CN102359572B - 一种双排隙齿轮 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双排隙齿轮，包括主齿以及安装在主齿两侧的左副齿和右副齿，左、右副齿通过定位销与主齿定位，左、右副齿与主齿之间均设有具有预压缩量的偏心式弹簧板，左、右副齿外侧的主齿上分别依次安装轴用消隙弹性件和轴用卡圈，且轴用消隙弹性件有预压缩量。本发明制造成本低廉，工艺简单，减振、降噪效果明显。

Description

一种双排隙齿轮

技术领域

本发明涉及一种齿轮，特别是涉及一种用于汽车发动机传动***的双排隙齿轮。

背景技术

由于受环保法规的限制和市场竞争的需要，发动机向高速、高效和低噪声方向发展，加上用户对发动机振动和噪声水平的要求不断提高，使得发动机的减振和降噪成为关乎汽车行业发展的重要课题。发动机振动和噪声的来源主要指变速器产生的振动和动力传动***产生的噪声。传统发动机齿轮传动***为一对一方式，即在传动齿轮同向只有一对齿轮啮合，齿轮啮合间隙大、无法调整，至整个传动***传动效率不高，振动、噪声大。传统发动机传动齿轮啮合降噪的技术主要分为以下几类：

1）在齿轮加工过程中，改剃齿工艺为磨齿工艺，提高齿轮的精度运动精度和齿面粗糙度，以达到降噪目的。但齿轮噪声同时还受***积累误差如缸体、齿轮室盖孔系中心距误差和装配误差等影响。并且随着齿轮精度提高，生产成本也会大幅增加。

2）增加关键齿轮的刚性，减少齿轮啮合时产生的振动，达到降噪目的。为了增加齿轮的刚性，必然导致齿轮的体积相应地增加，与之相配合的零件的尺寸也要进行调整，这将受到重量和装配空间的制约，而且这种方式的减振效果也不理想。

3）选用球铁等材料生产齿轮，由于球铁本身具有一定的减振效果，广泛应用于汽车曲轴、连杆等零件上。把球铁应用于制作齿轮，必须使其具有相当高的硬度，势必降低其韧性，而在齿轮传动过程中，齿轮要承受很大的交变冲击载荷，会使其很快地失效，所以选用球铁制作高速齿轮进行减振降噪不是优选方案。

4）在齿轮上添加橡胶、塑料等阻尼材料，一种是表面阻尼处理，另一种是采用高阻尼材料制作汽车零部件。通过提高结构阻尼、抑制共振，,改善结构抗振降噪性能，以及隔音隔热作用,目前已在国产客车上得到试用。但是其耐油、耐腐蚀、耐高温性能还不能满足汽车发动机的工况要求，且制造工艺也复杂。

上述技术并没有从根本上解决齿轮传动所产生的振动和噪声，还存在着成本过高，受制约因素多，降噪作用不明显等缺点，不能从根本上消除噪声。因此，解决、研究此项技术对我国汽车工业的振兴和腾飞，其重要性是不言而喻的。

发明内容

本发明的目的就是克服上述现有技术的难点，提供一种双排隙齿轮，能有效降低汽车发动机齿轮传动***噪声。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：

一种双排隙齿轮，包括主齿以及安装在主齿两侧的左副齿和右副齿，左、右副齿通过定位销与主齿定位，左、右副齿与主齿之间均设有具有预压缩量的偏心式弹簧板，左、右副齿外侧的主齿上分别依次安装轴用消隙弹性件和轴用卡圈，且轴用消隙弹性件有预压缩量。偏心式弹簧板具有合理的预压缩量，工作时靠弹力的作用使齿轮配合无间隙啮合，降低了噪音。双排隙齿轮同时消除了与主齿配对传动的两个齿轮啮合间隙，同时轴用消隙弹性件采用波纹弹簧，消除了副齿上的轴向间隙。

进一步，所述偏心式弹簧板为一带缺口的圆环，圆环的内外圆心不同心。偏心式弹簧板能够有效地消除齿轮啮合过程中不断变化的间隙，保证弹簧板扭矩和张角之间的匹配。

进一步，所述轴用消隙弹性件为一弹簧圈，该弹簧圈的两侧面为波纹面。

进一步，所述轴用卡圈的两侧面为平面。

轴用消隙弹性件和轴用卡圈能有效消除左、右副齿与主齿之间的轴向间隙，避免产生新的噪声源。

进一步，所述定位销采用合金钢制成。一般采用35、45号钢，由于在使用中，定位销需要反复受力，所以要求定位销轴应具有较好的耐磨性，因此，我们可以选用更好的材料GCr15或T10A。

进一步，所述主齿的根部倒圆半径为0.5-1mm，避免应力集中，保证主齿具有足够的承载强度。

本发明的有益效果在于：制造成本低廉，工艺简单，减振、降噪效果明显。

附图说明

图1是本发明的分解结构示意图；

图2是本发明的组合结构示意图；

图3是噪声试验时测试点的选取示意图；

图4是发动机前端噪声对比图；

图5是发动机后端噪声对比图。

具体实施方式

如图1和图2所示，一种双排隙齿轮，包括主齿1以及安装在主齿1两侧的左副齿3和右副齿2，左、右副齿3、2通过定位销4与主齿1定位，左、右副齿3、2与主齿1之间均设有具有预压缩量的偏心式弹簧板5，左、右副齿3、2外侧的主齿1上分别依次安装轴用消隙弹性件7和轴用卡圈6，且轴用消隙弹性件7有预压缩量。

所述偏心式弹簧板5为一带缺口的圆环，圆环的内外圆心不同心。偏心式弹簧板5能够有效地消除齿轮啮合过程中不断变化的间隙，保证弹簧板扭矩和张角之间的匹配。

所述轴用消隙弹性件7为一弹簧圈，该弹簧圈的两侧面为波纹面。所述轴用卡圈6的两侧面为平面。轴用消隙弹性件7和轴用卡圈6能有效消除左、右副齿3、2与主齿1之间的轴向间隙，避免产生新的噪声源。

所述定位销采4用合金钢制成。一般采用35、45号钢，由于在使用中，定位销4需要反复受力，所以要求定位销4具有较好的耐磨性和强度，因此，我们可以选用更好的材料GCr15或T10A。

所述主齿1的根部倒圆半径为0.5-1mm，避免应力集中，保证主齿1具有足够的承载强度。

如图3所示，为了进一步验证本发明的降噪效果，采用工程9点法进行噪音测试，比较发动机上分别采用现有消隙齿轮、斜齿轮、双排隙齿轮时噪音的不同情况。

试验用油：0#柴油 15W/40机油

试验过程温度控制：

燃油温度         （38±3）℃

中冷后进气温度   额定功率点（49±2）℃，其它点不控

出水温度         （88±5）℃

发动机连接方法：

1）发动机安装在半消声室内，发动机输出端通过碳纤维材料的长轴与测功机连接，测功机安装在消声室外。

2）消声室的周围墙表面附吸声材料，消声室内本底噪声为小于30dB(A)。

3）试验过程中空气滤清器装在消声室外，用软管接到发动机增压器进气口。

4）试验过程中，发动机排气用钢管通过地下引到室外，并安装***，钢管表面用石棉包扎隔音。

5）消声室噪声环境修正值K符合要求（即K=0）。

采用现有齿轮，发动机噪声测试数据如下：

采用斜齿轮，发动机噪声测试数据如下：

采用双排隙齿轮，发动机噪声测试数据如下：

如图4和图5所示以及上述测试数据表明，发动机使用本发明的双排隙齿轮相比于使用现有齿轮和斜齿轮能较大的减少发动机的噪声。

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 (5)

1.一种双排隙齿轮，包括主齿以及安装在主齿两侧的左副齿和右副齿，左、右副齿通过定位销与主齿定位，左、右副齿与主齿之间均设有具有预压缩量的偏心式弹簧板，左、右副齿外侧的主齿上分别依次安装轴用消隙弹性件和轴用卡圈，且轴用消隙弹性件有预压缩量，其特征在于：所述偏心式弹簧板为一带缺口的圆环，圆环的内外圆心不同心。

2.根据权利要求1所述的双排隙齿轮，其特征在于：所述轴用消隙弹性件为一弹簧圈，该弹簧圈的两侧面为波纹面。

3.根据权利要求1所述的双排隙齿轮，其特征在于：所述轴用卡圈的两侧面为平面。

4.根据权利要求1所述的双排隙齿轮，其特征在于：所述定位销采用合金钢制成。

5.根据权利要求1所述的双排隙齿轮，其特征在于：所述主齿的根部倒圆半径为0.5-1mm。