[发明专利]刚柔复合滤波齿轮

说明书

技术领域

本发明属于齿轮传动技术领域，具体的涉及一种能够过滤掉传动过程中产生的波动的刚柔复合滤波外齿轮、内齿轮及其啮合副。

背景技术

齿轮作为机械传动装置中最基础的零件，在机械传动领域中得到了广泛应用和发展。随着船舶、车辆、石油、水利、航空航天和国防武器等工程领域事业的迅速发展，对齿轮传动的精度、可靠性及减振、降噪等性能提出了新的要求。回差是减速器传动精度的重要指标，回差主要是由啮合齿轮的齿侧间隙决定的。侧隙小虽然传动精度高，但是齿轮在啮合时容易产生各种干涉。轮齿啮合时的啮入、啮出冲击，及运行过程中零部件的损耗等因素都将加大齿轮传动机构在运行过程中的振动、噪声，并影响齿轮寿命。特别是在极端工况与特殊环境（如振动、高低温交变）下，齿轮的体积热膨胀及外界恶劣的力学环境，将使驱动机构产生非线性耦合振动并导致齿廓干涉、润滑失效，甚至是齿与齿之间的“卡涩”或“卡死”现象，从而影响齿轮传动的可靠性。另一方面电机作为传动装置的源头，电机产生的机械能处于高转速低转矩状态，通过减速器输出时变为低转速大转矩状态，期间由于零部件自身的制造装配误差，齿轮啮合冲击不可避免的将使力矩与转速的传递产生波动。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种刚柔复合滤波外齿轮、内齿轮及其啮合副，能够有效过滤掉由于电机产生的机械能形态改变、装配制造误差和啮合冲击以及热变形等因素产生的啮合干涉、齿面疲劳磨损、振动和噪声，保证传动装置在所设计的传动精度和承载能力范围内工作，有效防止极端工况与特殊环境影响下齿轮传动装置的“卡涩”、“卡死”等问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明首先提出了一种刚柔复合滤波外齿轮，包括外齿圈和间隙配合套装在所述外齿圈内的轮毂，所述外齿圈的外周壁上设有轮齿，所述外齿圈与所述轮毂之间环形均布设有弹性体填充孔Ⅰ，所述弹性体填充孔Ⅰ内设有高阻尼弹性体Ⅰ。

进一步，还包括分别盖装在所述外齿圈两端面上用于防止所述轮毂相对于所述外齿圈轴向移动的挡圈Ⅰ。

进一步，所述高阻尼弹性体Ⅰ与所述弹性体填充孔Ⅰ之间过盈配合。

进一步，所述高阻尼弹性体Ⅰ采用金属橡胶材料制成，所述高阻尼弹性体Ⅰ的制造方法如下：

将奥氏体不锈钢金属丝制成螺旋卷后冲压成型，所述螺旋卷的直径为所述金属丝直径的10-15倍，所述冲压成型时采用外制模具冲压成型或直接在所述弹性体填充孔Ⅰ内冲压成型。

本发明其次提出了一种刚柔复合滤波内齿轮，包括内齿圈和间隙配合套装在所述内齿圈外的齿座，所述内齿圈的内周壁上设有轮齿，所述内齿圈与所述齿座之间环形均布设有弹性体填充孔Ⅱ，所述弹性体填充孔Ⅱ内设有高阻尼弹性体Ⅱ。

进一步，还包括分别盖装在所述内齿圈两端面上用于防止所述齿座相对于所述内齿圈轴向移动的挡圈Ⅱ。

进一步，所述高阻尼弹性体Ⅱ与所述弹性体填充孔Ⅱ之间过盈配合。

进一步，所述高阻尼弹性体Ⅱ采用金属橡胶材料制成，所述高阻尼弹性体Ⅱ的制造方法如下：

将奥氏体不锈钢金属丝制成螺旋卷后冲压成型，所述螺旋卷的直径为所述金属丝直径的10-15倍，所述冲压成型时采用外制模具冲压成型或直接在所述弹性体填充孔Ⅱ内冲压成型。

本发明还提出了一种刚柔复合滤波齿轮啮合副，包括相互啮合的两个齿轮；

两个所述齿轮均为外齿轮，且两个所述齿轮中，至少一个所述齿轮为如权利要求1-4所述的刚柔复合滤波外齿轮；或，

两个所述齿轮中，其中一个为外齿轮、另一个为内齿轮，且所述外齿轮为如权利要求1-4所述的刚柔复合滤波外齿轮和/或所述内齿轮为如权利要求5-8所述的刚柔复合滤波内齿轮。

进一步，两个所述齿轮的轴线相互平行或相交。

本发明的有益效果在于：

本发明的刚柔复合滤波内/外齿轮，通过将其分体设置为轮毂和外齿圈两个零件，并在两者间紧密填充高阻尼弹性体Ⅰ，从而明显增强了齿轮及整个传动系统的抗振能力。轮毂与齿圈之间存在的配合间隙用于限制高阻尼弹性体Ⅰ的最大弹性变形量，以保证齿轮的传动精度与扭转刚度。通过可控的弹性变形量过滤掉由于电机产生的机械能形态改变、装配制造误差和啮合冲击等产生的啮合干涉、齿面疲劳磨损、振动和噪声，保证采用本发明刚柔复合滤波齿轮的传动装置在所设计的传动精度和承载能力范围内工作，能够有效防止齿轮传动装置在极端工况与特殊环境影响下出现的“卡涩”、“卡死”等问题。