一种非弹性碰撞和滚动粘滞阻力颗粒耦合耗能低噪音齿轮，涉及齿轮。设有齿轮本体、齿轮减重孔、减重孔凹槽、高表面粘滞阻力高分子颗粒、低表面恢复系数颗粒、高聚合物薄膜、低表面恢复系数颗粒固定器、减重孔密封板；减重孔凹槽设在齿轮减重孔内，在减重孔凹槽内放置1粒低表面恢复系数颗粒和至少2粒高表面粘滞阻力高分子颗粒，在每个齿轮减重孔上设有1个低表面恢复系数颗粒固定器，齿轮减重孔由减重孔密封板密封，高表面粘滞阻力高分子颗粒包覆高聚合物薄膜；在圆周向相邻低表面恢复系数颗粒之间留有间隙δ1，在轴向相邻低表面恢复系数颗粒之间留有间隙δ2。降低了齿轮在高速度和高扭矩传动时的振动和噪音，成本较低。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种非弹性碰撞和滚动粘滞阻力颗粒耦合耗能低噪音齿轮，涉及齿轮。设有齿轮本体、齿轮减重孔、减重孔凹槽、高表面粘滞阻力高分子颗粒、低表面恢复系数颗粒、高聚合物薄膜、低表面恢复系数颗粒固定器、减重孔密封板；减重孔凹槽设在齿轮减重孔内，在减重孔凹槽内放置1粒低表面恢复系数颗粒和至少2粒高表面粘滞阻力高分子颗粒，在每个齿轮减重孔上设有1个低表面恢复系数颗粒固定器，齿轮减重孔由减重孔密封板密封，高表面粘滞阻力高分子颗粒包覆高聚合物薄膜；在圆周向相邻低表面恢复系数颗粒之间留有间隙δ1，在轴向相邻低表面恢复系数颗粒之间留有间隙δ2。降低了齿轮在高速度和高扭矩传动时的振动和噪音，成本较低。【专利说明】一种非弹性碰撞和滚动粘滞阻力颗粒耦合耗能低噪音齿轮
本技术涉及齿轮，尤其是涉及一种非弹性碰撞和滚动粘滞阻力颗粒耦合耗能低噪音齿轮。
技术介绍
齿轮的噪音主要来源是齿轮啮合时单齿、双齿或三齿交替啮合产生的冲击，这种时变啮合刚度带来的振动无法消除，只能尽力去抑制。高速度、高输出扭矩是齿轮传动的发展趋势，但高速和高扭矩会大幅增加时变啮合刚度产生的冲击，从而增加了传动噪音，降低了装备性能和操作人员的舒适性，制约了齿轮传动高速、高扭矩的发展。 目前，控制齿轮传动噪音主要有齿面修形等设计方法(Litvin F.L.，VecchiatoD.，Yukishima K.Reduct1n of noise of loaded and unloaded misaligned geardrives.Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering，2006，195:5523-5536.)，但修形需要对不同齿轮参数进行大量计算，微小的误差会导致齿轮传动噪音不降反升，同时修形需要在特殊齿轮设备上增加制造工序和制造时间，导致制造成本大幅上升。
技术实现思路
本技术的目的在于提供适用于齿轮传动高温、腐蚀的恶劣环境，能有效解决高速度、高输出扭矩齿轮传动的噪音问题的一种非弹性碰撞和滚动粘滞阻力颗粒耦合耗能低噪音齿轮。 本技术设有齿轮本体、齿轮减重孔、减重孔凹槽、高表面粘滞阻力高分子颗粒、低表面恢复系数颗粒、高聚合物薄膜、低表面恢复系数颗粒固定器、减重孔密封板； 所述减重孔凹槽设在齿轮减重孔内，在减重孔凹槽内放置I粒低表面恢复系数颗粒和至少2粒高表面粘滞阻力高分子颗粒，在每个齿轮减重孔上设有I个低表面恢复系数颗粒固定器，齿轮减重孔由减重孔密封板密封，所述高表面粘滞阻力高分子颗粒包覆高聚合物薄膜；在圆周向相邻低表面恢复系数颗粒之间留有间隙S1，在轴向相邻低表面恢复系数颗粒之间留有间隙δ2。 所述减重孔凹槽的宽度L1可为0.91?0.95d，d为表面恢复系数颗粒的直径，凹槽深度H1为0.19?0.24d，凹槽内填放的高表面粘滞阻力高分子颗粒距表面的深度h2为 0.075 ?0.083d。 所述间隙δ i可为0.05?0.19d，所述间隙δ 2可为0.09?0.22d，间隙过大会导致低表面恢复系数颗粒发生非弹性碰撞的频率降低，间隙过小会影响低表面恢复系数颗粒非弹性碰撞的压缩阶段和恢复阶段的冲量衰减，因此凹槽的加工精度、低表面恢复系数颗粒的形状精度等的公差范围须满足低表面恢复系数颗粒之间的间隙。 所述高表面粘滞阻力高分子颗粒可采用互穿网络型聚合物，互穿网络型聚合物通过双网络之间相互交叉渗透、机械缠结而产生强迫互容和协同效应的一种综合性能良好的甲基苯基聚硅氧烷与丙烯酸酯互穿聚合物高分子材料，高表面粘滞阻力高分子颗粒的粒径可为0.1?0.3臟。 所述高聚合物薄膜可釆用聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜，高聚合物薄膜的厚度可为 0.2 ?0.5mm。 所述低表面恢复系数颗粒可釆用金属颗粒外面包覆甲基苯基聚硅氧烷与丙烯酸酯互穿网络型聚合物，金属颗粒的密度可为4.3?18.3g/cm3，低表面恢复系数颗粒的粒径d为0.067D ^ 0.42D，D为齿轮减重孔直径，包覆的甲基苯基聚硅氧烷与丙烯酸酯互穿网络型聚合物的厚度可为0.15?0.3mm。 低表面恢复系数颗粒固定器的表面依据低表面恢复系数颗粒的粒径和数量加工出安装槽，安装槽宽度L2可为0.263d+3 δ I < L2 < 0.263d+3.8 δ 1D 所述齿轮密封板可由2片组成，在齿轮本体和齿轮密封板上均匀加工出2?8个孔，装好耦合耗能颗粒后，用螺栓将2片齿轮密封板固定在齿轮上，以起到密封作用。 由于在齿轮每个减重孔内设置多个耦合耗能颗粒，低表面恢复系数颗粒和高表面粘滞阻力高分子颗粒体系进行高频率的非弹性碰撞和滚动粘滞阻力耦合耗能，从而使得齿轮周向振动、轴向振动和径向振动被迅速抑制，耗能因子高，抑振效果明显，有效降低了齿轮在高速度和高扭矩传动时的振动和噪音。 齿轮的径向振动、周向振动和轴向振动传递到齿轮减重孔后，在减重孔凹槽内低表面恢复系数颗粒在高表面粘滞阻力高分子颗粒中进行滚动，这个过程的粘滞阻力耗散了20%?40%的动能，齿轮振动位移越大，粘滞阻力耗散能量越多。当齿轮传递过来的能量不大时，依靠低表面恢复系数颗粒在高表面粘滞阻力高分子颗粒上滚动产生的粘滞阻力即可将动能耗散；当振动能量大于粘滞阻力耗散能量时，相邻的低表面恢复系数颗粒以高碰撞频率、低恢复系数发生非弹性碰撞，通过3?5个低表面恢复系数颗粒能迅速将传递来的动能耗散为兼顾低表面恢复系数颗粒发生非弹性碰撞的频率和碰撞压缩阶段、恢复阶段的冲量衰减，通过离散元计算，在圆周向相邻低表面恢复系数颗粒之间保留一个必要的间隙S1，在轴向相邻低表面恢复系数颗粒之间保留一个必要的间隙δ2。同时用高聚合物制作的薄膜将高表面粘滞阻力高分子颗粒包覆住，按一定的深度放置在齿轮减重孔的凹槽内。由于在齿轮每个减重孔内设置多个耦合耗能颗粒，低表面恢复系数颗粒和高表面粘滞阻力高分子颗粒体系进行高频率的非弹性碰撞和滚动粘滞阻力耦合耗能，从而使得齿轮周向振动、轴向振动和径向振动被迅速抑制，耗能因子高，抑振效果明显，有效降低了齿轮在高速度和高扭矩传动时的振动和噪音。 在齿轮高速旋转时，轮齿的时变啮合刚度引起的冲击传递到齿轮轴上，引起齿轮和轴的径向振动、周向振动轴向振动等，并传递到轴承、箱壳等零件，引发整机较大的振动和噪音。而齿轮减重孔正处于轮齿和轴的中间位置，距离振源最近，在这个位置通过颗粒非弹性碰撞和滚动粘滞阻力稱合耗能，能在振动传递路径上有效抑制齿轮和轴的径向振动、周向振动和轴向振动，大幅降低对轴承、箱壳等外部零件的振动辐射，从而能明显降低齿轮传动的噪音。 与现有技术相比，本技术的优点如下: (I)本技术能将齿轮时变哨合刚度广生的周向振动、轴向振动和径向振动能量迅速逐级耗散，耗能因子高，抑振效果明显，有效降低了齿轮在高速度和高扭矩传动时的振动和噪音。 (2)本技术对齿轮结构改动小，附加成本较低，易于实行。 (3)本技术采用的低表面恢复系数颗粒以金属材料为基材，外面包覆甲基苯基聚硅氧烷与丙烯酸酯互穿聚合物，低表面恢复系数颗粒强度高、不易腐蚀、寿命长，可长期使用。 【专利附图】【附图说明】 图1为本技术实施例的结本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种非弹性碰撞和滚动粘滞阻力颗粒耦合耗能低噪音齿轮，其特征在于设有齿轮本体、齿轮减重孔、减重孔凹槽、高表面粘滞阻力高分子颗粒、低表面恢复系数颗粒、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、低表面恢复系数颗粒固定器、减重孔密封板；所述减重孔凹槽设在齿轮减重孔内，在减重孔凹槽内放置1粒低表面恢复系数颗粒和至少2粒高表面粘滞阻力高分子颗粒，在每个齿轮减重孔上设有1个低表面恢复系数颗粒固定器，齿轮减重孔由减重孔密封板密封，所述高表面粘滞阻力高分子颗粒包覆聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜；在圆周向相邻低表面恢复系数颗粒之间留有间隙δ1，在轴向相邻低表面恢复系数颗粒之间留有间隙δ2。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：肖望强，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：新型
国别省市：福建;35
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