径向开槽仿生耦合齿轮制造技术

本发明专利技术公开了一种径向开槽仿生耦合齿轮，包括齿轮本体，所述齿轮本体的齿面嵌入固定有柔性体；所述柔性体的表面与齿面相平；本发明专利技术的径向开槽仿生耦合齿轮，在普通标准渐开线齿轮的耦合面上开槽或打孔，并在沟槽或小孔中填充柔性物质，以达到“刚性强化，柔性吸收”的效果，从而减小机械传动系统的振动噪声，提高齿轮动力学性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种径向开槽仿生耦合齿轮。
技术介绍
很多生物为了适应生存环境，进化成具有高效的抵御砂石等硬物导致的冲击、磨削能力。研究发现，这些生物体表分布着几何非光滑形态单元，并且有一定的分布规律。构成生物体表非光滑形态的局部单元体，不仅具有非光滑表面特征，还具有特殊的材料成份，它们通过嵌合、复合等生物耦合的方式与机体结合，达到“刚性强化”与“柔性吸收”的效果。而在高端装备的领域中，如何减小齿轮传动系统的振动和噪声成为机械传动领域重要的研究内容。如果将生物的某些特性应用到齿轮上来，将大大改善齿轮系统的性能，实现减振降噪的目的。目前吉林大学、西南交通大学的教授学者对仿生界面齿轮进行了一定的研究，主要针对的是齿轮的耐磨性和抗疲劳性能的提高，针对齿轮动力学性能提高的仿生耦合齿轮缺少研究。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种径向开槽仿生耦合齿轮，在普通标准渐开线齿轮的耦合面上开槽，并在沟槽中填充柔性物质，以达到“刚性强化，柔性吸收”的效果，从而减小机械传动系统的振动噪声。本专利技术的径向开槽仿生耦合齿轮，包括齿轮本体和嵌入固定于齿轮本体的齿面的柔性体；所述齿轮本体的齿面上设有供柔性体嵌入固定的孔或槽使柔性体的表面与相应齿面相平。进一步，所述柔性体为橡胶、铜或者巴氏合金。进一步，所述柔性体相对于齿宽中线对称。进一步，所述柔性体为人字形或者沿齿轮本体径向延伸的条形。进一步，所述柔性体为沿齿轮本体径向延伸的条形。进一步，所述柔性体从齿根延伸至齿顶，并且柔性体沿齿厚方向贯穿相应轮齿。进一步，所述柔性体沿齿轮本体轴向的尺寸为1mm。本专利技术的有益效果是：本专利技术的径向开槽仿生耦合齿轮，在普通标准渐开线齿轮的耦合面上开槽或者打孔，并在沟槽或孔中填充柔性物质，以达到“刚性强化，柔性吸收”的效果，从而减小机械传动系统的振动噪声，提高齿轮动力学性能。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为图1的左视图；图3为径向开槽仿生耦合齿轮沿x方向的振动加速度幅值谱；图4为标准渐开线齿轮沿x方向的振动加速度幅值谱；图5为径向开槽仿生耦合齿轮沿y方向的振动加速度幅值谱；图6为标准渐开线齿轮沿y方向的振动加速度幅值谱。具体实施方式图1为本专利技术的结构示意图；图2为图1的左视图；图3为径向开槽仿生耦合齿轮沿x方向的振动加速度幅值谱；图4为标准渐开线齿轮沿x方向的振动加速度幅值谱；图5为径向开槽仿生耦合齿轮沿y方向的振动加速度幅值谱；图6为标准渐开线齿轮沿y方向的振动加速度幅值谱；如图所示：本实施例的径向开槽仿生耦合齿轮，包括齿轮本体2和嵌入固定于齿轮本体2的齿面的柔性体1；所述齿轮本体2的齿面上设有供柔性体1嵌入固定的孔或槽使柔性体1的表面与相应齿面相平，齿轮本体2的齿面开槽或者打孔，然后在槽内或者孔中嵌入固定柔性体1，开槽或打孔后的齿面与柔性体1表面组合形成完整齿面，柔性体1表面与齿面平滑过渡，达到“刚性强化，柔性吸收”的效果，从而减小机械传动系统的振动噪声，提高齿轮动力学性能，柔性体1是指其硬度小于齿轮本体2，可以是硬度低于齿轮本体2的金属材料或者具有弹性的非金属材料；齿面开槽形式并不唯一，除了开槽还可以进行其他表面织构，如将齿面设为凹凸表面，均能实现本专利技术的目的。本实施例中，所述柔性体1为橡胶、铜或者巴氏合金，弹性强，耐用性好。本实施例中，所述柔性体1相对于齿宽中线对称，使齿轮之间啮合时齿面受力，保证齿轮啮合的稳定性，降低噪音。本实施例中，所述柔性体1为人字形或者沿齿轮本体2径向延伸的条形。本实施例中，所述柔性体1为沿齿轮本体2径向延伸的条形；所述柔性体1从齿根延伸至齿顶，并且柔性体1沿齿厚方向贯穿相应轮齿，所述柔性体1沿齿轮本体2轴向的尺寸为1mm，能使柔性体1在齿轮转动过程中始终作用于相啮合的两个齿面之间。通过对比实验验证径向开槽仿生耦合齿轮对减小振动是否有益，一组为径向开槽仿生耦合齿轮啮合，另一组为标准渐开线齿轮啮合，采用加速度传感器测量，将实验测量得到的数据导入Matlab中进行处理得到加速度对比图，不考虑轴向蹿动，沿x、y方向的加速度对比图如图3-6，显然，径向开槽仿生耦合齿轮加速度明显减小，这说明径向开槽仿生耦合齿轮对减小振动确实有利。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本专利技术的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本专利技术进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本专利技术的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本专利技术技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本专利技术的权利要求范围当中。比如齿面开槽形式并不唯一，甚至除了开槽还可以进行其他表面织构。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种径向开槽仿生耦合齿轮，其特征在于：包括齿轮本体和嵌入固定于齿轮本体的齿面的柔性体；所述齿轮本体的齿面上设有供柔性体嵌入固定的孔或槽使柔性体的表面与相应齿面相平。

【技术特征摘要】
1.一种径向开槽仿生耦合齿轮，其特征在于：包括齿轮本体和嵌入固定于齿轮本体的齿面的柔性体；所述齿轮本体的齿面上设有供柔性体嵌入固定的孔或槽使柔性体的表面与相应齿面相平。2.根据权利要求1所述的径向开槽仿生耦合齿轮，其特征在于：所述柔性体为橡胶、铜或者巴氏合金。3.根据权利要求2所述的径向开槽仿生耦合齿轮，其特征在于：所述柔性体相对于齿宽中线对称。4.根据权利要求1所述的径向开槽仿生...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖科，王家序，蒲伟，程功，韩彦峰，李俊阳，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50