[0032] 下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0033] 图1是安装有轴减振模块的齿轮传动系统的总成图,图2是传动系统的总成图。由图可以看出,传动系统主要由主动轴1、主动轴承2、主动齿轮3、从动轴4、从动轴承5、从动齿轮6和减振总成组成。减振总成安装在从动轴承5和从动齿轮6之间的轴4上。如果不考虑轴的减振问题,则只需要将减振总成拆掉即可,如果需要降低振动减小噪声,则通过快捷的方式将减振总成直接安装在轴上即可。
[0034] 图3是减振总成的立体图,由图可以看出,该减振总成15由两个半减振总成A151和半减振总成B152组合而成,两个半减振总成之间通过螺栓将轴紧固在一起。图4是减振总成的分解图,其中半减振总成A由两个连接板7、固定座8、四圈滚珠9、两个压簧10和回转滑块11组成。半减振总成B与A的结构完全相同。图5和图6是减振总成的平面图和剖面图,由图可以看出,质量块11安装在最外圈,回转固定座8安装在最内圈,固定座8和质量块11之间安装有四圈滚珠9,滚珠9能够起到限制回转质量块11在其径向和轴向的运动自由度,使得质量块11只具有绕回转中心轴旋转的自由度。两个固定板7分别通过螺丝安装在的固定座8的两端,两侧固定板7与滑块11之间分别通过两个压簧11连接起来,这样质量块11的回转角度就受到压簧11的限制。减振模块A和B之间通过四个连接板7两两紧固在一起。
[0035] 图7和图8是回转质量块11的平面图和剖面图,图9和图10是固定底座8的平面图和剖面图。由图可看出,回转质量块11的内圈插入固定底座8的槽中,槽的两侧有四个大弧面分别与回转质量块11的四个对称小弧面配合成四个圆环形轨道,将滚珠9放入这四个圆环形轨道,这样回转质量块11就被这4列由滚珠9构成的圆环形轨道限制了轴向和径向位移,但可以绕着回转中心轴自由回转。
[0036] 图11是连接板7的详细结构图,其中,四个第一螺纹安装孔13与两个固定底座8的四个端面安装在一起。三个第二螺纹安装孔14用来将四个安装在半减振模块A和B上的连接板7两两组合紧固安装在传动轴4上。这样固定底座8与传动轴4固定安装在一起,其相对位置不变。连接板7上的压簧安装座12与回转质量块11的端面之间安装有压簧10,这样,回转质量块11和压簧10就构成了一个回转动力减振系统。可以看出该动力减振系统并未改变原有设计,只需要在轴上安装该模块即可。
[0037] 回转式动力减振器的核心原理在于将作用在齿轮轴上的扭力导致轴的振动转移给回转减振模块中的质量块的振动,即实现了振动能量的转移和消耗。压簧10采用高锰基高阻尼合金材料制作,这样减振块的振动能量将进一步由高阻尼压簧以热能形式耗散掉。
[0038] 该动力减振模块的设计方法和过程如下:
[0039] (1)获取齿轮传动的额定工况转速n,单位为rpm,即每分钟的转数;
[0040] (2)计算得到系统的轴动频率f,f=n/60;
[0041] (3)设计质量块的总重m,确保其约等于传动轴重量M的十分之一,即m≈M/10;
[0042] (4)根据公式 f为系统的轴动频率,m0为质量块的质量,由于f和m均为已知量,则可以通过公式计算出刚度k0,此处刚度k0即为压簧所需要设计的刚度;
[0043] (5)假设系统输入负载扭矩为T,作用在轴上的力 其中r为轴的半径,可以得到压簧8的最大设计压缩量
[0044] (6)至此,完成了回转式动力减振模块中三大重要设计参数的计算:回转质量块的重量m0、压簧刚度k0和压簧的设计压缩量x0。
[0045] 最后对该减振模块进行结构优化设计,以达到尺寸最小空间、最紧凑的目的。以回转质量块11的截面面积、弧度和回转半径尺寸为设计变量,分别用[A B C]表示,同时以压簧的长度、截面长宽尺寸、压簧的内径和外径尺寸和螺距为设计变量,分别用[L M N I O P]表示。同时以回转质量块11的外径为直径、厚度为高度构成的圆柱体积V的最小化为优化目标,并以压簧的压缩量x0、刚度k0、压簧阻尼合金材料的疲劳强度σf、原有齿轮箱内的轴承‑轴‑齿轮系统的内部可用空间尺寸R和质量块的重量m0需求为边界条件。通过优化设计,获得最小空间尺寸V。用公式可表示如下:
[0046] Vmin=f(A,B,C,L,M,N,I,O,P)
[0047] L≥x0,σ≤σf,k0,R,m0
[0048] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。