本發(fā)明涉及一種徑向開槽仿生耦合齒輪。

背景技術(shù)：

很多生物為了適應(yīng)生存環(huán)境，進化成具有高效的抵御砂石等硬物導致的沖擊、磨削能力。研究發(fā)現(xiàn)，這些生物體表分布著幾何非光滑形態(tài)單元，并且有一定的分布規(guī)律。構(gòu)成生物體表非光滑形態(tài)的局部單元體，不僅具有非光滑表面特征，還具有特殊的材料成份，它們通過嵌合、復(fù)合等生物耦合的方式與機體結(jié)合，達到“剛性強化”與“柔性吸收”的效果。

而在高端裝備的領(lǐng)域中，如何減小齒輪傳動系統(tǒng)的振動和噪聲成為機械傳動領(lǐng)域重要的研究內(nèi)容。如果將生物的某些特性應(yīng)用到齒輪上來，將大大改善齒輪系統(tǒng)的性能，實現(xiàn)減振降噪的目的。

目前吉林大學、西南交通大學的教授學者對仿生界面齒輪進行了一定的研究，主要針對的是齒輪的耐磨性和抗疲勞性能的提高，針對齒輪動力學性能提高的仿生耦合齒輪缺少研究。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種徑向開槽仿生耦合齒輪，在普通標準漸開線齒輪的耦合面上開槽，并在溝槽中填充柔性物質(zhì)，以達到“剛性強化，柔性吸收”的效果，從而減小機械傳動系統(tǒng)的振動噪聲。

本發(fā)明的徑向開槽仿生耦合齒輪，包括齒輪本體和嵌入固定于齒輪本體的齒面的柔性體；所述齒輪本體的齒面上設(shè)有供柔性體嵌入固定的孔或槽使柔性體的表面與相應(yīng)齒面相平。

進一步，所述柔性體為橡膠、銅或者巴氏合金。

進一步，所述柔性體相對于齒寬中線對稱。

進一步，所述柔性體為人字形或者沿齒輪本體徑向延伸的條形。

進一步，所述柔性體為沿齒輪本體徑向延伸的條形。

進一步，所述柔性體從齒根延伸至齒頂，并且柔性體沿齒厚方向貫穿相應(yīng)輪齒。

進一步，所述柔性體沿齒輪本體軸向的尺寸為1mm。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的徑向開槽仿生耦合齒輪，在普通標準漸開線齒輪的耦合面上開槽或者打孔，并在溝槽或孔中填充柔性物質(zhì)，以達到“剛性強化，柔性吸收”的效果，從而減小機械傳動系統(tǒng)的振動噪聲，提高齒輪動力學性能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的左視圖；

圖3為徑向開槽仿生耦合齒輪沿x方向的振動加速度幅值譜；

圖4為標準漸開線齒輪沿x方向的振動加速度幅值譜；

圖5為徑向開槽仿生耦合齒輪沿y方向的振動加速度幅值譜；

圖6為標準漸開線齒輪沿y方向的振動加速度幅值譜。

具體實施方式

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的左視圖；圖3為徑向開槽仿生耦合齒輪沿x方向的振動加速度幅值譜；圖4為標準漸開線齒輪沿x方向的振動加速度幅值譜；圖5為徑向開槽仿生耦合齒輪沿y方向的振動加速度幅值譜；圖6為標準漸開線齒輪沿y方向的振動加速度幅值譜；如圖所示：本實施例的徑向開槽仿生耦合齒輪，包括齒輪本體2和嵌入固定于齒輪本體2的齒面的柔性體1；所述齒輪本體2的齒面上設(shè)有供柔性體1嵌入固定的孔或槽使柔性體1的表面與相應(yīng)齒面相平，齒輪本體2的齒面開槽或者打孔，然后在槽內(nèi)或者孔中嵌入固定柔性體1，開槽或打孔后的齒面與柔性體1表面組合形成完整齒面，柔性體1表面與齒面平滑過渡，達到“剛性強化，柔性吸收”的效果，從而減小機械傳動系統(tǒng)的振動噪聲，提高齒輪動力學性能，柔性體1是指其硬度小于齒輪本體2，可以是硬度低于齒輪本體2的金屬材料或者具有彈性的非金屬材料；齒面開槽形式并不唯一，除了開槽還可以進行其他表面織構(gòu)，如將齒面設(shè)為凹凸表面，均能實現(xiàn)本發(fā)明的目的。

本實施例中，所述柔性體1為橡膠、銅或者巴氏合金，彈性強，耐用性好。

本實施例中，所述柔性體1相對于齒寬中線對稱，使齒輪之間嚙合時齒面受力，保證齒輪嚙合的穩(wěn)定性，降低噪音。

本實施例中，所述柔性體1為人字形或者沿齒輪本體2徑向延伸的條形。

本實施例中，所述柔性體1為沿齒輪本體2徑向延伸的條形；所述柔性體1從齒根延伸至齒頂，并且柔性體1沿齒厚方向貫穿相應(yīng)輪齒，所述柔性體1沿齒輪本體2軸向的尺寸為1mm，能使柔性體1在齒輪轉(zhuǎn)動過程中始終作用于相嚙合的兩個齒面之間。

通過對比實驗驗證徑向開槽仿生耦合齒輪對減小振動是否有益，一組為徑向開槽仿生耦合齒輪嚙合，另一組為標準漸開線齒輪嚙合，采用加速度傳感器測量，將實驗測量得到的數(shù)據(jù)導入Matlab中進行處理得到加速度對比圖，不考慮軸向躥動，沿x、y方向的加速度對比圖如圖3-6，顯然，徑向開槽仿生耦合齒輪加速度明顯減小，這說明徑向開槽仿生耦合齒輪對減小振動確實有利。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。比如齒面開槽形式并不唯一，甚至除了開槽還可以進行其他表面織構(gòu)。