[发明专利]高可靠精密滤波齿轮

说明书

技术领域

本发明涉及一种齿轮，具体的为一种能够过滤掉力矩与转速传递中产生的波动的高可靠精密滤波齿轮。

背景技术

齿轮作为机械传动装置中的基础零件，在机械传动领域得到了广泛应用和发展。随着船舶、车辆、石油、水利、航空航天和国防武器等工程领域事业的迅速发展，对齿轮的传动精度、可靠性、寿命及减振、降噪等性能提出了新的要求，迫切需要研发出 “高精度、高可靠、长寿命、大转矩、低能耗、轻量化、免维护”的高性能机电传动系统。

在各种装备的动力传动与运动控制系统中，由于动力装置通过齿轮将动力传递并转换为机械能，输入端的高转速、小转矩转变为输出端的低转速、大转矩，不可避免地导致传动系统的转速和转矩产生波动；各零件自身的制造及装配误差，轮齿啮合时的啮入、啮出冲击，运行过程中零部件的磨损、负载等各种因素的影响，也必将使其产生更大波动，加大振动、噪声、摩擦、磨损、疲劳和无功能耗等问题，从而影响动力传动与运动控制系统的传动精度、高可靠性、使用寿命等综合性能。

另一方面，高精度与高可靠是相互对立的，如何更好的协调两者的关系，是目前工程领域的一个科学难题。在精密传动中，回差是减速器传动精度的重要指标，回差主要是由啮合齿轮轮齿变形和齿侧间隙决定，变形量和侧隙小，则传动精度高，但是由于载荷变化、安装误差等因素使得齿轮在啮合时容易产生各种干涉，容易导致齿面磨损加剧，影响运转的平稳性，导致传动的可靠性降低。特别是在高低温交变、振动冲击等特殊环境与极端工况下，由于齿轮材料的热变形与工作环境影响所产生耦合振动，将导致齿廓干涉甚至是齿与齿之间的“卡涩”甚至“卡死”现象，严重影响齿轮传动精度与可靠性，甚至使传动件及系统产生完全失效。

有鉴于此，本发明旨在探索一种高可靠精密滤波齿轮，该高可靠精密滤波齿轮在传动精度范围内通过可控自适应弹性变形，能降低接触应力并提高承载能力，为传动件提供一个缓冲和容差的单元，过滤掉动力传递与运动变换过程中的波动，有效防止齿轮传动的“卡涩”甚至“卡死”等问题，从而具有高精度、高可靠、长寿命、大转矩、低能耗、减振降噪等优点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提出一种高可靠精密滤波齿轮，该高可靠精密滤波齿轮在传动精度范围内通过可控自适应弹性变形，能降低接触应力并提高承载能力，为传动件提供一个缓冲和容差的单元，过滤掉动力传递与运动变换过程中的波动，有效防止齿轮传动的“卡涩”甚至“卡死”等问题，从而具有高精度、高可靠、长寿命、大转矩、低能耗、减振降噪等优点。

要实现上述技术目的，本发明的高可靠精密滤波齿轮，包括齿轮本体，所述齿轮本体上设有轮齿和齿槽；

所述轮齿内设有轮齿槽，所述轮齿槽包括两条分别与所述轮齿的齿廓线呈等距曲线的曲线轮齿槽和设置在所述轮齿齿顶与两条曲线轮齿槽交汇点之间并位于所述齿轮本体径向方向的直线轮齿槽，所述轮齿槽内填充设有弹性体；或，

所述齿槽内设有齿轮槽，所述齿轮槽包括对称设置在所述齿槽内并位于所述齿轮本体径向方向的直线齿轮槽，所述齿轮槽内填充设有弹性体；或，

所述轮齿内设有轮齿槽，所述轮齿槽包括两条分别与所述轮齿的齿廓线呈等距曲线的曲线轮齿槽和设置在所述轮齿齿顶与两条曲线轮齿槽交汇点之间并位于所述齿轮本体径向方向的直线轮齿槽；所述齿槽内设有齿轮槽，所述齿轮槽包括对称设置在所述齿槽内并位于所述齿轮本体径向方向的直线齿轮槽；所述轮齿槽和齿轮槽内均填充设有弹性体。

进一步，所述齿轮槽还包括设置在所述直线齿轮槽靠近所述齿轮本体中心一端的圆孔槽。

进一步，所述直线齿轮槽的长度等于所述轮齿齿全高的0.1-1.5倍，所述圆孔槽的直径等于所述齿轮本体分度圆直径的0.001~0.2倍。

进一步，所述直线齿轮槽的槽宽等于0.001~2mm。

进一步，所述直线轮齿槽的长度等于所述轮齿齿全高的0.1-0.5倍。

进一步，所述弹性体为高分子橡胶合金弹性体或金属橡胶弹性体。

进一步，所述弹性体为高分子橡胶合金弹性体，所述高分子橡胶合金弹性体采用硫化工艺制作而成，其各个组分的重量份为：

丁晴橡胶40~100；氧化锌3~8；硫磺1~3；脂肪酸1~3；防老剂1~3；半补强炭黑60~80；填充剂20~60。

进一步，所述防老剂为二丁基二硫代氨基甲酸镍；脂肪酸为C16或C18饱和脂肪酸；填充剂为二硫化钼、聚四氟乙烯、石墨、玻璃纤维和碳纤维中的一种或至少两种的混合物；且在所述高分子橡胶合金弹性体硫化过程中采用的硫化促进剂为硫酰胺类促进剂。

本发明的有益效果为：