一种具有高固有频率的四腔室斜齿轮

本发明涉及齿轮传动，具体涉及一种具有高固有频率的四腔室斜齿轮。

背景技术：

1、传动系统是直升机三大关键动部件之一，是涡轮轴发动机动力输出必不可少的动力传输部件，其性能优劣很大程度上决定了直升机的总体性能。作为传动系统的核心组成零件，齿轮/齿轮系一直受到研究者的关注。在齿轮设计优化方面，国内外学者开展了初步的研究，这些研究主要是针对常规实心构型齿轮的尺寸优化，且大多研究是在简单工况、单一学科的条件下进行的，也未充分发掘先进优化设计技术的减重潜力。特别是，随着传动系统对减速器传递功率的需求大幅提升，齿轮承受的载荷越来越大、愈发复杂，自身结构尺寸更大重量更重，动力学问题更为突出，复杂工况下的轻量化设计需求更为迫切。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服背景技术中存在的上述缺陷或问题，提供一种具有高固有频率的四腔室斜齿轮，其具有创新构型并能够在满足应力要求的前提下实现了轻量化。

2、为达成上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种具有高固有频率的四腔室斜齿轮，其包括彼此连为一体的轴连接体、辐板体和斜齿体，所述斜齿体背离齿顶的下表面呈锥环面，所述辐板体包括相对所述斜齿轮的转动轴线均呈环状结构的内环板、承托板、外环板、内缘板、外缘板、第一辐板、第二辐板、第三辐板、第一隔板和第二隔板；所述内环板围设于所述轴连接体外；所述承托板承托所述斜齿体；所述外环板上缘衔接于所述承托板的外缘；所述内缘板相对所述转动轴线由上至下向外倾斜，其上缘衔接于所述内环板的下缘；所述外缘板相对所述转动轴线由上至下向内倾斜，其上缘衔接于所述外环板的下缘；所述第一辐板、第二辐板分别位于所述辐板部的顶部和底部，所述第一辐板内缘和外缘分别衔接所述内环板和承托板，所述第二辐板的内缘和外缘分别衔接所述内缘板和外缘板；所述第三辐板相对所述转动轴线由上至下向内倾斜，其上缘连接于所述承托板的内壁面，其下缘连接于所述内缘板的内壁面；所述第一隔板相对所述转动轴线由上至下向外倾斜，其上缘连接于所述第三辐板的下表面，其下缘连接于所述第二辐板的内壁面；所述第二隔板相对所述转动轴线由上至下向外倾斜，其上缘连接于所述第三辐板的下表面，其下缘连接于所述外缘板的内壁面。

4、进一步的，所述第二辐板沿周向均布有若干第一通孔；所述第一通孔呈跑道状，其长边沿径向延伸。

5、进一步的，所述第三辐板沿周向均布有与所述第一通孔数量一致且位置一一对应的第二通孔；所述第二通孔的孔沿在垂直于所述转动轴线的投影面上与所述第一通孔的孔沿重合。

6、进一步的，所述第一隔板与所述第三辐板的连接处位于所述内缘板和所述第二通孔之间；所述第二隔板与所述第三辐板的连接处位于所述第二通孔和所述承托板之间。

7、进一步的，所述第一辐板、第二辐板所在的平面均垂直于所述转动轴线；所述内环板、外环板所在的平面均平行于所述转动轴线。

8、进一步的，所述第一隔板与所述第三辐板所形成的朝外的夹角的角度小于所述第二隔板与所述第三辐板所形成的朝内的夹角的角度。

9、进一步的，所述内缘板与所述第二辐板的朝内的夹角的角度小于所述外缘板与所述第二辐板的朝外的夹角的角度。

10、进一步的，所述第三辐板所在的平面与所述承托板的交线至所述承托板与所述外环板的衔接处的距离小于所述承托板在径向上的宽度的二分之一；所述第三辐板所在的平面与所述内缘板的交线至所述内缘板与所述第二辐板的衔接处的距离大于所述内缘板在径向上的宽度的二分之一。

11、进一步的，所述第一隔板与所述第三辐板的夹角角度为90°。

12、进一步的，所述斜齿轮在轮齿所受啮合力的切向分力小于或等于81000n、所受啮合力的轴向分力小于或等于23000n、所受啮合力的径向分力小于或等于53000n且转速小于或等于323rpm的情况下，如果所述斜齿部(30)总质量小于或等于8kg，所述辐板部所用材料屈服强度大于或等于900mpa且材料密度小于等于7.86g/cm3，则当

13、时，

14、

15、其中，r0为所述内环板内壁面至所述转动轴线的距离；r1为所述外环板外壁面至所述转动轴线的距离；r2为所述内缘板与所述第二辐板的衔接处至所述转动轴线的距离；r3为所述第二辐板与所述外缘板的衔接处至所述转动轴线的距离；r4为各所述第一通孔或第二通孔位于内侧的半圆最靠内侧的点至所述转动轴线的距离；r5为各所述第一通孔或第二通孔的半圆的半径；d1为所述第一辐板上表面至所述第二辐板下表面的距离；d2为所述内环板上缘至下缘的距离；d3为各所述第一通孔的长边的长度；d4为所述第一辐板在径向上的宽度；d5为所述第一隔板所在平面与所述第二辐板的交点至所述第二辐板与所述外缘板的衔接处的距离；d6为所述第二隔板所在平面与所述外缘板的交点至所述外缘板与所述第二辐板的衔接处在径向上的距离；d7为所述第三辐板所在平面与所述内缘板的交点至所述内缘板与所述第二辐板的衔接处的距离；d8为所述第三辐板所在平面与所述承托板的交点至所述承托板与所述外环板的衔接处的距离；a0为所述内缘板与所述第二辐板所在平面形成的朝内的夹角；a1为所述第二隔板与所述第三辐板朝内的夹角；a2为所述第一隔板与所述第三辐板朝外的夹角；a3为所述外缘板与所述第二辐板所在平面朝外的夹角；a4为所述承托板与所述第一辐板所在平面朝外的夹角；以上距离的单位均为mm。

16、由上述对本发明的描述可知，相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：

17、本发明提供的具有高固有频率的四腔室斜齿轮中，在辐板体设置有三层辐板以及两个隔板，三层辐板将辐板体分隔为上下两个腔室，两个隔板进一步将下方的腔室分隔为三个腔室，因此总共形成四个腔室，该四腔室结构不仅使得该斜齿轮质量更轻，且结构符合应力和形变要求，并且能够有效地提升斜齿轮辐板部的固有频率，在实现轻量化目标的同时，能够有效降低斜齿轮的共振、噪声。

技术特征：

1.一种具有高固有频率的四腔室斜齿轮，其包括彼此连为一体的轴连接体(10)、辐板体(20)和斜齿体(30)，所述斜齿体(30)背离齿顶的下表面呈锥环面，其特征是，

2.如权利要求1所述的一种具有高固有频率的四腔室斜齿轮，其特征是，所述第二辐板(27)沿周向均布有若干第一通孔(211)；所述第一通孔(211)呈跑道状，其长边沿径向延伸。

3.如权利要求2所述的一种具有高固有频率的四腔室斜齿轮，其特征是，所述第三辐板(28)沿周向均布有与所述第一通孔(211)数量一致且位置一一对应的第二通孔(212)；所述第二通孔(212)的孔沿在垂直于所述转动轴线的投影面上与所述第一通孔(211)的孔沿重合。

4.如权利要求3所述的一种具有高固有频率的四腔室斜齿轮，其特征是，所述第一隔板(29)与所述第三辐板(28)的连接处位于所述内缘板(24)和所述第二通孔(212)之间；所述第二隔板(210)与所述第三辐板(28)的连接处位于所述第二通孔(212)和所述承托板(22)之间。

5.如权利要求4所述的一种具有高固有频率的四腔室斜齿轮，其特征是，所述第一辐板(26)、第二辐板(27)所在的平面均垂直于所述转动轴线；所述内环板(21)、外环板(23)所在的平面均平行于所述转动轴线。

6.如权利要求5所述的一种具有高固有频率的四腔室斜齿轮，其特征是，所述第一隔板(29)与所述第三辐板(28)所形成的朝外的夹角的角度小于所述第二隔板(210)与所述第三辐板(28)所形成的朝内的夹角的角度。

7.如权利要求6所述的一种具有高固有频率的四腔室斜齿轮，其特征是，所述内缘板(24)与所述第二辐板(27)的朝内的夹角的角度小于所述外缘板(25)与所述第二辐板(27)的朝外的夹角的角度。

8.如权利要求7所述的一种具有高固有频率的四腔室斜齿轮，其特征是，所述第三辐板(28)所在的平面与所述承托板(22)的交线至所述承托板(22)与所述外环板(23)的衔接处的距离小于所述承托板(22)在径向上的宽度的二分之一；所述第三辐板(28)所在的平面与所述内缘板(24)的交线至所述内缘板(24)与所述第二辐板(27)的衔接处的距离大于所述内缘板(24)在径向上的宽度的二分之一。

9.如权利要求8所述的一种具有高固有频率的四腔室斜齿轮，其特征是，所述第一隔板(29)与所述第三辐板(28)的夹角角度为90°。

10.如权利要求9所述的一种具有高固有频率的四腔室斜齿轮，其特征是，所述斜齿轮在轮齿所受啮合力的切向分力小于或等于81000n、所受啮合力的轴向分力小于或等于23000n、所受啮合力的径向分力小于或等于53000n且转速小于或等于323rpm的情况下，如果所述斜齿部(30)总质量小于或等于8kg，所述辐板部所用材料屈服强度大于或等于900mpa且材料密度小于等于7.86g/cm3，则当

技术总结
本发明公开了一种具有高固有频率的四腔室斜齿轮，其包括轴连接体、辐板体和斜齿体，其中，辐板体包括相对斜齿轮的转动轴线均呈环状结构的内环板、承托板、外环板、内缘板、外缘板、第一辐板、第二辐板、第三辐板、第一隔板和第二隔板，该些部分配合形成四个腔室，其能够使得辐板体的质量更轻，且符合应力和形变要求，相对于现有技术中的斜齿轮，不仅实现了轻量化，还提高了固有频率，有效减少了斜齿轮的共振和噪声。

技术研发人员：闫成,廖雨晨,刘袆晨,郝文康,吴明佳,朱志伟,尤延铖
受保护的技术使用者：厦门大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15