[发明专利]高阻尼滤波减速器

说明书

技术领域

本发明涉及一种减速机，尤其涉及一种采用少齿差啮合原理减速的高阻尼滤波减速器。

背景技术

航空航天、船舶海洋、武器装备、先进制造等工程领域技术的迅猛发展对其传动件及传动系统提出了高精度、高可靠、长寿命、大转矩、低能耗、小体积、轻量化和免维护等高性能需求。但是在各种装备的动力传递与运动控制系统中，由于动力装置通过齿轮将动力传递并转换为机械能，输入端的高转速、小转矩转变为输出端的低转速、大转矩，不可避免地导致传动系统的转速和转矩产生波动；各零件自身的制造及装配误差，轮齿啮合时的啮入、啮出冲击，运行过程中零部件的磨损、负载等各种因素的影响，也必将使其产生更大波动，加大振动、噪声、摩擦、磨损、疲劳和无功能耗等问题，从而影响动力传递与运动控制系统的传动精度、高可靠性、使用寿命等综合性能。因此探索高性能传动件及传动系统的创新设计理论、方法和技术，对提高我国机电装备的可靠性、运动精度，延长使用寿命等综合性能，具有非常重要的科学意义和工程使用价值。

有鉴于此，本发明旨在探索一种高阻尼滤波减速器，该减速器利用高阻尼复合材料齿轮的阻尼性能，有效控制和过滤动力传递与运动变换过程中的噪声和振动，延长承受循环载荷和冲击的服役时间，从而具有高精度、高可靠、长寿命、减振降噪等优点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种能够控制和过滤动力传递与运动变换过程中的噪声和振动的高阻尼滤波减速器。

为解决上述问题采用的技术方案是：高阻尼滤波减速器包括固定模块、偏心输入轴、输出模块和中间模块；偏心输入轴包括输入轴主体和偏心段；固定模块与输入轴主体同轴设置；输出模块与输入轴主体同轴设置并可旋转；中间模块套装于偏心段上并可旋转；

固定模块包括内齿轮I；输出模块包括内齿轮Ⅱ和内齿轮Ⅲ；中间模块包括外齿轮I、外齿轮Ⅱ和外齿轮Ⅲ；内齿轮I、内齿轮Ⅱ和内齿轮Ⅲ分别与外齿轮I、外齿轮Ⅱ和外齿轮Ⅲ一一对应设置并啮合形成少齿差啮合副；

外齿轮Ⅱ的轮齿与外齿轮Ⅲ的齿槽正对,外齿轮Ⅱ由高阻尼复合材料制成；内齿轮Ⅱ的轮齿与内齿轮Ⅲ的齿槽正对,内齿轮Ⅱ由高阻尼复合材料制成。

进一步的是：外齿轮I、外齿轮Ⅱ和外齿轮Ⅲ均为斜齿轮且沿偏心输入轴轴线方向依次设置，外齿轮I和外齿轮Ⅱ与外齿轮Ⅲ旋向相反。

进一步的是：外齿轮I、外齿轮Ⅱ和外齿轮Ⅲ均进行了齿向修形处理使轮齿在齿宽中央鼓起，齿面与端面圆弧过渡，齿面半径为Ry，齿面与端面的过渡圆弧半径为r，Ry和r取值随齿宽变化而变化，具体如下：当齿宽为2～3mm，r取20～50mm，Ry取400～600mm；齿宽为3～4mm，r取50～100mm，Ry取650～900mm；齿宽为5～8mm，r取70～110mm，Ry取700～950mm。

进一步的是：内齿轮Ⅱ齿宽为内齿轮Ⅲ齿宽的65％～100％，外齿轮Ⅱ齿宽为外齿轮Ⅲ齿宽的65％～100％。

进一步的是：高阻尼复合材料为高阻尼聚合物基复合材料，外齿轮Ⅱ阻尼性能比外齿轮Ⅲ高1～2个数量级，内齿轮Ⅱ阻尼性能比内齿轮Ⅲ高1～2个数量级。

进一步的是：高阻尼复合材料为高阻尼智能型复合材料，阻尼性能与结构振动响应的变化相匹配，外齿轮Ⅱ阻尼性能比外齿轮Ⅲ高1～2个数量级，内齿轮Ⅱ阻尼性能比内齿轮Ⅲ高1～2个数量级。

进一步的是：固定模块内设置有轴承孔I，轴承孔I内安装有滚动轴承I，输入轴主体安装于滚动轴承I的内孔内。

进一步的是：输出模块内设置有轴承孔Ⅱ，轴承孔Ⅱ内安装有滚动轴承Ⅱ，输入轴主体安装于滚动轴承Ⅱ的内孔内。

进一步的是：固定模块内设置有轴承孔Ⅲ，轴承孔Ⅲ内安装有滚针轴承，输出模块安装于滚针轴承的内孔内。

本发明的有益效果是：(1)降低噪声和振动。本发明的减速器，通过在少齿差啮合副中设置一对高阻尼复合材料齿轮，利用高阻尼复合材料的阻尼性能，可以有效吸收由于减速器齿轮制造及装配误差、齿轮啮入及啮出冲击、负载突变以及齿轮磨损等带来的噪声和振动，从而可以延长承受循环载荷和冲击的服役时间。

(2)提高减速器的运行寿命。本发明的减速器传动形式属于少齿差行星传动，主要通过两对齿的内啮合进行运动和动力的传递，和普通少齿差传动相比较，本发明减速器的不同之处在于引入了高阻尼复合材料，能够吸收运动及动力传递过程中的振动和噪声，降低了齿轮的磨损程度，因此可以保证长时间内的高效传动，提高减速器的运行寿命。

附图说明

图1是高阻尼滤波减速器结构图；