一种用于齿轮减振的多重干摩擦子母阻尼环

技术领域

本申请涉及齿轮传动技术领域，特别涉及一种用于齿轮减振的多重干摩擦子母阻尼环。

背景技术

弧齿锥齿轮也叫弧齿伞齿轮，广泛应用于印刷设备、汽车差速器、水闸，也多可用在航空航天、机车，船舶，电厂，钢厂，铁路轨道检测等。锥齿轮相对于金属齿轮，经济实惠，耐磨寿命长，功能性强。弧齿锥齿轮特点主要有：1)降噪和减震；2)寿命长，高负荷承载力；3)重量轻，成本低；4)易于成型，润滑性好。虽然由于弧齿锥齿轮，啮合重合度高于直齿轮结构，啮合较为平稳，冲击激励水平较低，但由于该结构往往用于高承载、高转速传动系统中，在工作过程中，受到强烈的轴向、周向、径向周期性激励，因此其发生振动疲劳故障问题也经常发生，给锥齿轮结构增加阻尼是齿轮结构减振的有效手段之一。

冲击阻尼是一种结构耗能方式，工程中可以通过设置冲击阻尼器来获得冲击阻尼，例如砂、细石、铅丸或其他金属块、以至于硬质合金等，均可用做冲击块，以获得冲击阻尼。而当前冲击阻尼在齿轮结构上使用较为少见，因而提出一种冲击组阻尼环等干摩擦阻尼组合的阻尼方式。

发明内容

本申请的目的是提供了一种用于齿轮减振的多重干摩擦子母阻尼环，以解决或减轻背景技术中的至少一个问题。

本申请的技术方案是：一种用于齿轮减振的多重干摩擦子母阻尼环，所述锥齿轮的腹板上设有阻尼环安装槽，所述子母阻尼环包括：

外阻尼环，所述外阻尼环整体上呈具有开口的圆环型，在外阻尼环的圆环主体上间隔分布有包含至少两个外阻尼环孔的内凸型开孔段和提供弹性变形的外阻尼环柔性段，相邻两个所述内凸型开孔段在外阻尼环柔性段处形成凹槽，在其一的外阻尼环柔性段上设置有外阻尼环楔口；

内阻尼环，所述内阻尼环整体上呈具有开口的圆环型，在内阻尼环的圆环主体上间隔分布有包含至少两个内阻尼环孔的外凸型开孔段和提供弹性变形的内阻尼环柔性段，相邻两个所述外凸型开孔段在内阻尼环柔性段处形成凹槽，在其一的内阻尼环柔性段上设置有内阻尼环楔口；

阻尼柱；

在使用时，内阻尼环嵌套在外阻尼环的内侧，内阻尼环的外凸型开孔段安装在外阻尼环的相邻两个内凸型开孔段形成的凹槽内，而外阻尼环的内凸型开孔段安装在内阻尼环的相邻两个外凸型开孔段形成的凹槽内，阻尼柱装入外阻尼环孔和内阻尼环孔中，在锥齿轮振动时，锥齿轮的振动能量转化为阻尼柱的动能和内外阻尼环之间碰撞的摩擦耗能。

进一步的，所述阻尼环安装槽具有挡板，所述挡边的长度能够防止外阻尼环孔和内阻尼环孔内的阻尼柱流出。

进一步的，所述外阻尼环孔和内阻尼环孔的形状为矩形、椭圆形或圆形任一种。

进一步的，内凸型开孔段和外凸型开孔段为梯形、矩形或半圆形任一种。

进一步的，所述阻尼柱的直径等于外阻尼环孔或内阻尼环孔的直径。

进一步的，阻尼柱为金属柱或金属橡胶柱。

进一步的，还包括用于外阻尼环和内阻尼环的安装与拆卸对拆卸钉及加强锁片，所述拆卸钉包括钉尾、与钉尾一体式的顶杆及位于顶杆前端的顶头，其中，所述钉头为锥形，自钉头的前端向后端逐渐增大，且钉头的后端直径大于顶杆直径，顶杆上沿着长度方向设有缺口，缺口将顶杆及钉头分成两瓣。

进一步的，通过所示拆卸钉及加强锁片进行外阻尼环和内阻尼环的安装与拆卸时，在外阻尼环楔口两侧的外阻尼环孔内侧壁上设置贯穿内侧壁的外阻尼环拆卸孔和/或在内阻尼环楔口两侧的内阻尼环孔内侧壁上设置贯穿该内侧壁的内阻尼环拆卸孔，通过拆卸钉穿进至外阻尼环拆卸孔和/或内阻尼环拆卸孔内而控制外阻尼环和/或内阻尼环的弯曲而将外阻尼环和/或内阻尼环阻尼环安装槽中。

本申请提出的子母阻尼环结构形式简单、阻尼效能大，较长工作时间下仍具有很高的可靠性，且加工、制造、装配、分解检查较为方便，维护成本低，可广泛适用于高速、高负荷、轻薄弧齿锥齿轮振动抑制，也可推广应用到其他转子结构的振动抑制。

附图说明

为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。

图1为本申请中具有子母阻尼环的高速重载弧齿锥齿轮正视图。

图2为基于图1中A-A剖视的具有子母阻尼环的锥齿轮剖视图。

图3为基于图1中A-A剖视的锥齿轮剖视图。

图4为本申请中的外阻尼环结构示意图。

图5为本申请中的内阻尼环结构示意图。

图6为本申请中的阻尼柱示意图。

图7为本申请的子母阻尼环及多重阻尼装配状态示意图。

图8为本申请的拆卸钉示意图。

图9为本申请的拆卸钉和加强锁片安装过程示意图。

附图标记：

1-锥齿轮

11-轮齿

12-阻尼环安装槽

13-辐板

14-轮毂

15-挡边

2-外阻尼环

21-外阻尼环孔

22-外阻尼环柔性段

23-外阻尼环楔口

24-外阻尼环拆卸孔

25-内凸型开孔段

3-内阻尼环

31-内阻尼环孔

32-内阻尼环柔性段

33-内阻尼环楔口

34-内阻尼环拆卸孔

35-外凸型开孔段

4-阻尼柱

5-拆卸钉

51-钉尾

52-钉杆

53-钉头

54-缺口

6-加强锁片

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。

如图1至图9所示，本申请提供的多重干摩擦子母阻尼环主要应用在锥齿轮1这类传动过程中容易振动的结构中，其包括：外阻尼环2(或称母阻尼环)、内阻尼环3(或称子阻尼环)及阻尼柱4。

如图2和图3所示，锥齿轮1主要由轮齿11、辐板13和轮毂14构成，在腹板13上设有阻尼环安装槽12。可以理解的是，本申请中的锥齿轮1也可以为其他构型的齿轮结构——例如圆柱齿轮，但该圆柱齿轮应存在减震需求或存在于振动环境，且圆柱齿轮的腹板处需设有阻尼环安装槽。

如图4所示，外阻尼环2整体上呈具有开口的圆环型，其圆环主体主要由具有至少两个外阻尼环孔21的内凸型开孔段25和提供弹性变形的外阻尼环柔性段22构成。内凸型开孔段25和外阻尼环柔性段22间隔设置，从而在相邻的内凸型开孔段25之间可以形成一凹槽。在其一的外阻尼环柔性段22上设置有外阻尼环楔口23从而将整环状的外阻尼环2断开，使外阻尼环2整体上更加具有弹性而便于装配和拆卸，防止外阻尼环2刚性太强而不利于使用。

如图5所示，内阻尼环3与外阻尼环2结构相似，内阻尼环3整体上呈具有开口的圆环型，其圆环主体主要由具有至少两个内阻尼环孔31的外凸型开孔段35和提供弹性变形的内阻尼环柔性段32构成。外凸型开孔段35和内阻尼环柔性段32间隔设置，从而在相邻的外凸型开孔段35之间也可形成一凹槽。内凸型开孔段25适配于内阻尼环3中的凹槽，而外凸型开孔段35适配于外阻尼环2中的凹槽。在其一的内阻尼环柔性段32上设置有内阻尼环楔口33从而将整环状的内阻尼环3断开，使内阻尼环3整体上更加具有弹性而便于装配和拆卸，防止内阻尼环3刚性太强而不利于使用。

在本申请该实施例中，外阻尼环孔21和内阻尼环孔32均为圆形孔且为三个，内凸型开孔段25和外凸型开孔段35均大致的呈梯形状，通过外阻尼环孔21和内阻尼环孔32分别实现外阻尼环2和内阻尼环3的减重，并且可以增加外阻尼环2和内阻尼环3的接触面积，降低接触载荷，从而降低界面磨损。

可以理解的是，该实施例中的外阻尼环孔21和内阻尼环孔32也可以为其他形状，例如矩形，而梯形状的内凸型开孔段25和外凸型开孔段35也可以为其他形状，例如矩形或半圆形，相应的，相邻的内凸型开孔段25或外凸型开孔段35之间的凹槽也为矩形或半圆形。

如图6所示，阻尼柱4是一些直径基本等于外阻尼环孔21或内阻尼环孔32的金属柱或金属橡胶柱结构，两者间的间隙越小越好。在一些实施例中，该金属柱可以为钢制、铜制或铝制等制品。

如图7所示，在使用时，内阻尼环3嵌套在外阻尼环2的内侧，内阻尼环3的外凸型开孔段35安装在外阻尼环2的相邻两个内凸型开孔段25形成的凹槽内，而外阻尼环2的内凸型开孔段25安装在内阻尼环3的相邻两个外凸型开孔段35形成的凹槽内，阻尼柱4装入外阻尼环孔21和内阻尼环孔31中。在锥齿轮1振动时，锥齿轮1的振动能量转化为阻尼柱4的动能和内外阻尼环之间碰撞的摩擦耗能，从而为锥齿轮1减振提供相应条件。

需要说明的是，内外阻尼环安装在锥齿轮1的阻尼环安装槽12内时，阻尼环安装槽12上具有挡板15，挡边15的长度大致等于组合后的内外阻尼环厚度，从而防止外阻尼环孔21和内阻尼环孔31内的阻尼柱4流出。

此外，为了实现外阻尼环2和内阻尼环3在阻尼环安装槽12内的安装与拆卸，本申请中还提供了拆卸钉5及加强锁片6。

如图8和图9所示，拆卸钉5包括钉尾51、与钉尾51一体式的顶杆52及位于顶杆52前端的顶头53，其中，钉头53为锥形，自上端/前端向下端/后端(与顶杆52连接到一端)逐渐增大，且钉头53的末端/后端直径大于顶杆52直径，顶杆52沿着长度方向设有缺口54，缺口54将顶杆52及钉头53分成两瓣。使用时，加强锁片6可放入缺口54中而增强拆卸钉5的钉头强度。同时，在外阻尼环楔口23两侧的外阻尼环孔21内侧(靠近圆心)壁上设置贯穿该内侧壁的外阻尼环拆卸孔24，以及在内阻尼环楔口33两侧的内阻尼环孔31内侧(靠近圆心)壁上设置贯穿该内侧壁的内阻尼环拆卸孔34，通过拆卸钉5及加强锁片6将内外阻尼环安装至具有挡边15的阻尼环安装槽12中。

具体的，首先将阻尼柱4分别放入外阻尼环2的外阻尼环孔21中，使两个拆卸钉5插入至拆卸孔24内，并将加强锁片6插入到缺口54中，用钳子夹住钉尾51，将外阻尼环2放入到锥齿轮1的阻尼环安装槽12中，取下加强锁片6，挤压拆卸钉5的钉杆52而将拆卸钉5取出，使内阻尼环3与外阻尼环2相互卡住完成装配，并用同样的方法将内阻尼环3安装到锥齿轮1的阻尼环安装槽12中。

拆卸时，先通过拆卸钉5将内阻尼环3从阻尼环安装槽12内取出，再通过拆卸钉5将外阻尼环2从阻尼环安装槽12内取出，取出过程不再赘述。

本申请所提供的子母阻尼环在工作过程中，由于锥齿轮1受到强烈的轴向、周向、径向周期性激励，锥齿轮本体往往产生较为剧烈的振动，为此，将阻尼柱4分别放入外阻尼环2的外阻尼环孔21和内阻尼环3的内阻尼环孔31中，且内外阻尼环安装在锥齿轮1轮齿大端安装槽12内，内阻尼环3和外阻尼环2在锥齿轮1轮齿大端安装槽12内相互压紧的表面有滑动趋势，两个表面上立即产生一对方向相反的干摩擦力，也叫做库仑阻尼力，内阻尼环3与外阻尼环2相互压紧的表面有滑动趋势，也产生一对方向相反的干摩擦力，进一步增大运动能量转化为热能或其他可以耗散能量的能力，通过上述组合措施，加速锥齿轮1结构振动的抑制。

本申请提出的子母阻尼环结构形式简单、阻尼效能大，较长工作时间下仍具有很高的可靠性，且加工、制造、装配、分解检查较为方便，维护成本低，可广泛适用于高速、高负荷、轻薄弧齿锥齿轮振动抑制，也可推广应用到其他转子结构的振动抑制。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。