利用黏弹性补片减振的小齿轮制造技术

本发明专利技术涉及一种齿轮（26），该齿轮（26）沿轴向和径向延伸，所述齿轮（26）包括支撑轴向环形轮缘（34）的轮盘（30），所述轮缘（34）带有轮齿（40）。本发明专利技术的特征在于，所述轮盘（（30）设置有减振装置（42），该减振装置（42）由黏弹性材料层（44）和衬底层（46）构成，所述黏弹性材料层（44）沿轴向布置在所述轮盘（30）和所述衬底层（46）之间，并且所述黏弹性材料层（44）直接固定于所述轮盘（30）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用黏弹性补片减振的小齿轮
技术介绍
本专利技术涉及齿轮的
，尤其是，但不仅仅涉及涡轮发动机的减速齿轮箱中的齿轮。本专利技术更具体地涉及可能出现在齿轮中的减振问题，尤其是出现在涡轮发动机的减速齿轮或增速齿轮中的减振问题。已知在高速驱动旋转的齿轮中容易出现的振动能够对那些齿轮造成损害。这就是为什么需要缓冲这种振动。为此，已知地，尤其利用开口环形金属环，该开口环形金属环位于带有轮齿的轮缘下方。通常，金属环容纳于形成在轮缘的内圆周表面的环形槽中，与齿轮的旋转轴线同轴。虽然上述方法能够极大地减小振动，然而，它存在潜在的导致环磨损并且导致油路中不理想的金属锉削（metalfilings）外观的缺陷。另一方法为使齿轮的形状适应于振动状态，该方法的缺陷在于增加齿轮的重量。其它方法为使用包括黏弹性材料的减振装置。FR2664667和GB2463649特别描述了这种方法。考虑到黏弹性材料沿齿轮的旋转轴线的方向牢固地固定在由钢制成的支撑件和应力元件之间。减振装置通过支撑件固定于齿轮，支撑件在径向应力的作用下容纳于形成在轮缘中的环形槽内。所述减振装置阻尼剪切（dampinginshear）。这种装置的缺点在于支撑件和齿轮的轮缘之间的金属对金属的摩擦更容易引起磨损和金属锉削（metalfilings）。专利技术目的和
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种齿轮，该齿轮包括改进的减振装置。因此，本专利技术涉及一种齿轮，该齿轮沿轴向和径向延伸，所述齿轮包括支撑轴向环形轮缘的径向腹板（radialweb），所述轮缘带有轮齿，所述腹板设置有减振装置，该减振装置由黏弹性材料层和衬底层构成，所述黏弹性材料层沿轴向布置在所述径向腹板和所述衬底层之间，所述黏弹性材料层直接固定于所述腹板。可以理解的是，腹板可以垂直于齿轮的旋转轴线延伸，或者腹板可以相对于齿轮的旋转轴线形成小于90°的夹角。通常，腹板相对于齿轮的旋转轴线形成的夹角在45°和90°的范围内。优选地，腹板相对于齿轮的旋转轴线形成的夹角在65°和90°的范围内。当然，为了测量该夹角，通常测量腹板和齿轮的旋转轴线之间形成的最小夹角。以下，术语“径向长度”和“轴向厚度”分别用于指代沿大体径向的方向（即，相对于径向的夹角在0°至45°的范围内）平行于所述元件（例如，腹板或减振装置）测量出的长度、以及沿大体轴向的方向（即，相对于轴向的夹角在0°至45°的范围内）垂直于所述元件测量出的厚度。减振装置仅由两层构成，即，黏弹性材料层和衬底层（或刚性材料层）。此外，黏弹性材料层直接固定于腹板，这意味着不同于以上描述的现有技术，齿轮和黏弹性材料层之间没有支撑件。本专利技术的另一优势在于，无需在齿轮中设置环形槽。因此，本专利技术的齿轮没有接收减振装置的环形槽。具体地，这种槽的缺点在于，其导致在需要满足特定尺寸要求的区域中的形状不连续性以及应力集中，并且为了保证部件的机械强度，这可能需要显著地增加厚度。根据本专利技术，减振装置直接固定于齿轮的腹板。这样能够避免形状突然地改变，并且能够根据重量显著地提高齿轮的尺寸。本专利技术的另一优势在于，减振装置仅具有两层。具体地，层数越多，越难控制减振，并且越难进行减振装置的再生产。此外，由于黏弹性材料层和齿轮之间不存在支撑件，因此本专利技术的减振装置不会被支撑件的特性所干扰。专利技术人惊奇地发现，将本专利技术的减振装置设置在腹板上能够获得满意的减振水平，即，至少等于现有技术中将减振装置放置在轮缘上获得的减振水平。通过将减振装置放置在腹板上，本专利技术的减振装置能够，尤其是，但不仅限于缓冲腹板的振动模式和/或腹板和轮缘的组合振动模式。此外，本专利技术能够通过压缩获得减振，而在现有技术中减振是通过剪切获得的。对于给定的振幅、模式的独立性和考虑之中的部件（轮缘和腹板）的独立性，专利技术人惊奇地发现通过本专利技术的减振装置获得的压缩减振（compressiondamping）与现有技术的剪切减振（sheardamping）同样有效。腹板的振动模式（vibrationmodes）、或者腹板和轮缘的组合振动模式导致腹板沿大体轴向的方向变形。因此，直接固定在腹板上的减振装置由腹板沿该大体轴线的方向驱动。因此，由于黏弹性材料层和衬底层沿垂直于腹板的方向连续地布置并且大体平行于腹板变形的方向，衬底层通过它的惯性向黏弹性材料层施加与腹板的变形运动相反的拉伸/压缩力。从而平衡和减弱腹板（更通常为齿轮）的轴向振动。当然，齿轮的旋转轴线大体水平地（相对于重力方向）布置时，减振装置的减振作用同样可以具有剪切分量，尤其因为衬底层的质量（mass）。然而，通过减振装置对于齿轮的震动模式的反作用力的轴向分量（即，压缩分量），对于多数部件进行减振。因此，与现有技术的齿轮相比，通过本专利技术能够减小齿轮的多个元件的厚度，尤其是腹板的轴向厚度，从而能够减轻齿轮的重量。此外，由于腹板的厚度比现有技术的齿轮更小（因此腹板更轻），因此无需为了减小腹板的重量，而对腹板进行打孔，而这些孔通常会引起不平衡并且减小所述腹板的刚性和机械强度。有利地，减振装置为环状。减振装置可以为连续的环的形式、或者为开口环的形式、或者甚至为具有多个节段的环的形式。此外，优选地，衬底层的径向长度不小于黏弹性材料层的径向长度，以使衬底层能够径向地覆盖黏弹性材料，从而保护黏弹性材料。然而，衬底层的长度也可以小于黏弹性材料的长度。例如，对于径向长度为35mm的径向腹板，减振装置的径向长度可以在5毫米（mm）至15mm的范围内。优选地，黏弹性材料层的轴向厚度在0.1mm至3mm的范围内。当然，黏弹性材料层的厚度可以适应于减振的频率。同样优选地，衬底层的轴向长度在0.5mm至2mm的范围内。进一步优选地，衬底层的轴向长度大约为1mm。作为形成衬底层的材料，优选地，选择刚性大于黏弹性层的材料。对于衬底层，尤其可以选择金属材料（例如钢）或诸如复合材料的其它刚性材料，或者甚至是塑料。黏弹性材料优选地为弹性体（elastomer）。优选地，齿轮包括轮毂，减振装置布置为距离轮缘比距离轮毂更近。因此，减振装置布置在腹板的变形最大的位置，从而提高减振装置的反作用力，尤其是对腹板的轴向振动的反作用力。从而提高齿轮，尤其是腹板或包括腹板和轮缘的组件，中的减振。优选地，径向腹板大体为截头圆锥形，减振装置放置在截头圆锥形的内侧。可以理解的是，当腹板相对于齿轮的旋转轴线形成小于90°的夹角时，腹板呈大体截头圆锥体的形状（即，截头圆锥形）。因此，呈“大体截头圆锥形”的腹板是一种环状的至少一部分区域相对于齿轮的旋转轴线倾斜的腹板，这种倾斜的环状可以具有轴向部分（位于包含大体截头圆锥形的轴线的平面中的部分），该轴向部分为凹形（碗状）、凸形（喇叭钟状）、或直线形（截头圆锥状）、或者在这些形状之间的形状。通过将振动装置放置在由腹板形成的截头圆锥体的内侧，尤其是因为齿轮旋转的离心力，提高了压缩缓冲的效果。当然，在变型方式中，齿轮包括至少两个减振装置。这两个减振装置布置在腹板的同一侧，或者它们可以布置在腹板的相反侧（即布置在腹板的两侧）。在其它变型方式中，齿轮具有一个或多个固定于腹板的减振装置，以及一个或多个固定于轮缘（尤其是轮缘的轴向边缘表面）的减振装置。在本专利技术的优选实施方式中，齿轮为小齿轮（pinion），例如涡轮发动机的输出减速齿轮本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种齿轮（26），该齿轮（26）沿轴向和径向延伸，所述齿轮（26）包括支撑轴向环形轮缘（34）的径向腹板（30），所述轮缘（34）带有轮齿（40），其中，所述腹板（30）设置有减振装置（42），该减振装置（42）由黏弹性材料层（44）和衬底层（46）构成，所述黏弹性材料层（44）沿轴向布置在所述径向腹板（30）和所述衬底层（46）之间，并且所述黏弹性材料层（44）直接固定于所述腹板（30），其特征在于，所述径向腹板（30）大体为截头圆锥形，所述减振装置（42）位于该截头圆锥形的内侧。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.09.08 FR 11579911.一种齿轮(26)，该齿轮(26)沿轴向和径向延伸，所述齿轮(26)包括支撑轴向环形轮缘(34)的径向腹板(30)，所述轮缘(34)带有轮齿(40)，其中，所述腹板(30)设置有减振装置(42)，该减振装置(42)由黏弹性材料层(44)和衬底层(46)构成，所述黏弹性材料层(44)沿轴向布置在所述径向腹板(30)和所述衬底层(46)之间，并且所述黏弹性材料层(44)直接固定于所述腹板(30)，其特征在于，所述径向腹板(30)大体为截头圆锥形，所述减振装置(42)位于该截头圆锥形的内侧。2.根据权利要求1所述的齿轮，其特征在于，所述减振装置(42)为环形，该减振装置为连续的环、或者为开口环、或者为具有多个节段的环。3.根据权利要求1所述的齿轮，其特征在于，所述衬底层(46)的径向长度...

【专利技术属性】
技术研发人员：马修·马沙顿，飞利浦·科图里，
申请(专利权)人：涡轮梅坎公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR