CN114635960A - 一种多层高阻尼摇臂式柔性行星架 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多层高阻尼摇臂式柔性行星架，包括内套、外套、行星轮安装座、由内层阻尼结构和外层阻尼结构组成的两级阻尼结构，所述内层阻尼结构包括花键阻尼环，所述内套通过花键阻尼环和外套啮合装配为一体，通过所述花键阻尼环传递动力，所述外层阻尼结构包括蜂窝阻尼垫，行星轮安装座和外套之间通过所述蜂窝阻尼垫隔离，且行星轮安装座通过销轴连接至外套上形成摇臂式结构。本实施例通过设计两级阻尼结构，显著抑制系统振动并降低噪声；通过设计摇臂式行星架，使得各行星轮之间的耦合性显著降低，提高系统运行稳定性；在降低加工精度等级的情况下，能够保持系统运动稳定性，从而显著降低加工成本。
Description
技术领域
本发明属于行星齿轮传动系统技术领域，具体涉及一种多层高阻尼摇臂式柔性行星架。
背景技术
行星齿轮传动系统由于其大减速比和大功率密度等性能，使得其在各类动力传动设备中得到广泛的应用。但在实际应用中发现，由于其结构复杂、加工和装配要求高，导致在实际工作时振动和噪声较大。为了解决此类问题，出现了各种解决方案，包括采用浮动太阳轮和柔性齿圈等，但这些方案会导致出现其它的附带问题，比如结构强度问题和内部蜂鸣噪声等问题。
发明内容
本发明的技术方案主要解决如下至少一个技术问题：
1)提高系统结构阻尼，显著抑制系统振动并降低噪声；
2)降低各行星轮之间的耦合性，从而削弱各行星轮在运行时产生振动导致的相互影响，提高系统运行稳定性；
3)在降低加工精度等级的情况下，保持系统运动稳定性，从而显著降低加工成本。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种多层高阻尼摇臂式柔性行星架，包括内套、外套、行星轮安装座、由内层阻尼结构和外层阻尼结构组成的两级阻尼结构，所述内层阻尼结构包括花键阻尼环，所述内套通过花键阻尼环和外套啮合装配为一体，通过所述花键阻尼环传递动力，所述外层阻尼结构包括蜂窝阻尼垫，行星轮安装座和外套之间通过所述蜂窝阻尼垫隔离，且行星轮安装座通过销轴连接至外套上形成摇臂式结构。
进一步的，所述行星轮安装座在外套的周向设置有若干个，每个行星轮安装座相对独立安装于外套上。
进一步的，两级阻尼结构均采用高锰基阻尼合金材料。
进一步的，所述蜂窝阻尼垫整体呈向行星架中心弯曲的弧形，包括沿径向的多层阻尼孔。
进一步的，所述行星轮安装座上安装有行星轮支撑轴，所述行星轮支撑轴上安装有行星轮。
进一步的，所述外套的一侧安装所述内套，另一侧安装有输入轴，所述输入轴上安装有太阳轮，太阳轮的外围设置有齿圈，所述行星轮啮合于所述太阳轮和齿圈之间。
进一步的，所述内套上安装有输出轴，所述输出轴上安装有输出轴回转轴承。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)行星架采用多层阻尼结构，每层阻尼结构均采用高锰基阻尼合金材料，可以提高行星架的阻尼系数，从而抑制系统振动和噪声；
(2)内层阻尼结构采用花键阻尼环，通过花键实现内外两层结构的动力传递，结构简单转配便捷；
(3)每个行星轮支撑座均采用摇臂式结构，即支撑座和行星架本体之间采用蜂窝阻尼垫隔离，并采用销轴实现两者之间的连接。该结构能够显著提高结构阻尼，降低每个行星轮之间的耦合性，提高系统运动稳定性。
附图说明
图1为行星轮系的总成图；
图2为行星轮系的分解图；
图3为行星架总成图；
图4为行星架总成分解图；
图5为蜂窝阻尼垫的结构图。
图中标记：1、输入轴；2、太阳轮；3、齿圈；4、行星轮；5、行星轮支撑轴；6、行星架总成；7、固定螺栓；8、输出轴；9、输出轴回转轴承；10、内套；11、花键阻尼环；12、外套；13、行星轮安装座；14、蜂窝阻尼垫；141、阻尼孔；142、外凹；143、内凹；15销轴。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
为了解决行星齿轮传动系统结构复杂、加工和装配要求高，导致在实际工作时振动和噪声较大的问题，本实施例提供一种多层高阻尼摇臂式柔性行星架。
本实施例中，行星齿轮传动系统的结构如图1-2所示，包括输入轴1、太阳轮2、齿圈3、行星轮4、行星架总成6、输出轴8。三个行星轮4分别通过行星轮支撑轴5安装于行星架总成6上，行星轮4的外圈与齿圈3啮合，行星轮4的内圈与太阳轮2啮合。输入轴1通过轴承安装于行星架总成6的一端，太阳轮2固定安装于输入轴1上。行星架总成6的另一端安装输出轴8，输出轴8上安装有输出轴回转轴承9，输出轴8的一端设置有固定螺栓7。
本实施例一种多层高阻尼摇臂式柔性行星架的结构如图3-4所示，包括内套10、外套12、行星轮安装座13。内套10安装于外套12中部，三个行星轮安装座13分别安装于外套12的三个角上。行星轮4的行星轮支撑轴5安装于行星轮安装座13上。需要说明的是，行星轮安装座13的数量与行星轮4的数量相同，不限于三个，本实施例中仅以三个行星轮4的典型结构为例进行说明。
本实施例的多层高阻尼摇臂式柔性行星架包括由内层阻尼结构和外层阻尼结构组成的两级阻尼结构，且本实施例中，两级阻尼结构均优选采用高锰基阻尼合金材料，使得行星架在具有低碳钢强度的同时，具有高阻尼性能。具体的，内层阻尼结构包括花键阻尼环11，花键阻尼环11的内壁和外壁均为凹凸不平的花键结构，相应地，内套10的外壁和外套12的内部均为凹凸不平的花键结构，通过花键结构的配合，使得内套10通过花键阻尼环11和外套12啮合装配为一体，并通过该花键阻尼环11传递动力；外层阻尼结构包括蜂窝阻尼垫14，行星轮安装座13和外套12之间通过该蜂窝阻尼垫14隔离，起到隔振和提高系统阻尼的效果，同时，每个行星轮安装座13相对独立安装于外套12上，具体的，行星轮安装座13通过销轴15连接至外套12上形成摇臂式结构，使得行星轮安装座13具有相对外套12的销轴孔的旋转自由度。
本实施例中，蜂窝阻尼垫14的优选结构如图5所示，其整体结构为弧形，且该弧形结构向行星架中心方向弯曲，即三个蜂窝阻尼垫14呈背对背的结构。进一步优选的，沿着蜂窝阻尼垫14的径向由内至外设置有多层阻尼孔单元，每层圈阻尼孔单元均包括沿周向布置的多个阻尼孔141。相邻层的阻尼孔单元的阻尼孔141最好相互错开，形成蜂窝状结构。为了更好地适应行星轮安装座13和外套12的摇臂式连接结构，蜂窝阻尼垫14的中间外侧设置有上下两层外凹142，蜂窝阻尼垫14的中间内侧设置有内凹143。该结构设计，能够降低蜂窝阻尼垫14的重量并使蜂窝阻尼垫14整体结构能够产生均衡变形，从而能够最大限度的利用其阻尼性能。
蜂窝阻尼垫14在设计时，根据行星轮的极限位置要求，设定蜂窝阻尼环14在此最大回转角度，在最大回转角度下，其在设计寿命内不产生疲劳破坏；蜂窝阻尼环14在压缩变形下，其变形量应整体均匀分布，这样可以最大限度的利用其阻尼性能。花键阻尼环11在设计时，花键阻尼环11在最大载荷工况下，能够满足疲劳寿命要求；花键阻尼环11在载荷作用下的应变应尽可能均衡，从而在大限度的利用其阻尼性能的同时实现振动噪声的抑制。
行星轮4在太阳轮2的驱动作用下带动行星架总成6旋转，此时行星轮4的载荷通过行星轮支撑轴5传递给行星轮安装座13，并通过销轴15和蜂窝阻尼垫14传递给外套12，最终通过花键阻尼环11传递给输出轴8。行星轮安装座13在外部载荷驱动下，会绕着销轴15进行相对旋转，相对旋转的角度量取决于蜂窝阻尼垫14的刚度。
本实施例通过设计两级阻尼结构，提高了系统结构阻尼，显著抑制系统振动并降低噪声；通过设计摇臂式行星架，每个行星轮都有相对独立的支撑座，使得各行星轮之间的耦合性显著降低，从而削弱各行星轮在运行时产生振动导致的相互影响，提高系统运行稳定性；在降低加工精度等级的情况下，能够保持系统运动稳定性，从而显著降低加工成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种多层高阻尼摇臂式柔性行星架，其特征在于，包括内套、外套、行星轮安装座、由内层阻尼结构和外层阻尼结构组成的两级阻尼结构，所述内层阻尼结构包括花键阻尼环，所述内套通过花键阻尼环和外套啮合装配为一体，通过所述花键阻尼环传递动力，所述外层阻尼结构包括蜂窝阻尼垫，行星轮安装座和外套之间通过所述蜂窝阻尼垫隔离，且行星轮安装座通过销轴连接至外套上形成摇臂式结构。
2.根据权利要求1所述的一种多层高阻尼摇臂式柔性行星架，其特征在于，所述行星轮安装座在外套的周向设置有若干个，每个行星轮安装座相对独立安装于外套上。
3.根据权利要求1所述的一种多层高阻尼摇臂式柔性行星架，其特征在于，两级阻尼结构均采用高锰基阻尼合金材料。
4.根据权利要求1所述的一种多层高阻尼摇臂式柔性行星架，其特征在于，所述蜂窝阻尼垫整体呈向行星架中心弯曲的弧形，包括沿径向的多层阻尼孔。
5.根据权利要求1所述的一种多层高阻尼摇臂式柔性行星架，其特征在于，所述行星轮安装座上安装有行星轮支撑轴，所述行星轮支撑轴上安装有行星轮。
6.根据权利要求5所述的一种多层高阻尼摇臂式柔性行星架，其特征在于，所述外套的一侧安装所述内套，另一侧安装有输入轴，所述输入轴上安装有太阳轮，太阳轮的外围设置有齿圈，所述行星轮啮合于所述太阳轮和齿圈之间。
7.根据权利要求6所述的一种多层高阻尼摇臂式柔性行星架，其特征在于，所述内套上安装有输出轴，所述输出轴上安装有输出轴回转轴承。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| WO2025031820A1 (de) * | 2023-08-04 | 2025-02-13 | Zf Friedrichshafen Ag | Planetenträgeranordnung für ein plantetengetriebe und antriebseinrichtung mit einem derartigen planetengetriebe |
| US12320419B1 (en) * | 2024-10-24 | 2025-06-03 | Wen Zhong | Elastic buffering planet carrier and speed reducer |
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2022
- 2022-03-29 CN CN202210318099.4A patent/CN114635960A/zh not_active Withdrawn
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