[发明专利]一种声子晶体的减振蜗杆

说明书

技术领域

本发明涉及的是机械减振领域，尤其涉及一种声子晶体的减振蜗杆。

背景技术

蜗杆作为常见的大传动比的机械结构被广泛应用于船舶设备、特种传动、建筑机械、天文设备等领域中。蜗杆通常用于结构紧凑，载荷较重，润滑效果较差的恶劣工况下，使得设备上的蜗杆产生较大的啮合激励，进而通过蜗杆轴两端的轴承传递到整个设备的机体上，使得设备振动过大，引发其他严重的故障。

目前为达到减振降噪的目的，对于机械设备常采用的振动控制方法包括：被动控制、主动控制、半主动控制和混合控制。针对于蜗杆传动的减振方法有两种，用来降低齿轮振动的方法主要有两种，一是从力源角度入手，通过提高齿面的加工精度，齿面的修型技术以及装配精度等齿轮自身精度和工作位置来降低齿轮所产生的振动；二是采用被动减振、隔振技术，在齿轮轴上安装减振器或者在机械设备的机脚处安装隔振器用来降低齿轮所产生的振动激励。刘少东在硕士论文《超环面行星蜗杆传动振动分析》中介绍了超环面行星蜗杆传动振动的主动控制，通过时域分析方法给出了蜗杆传动主动隔振方法，并使用电磁激励来抵消外分外力所引起的振动的方法达到主动减振的目的。

但是目前的对于蜗杆的精加工的成本较高并且加工技术不够成熟，同时因为蜗杆所产生的动态激励产生调频调幅现象，属于宽频激励，采用目前的减振、隔振技术很难达到较好的效果。因此对蜗杆传动进行减振降噪研究仍属于一比较困难的问题。在专利CN204828549U中包凯等人介绍了一种基于声子晶体的普通低速减振齿轮，为蜗杆传动的减振降噪工作提供了新的研究思路。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构调整小、减振效果好的声子晶体的减振蜗杆。

本发明的目的是这样实现的，一种声子晶体的减振蜗杆，包括蜗杆和声子晶体；所述的蜗杆为空心，内部填充声子晶体，蜗杆的两端由端盖密封；

所述声子晶体包括声子晶体环和声子晶体芯，声子晶体环包裹住声子晶体芯；所述声子晶体环包括圆环弹性体和圆环质量块，圆环弹性体和圆环质量块交替分布；所述声子晶体芯包括扇形弹性体和扇形质量块，扇形弹性体和扇形质量块交替分布。

本发明还可以包括：

1.所述声子晶体芯为圆柱体，声子晶体环和声子晶体芯均为分段结构。

2.所述圆环弹性体和扇形弹性体的密度不同，圆环质量块和扇形质量块的密度不同。

3.所述圆环弹性体选用环氧树脂材料制作，所述扇形弹性体选用橡胶材料制作，所述圆环质量块选用金属铅材料制作，所述扇形质量块选用金属铝材料制作。

4.所述声子晶体与蜗杆的空心腔体内壁用强力胶粘贴，声子晶体环和声子晶体芯用强力胶粘贴，圆环弹性体和圆环质量块用强力胶粘贴，扇形弹性体和扇形质量块用强力胶粘贴。

本发明具有的有益效果：

本发明通过在蜗杆内部周期布置复合圆环结构，构造了一种声子晶体蜗杆。利用声子晶体的低频禁带特性，在不改变蜗杆整体结构的条件下，有效提升了蜗杆对低频振动的减振效果。本发明装置具有高对称性，不会引起蜗杆工作时的偏心问题。通过调整声子晶体在蜗杆内腔中的安装数量和几何尺寸可使蜗杆“带隙”位置可调，通过调整相邻局域共振型声子晶体间的质量块与弹性体的质量比可使蜗杆“带隙”宽度可调。

附图说明

图1为本发明的一种声子晶体的减振蜗杆的剖面视图。

图2为声子晶体结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。