CN107725657B - 一种小型球铰齿形减振器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种球铰齿形减振器，属于减振装置技术领域。该减振器包括安装于弓形支架两端的外齿圈组件、安装于垂向中心轴两端的内齿圈组件以及安装于中心轴中部的连接筒组件；外齿圈组件包括与弓形支架固连的外圈以及固定在外圈内的内齿轮，内齿圈组件包括与中心轴固连的内圈以及固定在内圈外的外齿轮，内齿轮和外齿轮相互啮合且至少之一由弹性材料制成；连接筒组件含有与中心轴构成移动副的滑块，滑块具有容纳连接轴内端的轴端容腔且通过球铰头与水平延伸的连接轴铰接，连接轴与球铰头的中心孔构成水平移动副，连接轴的内端包裹弹性缓冲垫。本发明可以形成多种组合关系，获得零刚度、缓冲减振以及和弹性吸振，具有独特的隔振、减振、缓冲效果。

Description

一种小型球铰齿形减振器

技术领域

本发明涉及一种减振器，尤其是一种小型球铰齿形减振器，属于减振装置技术领域。

背景技术

检索可知，CN 205523648 U号中国专利文献公开了一种工程车辆减振器，包括橡胶体、T型板和环形弹簧减振装置；橡胶体为中空环形体，包括橡胶本体、开设于橡胶本体中心轴线上的贯穿孔、以及设置在橡胶本体底面边缘四周的缺口；T型板为中空T型体，包括横板、垂直于横板中心的竖板、以及开设于竖板中心轴线上并贯彻横板的螺栓孔；环形弹簧减振装置包括环形上支架、弹簧体和环形下支架，弹簧体的两端分别与环形上支架和环形下支架相连；T型板的竖板贯穿入橡胶体的贯穿孔，竖板的轴长尺寸小于贯穿孔的孔深尺寸、使得竖板的末端与橡胶本体的底面保持防干涉距离；环形弹簧减振装置通过环形上支架的顶面与缺口的端面相连而安装于橡胶体的缺口上。该技术方案的缺点是: 其减振和缓冲主要作用在垂直方向，安装于重心较高的设备背部时，水平方向不能够形成零刚度，与底部减振系统无法解耦，同时在旋转运动时无法控制阻尼。

此外，CN 104791405 B号中国专利文献公开了一种齿形隔振器，该减振器包括两端固定在支架上的连接轴，所述连接轴的中部套装金属圈，所述金属圈的外圆借助轴向间隔分布的凸起包裹固定弹性材料外齿圈，所述外齿圈的外齿与弹性材料内齿圈的内齿啮合，所述内齿圈镶嵌固定在具有有轴向间隔分布凹陷的金属外环框内，所述金属外环框的一侧径向延伸出连接座。该技术方案虽然具有既可通过齿侧啮合间隙缓冲减振、又可以借助轮齿自身的弹性吸振的优点，隔振、减振效果独特，可以实现方便地按需调控各向减振刚度和阻尼特性；但实践表明，由于无法保证内外齿的同心位置度，因此当安装位置有偏差时无调节环节，存在易卡滞的缺点；且同样无法实现零刚度下阻尼的调节。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的缺点局限性，提出一种能够通过方便选装弹性阻尼件，从而可以方便地改变——包括实现零刚度在内的阻尼特性，并且能够自动补偿同心度误差的小型球铰齿形减振器。

为了达到以上目的，本发明的小型球铰齿形减振器基本结构为：包括分别安装于弓形支架两端的外齿圈组件、分别安装于垂向中心轴两端的内齿圈组件以及安装于中心轴中部的连接筒组件；所述外齿圈组件包括与弓形支架固连的外圈以及固定在外圈内的内齿轮，所述内齿圈组件包括与中心轴固连的内圈以及固定在内圈外的外齿轮，所述内齿轮和外齿轮相互啮合且至少之一由弹性材料制成；所述连接筒组件含有与中心轴构成移动副的滑块，所述滑块具有容纳连接轴内端的轴端容腔且通过球铰头与水平延伸的连接轴铰接，所述连接轴与球铰头的中心孔构成水平移动副，所述连接轴的内端包裹弹性缓冲垫。

以上基本技术方案使得本发明的小型球铰齿形减振器不仅获得所需的多环节减振刚度和阻尼特性，并且可以通过增减相应的弹簧，形成多种组合关系，从而既可通过结构件的相对滑移获得零刚度，也可借助侧隙缓冲减振以及和弹性吸振，同时还可以通过预加摩擦片的压力调节水平摩擦力，具有独特的隔振、减振、缓冲效果，具体而言可以方便地实现如下各向减振刚度和阻尼特性的调控：

1）所述弓形支架与滑块上下两端之间分别装有支撑弹簧，即可产生所需的垂向刚度，而弓形支架与滑块上下两端之间没有约束，即可实现垂向的零刚度；

2）所述中心轴上、下两端分别装有压持相应外齿圈组件的外端盖，从而使中心轴失去垂向自由度，仅可以旋转并具有所需的旋转刚度——此刚度通过改变内、外齿轮的齿侧啮合间隙即可调控；而当中心轴需要水平解耦——即释放中心轴使其具有齿侧啮合间隙范围的水平平动自由度时，卸掉外端盖的约束即可，十分方便；

3）所述中心轴上、下两端分别通过摩擦垫片装有压持相应外齿圈组件的外端盖，这样可以获得水平低刚度的阻尼，阻尼力的大小通过调节压持力调控；

4）所述连接轴的内端与轴端容腔的端面之间装有水平弹簧，这样可以获得所需的连接轴水平振动刚度；而当不装此簧时，连接轴在球铰轴承内滑移形成水平零刚度，并且缓冲垫可以起到一定的缓冲作用。

由此可见，本发明通过方便选装弹性阻尼件，即可方便地改变包括实现零刚度在内的阻尼特性；并且连接筒组件内的球铰结构可以在一定范围补偿位置度误差，避免卡滞，确保减振器的性能。此外，本发明中心轴两端的啮合齿圈和连接组件的有机结合大大减小减振器体积，使其可以方便地安装应用于各种场合。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是作为实施例一的锁定中心轴状态结构示意图。

图2是图1实施例的齿轮啮合剖视结构示意图。

图3是作为实施例二的零刚度状态结构示意图。

图4是图3的B-B剖视结构示意图。

图5是作为实施例三的垂向低刚度阻尼状态结构示意图。

具体实施方式

实施例一

本实施例的小型球铰齿形减振器如图1、图2所示，弓形支架1上下两端分别装有的外齿圈组件2，垂向中心轴3上下两端分别安装内齿圈组件4，中心轴3中部安装连接筒组件5。

外齿圈组件2包括与弓形支架1固连的外圈2-1以及固定在外圈2-1内的内齿轮2-2。内齿圈组件2包括与中心轴3固连的内圈4-1以及固定在内圈4-1外的外齿轮4-2，内齿轮2-2和外齿轮4-2相互啮合，均采用弹性材料制成，因此具有一定的缓冲弹性，且相互之间存在可以形成一定自由度的预定齿侧啮合间隙。

连接筒组件5含有与中心轴3构成移动副的滑块5-1，滑块5-1通过与之固连的内嵌板5-7、腔管5-8、外嵌板5-9形成容纳连接轴5-2内端的轴端容腔5-3，内嵌板5-7的外端面插入固定腔管5-8的内端，腔管5-8的外端插入固定在外嵌板5-9的内端面。腔管5-8的内侧和外侧分别具有轴端空腔和球铰空腔。该结构使得装配十分方便。

滑块5-1通过安装在腔管5-8球铰空腔中的球铰头5-4与水平延伸的连接轴5-2形成球铰结构。连接轴5-2与球铰头5-4的中心孔构成水平移动副，连接轴5-2的内端形成位于轴端容腔5-3中的扩径头，扩径头包裹弹性缓冲垫5-5。

本实施例中的弓形支架1与滑块5-1上下两端之间分别装有支撑弹簧3-1，产生所需的垂向刚度。并且中心轴3上、下两端具有外螺纹，分别通过螺母压持相应外齿圈组件2的外端盖3-2，从而使中心轴3失去垂向自由度，仅可以旋转并具有通过改变内、外齿轮的齿侧啮合间隙即可调控的所需的旋转刚度。连接轴5-2的内端与轴端容腔5-3之间装有水平弹簧5-6，因此获得所需的连接轴水平振动刚度。

实施例二

本实施例的小型球铰齿形减振器如图3、图4所示，主要结构与实施例一相同，不同之处在于：弓形支架1与滑块5-2上、下两端之间没有约束，因此实现了垂向的零刚度。其次，连接轴5-2的内端与轴端容腔5-3之间没有安装水平弹簧，因此连接轴在球铰轴承内滑移形成水平零刚度，并且缓冲垫5-5可以起到缓冲作用。另外，中心轴3两端没有安装压持外齿圈组件2的外端盖，因此释放了中心轴，使其具有齿侧啮合间隙范围的水平平动自由度，实现了所需的水平解耦。

实施例三

本实施例的小型球铰齿形减振器如图5所示，主要结构也与实施例一相同，不同之处在于：中心轴3上、下两端分别通过端簧3-5和摩擦垫片3-4装有压持相应外齿圈2组件的外端盖3-2，因此可以获得水平低刚度的阻尼，调节端簧3压持力可以方便地调控阻尼力的大小。

试验证明，以上实施例的小型球铰齿形减振器具有多环节调控获得所需减振刚度和阻尼的特点，可以方便地按需改变或调控各向减振刚度和阻尼特性，并且显著减小产品体积，适应性强。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种小型球铰齿形减振器，包括分别安装于弓形支架（1）两端的外齿圈组件（2）、分别安装于垂向中心轴（3）两端的内齿圈组件（4）以及安装于中心轴中部的连接筒组件（5）；所述外齿圈组件包括与弓形支架固连的外圈（2-1）以及固定在外圈内的内齿轮（2-2），所述内齿圈组件包括与中心轴固连的内圈（4-1）以及固定在内圈外的外齿轮（4-2），所述内齿轮和外齿轮相互啮合且至少之一由弹性材料制成；所述连接筒组件（5）含有与中心轴构成移动副的滑块（5-1），所述滑块具有容纳连接轴（5-2）内端的轴端容腔（5-3）且通过球铰头（5-4）与水平延伸的连接轴铰接，所述连接轴与球铰头的中心孔构成水平移动副，所述连接轴的内端包裹弹性缓冲垫（5-5）。

2.根据权利要求1所述的小型球铰齿形减振器，其特征在于：所述弓形支架与滑块上下两端之间分别装有支撑弹簧。

3.根据权利要求1所述的小型球铰齿形减振器，其特征在于：所述中心轴上、下两端分别装有压持相应外齿圈组件的外端盖。

4.根据权利要求1所述的小型球铰齿形减振器，其特征在于：所述中心轴上、下两端分别通过摩擦垫片装有压持相应外齿圈组件的外端盖。

5.根据权利要求1所述的小型球铰齿形减振器，其特征在于：所述连接轴的内端与轴端容腔的端面之间装有水平弹簧。

6.根据权利要求1至5任一所述的小型球铰齿形减振器，其特征在于：所述滑块通过与之固连的内嵌板、腔管、外嵌板形成容纳连接轴内端的轴端容腔；所述内嵌板的外端面插入固定腔管的内端，所述腔管的外端插入固定在外嵌板的内端面。

7.根据权利要求6所述的小型球铰齿形减振器，其特征在于：所述腔管的内侧和外侧分别具有轴端空腔和球铰空腔。

8.根据权利要求7所述的小型球铰齿形减振器，其特征在于：所述连接轴的内端形成位于轴端容腔中的扩径头，所述扩径头包裹弹性缓冲垫。

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