一种齿轮减振结构及齿轮减振测试设备

1.本发明涉及齿轮系统，特别是涉及一种齿轮减振结构。


背景技术：

2.目前，发动机传动系统通常由多对齿轮构成，高速齿轮传动的振动性能对发动机的稳定、可靠运行起着关键性的作用。由于齿轮轴的不平衡、啮合的时变刚度、间隙以及轴承的窜动，齿轮轴不可避免的会产生振动。且现在高性能发动机总体设计要求齿轮转速高、重量轻、功率大，转速可达50000r/min，圆柱齿轮节线速度可140m/s以上，锥齿轮达190m/s，齿轮系统的工作转速通常在系统的临界转速以上，使得齿轮系统容易产生较大的振动。而齿轮的振动极易造成发动机系统不稳定、噪音大、易磨损，影响齿轮系统的寿命。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种齿轮减振结构，能够吸收齿轮的振动。
4.根据本发明的第一方面实施例的一种齿轮减振结构，包括：齿轮轴；轴承，套设于齿轮轴；轴承座，套设于轴承外圈；外环，套设于轴承座外周且与轴承座具有间隙，所述外环与轴承座之间夹设有两个间隔设置的第一密封圈，所述外环周壁设有贯穿的注油孔，所述注油孔与两个第一密封圈围设的空间连通；弹性连接件，一端与轴承座固定相连，另一端与外环固定相连。
5.根据本发明实施例的一种齿轮减振结构，至少具有如下技术效果：齿轮轴和轴承的振动传递给弹性连接件时，利用弹性连接件的弹性变形，减少和吸收振动；且齿轮轴和轴承的振动传递给轴承座时，轴承座的径向振动会挤压两个第一密封圈之间的润润滑油，由于流体介质的粘性阻尼，将动能转化为润滑油的内能，从而起到双重减振的作用。
6.根据本发明的一些实施例，所述外环一端设有径向向外延伸的法兰板，所述弹性连接件对应法兰板的一端设有径向向外延伸的第一连接环，所述第一连接环与法兰板设有对应的孔位并通过紧固件连接固定。
7.根据本发明的一些实施例，所述弹性连接件远离外环的一端设有径向向内延伸的第二连接环，所述第二连接环与轴承座的端部相贴并设有对应的孔位以通过紧固件连接固定。
8.根据本发明的一些实施例，所述法兰板设有位于第一连接环外圈的定位凸起。
9.根据本发明的一些实施例，所述弹性连接件中部设有环绕间隔排列的笼条。
10.根据本发明的一些实施例，所述轴承座一端安装有轴承挡圈，所述轴承座内壁设有与轴承挡圈有间距的阶梯面；所述轴承外圈一侧与阶梯面相抵，另一侧与轴承挡圈相抵。
11.根据本发明的一些实施例，所述轴承座内部在轴承背对轴承挡圈的一侧形成有注油空间，所述轴承座周壁设有与注油空间连通的进油孔。
12.根据本发明的一些实施例，所述齿轮轴套设有第一定位套和第二定位套，所述轴
承内圈夹设于第一定位套和第二定位套之间。
13.根据本发明的一些实施例，所述轴承座和所述轴承挡圈背对轴承的一端内圈均嵌装有第二密封圈。
14.根据本发明的第二方面实施例的齿轮减振测试设备，包括：机架；上述的齿轮减振结构，所述外环固定安装于机架；输入电机，安装于机架，所述输入电机的输出轴与齿轮轴相连；负载电机，安装于机架，所述负载电机的连接轴连接有输出齿轮，所述输出齿轮与齿轮轴上的输入齿轮啮合。
15.根据本发明实施例的一种齿轮减振测试设备，至少具有如下技术效果：利用输入电机和负载电机，模拟齿轮系统的装载状态，以方便检测出实际装配状态下的齿轮减振效果。
16.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
17.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
18.图1是齿轮减振结构的安装结构示意图；
19.图2是图1的a处放大图；
20.图3是图2的b处放大图；
21.图4是齿轮减振测试设备的结构示意图；
22.图5是弹性连接件的结构示意图。
23.附图标记：
24.齿轮轴100、第一定位套110、第二定位套120、输入齿轮130；
25.轴承200；
26.轴承座300、第一密封圈301、注油空间302、间隙空间303、阶梯面310、进油孔320、第二密封圈330、第一挡盖340；
27.外环400、注油孔410、法兰板420、定位凸起430；
28.弹性连接件500、第一连接环510、第二连接环520、笼条530；
29.轴承挡圈600、第二挡盖610；
30.输入电机700、输出轴710；
31.负载电机800、连接轴810、输出齿轮820；
32.机架900。
具体实施方式
33.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
34.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为
了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
35.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
36.参照图1至图3，本发明实施例的一种齿轮减振结构，包括齿轮轴100、轴承200、轴承座300、外环400和弹性连接件500。
37.轴承200套设于齿轮轴100；轴承座300套设于轴承200外圈；外环400套设于轴承座300外周且与轴承座300具有间隙，外环400与轴承座300之间夹设有两个间隔设置的第一密封圈301，外环400周壁设有贯穿的注油孔410，注油孔410与两个第一密封圈301围设的空间连通，润润滑油通过注油孔410进入两个第一密封圈301之间的外环400与轴承座300的间隙空间303，通常注油孔410设于外环400上半部周壁，外环400下半部周壁开设有排油孔；弹性连接件500一端与轴承座300固定相连，另一端与外环400固定相连。弹性连接件500两端具有一定的弹性变形空间，弹性连接件500采用具有弹性变形能力的金属材质制成。齿轮轴和轴承的振动传递给弹性连接件500时，利用弹性连接件500的弹性变形，减少和吸收振动。圆环状的间隙空间303充注油液，形成了油膜腔，轴承座300的径向振动会挤压油膜腔中的油膜，由于流体介质的粘性阻尼，挤压所产生的能量便会转化为油液的热量，通过能量转化(轴承座300的动能转换为油液的内能)，从而使轴承振动量降低，起到阻尼减振的作用。
38.在本发明的一些实施例中，外环400一端设有径向向外延伸的法兰板420，弹性连接件500对应法兰板420的一端设有径向向外延伸的第一连接环510，第一连接环510与法兰板420设有对应的孔位并通过紧固件连接固定。第一连接环510与法兰板420方便孔位设置，以方便紧固件安装连接。紧固件可以是螺钉或螺栓。
39.在本发明的进一步实施例中，弹性连接件500远离外环400的一端设有径向向内延伸的第二连接环520，第二连接环520与轴承座300的端部相贴并设有对应的孔位以通过紧固件连接固定，第二连接环520方便孔位布置和紧固件安装连接。紧固件可以是螺钉或螺栓。另外，第一连接环510与法兰板420还设置有对应的孔位以安装插入定位销，第二连接环520与轴承座300的端部设有对应的孔位以插入定位销，通过第二连接环520与轴承座300的定位固定、第一连接环510与法兰板420的定位固定，使得对外环400的定位精度得到保证，避免由于外环400与轴承座300的间隙导致外环400与齿轮轴的同轴度较差。
40.在本发明的进一步实施例中，法兰板420设有位于第一连接环510外圈的定位凸起430，以起到对外环400的定心作用。进一步提高外环400和弹性连接件500的定位精度。
41.参照图5，在本发明的进一步实施例中，弹性连接件500中部设有环绕间隔排列的笼条530，弹性连接件500整体呈筒状，笼条530环绕间隔排列于弹性连接件500的周壁，通过间隔设置形成的孔位，提高弹性连接件500弹性变形能力；通过调节笼条的数量、截面宽度、截面高度、长度使得鼠笼弹性支承的支承刚度变化，以适应不同的减振系统。
42.在本发明的进一步实施例中，轴承座300一端安装有轴承挡圈600，轴承座300内壁设有与轴承挡圈600有间距的阶梯面310；轴承200外圈一侧与阶梯面310相抵，另一侧与轴承挡圈600相抵。利用阶梯面310和轴承挡圈600实现轴承的轴向定位。
43.在本发明的进一步实施例中，轴承座300内部在轴承200背对轴承挡圈600的一侧形成有注油空间302，轴承座300周壁设有与注油空间302连通的进油孔320。具体的，轴承座300为空心回转体，轴承200后侧与阶梯面310相抵，前侧与轴承挡圈600相抵，注油空间302设于轴承200后侧，润滑油通过进油孔320进入注油空间302，对轴承200进行润滑，减少磨损。
44.在本发明的进一步实施例中，齿轮轴100套设有第一定位套110和第二定位套120，轴承200内圈夹设于第一定位套110和第二定位套120之间。利用第一定位套110和第二定位套120对轴承200内圈进行轴向定位，避免轴承200内外圈产生较大的错位，导致运转不稳定。且齿轮轴100一端设有输入齿轮130，另一端连接有限位螺母，输入齿轮130直径大于齿轮轴100，通过输入齿轮130和限位螺母对第一定位套110和第二定位套120定位。
45.在本发明的进一步实施例中，轴承座300和轴承挡圈600背对轴承200的一端内圈均嵌装有第二密封圈330。即轴承座300后侧内圈和轴承挡圈600前侧内圈嵌装有第二密封圈330，轴承座300后侧内圈和轴承挡圈600前侧内圈均设有供第二密封圈330安装的安装槽。另外，轴承座300和轴承挡圈600可拆卸安装有第一挡盖340和第二挡盖610，以对第二密封圈330进行限位。
46.参照图4，本发明还提供一种齿轮减振测试设备，包括机架900、上述齿轮减振结构、输入电机700和负载电机800。
47.外环400固定安装于机架900，即法兰板420通过紧固件固定在机架900上。输入电机700安装于机架900，输入电机700的输出轴与齿轮轴100相连；负载电机800安装于机架900，负载电机800的连接轴810连接有输出齿轮820，输出齿轮820与齿轮轴100上的输入齿轮130啮合，以此模拟齿轮传动系统。可在齿轮轴100上安装加速度传感器以获得采用齿轮减振结构后的系统振动数据。
48.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
49.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种齿轮减振结构，其特征在于包括：齿轮轴(100)；轴承(200)，套设于齿轮轴(100)；轴承座(300)，套设于轴承(200)外圈；外环(400)，套设于轴承座(300)外周且与轴承座(300)具有间隙，所述外环(400)与轴承座(300)之间夹设有两个间隔设置的第一密封圈(301)，所述外环(400)周壁设有贯穿的注油孔(410)，所述注油孔(410)与两个第一密封圈(301)围设的空间连通；弹性连接件(500)，一端与轴承座(300)固定相连，另一端与外环(400)固定相连。2.根据权利要求1所述的齿轮减振结构，其特征在于：所述外环(400)一端设有径向向外延伸的法兰板(420)，所述弹性连接件(500)对应法兰板(420)的一端设有径向向外延伸的第一连接环(510)，所述第一连接环(510)与法兰板(420)设有对应的孔位并通过紧固件连接固定。3.根据权利要求2所述的齿轮减振结构，其特征在于：所述弹性连接件(500)远离外环(400)的一端设有径向向内延伸的第二连接环(520)，所述第二连接环(520)与轴承座(300)的端部相贴并设有对应的孔位以通过紧固件连接固定。4.根据权利要求2所述的齿轮减振结构，其特征在于：所述法兰板(420)设有位于第一连接环(510)外圈的定位凸起(430)。5.根据权利要求1至4任一项所述的齿轮减振结构，其特征在于：所述弹性连接件(500)中部设有环绕间隔排列的笼条(530)。6.根据权利要求1所述的齿轮减振结构，其特征在于：所述轴承座(300)一端安装有轴承挡圈(600)，所述轴承座(300)内壁设有与轴承挡圈(600)有间距的阶梯面(310)；所述轴承(200)外圈一侧与阶梯面(310)相抵，另一侧与轴承挡圈(600)相抵。7.根据权利要求6所述的齿轮减振结构，其特征在于：所述轴承座(300)内部在轴承(200)背对轴承挡圈(600)的一侧形成有注油空间(302)，所述轴承座(300)周壁设有与注油空间(302)连通的进油孔(320)。8.根据权利要求6所述的齿轮减振结构，其特征在于：所述齿轮轴(100)套设有第一定位套(110)和第二定位套(120)，所述轴承(200)内圈夹设于第一定位套(110)和第二定位套(120)之间。9.根据权利要求8所述的齿轮减振结构，其特征在于：所述轴承座(300)和所述轴承挡圈(600)背对轴承(200)的一端内圈均嵌装有第二密封圈(330)。10.一种齿轮减振测试设备，其特征在于包括：机架(900)；如权利要求1至9任一项所述的齿轮减振结构，所述外环(400)固定安装于机架(900)；输入电机(700)，安装于机架(900)，所述输入电机(700)的输出轴与齿轮轴(100)相连；负载电机(800)，安装于机架(900)，所述负载电机(800)的连接轴连接有输出齿轮(820)，所述输出齿轮(820)与齿轮轴(100)上的输入齿轮(130)啮合。

技术总结
本发明公开了一种齿轮减振结构，包括：齿轮轴；轴承，套设于齿轮轴；轴承座，套设于轴承外圈；外环，套设于轴承座外周且与轴承座具有间隙，所述外环与轴承座之间夹设有两个间隔设置的第一密封圈，所述外环周壁设有贯穿的注油孔，所述注油孔与两个第一密封圈围设的空间连通；弹性连接件，一端与轴承座固定相连，另一端与外环固定相连。本发明齿轮轴和轴承的振动传递给弹性连接件时，利用弹性连接件的弹性变形，减少和吸收振动；且齿轮轴和轴承的振动传递给轴承座时，轴承座的径向振动会挤压两个第一密封圈之间的润润滑油，由于流体介质的粘性阻尼，将动能转化为润滑油的内能，从而起到双重减振的作用。重减振的作用。重减振的作用。


技术研发人员：田朝阳 唐进元 胡泽华
受保护的技术使用者：中南大学
技术研发日：2021.11.22
技术公布日：2022/3/7