重庆大学魏静获国家专利权
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龙图腾网获悉重庆大学申请的专利一种航空薄辐板齿轮附加阻尼环设计方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116398583B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-25发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310274276.8,技术领域涉及:F16F15/12;该发明授权一种航空薄辐板齿轮附加阻尼环设计方法是由魏静;李佳汶;徐子扬;刘指柔;魏海波设计研发完成,并于2023-03-20向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种航空薄辐板齿轮附加阻尼环设计方法在说明书摘要公布了:发明提供一种航空薄辐板齿轮附加阻尼环设计方法。该设计方法包括确定初始参数、由初始参数得到齿轮附加阻尼环后的能量耗散模型、校验初始参数和调整设计参数等步骤。该方法可针对不同节径数、有害共振点下薄辐板齿轮在实际振幅和频率下对应的阻尼环能量耗散参数,进而确定接触压力。通过比较系统振幅比与齿轮测点应力比是否满足条件,可有效提高阻尼环减振性能。
本发明授权一种航空薄辐板齿轮附加阻尼环设计方法在权利要求书中公布了:1.一种航空薄辐板齿轮附加阻尼环设计方法,其特征在于:航空薄辐板齿轮包括轮齿、轮缘和薄壁辐板;所述齿轮轮缘内壁设有环形槽;所述环形槽内安装有阻尼环;所述阻尼环的原始半径大于安装后的半径,原始轴向宽度大于安装后的轴向宽度;所述阻尼环通过压缩产生的张力提供法向力紧贴齿槽;在齿轮振动时,依靠阻尼环与齿槽接触结合面间的运动不协调关系产生相对运动,进而产生阻尼效应,达到减振目的;航空薄辐板齿轮附加阻尼环设计方法包括以下步骤: 1确定初始参数;根据阻尼环设计及安装参数对减振性能的影响,确定的阻尼环初始安装深度d0、阻尼环初始径向厚度hr0和轴向宽度ha0; 2由初始参数得到齿轮附加阻尼环后的能量耗散模型,校验初始参数;若初始参数设计下能量耗散模型的等效幅比ηAmp0不满足设计要求,则进入步骤3;若初始参数设计下能量耗散模型的等效幅比ηAmp0满足设计要求,则完成设计,得到附加阻尼环最终结构参数;步骤2中,对齿轮和附加阻尼的动力学进行分析,阻尼环和齿轮之间的摩擦耗散能量J定义为: J=||f·Δu||1 式中,f为阻尼环受到的齿轮作用力,Δu为齿轮和阻尼环之间的相互滑动轨迹; 齿轮在未附加阻尼环时,动力学方程表示为: 式中,M为齿轮的质量矩阵,C为齿轮的阻尼矩阵,K为齿轮的刚度矩阵,F为齿轮的外部激励,为齿轮振动轨迹时间梯度的幅值,fr-g是阻尼环对齿轮的摩擦激励; 齿轮在未附加阻尼环时,振动过程的能量守恒方程表示为: 式中,为未附加阻尼环时的阻尼环振动轨迹时间梯度的幅值,QF为外部激励对齿轮的输入能量;在固定频率和振幅振动工况下表示为: 齿轮在附加阻尼环后,齿轮和阻尼环之间相互干摩擦产生能量耗散;在一个周期内的某个t时刻的动力学响应方程扩展表示为: 式中,为附加阻尼环后的阻尼环振动轨迹时间梯度的幅值,为齿轮附加阻尼环能量耗散的时间梯度;在固定频率和振幅振动工况下表示为: 式中,uit为未附加阻尼时的振型;在附加阻尼环后的相对滑动轨迹方程表示为: 通过式7,得到齿轮与附加阻尼环相互摩擦消耗的能量; 3调整设计参数;调整阻尼环的轴向宽度ha,若轴向宽度ha已经达到了齿轮轴向尺寸的最大限制,等效幅比ηAmp0仍无法满足要求,则调整安装深度,并相应调整径向厚度;若根据接触压力得到的Fcop-BnewBint曲线以及Fcop-σnewσint曲线相交,则交点符合等效幅比要求;若曲线不相交则以轴向宽度ha0作为变量参数确定如下边界条件: ha0≤hmax9 式中,hmax为齿轮轴向尺寸的最大值; 若在式9边界条件下曲线相交则符合等效幅比要求;若曲线仍不相交则以齿轮的轮缘厚度SR作为变量参数调整安装深度d和径向厚度hr,并确定如下边界条件: SR≤SRmax10 式中,SRmax为齿轮的轮缘厚度的最大值; 若两条曲线相交则交点符合等效幅比要求,从而得到附加阻尼环的最终结构参数; 步骤3具体包括以下子步骤: 3.1根据齿轮轴向尺寸的最大值hmax,调整附加阻尼环的轴向宽度ha;校验等效幅比ηAmp0是否满足要求;若满足则完成设计,反之则进入步骤3.2继续调整参数; 3.2通过改变齿轮的轮缘厚度SR,重复调整附加阻尼环的安装深度d和径向厚度hr,直至等效幅比满足要求; 3.3完成设计,得到附加阻尼环最终的安装深度d、径向厚度hr、轴向宽度ha以及接触压力。
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