[发明专利]一种平衡减振齿轮以及用于其的多目标结构优化方法

说明书

本发明公开了一种平衡减振齿轮以及用于其的多目标结构优化方法，包括齿轮本体、弹性组件、配重组件和减重组件，齿轮本体包括齿轮轮毂、齿轮腹板和齿轮外圈，齿轮腹板套设于齿轮轮毂外，齿轮外圈套设于齿轮腹板外；弹性组件布置于齿轮轮毂与齿轮腹板之间，配重组件和减重组件设置于齿轮腹板上。本发明解决平衡减振齿轮生产工艺复杂、安装空间受限的难题，提升平衡减振齿轮的通用化能力，减低平衡减振齿轮制造成本的特点。

技术领域

本发明涉及一种平衡减振齿轮以及用于其的多目标结构优化方法。

背景技术

为消除发动机的一阶、二阶惯性力所引起的振动和噪声，平衡轴系统在发动机技术领域得到了广泛的应用，其中，承担平衡轴系统动力传递的弹性齿轮成为分析平衡轴系统平衡减振性能的重中之重。

而当前发动机所用弹性齿轮主要有两类，一类是与增重块组合安装在平衡轴的飞轮侧，一类是将增重块与弹性齿轮制为一体，两类结构的共同点为由于增重块的形状不规则性，加大了加工难度，增加了制造成本，不同的第一类的组合方式对弹性齿轮和增重块的安装精度和空间提出了很高的要求，第二类将增重块和齿轮本体制为一体的设计方法，虽然解决了第一类中的装配精度要求较高的难点，但是由于增重块为不规则结构，在相同的发动机平衡性能要求下，易出现增重块过大或者过厚的现象，因此，第二类结构依然不能很好解决装配空间局限性的难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种平衡减振齿轮以及用于其的多目标结构优化方法，解决平衡减振齿轮生产工艺复杂、安装空间受限的难题，提升平衡减振齿轮的通用化能力，减低平衡减振齿轮制造成本的特点。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种平衡减振齿轮，包括齿轮本体、弹性组件、配重组件和减重组件，齿轮本体包括齿轮轮毂1、齿轮腹板2和齿轮外圈5，齿轮腹板2套设于齿轮轮毂1外，齿轮外圈5套设于齿轮腹板2外；弹性组件布置于齿轮轮毂1与齿轮腹板2之间，配重组件和减重组件设置于齿轮腹板2上。

按照上述技术方案，齿轮腹板2与齿轮外圈5为一体式结构；齿轮轮毂1、齿轮腹板2和齿轮外圈5均采用粉末冶金加工方法成型。

按照上述技术方案，弹性组件为橡胶环3，橡胶环3套设于齿轮轮毂1与齿轮腹板2之间，齿轮轮毂1、橡胶环3和齿轮腹板2通过硫化工艺粘接为一体。

按照上述技术方案，配重组件为增重块4，齿轮腹板2的前后两侧对称分布有增重块4。

按照上述技术方案，增重块4为凸出的扇形结构，增重块4的扇形结构的外圆直径小于或等于齿轮腹板2的外圆直径，且增重块4的扇形结构的内圆直径等于或大于齿轮腹板2的内圆直径。

按照上述技术方案，减重组件包括减重孔6和/或减重槽7，减重孔6和/或减重槽7设置于齿轮腹板2上，布置于配重组件的下侧。

按照上述技术方案，减重槽7为一个扇形环，减重槽7的扇形环结构的外圆直径小于或等于齿轮腹板2的外圆直径，且减重槽7的扇形结构的内圆直径等于或大于齿轮腹板2的内圆直径，减重槽7的两个半圆环的直径等于减重槽7的扇形结构的外圈与内圆直径之差，减重槽7的深度小于齿轮腹板2的厚度；

多个减重孔6沿减重槽7的弧长方向依次间隔布置。

一种用于以上所述的平衡减振齿轮的多目标结构优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1分析平衡减振齿轮结构，根据平衡减振齿轮的基本设计参数，计算出平衡减振齿轮的齿顶高、齿根高，基本设计参数包括齿轮模数、齿轮齿数、齿顶高系数、压力角、齿宽，同时，从零件材料和制造工艺方面，分析平衡减振齿轮的齿轮外圈5、齿轮腹板2、齿轮轮毂1、配重组件、减重组件和弹性组件各组成组件材料，确定平衡减振齿轮的齿轮外圈5、齿轮腹板2、齿轮轮毂1、配重组件、减重组件和弹性组件的各组件的密度参数；