嵌入粘彈性材料的粉體阻尼減振降噪鏈輪結(jié)構(gòu)及方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種嵌入粘彈性材料的粉體阻尼減振降噪鏈輪結(jié)構(gòu)及方法，包括第一鏈輪片和第二鏈輪片，所述第一鏈輪片和第二鏈輪片相對(duì)設(shè)置，且第一鏈輪片和第二鏈輪片固定連接形成鏈輪本體，所述鏈輪本體還包括嵌套于第一鏈輪片和第二鏈輪片中部的軸套，在所述第一鏈輪片、第二鏈輪片和軸套圍成的封閉空間內(nèi)填充有粉體，所述鏈輪本體的外周圈在第一鏈輪片和第二鏈輪片之間設(shè)置阻尼材料片，將鏈輪結(jié)構(gòu)設(shè)置成由分體的兩個(gè)鏈輪片組成，鏈輪結(jié)構(gòu)內(nèi)部填入具有一定流動(dòng)性的粉體，由于阻尼材料片的緩沖及其與粉體的共同作用，讓處于振動(dòng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的鏈輪的振動(dòng)逐漸消失，最終達(dá)到減振降噪的目的，使鏈傳動(dòng)過(guò)程更加平穩(wěn)可靠。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
嵌入粘彈性材料的粉體阻尼減振降噪鏈輪結(jié)構(gòu)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于振動(dòng)噪聲控制領(lǐng)域，涉及一種嵌入粘彈性材料的粉體阻尼減振降噪鏈輪結(jié)構(gòu)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鏈傳動(dòng)是一種以鏈條為中間燒性件的非共軛嗤合傳動(dòng)，可做傳動(dòng)用、輸送用、傳力用及其它用途。由于它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、傳力大、效率高、平均傳動(dòng)比準(zhǔn)確、適應(yīng)性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)等主要特點(diǎn)，特別是在大中心距、定速比、多軸傳動(dòng)及環(huán)境惡劣的開(kāi)式傳動(dòng)、大載荷的低速傳動(dòng)工況下，采用鏈傳動(dòng)比帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)更具優(yōu)越性，所以其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)獲得了廣泛應(yīng)用。但是，在經(jīng)典的鏈條傳動(dòng)過(guò)程中，由于多邊形效應(yīng)或其它制造、安裝誤差等原因，鏈輪及其聯(lián)接軸會(huì)發(fā)生軸向、徑向、角擺動(dòng)和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)以及鏈條橫向和縱向振動(dòng)，而嚙合沖擊引起的滾子振動(dòng)和鏈輪振動(dòng)形成的噪聲是鏈傳動(dòng)噪聲的主要部分，嚴(yán)重影響鏈傳動(dòng)的精度和運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，并產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)噪聲，從而大大制約了鏈條傳動(dòng)的速度和效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供嵌入粘彈性材料的粉體阻尼減振降噪鏈輪結(jié)構(gòu)及方法，基于目前鏈傳動(dòng)中的振動(dòng)與噪聲問(wèn)題，進(jìn)而對(duì)現(xiàn)有鏈輪結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，最終達(dá)到減振降噪、實(shí)現(xiàn)高速平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)的目的。在嵌入粘彈性材料的粉體阻尼減振降噪鏈輪結(jié)構(gòu)中，其中阻尼材料片起到緩沖、減振、降噪和密封作用，粉體由于其間及其與鏈輪的輪壁之間碰撞、干摩擦和發(fā)熱來(lái)吸收和耗散振動(dòng)能量，從而大大減輕鏈輪及其聯(lián)接軸出現(xiàn)的振動(dòng)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)高速平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
[0005]嵌入粘彈性材料的粉體阻尼減振降噪鏈輪結(jié)構(gòu)，包括第一鏈輪片和第二鏈輪片，所述第一鏈輪片和第二鏈輪片相對(duì)設(shè)置，且第一鏈輪片和第二鏈輪片固定連接形成鏈輪本體，所述鏈輪本體還包括嵌套于第一鏈輪片和第二鏈輪片中部的軸套，在所述第一鏈輪片、第二鏈輪片和軸套圍成的封閉空間內(nèi)填充有粉體。本發(fā)明鏈輪結(jié)構(gòu)將鏈輪設(shè)置成分體結(jié)構(gòu)，由第一鏈輪片和第二鏈輪片連接而成，在鏈輪本體的內(nèi)部空間內(nèi)填充粉體，粉體振動(dòng)時(shí)由于粉體其間及其與鏈輪本體內(nèi)壁之間碰撞、干摩擦和發(fā)熱來(lái)吸收和耗散振動(dòng)能量，從而大大減輕鏈輪及其聯(lián)接軸出現(xiàn)的振動(dòng)問(wèn)題，最終達(dá)到減振降噪的目的。
[0006]所述鏈輪本體的外周圈在第一鏈輪片和第二鏈輪片之間設(shè)置阻尼材料片，所述阻尼材料片與第一鏈輪片和第二鏈輪片均固定連接;阻尼材料片在結(jié)構(gòu)變形時(shí)動(dòng)態(tài)應(yīng)變滯后于動(dòng)應(yīng)力，從而能消耗振動(dòng)能量，達(dá)到減振的目的。
[0007]優(yōu)選的，所述第一鏈輪片和第二鏈輪片的中部均具有偏向鏈輪本體外部的彎折；使第一鏈輪片和第二鏈輪片中部的間隙增大，可以給粉體提供更多的容納空間，使鏈輪結(jié)構(gòu)在粉體的作用下更好的起到減振降噪的作用。
[0008]所述粉體的填充體積為封閉空間總體積的90?96%;使粉體在鏈輪結(jié)構(gòu)的封閉空間內(nèi)具有一定的流動(dòng)性，正是由于粉體的流動(dòng)性，可以在發(fā)生振動(dòng)時(shí)粉體重新分布，將鏈輪結(jié)構(gòu)不平衡的加速運(yùn)動(dòng)平衡掉。
[0009]優(yōu)選的，所述軸套包括軸套本體，所述軸套本體的兩側(cè)均固定連接有軸套連接環(huán)，軸套連接環(huán)與第一鏈輪片或第二鏈輪片固定連接;保證軸套與第一鏈輪片和第二鏈輪片的連接可靠性，同時(shí)軸套連接環(huán)、第一鏈輪片、第二鏈輪片的連接孔也可作為粉體填充孔，由該連接孔向鏈輪結(jié)構(gòu)內(nèi)部填充粉體。
[0010]所述第一鏈輪片和第二鏈輪片的結(jié)構(gòu)左右相互對(duì)稱(chēng)，第一鏈輪片和第二鏈輪片的齒形和齒數(shù)均相同;保證第一鏈輪片和第二鏈輪片所組成結(jié)構(gòu)能完成經(jīng)典的整體鏈輪的傳動(dòng)功能。
[0011]所述阻尼材料片為圓環(huán)形鏈輪結(jié)構(gòu)，所述圓環(huán)形鏈輪結(jié)構(gòu)的齒數(shù)與第一鏈輪片的齒數(shù)相同，圓環(huán)形鏈輪結(jié)構(gòu)的齒形與第一鏈輪片的齒形基本相同；阻尼材料片的齒形和齒數(shù)和鏈輪的齒形和齒數(shù)基本相同，阻尼材料片可以與鏈輪本體相配合實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)。
[0012]所述阻尼材料片為聚氨酯橡膠材料制成，這種材料具有硬度高、強(qiáng)度好、高彈性、高耐磨性、耐撕裂、耐老化、緩沖減震性好、耐油性好等優(yōu)點(diǎn)，是一般橡膠所不能比的。
[0013]優(yōu)選的，所述阻尼材料片的齒形尺寸比第一鏈輪片的齒形尺寸大I?3mm;保證傳動(dòng)時(shí)鏈條的滾子先與阻尼材料片的齒形先接觸，經(jīng)過(guò)緩沖再與傳力件鏈輪接觸。
[0014]所述第一鏈輪片和第二鏈輪片在與阻尼材料片的配合處設(shè)置嵌合凹槽;用于嵌入阻尼材料，嵌入阻尼材料片厚度要確保該組合式鏈輪總厚度不超過(guò)經(jīng)典的整體式鏈輪的厚度。
[0015]優(yōu)選的，所述粉體為直徑I?2mm的鋼球或鎢粉顆粒球或鉛粉顆粒球;滿(mǎn)足一定的耐磨要求，且滿(mǎn)足一定的強(qiáng)度要求，以免粉體經(jīng)常需要更換;鎢粉顆粒球?yàn)殒u金屬形成的球形顆粒，鉛粉顆粒球?yàn)殂U金屬形成的球形顆粒。
[0016]嵌入粘彈性材料的粉體阻尼減振降噪鏈輪結(jié)構(gòu)的減振降噪方法，在鏈輪結(jié)構(gòu)發(fā)生振動(dòng)時(shí)，鏈輪結(jié)構(gòu)內(nèi)的粉體由于慣性作用會(huì)沿與鏈輪結(jié)構(gòu)的振動(dòng)加速度方向相反的方向在封閉空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)，使封閉空間中的粉體重新分布，將鏈輪結(jié)構(gòu)不平衡的加速運(yùn)動(dòng)平衡掉;粉體在振動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的碰撞和干摩擦，以及粉體與鏈輪結(jié)構(gòu)內(nèi)壁之間發(fā)生的碰撞、干摩擦、發(fā)熱來(lái)吸收和耗散振動(dòng)能量；由于鏈輪結(jié)構(gòu)中阻尼材料片對(duì)振動(dòng)的緩沖及其與粉體的共同作用，讓鏈輪結(jié)構(gòu)不平衡的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)逐漸消失，使鏈輪結(jié)構(gòu)傳動(dòng)過(guò)程更加平穩(wěn)。
[0017]本發(fā)明的有益效果為:
[0018]1.本發(fā)明將鏈輪結(jié)構(gòu)設(shè)置成由分體的兩個(gè)鏈輪片組成，鏈輪結(jié)構(gòu)內(nèi)部填入具有一定流動(dòng)性的粉體，粉體振動(dòng)時(shí)由于粉體其間及其與鏈輪本體內(nèi)壁之間碰撞、干摩擦和發(fā)熱來(lái)吸收和耗散振動(dòng)能量，從而大大減輕鏈輪及其聯(lián)接軸出現(xiàn)的振動(dòng)問(wèn)題，最終達(dá)到減振降噪的目的。
[0019]2.本發(fā)明在分體的兩個(gè)鏈輪片輪齒部位之間設(shè)置阻尼材料片，不僅起到對(duì)鏈輪結(jié)構(gòu)內(nèi)部的密封作用，還可以在結(jié)構(gòu)變形時(shí)動(dòng)態(tài)應(yīng)變滯后于動(dòng)應(yīng)力，從而能消耗振動(dòng)能量，達(dá)到減振的目的。
[0020]3.本發(fā)明在分體的兩個(gè)鏈輪片輪齒部位之間設(shè)置阻尼材料片，其齒形尺寸比第一鏈輪片和第二鏈輪片的齒形尺寸大I?3mm，保證傳動(dòng)時(shí)鏈條的滾子先與阻尼材料片的齒形先接觸，經(jīng)過(guò)緩沖再與傳力件鏈輪接觸，將原來(lái)一次剛性碰撞沖擊接觸傳動(dòng)過(guò)程變成了兩次具有柔性的接觸傳動(dòng)過(guò)程，即鏈條滾子先與阻尼材料片的齒形發(fā)生柔性接觸，待阻尼材料片發(fā)生了較大變形后，才二次與鏈輪輪齒發(fā)生接觸，加長(zhǎng)了接觸時(shí)間，減少了鏈條滾子與鏈輪輪齒接觸前的相對(duì)速度，將原來(lái)的剛性碰撞接觸變成了柔性緩沖接觸，從而大大降低了鏈傳動(dòng)的振動(dòng)與噪聲，提高了傳動(dòng)的平穩(wěn)性。
[0021 ] 4.粉體在鏈輪結(jié)構(gòu)內(nèi)部緊密排列時(shí)，粉體總體積占填充空腔體積的90?96 %，使粉體具有一定的流動(dòng)性，進(jìn)而在鏈輪結(jié)構(gòu)發(fā)生振動(dòng)時(shí)粉體可以重新排布，讓鏈輪結(jié)構(gòu)不平衡的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)逐漸消失。
[0022]5.本發(fā)明的鏈輪結(jié)構(gòu)的鏈輪片分體設(shè)置，鏈輪片和阻尼材料片通過(guò)緊固件固定連接，當(dāng)嵌入的阻尼材料片磨損后，可以通過(guò)拆卸鏈輪片，將易損阻尼材料片更換，用新的帶齒阻尼材料片代替原來(lái)齒形磨損的阻尼材料片后，可以繼續(xù)使用，從而實(shí)現(xiàn)恢復(fù)磨損前其減振降噪效果。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為嵌入粘彈性材料的粉體阻尼減振降噪鏈輪結(jié)構(gòu)的主視圖；
[0024]圖2為本發(fā)明鏈輪結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；
[0025]圖3為圖1中A處局部放大圖；
[0026]圖4為沖壓鏈輪片的主視圖；
[0027]圖5為沖壓鏈輪片的側(cè)視圖；
[0028]圖6為軸套的主視圖；
[0029]圖7為軸套的側(cè)視圖；
[0030]圖8為阻尼材料片的主視圖；
[0031 ]圖9為阻尼材料片的側(cè)視圖；
[0032]圖10為鏈輪發(fā)生軸向振動(dòng)時(shí)的粉體減振工作原理圖；
[0033]圖11為圖10中B處局部放大圖；
[0034]圖12為鏈輪發(fā)生徑向振動(dòng)時(shí)的粉體減振工作原理圖；
[0035]圖13為鏈輪發(fā)生角擺動(dòng)時(shí)的粉體減振工作原理圖；
[0036]圖14為鏈輪扭轉(zhuǎn)振動(dòng)圖；
[0037]圖中，1、第一鏈輪片，2、螺母，3、密封墊圈，4、鉸制孔螺栓，5、螺母，6、墊圈，7、阻尼材料片，8、粉體，9、緊固螺釘，10、套筒，11、軸套，12、第二鏈輪片，13、鉸制孔，14、連接孔，15、彎折，16、軸套連接環(huán)，17、螺紋孔，18、銷(xiāo)孔，19、聯(lián)接軸軸線，20、鏈輪孔中心線。
【具體實(shí)施方式】
[0038]下面結(jié)合附圖1到圖14和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0039]如圖1-圖3所示，嵌入粘彈性材料的粉體阻尼減振降噪鏈輪結(jié)構(gòu)，包括第一鏈輪片I和第二鏈輪片12，第一鏈輪片I和第二鏈輪片12相對(duì)設(shè)置，且第一鏈輪片I和第二鏈輪片12固定連接形成鏈輪本體，鏈輪本體還包括嵌套于第一鏈輪片I和第二鏈輪片12中部的軸套U，在第一鏈輪片1、第二鏈輪片12和軸套11圍成的封閉空間內(nèi)填充有粉體8。將鏈輪設(shè)置成分體結(jié)構(gòu)，由第一鏈輪片I和第二鏈輪片12連接而成，在鏈輪本體的內(nèi)部空間內(nèi)填充粉體8，粉體振動(dòng)時(shí)由于粉體其間及其與鏈輪本體內(nèi)壁之間碰撞、干摩擦和發(fā)熱來(lái)吸收和耗散振動(dòng)能量，從而大大減輕鏈輪及其聯(lián)接軸出現(xiàn)的振動(dòng)問(wèn)題，最終達(dá)到減振降噪的目的。
[0040]鏈輪本體的外周圈在第一鏈輪片I和第二鏈輪片12之間設(shè)置阻尼材料片7，阻尼材料片7與第一鏈輪片I和第二鏈輪片12均固定連接;阻尼材料片在結(jié)構(gòu)變形時(shí)動(dòng)態(tài)應(yīng)變滯后于動(dòng)應(yīng)力，從而能消耗振動(dòng)能量，達(dá)到減振的目的。
[0041 ]當(dāng)粉體緊密排列時(shí)，粉體8的填充體積為封閉空間總體積的90?96% ;使粉體在鏈輪結(jié)構(gòu)的封閉空間內(nèi)具有一定的流動(dòng)性，正是由于粉體的流動(dòng)性，可以在發(fā)生振動(dòng)時(shí)粉體重新分布，將鏈輪結(jié)構(gòu)不平衡的加速運(yùn)動(dòng)平衡掉，振動(dòng)時(shí)由于粉體其間及其與輪壁之間碰撞、干摩擦和發(fā)熱來(lái)吸收和耗散振動(dòng)能量，從而大大減輕鏈輪及其聯(lián)接軸出現(xiàn)的振動(dòng)問(wèn)題。粉體8使用尺寸較小、密度較大、強(qiáng)度足夠且耐磨性好的材料。粉體8可以選擇直徑I?2_的鋼球或鎢粉顆粒球或鉛粉顆粒球;滿(mǎn)足一定的耐磨要求，且滿(mǎn)足一定的強(qiáng)度要求，以免粉體經(jīng)常需要更換;鎢粉顆粒球?yàn)殒u金屬形成的球形顆粒，鉛粉顆粒球?yàn)殂U金屬形成的球形顆粒。
[0042]在填裝粉體微顆粒之前，一定要將鏈輪上所有零件按要求安裝好，然后分別作動(dòng)、靜平衡試驗(yàn)，通過(guò)去材料、配重或其它辦法，使之不平衡的質(zhì)量達(dá)到現(xiàn)有鏈輪的動(dòng)、靜平衡試驗(yàn)設(shè)計(jì)要求，然后標(biāo)記好鏈輪和緊固螺釘?shù)南鄬?duì)位置，包括密封墊圈與鏈輪的相對(duì)位置，再將平衡校正后鏈輪的防松鋼絲、緊固螺釘拆開(kāi)，裝填粉體顆粒至可填充容積(即填充槽容積)的90?96 %，然后嚴(yán)格對(duì)好標(biāo)記，重新恢復(fù)平衡校正后的各個(gè)零件相對(duì)鏈輪的安裝位置和安裝狀態(tài)，即恢復(fù)未裝填粉體前的鏈輪質(zhì)量分布的較平衡狀態(tài)，注意不能絲毫移動(dòng)任何一個(gè)零件和平衡塊相對(duì)鏈輪的位置。
[0043]當(dāng)嵌入的高強(qiáng)度耐油聚氨酯橡膠材料輪齒尺寸磨損后，可以通過(guò)拆卸沖壓鏈輪片，將易損阻尼材料片更換，用新的帶齒阻尼材料片代替原來(lái)磨損的阻尼材料片后，可以繼續(xù)使用，從而實(shí)現(xiàn)恢復(fù)磨損前其減振降噪效果。
[0044]第一鏈輪片I和第二鏈輪片12的結(jié)構(gòu)左右相互對(duì)稱(chēng)，第一鏈輪片I和第二鏈輪片12的齒形和齒數(shù)均相同；保證第一鏈輪片和第二鏈輪片所組成結(jié)構(gòu)能完成經(jīng)典的整體鏈輪的傳動(dòng)功能。
[0045]在鏈輪本體的外圓圈處，第一鏈輪片I和第二鏈輪片12與阻尼材料片7三者通過(guò)鉸制孔螺栓4、螺母5、墊圈6緊固連接，第一鏈輪片I和第二鏈輪片12圓周上均布設(shè)鉸制孔13(如圖5所示)，阻尼材料片7的圓周上布設(shè)銷(xiāo)孔18(如圖9所示)，鉸制孔螺栓4穿過(guò)第一鏈輪片I和第二鏈輪片12的鉸制孔13、阻尼材料片7的銷(xiāo)孔18，將三者緊固連接起來(lái)。鉸制孔螺栓4主要作用是將兩個(gè)薄鏈輪片進(jìn)行定位緊固，以便保證兩個(gè)鏈輪片的固定和安裝精度，而且其安裝位置均布在鏈輪片外表面，并與連接孔14夾角成30°錯(cuò)開(kāi)排列。在傳動(dòng)過(guò)程中，帶齒阻尼材料片7在與鏈條的滾子進(jìn)入嚙合時(shí)因碰撞會(huì)被壓縮，而脫開(kāi)嚙合時(shí)會(huì)恢復(fù)原來(lái)的狀態(tài)，如此反復(fù)一縮一張的狀態(tài)會(huì)造成兩片鏈輪之間的距離忽大忽小，使用鉸制孔螺栓的優(yōu)點(diǎn)在于可以保證兩片鏈輪輪齒之間的相對(duì)位置保持不變。
[0046]第一鏈輪片I和第二鏈輪片12及軸套11通過(guò)緊固螺釘9、螺母2、密封墊圈3緊固連接，第一鏈輪片I和第二鏈輪片12圓周上均布設(shè)連接孔14(如圖5所示)，軸套11上布設(shè)光孔17(如圖7所示)，緊固螺釘9穿過(guò)第一鏈輪片I和第二鏈輪片12的連接孔、軸套的光孔17，將三者連接起來(lái)。在鏈輪結(jié)構(gòu)內(nèi)部軸套11的軸套連接環(huán)16之間與緊固螺釘9配合設(shè)置套筒10，套筒10與緊固螺釘9配合使用，而且套筒10的長(zhǎng)度等于軸套11與鏈輪片連接部位的內(nèi)側(cè)間距，如此可以保證在使用緊固螺釘連接軸套和鏈輪時(shí)，不會(huì)因?yàn)閵A緊過(guò)程中，軸套連接部位因受力而發(fā)生變形彎曲。密封墊圈3主要對(duì)粉體填充孔起到一定的密封與防塵作用。緊固螺釘9主要起到密封粉體填充孔和緊固鏈輪片與軸套的連接的作用，其安裝位置均布在鏈輪片外表面，并與鉸制孔13夾角成30°錯(cuò)開(kāi)排列，最后對(duì)該螺釘組采用防松鋼絲進(jìn)行機(jī)械防松。
[0047]在鏈輪總厚度保持不變的前提下，鏈輪結(jié)構(gòu)采用兩片沖壓成型的第一鏈輪片I和第二鏈輪片12經(jīng)鉸制孔螺栓4定位后對(duì)接成一個(gè)鏈輪以代替原有的整體式鏈輪，而且在兩鏈輪輪齒部位的內(nèi)側(cè)凹槽內(nèi)填充阻尼材料片7，從而形成一個(gè)簡(jiǎn)單的組裝件;再將此組裝件經(jīng)連接孔14用緊固螺釘9與軸套11進(jìn)行緊固連接，形成裝配組件;接下來(lái)對(duì)裝配組件進(jìn)行軸孔與鍵槽的加工，以達(dá)到鏈輪與軸套的同軸度精度要求。
[0048]鏈傳動(dòng)在工作過(guò)程中，鏈速和從動(dòng)鏈輪的轉(zhuǎn)速都是變化的，因而會(huì)引起變化的慣性力及相應(yīng)的動(dòng)載荷，而阻尼材料片在結(jié)構(gòu)變形時(shí)動(dòng)態(tài)應(yīng)變滯后于動(dòng)應(yīng)力，從而消耗振動(dòng)能量，達(dá)到減振的目的，相同情況下阻尼材料片的動(dòng)態(tài)變形(特別是剪切變形)越大，其消耗的振動(dòng)能量也就越多，減振降噪效果就越好；同時(shí)粉體振動(dòng)時(shí)由于粉體其間及其與輪壁之間碰撞、干摩擦和發(fā)熱來(lái)吸收和耗散振動(dòng)能量，從而大大減輕鏈輪及其聯(lián)接軸出現(xiàn)的振動(dòng)問(wèn)題，最終達(dá)到減振降噪的目的。
[0049]鏈輪在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，由于動(dòng)不平衡或其它原因而出現(xiàn)振動(dòng)時(shí)，鏈輪內(nèi)部的粉體由于慣性作用總會(huì)顯現(xiàn)出與鏈輪的振動(dòng)加速度方向相反的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，從而向不平衡的相反方向運(yùn)動(dòng)，使粉體在鏈輪中自動(dòng)再分配，起到對(duì)不平衡因素的平衡作用，同時(shí)粉體微顆粒阻尼是一種新型抗惡劣環(huán)境的阻尼技術(shù)，它是通過(guò)在結(jié)構(gòu)中填充適量的粉體微顆粒，粉體微顆粒在結(jié)構(gòu)振動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生反沖擊作用，可減小結(jié)構(gòu)體的振動(dòng)；同時(shí)利用粉體顆粒在振動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的碰撞和干摩擦，以及其與器壁之間發(fā)生的能量轉(zhuǎn)換和發(fā)熱來(lái)吸收和耗散振動(dòng)能量，從而大大減輕鏈輪及其聯(lián)接軸出現(xiàn)的振動(dòng)問(wèn)題。
[0050]如圖4-圖5所示，第一鏈輪片I和第二鏈輪片12的中部均具有偏向鏈輪本體外部的彎折15;使第一鏈輪片I和第二鏈輪片12中部的間隙增大，可以給粉體提供更多的容納空間，使鏈輪結(jié)構(gòu)在粉體的作用下更好的起到減振降噪的作用。
[0051]第一鏈輪片I和第二鏈輪片12在與阻尼材料片7的配合處設(shè)置嵌合凹槽;用于嵌入阻尼材料。
[0052]先采用沖壓成型工藝沖壓出兩個(gè)鏈輪片，并在鏈輪片上沖壓出需要的齒形和齒數(shù)，其中，在鏈輪片上均布有6個(gè)連接孔14和6個(gè)鉸制孔13，而連接孔14和鉸制孔13夾角成30°錯(cuò)位排列，如此分布的優(yōu)點(diǎn)是可以使質(zhì)量分布均勻，減少不平衡的質(zhì)量分布。連接孔14不僅用于鏈輪片與軸套的連接與定位，還可以作為粉體填充孔用于填充粉體;鉸制孔13主要用于進(jìn)行鉸制孔螺栓4的定位;另外，鏈輪片輪齒部位的內(nèi)側(cè)沖壓出凹槽，即嵌合凹槽，用于嵌入阻尼材料;然后用鉸制孔螺栓4對(duì)兩個(gè)薄鏈輪片以及阻尼材料片按照正確的安裝順序和位置進(jìn)行定位安裝，組裝成一個(gè)組裝件。注意，鏈輪的齒數(shù)可以根據(jù)具體工況進(jìn)行設(shè)計(jì)加工，齒數(shù)越多，因多邊形效應(yīng)造成的振動(dòng)作用越小。
[0053]如圖6-圖7所示，軸套11包括軸套本體，軸套本體的兩側(cè)均固定連接有兩個(gè)軸套連接環(huán)16，軸套連接環(huán)16與第一鏈輪片I或第二鏈輪片12固定連接;保證軸套11與第一鏈輪片I和第二鏈輪片12的連接可靠性，同時(shí)軸套連接環(huán)、第一鏈輪片、第二鏈輪片的連接孔也可作為粉體填充孔，由該連接孔向鏈輪結(jié)構(gòu)內(nèi)部填充粉體。
[0054]先對(duì)其毛坯進(jìn)行機(jī)加工，加工出所需要的形狀和尺寸，并在軸套連接環(huán)16上加工出與鏈輪片連接孔14尺寸和位置相一致的光孔17(通常采用配作)，確保其能與鏈輪片準(zhǔn)確安裝;然后再將組裝好的鏈輪片與軸套在連接孔14和光孔17位置用緊固螺釘進(jìn)行進(jìn)一步的定位緊固，形成一個(gè)裝配件;最后對(duì)裝配件進(jìn)行軸孔和鍵槽的加工，如此加工工藝會(huì)有效地減小因安裝精度造成的軸套與鏈輪之間的同軸度誤差。注意，單個(gè)軸套連接環(huán)16的厚度要比單個(gè)沖壓鏈輪片的厚度大出I?3mm，以保證軸套在與鏈輪片連接時(shí)不會(huì)發(fā)生彎曲變形；軸套與聯(lián)接軸所采用的鍵連接類(lèi)型應(yīng)根據(jù)鍵連接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用要求和工作條件來(lái)選擇。
[0055]如圖8-圖9所示，阻尼材料片7為圓環(huán)形鏈輪結(jié)構(gòu)，圓環(huán)形鏈輪結(jié)構(gòu)的齒數(shù)與第一鏈輪片I的齒數(shù)相同，圓環(huán)形鏈輪結(jié)構(gòu)的齒形基本與第一鏈輪片I的齒形相同；阻尼材料片的齒形和齒數(shù)和鏈輪本體的齒形和齒數(shù)基本相同，阻尼材料片可以與鏈輪本體相配合實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)。
[0056]阻尼材料片7材質(zhì)為高強(qiáng)度耐油聚氨酯橡膠材料，阻尼材料片7的齒形尺寸比第一鏈輪片I的齒形尺寸大I?3mm;保證傳動(dòng)時(shí)鏈條的滾子先與阻尼材料片的齒形先接觸，經(jīng)過(guò)緩沖再與傳力件鏈輪接觸。
[0057]將阻尼材料片7根據(jù)安裝尺寸(凹槽尺寸)確定其加工直徑，加工出銷(xiāo)孔18以保證鉸制孔螺栓4的正常定位，并沖壓出與鏈輪片相同的齒形和相同數(shù)目的輪齒，保證其組裝后鏈輪能正常傳動(dòng)。注意其齒形要比鏈輪片的齒形大出I?3_(該值不能太大，否則會(huì)使鏈輪的厚度尺寸發(fā)生較大變化，影響轉(zhuǎn)動(dòng)性能，一般情況鏈輪的厚度尺寸會(huì)受到傳動(dòng)鏈寬度約束)，保證傳動(dòng)時(shí)鏈條的滾子先與阻尼材料片7的齒形接觸，阻尼材料片7受力變形后鏈條滾子才與鏈輪輪齒接觸傳力，將原來(lái)一次剛性碰撞沖擊接觸傳動(dòng)過(guò)程變成了兩次柔性接觸傳動(dòng)過(guò)程，即鏈條滾子先與阻尼材料片7的齒形發(fā)生柔性接觸，待阻尼材料片7發(fā)生了較大變形后，才二次與鏈輪輪齒發(fā)生接觸，加長(zhǎng)了接觸時(shí)間，減少了鏈條滾子與鏈輪輪齒接觸前的相對(duì)速度，將原來(lái)的剛性碰撞接觸變成了柔性緩沖接觸，從而大大降低了鏈傳動(dòng)的振動(dòng)與噪聲。加工好的阻尼材料片7安裝在兩鏈輪片輪齒部位的內(nèi)側(cè)凹槽內(nèi)，其減振原理是當(dāng)結(jié)構(gòu)受到動(dòng)載荷作用時(shí)，阻尼材料片在結(jié)構(gòu)變形中產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)應(yīng)變滯后于動(dòng)應(yīng)力，從而消耗振動(dòng)能量，達(dá)到減振的目的，相同情況下阻尼材料的動(dòng)態(tài)變形(特別是剪切變形)越大，其消耗的振動(dòng)能量也就越多，減振降噪效果就越好。
[0058]嵌入粘彈性材料的粉體阻尼減振降噪鏈輪結(jié)構(gòu)的減振降噪方法，在鏈輪結(jié)構(gòu)發(fā)生振動(dòng)時(shí)，鏈輪結(jié)構(gòu)內(nèi)的粉體由于慣性作用會(huì)沿與鏈輪結(jié)構(gòu)的振動(dòng)加速度方向相反的方向在封閉空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)，使封閉空間中的粉體重新分布，將鏈輪結(jié)構(gòu)不平衡的加速運(yùn)動(dòng)平衡掉;粉體在振動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的碰撞和干摩擦，以及粉體與鏈輪結(jié)構(gòu)內(nèi)壁之間發(fā)生的碰撞、干摩擦、發(fā)熱來(lái)吸收和耗散振動(dòng)能量，由于鏈輪結(jié)構(gòu)中阻尼材料片對(duì)振動(dòng)的緩沖及其與粉體的共同作用，讓鏈輪結(jié)構(gòu)不平衡的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)逐漸消失，使鏈輪結(jié)構(gòu)傳動(dòng)過(guò)程更加平穩(wěn)。
[0059]如圖10-圖11所示，當(dāng)鏈輪出現(xiàn)軸向跳動(dòng)，即出現(xiàn)沿軸向的振動(dòng)時(shí)，設(shè)此時(shí)鏈輪振動(dòng)加速度方向?yàn)橄蜃?，則由于慣性作用，粉體8沿封閉空間的右側(cè)空間分布，即粉體緊貼鏈輪結(jié)構(gòu)內(nèi)部空腔的右側(cè)面，而與封閉空間左側(cè)面不接觸，粉體8整體呈現(xiàn)出對(duì)輪緣向右的壓力，阻止鏈輪向左的加速運(yùn)動(dòng)。同理，當(dāng)鏈輪向右加速運(yùn)動(dòng)，粉體壓緊封閉空間的左側(cè)面，而與封閉空間的右側(cè)面無(wú)接觸，粉體8呈現(xiàn)出對(duì)輪緣向左的作用力，阻止鏈輪向右的加速運(yùn)動(dòng)。于是，粉體8可抑制鏈輪的軸向跳動(dòng)。同時(shí)利用粉體顆粒在振動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的碰撞和干摩擦，以及其與器壁之間發(fā)生的碰撞、干摩擦、能量轉(zhuǎn)換、發(fā)熱來(lái)吸收和耗散振動(dòng)能量，使振動(dòng)幅度盡快降下來(lái)。
[0060]如圖12所示，當(dāng)鏈輪出現(xiàn)動(dòng)不平衡現(xiàn)象(即聯(lián)接軸的軸線19和鏈輪孔中心線20不重合，或鏈輪的幾何中心和質(zhì)量分布中心不重合)或其它原因引起的徑向跳動(dòng)時(shí)，設(shè)不平衡質(zhì)量或其它原因引起的加速度是向下的，鏈輪出現(xiàn)徑向振動(dòng)，輪緣中的粉體由于慣性作用總會(huì)顯現(xiàn)出與鏈輪的振動(dòng)加速度方向相反的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，從而向不平衡的相反方向運(yùn)動(dòng)，使粉體在鏈輪中的自動(dòng)再分配，即在相反方向上粉體顆粒的分布就會(huì)多于向下方向，起到對(duì)引起振動(dòng)因素的平衡作用，促使鏈輪的幾何中心和質(zhì)量分布中心重合，從而減小由于鏈輪的動(dòng)不平衡或其它原因引起的徑向跳動(dòng);設(shè)不平衡質(zhì)量或其它原因引起的加速度是向上的，粉體顆粒就會(huì)有向相反的方向運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，同樣也能減少鏈輪的徑向振動(dòng)直至消失。同時(shí)利用粉體顆粒在振動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的碰撞和干摩擦，以及其與器壁之間發(fā)生的碰撞、干摩擦、能量轉(zhuǎn)換和發(fā)熱來(lái)吸收和耗散振動(dòng)能量，使振動(dòng)幅度盡快降下來(lái)。
[0061]如圖13所示，當(dāng)鏈輪出現(xiàn)角擺動(dòng)時(shí)，沿此方向看去，鏈輪做以O(shè)點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)中心的擺動(dòng)。設(shè)鏈輪此時(shí)角擺動(dòng)的加速度方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?，由于慣性作用，輪心上方的粉體8會(huì)首先沿封閉空間的右方分布，輪心下方的粉體8沿封閉空間的左方分布。此時(shí)粉體質(zhì)量對(duì)鏈輪的作用相當(dāng)加了一對(duì)質(zhì)量塊，抵消鏈輪的部分角擺動(dòng)振動(dòng)，同時(shí)利用粉體顆粒在振動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的碰撞和干摩擦，以及其與器壁之間發(fā)生的碰撞、干摩擦、能量轉(zhuǎn)換、發(fā)熱來(lái)吸收和耗散振動(dòng)能量，使振動(dòng)幅度盡快將下來(lái)。
[0062]設(shè)鏈輪沒(méi)有不平衡質(zhì)量，在傳動(dòng)過(guò)程中，粉體8就會(huì)沿封閉空間向加速度相反的方向聚集，向加速度相反方向沖擊鏈輪，使鏈傳動(dòng)過(guò)程更加平穩(wěn)。
[0063]如圖14所示，當(dāng)鏈輪與聯(lián)接軸之間出現(xiàn)圖示情況的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)時(shí)，鏈輪內(nèi)部封閉空間中的粉體8由于慣性作用總會(huì)顯現(xiàn)出與鏈輪的振動(dòng)加速度方向相反的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，由于粉體顆粒與鏈輪內(nèi)壁會(huì)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，它們之間的摩擦力會(huì)阻止該扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，直至該扭轉(zhuǎn)振動(dòng)消失。而且粉體顆粒在振動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的碰撞和干摩擦，以及其與器壁之間發(fā)生的碰撞、干摩擦、能量轉(zhuǎn)換、發(fā)熱來(lái)吸收和耗散振動(dòng)能量，使振動(dòng)幅度盡快將下來(lái)。
[0064]正常情況下，由于鏈輪和聯(lián)接軸的質(zhì)量不平衡，加之鏈輪聯(lián)接軸的加工誤差，以及鏈輪與軸的裝配誤差，鏈輪的振動(dòng)是上述4種情況的合成，即鏈輪的振動(dòng)包含了上述振動(dòng)的所有情況，但是粉體顆粒不管鏈輪振動(dòng)的加速度方向如何，鏈輪內(nèi)部封閉空間中的粉體8由于慣性作用總是會(huì)顯現(xiàn)出與鏈輪的振動(dòng)加速度方向相反的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，使封閉空間中的粉體8重新分布，使不平衡的加速運(yùn)動(dòng)逐漸消失，加之粉體顆粒在振動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的碰撞和干摩擦，以及其與器壁之間發(fā)生的碰撞、干摩擦、能量轉(zhuǎn)換、發(fā)熱來(lái)吸收和耗散振動(dòng)能量，讓鏈輪結(jié)構(gòu)不平衡的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)逐漸消失，使鏈輪結(jié)構(gòu)傳動(dòng)過(guò)程更加平穩(wěn)。
[0065]上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以?xún)?nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.嵌入粘彈性材料的粉體阻尼減振降噪鏈輪結(jié)構(gòu)，其特征是，包括第一鏈輪片和第二鏈輪片，所述第一鏈輪片和第二鏈輪片相對(duì)設(shè)置，且第一鏈輪片和第二鏈輪片固定連接形成鏈輪本體，所述鏈輪本體還包括嵌套于第一鏈輪片和第二鏈輪片中部的軸套，在所述第一鏈輪片、第二鏈輪片和軸套圍成的封閉空間內(nèi)填充有粉體。2.如權(quán)利要求1所述的鏈輪結(jié)構(gòu)，其特征是，所述鏈輪本體的外周圈在第一鏈輪片和第二鏈輪片之間設(shè)置阻尼材料片，所述阻尼材料片與第一鏈輪片和第二鏈輪片均固定連接。3.如權(quán)利要求1所述的鏈輪結(jié)構(gòu)，其特征是，所述第一鏈輪片和第二鏈輪片的中部均具有偏向鏈輪本體外部的彎折。4.如權(quán)利要求1所述的鏈輪結(jié)構(gòu)，其特征是，所述軸套包括軸套本體，所述軸套本體的兩側(cè)均固定連接有軸套連接環(huán)，軸套連接環(huán)與第一鏈輪片或第二鏈輪片固定連接。5.如權(quán)利要求1所述的鏈輪結(jié)構(gòu)，其特征是，所述第一鏈輪片和第二鏈輪片的結(jié)構(gòu)左右相互對(duì)稱(chēng)，第一鏈輪片和第二鏈輪片的齒形和齒數(shù)均相同。6.如權(quán)利要求1或5所述的鏈輪結(jié)構(gòu)，其特征是，所述阻尼材料片為圓環(huán)形鏈輪結(jié)構(gòu)，所述圓環(huán)形鏈輪結(jié)構(gòu)的齒數(shù)與第一鏈輪片的齒數(shù)相同，圓環(huán)形鏈輪結(jié)構(gòu)的齒形與第一鏈輪片的齒形基本相同。7.如權(quán)利要求1所述的鏈輪結(jié)構(gòu)，其特征是，所述粉體的填充體積為封閉空間總體積的90 ?96%。8.如權(quán)利要求6所述的鏈輪結(jié)構(gòu)，其特征是，所述阻尼材料片的齒形尺寸比第一鏈輪片的齒形尺寸大I?3_;所述第一鏈輪片和第二鏈輪片在與阻尼材料片的配合處設(shè)置嵌合凹槽。9.如權(quán)利要求1所述的鏈輪結(jié)構(gòu)，其特征是，所述阻尼材料片為聚氨酯橡膠材料制成；所述粉體為直徑I?2mm的鋼球或鎢粉顆粒球或鉛粉顆粒球。10.如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的鏈輪結(jié)構(gòu)的減振降噪方法，其特征是，在鏈輪結(jié)構(gòu)發(fā)生振動(dòng)時(shí)，鏈輪結(jié)構(gòu)內(nèi)的粉體由于慣性作用會(huì)沿與鏈輪結(jié)構(gòu)的振動(dòng)加速度方向相反的方向在封閉空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)，使封閉空間中的粉體重新分布，將鏈輪結(jié)構(gòu)不平衡的加速運(yùn)動(dòng)平衡掉；粉體在振動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的碰撞和干摩擦，以及粉體與鏈輪結(jié)構(gòu)內(nèi)壁之間發(fā)生的碰撞、干摩擦、能量轉(zhuǎn)換、發(fā)熱來(lái)吸收和耗散振動(dòng)能量；由于鏈輪結(jié)構(gòu)中阻尼材料片對(duì)振動(dòng)的緩沖及其與粉體的共同作用，讓鏈輪結(jié)構(gòu)不平衡的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)逐漸消失，使鏈輪結(jié)構(gòu)傳動(dòng)過(guò)程更加平穩(wěn)。
【文檔編號(hào)】F16H55/30GK105909764SQ201610506489
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年6月30日
【發(fā)明人】梁森, 袁麗華, 古恒, 楊先鋒
【申請(qǐng)人】青島理工大學(xué)