心位置处的连杆将第一齿轮的曲线运动转化为滑块的直线运动，最后，通过黏滞阻尼器与滑块之间的连接将滑块的直线运动转化为阻尼器的往复直线运动；通过这一过程，黏滞阻尼器达到了增强滞回耗能的效果，在同样的时间内获得更大的工作效率。
连杆5的一端垂直连接有与第一齿轮3固定连接的第一销轴，第一销轴垂直固定在第一齿轮3上表面的非圆心位置，第一销轴与连杆5之间可转动连接；连杆5的另一端通过第二销轴与滑块2可转动连接，从而能通过连接在第一齿轮偏心位置处的连杆将第一齿轮的曲线运动转化为滑块的直线运动。
第一齿轮3的直径小于第二齿轮4的直径，从而当丝杠螺母移动相同位移的情况下，第一齿轮3能转动更多的圈数，提高滑块2往复运动的频率，进而有效增大黏滞阻尼器1的位移量，提高黏滞阻尼器1的工作效率，使其在冲程范围内多次往复运动，提高黏滞阻尼器1的耗能能力，充分发挥其耗能减震的作用。
在位于滚珠丝杠6下端的固定杆8上设有支撑凸起81，连接底板9和固定块10固定在支撑凸起81上，用以方便黏滞阻尼器1设在位于滚珠丝杠6下端的固定杆8上方。
在本实施例中，滚珠丝杠6包括丝杠部和位于丝杠部两端的固定部，两个固定部固定在两个固定杆上，且丝杠部能旋转。
本实施例中的利用滚珠丝杠的黏滞阻尼器传动装置适用于各种黏滞阻尼器布置形式当中，如在伸臂桁架端部布设黏滞阻尼器的布设方式，门架型布设方式、斜撑型布设方式等。
实施例2：
遵从上述技术方案，如图1所示，本实施例给出一种黏滞阻尼系统，包括实施例1中的利用滚珠丝杠的黏滞阻尼器传动装置，还包括核心筒101、外框柱102、连接在核心筒101和外框柱102之间的楼面梁103；在相互平行的两个楼面梁103之间设有交叉斜腹杆104，交叉斜腹杆104的交叉节点与外框柱102之间设置的利用滚珠丝杠的黏滞阻尼器传动装置。通过上述技术方案，核心筒和楼面梁引起的竖向变形引起与交叉斜腹杆端部相连的丝杠螺母转化为滚珠丝杠的转动，带动与滚珠丝杠固定连接的第二齿轮做与滚珠丝杠角速度相等的圆周运动，然后带动与第二齿轮相连的第一齿轮一起做相等线速度的转动，通过连接在第一齿轮偏心位置处的连杆将第一齿轮的曲线运动转化为滑块的直线运动，最后，通过黏滞阻尼器与滑块之间的连接将滑块的直线运动转化为阻尼器的往复直线运动；通过这一过程，黏滞阻尼器达到了增强滞回耗能的效果，在同样的时间内获得更大的工作效率。
交叉斜腹杆104的交叉结点连接丝杠螺母7，且交叉结点和第二齿轮4分别位于滚珠丝杠6两侧；固定杆8和黏滞阻尼器1均垂直连接外框柱102，滑块2和外框柱102分别连接在黏滞阻尼器1的两端。
具体的，两个固定杆8分别位于黏滞阻尼器1的上下两侧，第一齿轮3和第二齿轮4的轴向与两个楼面梁103所在平面平行。两个固定杆8固定在外框柱102上，从而两个固定杆8能对固定块10和连接底板9及其上安装的各部件起到支撑作用。
Claims (7)
1.一种利用滚珠丝杠的黏滞阻尼器传动装置，包括黏滞阻尼器(1)，其特征在于，还包括沿所述黏滞阻尼器(1)的轴向依次布设的滑块(2)、第一齿轮(3)和第二齿轮(4)；
所述黏滞阻尼器(1)的一端与所述滑块(2)连接，在滑块(2)和第一齿轮(3)之间连接有连杆(5)，第一齿轮(3)与第二齿轮(4)啮合，所述第二齿轮(4)安装在竖向的滚珠丝杠(6)上，所述滚珠丝杠(6)位于第二齿轮(4)的中心轴线上，在所述滚珠丝杠(6)上套设有丝杠螺母(7)，所述滚珠丝杠(6)上下两端垂直设有两个固定杆(8)；
所述第一齿轮(3)和滑块(2)下方设有连接底板(9)，第一齿轮(3)安装在连接底板(9)上，在滑块(2)两侧设有固定块(10)，且固定块(10)固定在连接底板(9)两侧，两个固定块(10)和连接底板(9)围成用以使滑块(2)沿黏滞阻尼器(1)的轴向滑动的滑槽；
所述连接底板(9)和固定块(10)固定在滚珠丝杠(6)下端连接的所述固定杆(8)上。
2.如权利要求1所述的利用滚珠丝杠的黏滞阻尼器传动装置，其特征在于，所述连杆(5)的一端垂直连接有与第一齿轮(3)固定连接的第一销轴，所述第一销轴垂直固定在第一齿轮(3)上表面的非圆心位置，第一销轴与连杆(5)之间可转动连接；
所述连杆(5)的另一端通过第二销轴与滑块(2)可转动连接。
3.如权利要求1所述的利用滚珠丝杠的黏滞阻尼器传动装置，其特征在于，所述第一齿轮(3)的直径小于第二齿轮(4)的直径。
4.如权利要求1所述的利用滚珠丝杠的黏滞阻尼器传动装置，其特征在于，在位于所述滚珠丝杠(6)下端的固定杆(8)上设有支撑凸起(81)，所述连接底板(9)和固定块(10)固定在所述支撑凸起(81)上，用以方便黏滞阻尼器(1)设在位于滚珠丝杠(6)下端的固定杆(8)上方。
5.一种黏滞阻尼系统，其特征在于，包括权利要求1至4任一权利要求所述的利用滚珠丝杠的黏滞阻尼器传动装置，还包括核心筒(101)、外框柱(102)、连接在核心筒(101)和外框柱(102)之间的楼面梁(103)；
在相互平行的两个楼面梁(103)之间设有交叉斜腹杆(104)，交叉斜腹杆(104)的交叉节点与外框柱(102)之间设置所述的利用滚珠丝杠的黏滞阻尼器传动装置。
6.如权利要求5所述的黏滞阻尼系统，其特征在于，所述交叉斜腹杆(104)的交叉结点连接所述丝杠螺母(7)，且交叉结点和第二齿轮(4)分别位于滚珠丝杠(6)两侧；
所述固定杆(8)和黏滞阻尼器(1)均垂直连接外框柱(102)，所述滑块(2)和外框柱(102)分别连接在黏滞阻尼器(1)的两端。
7.如权利要求5所述的黏滞阻尼系统，其特征在于，两个所述固定杆(8)分别位于黏滞阻尼器(1)的上下两侧，所述第一齿轮(3)和第二齿轮(4)的轴向与两个楼面梁(103)所在平面平行。
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