基于多孔材料的减振降噪型齿轮箱的制造方法与工艺

本发明涉及一种齿轮箱，具体涉及一种基于多孔材料的减振降噪型齿轮箱。

背景技术：
齿轮箱的振动及噪音产生主要是源于传动齿轮的摩擦、振动以及碰撞，如何有效降低齿轮箱振动及噪音，使其更符合环保要求是目前国内外的一个重点研究课题。虽然齿轮箱的振动及噪音主要是源于传动齿轮的摩擦、振动以及碰撞，但由于齿轮箱壳体的体积大，并且其壁面容易放大振动，因而，齿轮箱壳体对于整个齿轮箱中产生的噪音也由一定的影响。有鉴于此，一些发明人对齿轮箱壳体进行改进，但目前对齿轮箱壳体的改进往往是以“强化齿轮箱壳体的强度及刚性”为基础的，实际上这对于获得有效降低噪音的效果并不明显，效果不佳。另一方面，传统技术中用于支撑齿轮箱的减振元件一般是以橡胶为主体的减振元件，通过橡胶体的弹性和自身的滞后损失衰减振动能量。目前，随着技术的进步，各种减振元件被用于支撑齿轮箱以实现更好的减振、隔振效果；其中液压悬置是目前比较常见的一种减振元件。液压悬置常用结构是由上流道板、解耦片和下流道板把发动机悬置内部分为多个腔室，各腔体是通过流道板上的通道来实现互通。液压悬置通过液体在不同腔室之间流动的过程中产生较大的沿程能量损失，从而使振动能量尽快耗散,达到衰减振动的目的；但目前的液压悬置的结构对于低频区域的振动能够起到有效的减振隔震效果，但对于中高频区域的振动来说，由于各腔室之间的流道内液体的惯性很大，液体几乎来不及流动，无法通过液体流动来有效的使振动能量消耗，因而其对于中高频区域的减振隔离震效果不佳。

技术实现要素：
本发明的第一目的是为了克服现有技术中通过强化齿轮箱壳体的强度及刚性，对于获得有效降低噪音的效果不佳的问题，提供一种基于多孔材料的减振降噪型齿轮箱，其能够获得有效降低齿轮箱噪音的效果。本发明在第一目的基础上的另一目的是为了克服现有技术中齿轮箱的减振元件对于中高频区域的减振隔离震效果不佳的问题，提供一种基于多孔材料的减振降噪型齿轮箱，其不仅能够对齿轮箱在低频区域的振动进行减振，并且还能够有效提高对齿轮箱在中高频区域的振动进行减振和隔离效果。本发明的技术方案是：一种基于多孔材料的减振降噪型齿轮箱，包括齿轮箱外壳，设置在齿轮箱外壳上的输入轴孔及输出轴孔，所述输入轴孔及输出轴孔内分别设有减振套体，该减振套体自内而外依次包括支撑型内减振层，塑料减振层及外减振层，所述塑料减振层与外减振层之间设有密闭的环形内腔，且环形内腔内充满液体，所述环形内腔内设有橡胶隔套，该橡胶隔套套设在塑料减振层上，且橡胶隔套将环形内腔分隔成内、外两个环形腔体；所述支撑型内减振层及外减振层分别由粉末冶金材料制成，所述塑料减振层的材质为发泡塑料。本方案通过在齿轮箱外壳的输入轴孔及输出轴孔内设置多孔材料构成的减振套体，通过减振套体来有效的衰减、消耗输入轴及输出轴的振动能量；从而有效减小输入轴及输出轴上齿轮产生的振动传递到齿轮箱外壳上，进而有效降低齿轮箱外壳对于整个齿轮箱中产生的噪音的影响，获得有效降低齿轮箱噪音的效果；并且能够降低齿轮箱工作过中的振动及噪音。更重要的是，本方案减振套体能够在保证结构强度的同时，有效的衰减、消耗输入轴及输出轴的振动能量。由于支撑型内减振层及外减振层分别由粉末冶金材料制成，这样可以在保证减振套体结构强度。当输入/输出轴上齿轮产生的振动传递到减振套体上时，减振套体衰减、消耗振动能量的过程如下：首先，通过支撑型内减振层的材料的多孔隙特性来实现衰减、消耗振动能量；接着，通过塑料减振层的塑料特性及发泡塑料的多孔隙特性来实现衰减、消耗振动能量；再接着，利用环形内腔内的橡胶隔套的弹性变形特性，通过橡胶隔套在充满液体的环形内腔内的振动来进一步加快衰减、消耗振动能量；最后，再次通过外减振层的材料的多孔隙特性来实现衰减、消耗振动能量，从而达到有效降低齿轮箱振动及噪音的效果。作为优选，橡胶隔套上设有若干连通内环形腔体与外环形腔体的减振通孔。当橡胶隔套在振动过程中，环形内腔内的液体将不断的在减振通孔内穿行、流动，从而进一步加快振动能量的衰减、消耗，有利于提高齿轮箱减振、降噪的效果。作为优选，橡胶隔套的横截面呈圆形，且橡胶隔套的内径由橡胶隔套的中部往两端逐渐增大，橡胶隔套的厚度由橡胶隔套的两端往中间逐渐减小。本方案橡胶隔套的横截面呈圆形，且橡胶隔套的内径由橡胶隔套的中部往两端逐渐增大；即橡胶隔套的中部内凹，这样不仅可以增大橡胶隔套与环形内腔内的液体的接触面积，而且橡胶隔套各点的振动方向不同，这样可以有利于进一步加快振动能量的衰减、消耗。作为优选，齿轮箱外壳底部还设有减振座，该减振座包括底架，用于安装齿轮箱外壳的顶架及若干设置在底架上用于支撑顶架的液压悬置；所述齿轮箱外壳通过螺栓与顶架相连接；所述液压悬置包括上腔室及下腔室，所述液压悬置中至少有一对液压悬置之间设有互通式振动调谐装置，该互通式振动调谐装置包括第一调谐管道，设置在第一调谐管道上的浮动式第一自适应隔断装置，第二调谐管道及设置在第二调谐管道上的浮动式第二自适应隔断装置；所述浮动式第一自适应隔断装置包括设置在第一调谐管道内侧面上的两道环形凸块，设置在第一调谐管道内的导杆，两个套设在导杆上的导套，两个套设在导杆上的预紧压缩弹簧及两块设置在导杆上的隔断端板，浮动式第一自适应隔断装置的导杆沿第一调谐管道延伸，浮动式第一自适应隔断装置的两导套分别通过连接杆与第一调谐管道内壁相连，两道环形凸块位于两导套之间；两隔断端板相互平行，且隔断端板与导杆相垂直，两隔断位于两道环形凸块之间，两环形凸块上、朝向隔断端板的侧面上分别设有环形密封圈；两隔断端板位于两预紧压缩弹簧之间，且预紧压缩弹簧位于导套与隔断端板之间；所述浮动式第二自适应隔断装置包括设置在第二调谐管道内侧面上的两道环形凸块，设置在第二调谐管道内的导杆，两个套设在导杆上的导套，两个套设在导杆上的预紧压缩弹簧及两块设置在导杆上的隔断端板，浮动式第二自适应隔断装置的导杆沿第二调谐管道延伸，浮动式第二自适应隔断装置的两导套分别通过连接杆与第二调谐管道内壁相连，两道环形凸块位于两导套之间；两隔断端板相互平行，且隔断端板与导杆相垂直，两隔断位于两道环形凸块之间，两环形凸块上、朝向隔断端板的侧面上分别设有环形密封圈；所述两隔断端板位于两预紧压缩弹簧之间，且预紧压缩弹簧位于导套与隔断端板之间；所述第一调谐管道的一端口与一液压悬置的上腔室相连通，另一端口与另一液压悬置的下腔室相连通；所述第二调谐管道的一端口与一液压悬置的下腔室相连通，并且该液压悬置的上腔室与第一调谐管道的端口相连通，第二调谐管道的另一端口与另一液压悬置的上腔室相连通，并且该液压悬置的下腔室与第一调谐管道的端口相连通。本方案齿轮箱在工作过程中，当齿轮箱处于低频振动区域时，通过液压悬置内的液体在上、下腔室之间流动，使低频振动能量尽快耗散,从而实现对齿轮箱在低频区域的振动进行减振的目的。当齿轮箱处于中高频振动区域时，液压悬置内的液体几乎不流通，此时液压悬置通过解耦片的弹性变形特性来加快高频振动的衰减过程；更重要的是，经过试验得到由于互通式振动调谐装置的第一调谐管道及第二调谐管道连通了两个液压悬置内的腔室，因而可以通过第一调谐管道及第二调谐管道连通两个液压悬置内的液体，使两个液压悬置腔室内的一部分高频振动相互抵消，从而有效的提高对齿轮箱在中高频区域的振动进行减振和隔离效果。进一步的，由于液压悬置的下腔室内的振动经过衰减，因而同一液压悬置的上腔室与下腔室内的振动频率不同，存在一定的差异性；而本方案的第一调谐管道的一端口与一液压悬置的上腔室相连通，另一端口与另一液压悬置的下腔室相连通（即液压悬置的上腔室与另一液压悬置的下腔室相通）；第二调谐管道的一端口与一液压悬置的下腔室相连通，另一端口与另一液压悬置的上腔室相连通（即液压悬置的上腔室与另一液压悬置的下腔室相通）；这样可以利用上腔室与下腔室内振动频率的差异性，有效避免两个液压悬置腔室内的振动叠加，进一步增大两液压悬置腔室内的高频振动相互抵消部分，进一步提高对齿轮箱在中高频区域的减振效果。另一方面，虽然第一调谐管道及第二调谐管道连通了两个液压悬置内的腔室有利于提高对齿轮箱在中高频区域的减振效果，但在低频、大振幅激励时，有可能产生两液压悬置腔室内振动的叠加，而影响减振安装架的正常使用。例如，在低频振动过程中，一个液压悬置的腔室处于被压缩状态，另一液压悬置的腔室处于被拉伸状态时，这两液压悬置的腔室内就容易振动叠加。因而，为了避免在低频、大振幅激励时，产生两液压悬置腔室内振动的叠加，而影响减振安装架的正常使用；本方案在第一调谐管道上设置浮动式第一自适应隔断装置，在第二调谐管道上设置浮动式第二自适应隔断装置，来解决这一问题。在低频、大振幅激励过程中，当相互连通的两个液压悬置中的一个液压悬置的腔室处于被压缩状态，另一液压悬置的腔室处于被拉伸状态时；由于低频、大振幅激励过程中液压悬置内的液体流动量大，因而处于被压缩状态的液压悬置的腔室内的液体将往处于被拉伸状态的液压悬置的腔室内流动，当大量的液体流经第一调谐管道或第二调谐管道时，浮动式第一或浮动式第二自适应隔断装置的隔断端板将在流体带动下往环形凸块移动，并抵靠在环形密封圈上，从而隔断第一调谐管道或第二调谐管道，避免两液压悬置腔室内振动的叠加，保证减振安装架在低频、大振幅激励过程中的正常使用；而在高频振动区域时，液压悬置内的液体几乎不流通，因而不存在该问题。作为优选，液压悬置还包括自上而下依次分布的上流道板、解耦片、下流道板及皮碗，所述上腔室位于上流道板上方，下腔室位于下流道板与皮碗之间；所述第一调谐管道包括第一竖直长管道，第一竖直短管道及连接第一竖直长管道下端与第一竖直短管道下端的第一连接管道，所述第一竖直长管道的上端口自下而上穿过一液压悬置的皮碗、下流道板、解耦片及上流道板，并与该液压悬置的上腔室连通；所述第一竖直短管道的上端口自下而上穿过另一液压悬置的皮碗，并与该液压悬置的下腔室连通；所述第二调谐管道包括第二竖直长管道，第二竖直短管道及连接第二竖直长管道下端与第二竖直短管道下端的第二连接管道，所述第二竖直长管道插设在第一竖直短管道内，第二竖直长管道的上端口自下而上穿过液压悬置的皮碗、下流道板、解耦片及上流道板，并与该液压悬置的上腔室连通；所述第二竖直短管道套设在第一竖直长管道上，第二竖直短管道的上端口自下而上穿过另一液压悬置的皮碗，并与该液压悬置的下腔室连通。本方案结构中第二竖直长管道插设在第一竖直短管道内，第二竖直短管道套设在第一竖直长管道上，并且第一竖直短管道，第一竖直长管道，第二竖直长管道及第二竖直短管道均通过上端口与液压悬置的上、下腔室连通，因而只需要在液压悬置底部开设一个通孔，即可实现两液压悬置腔体之间的连通；同时不会改变液压悬置现有的安装方式，并有效的减小对液压悬置结构的变更设计，降低成本。作为优选，第一竖直长管道内侧面上、位于皮碗与下流道板之间设有与液压悬置的下腔室连通的第一直连通孔；第二竖直长管道内侧面上、位于皮碗与下流道板之间设有与液压悬置的下腔室连通的第二直连通孔。由于第一直连通孔连通了液压悬置的上、下腔室，第二直连通孔连通了另一液压悬置的上、下腔室；当齿轮箱处在中频振动过程中时（上、下腔室之间的液体的流动量较小），由于直连通孔流道长度小，此时，液压悬置的上、下腔室内的液体可以直接通过第一或第二直连通孔连通实现流通，从而进一步提高中频振动过程中的减振效果。作为优选，浮动式第一自适应隔断装置设置在第一连接管道的中部，浮动式第二自适应隔断装置设置在第二连接管道的中部。作为优选，导杆上、位于两隔断端板之间设有若干等距分布的流阻推板，且流阻推板与隔断端板相平行。在低频、大振幅激励过程中，当大量的液体流经第一调谐管道或第二调谐管道时，流体将推动流阻推板移动，从而有利于配合隔断端板往环形凸块移动，并抵靠在环形密封圈上，进而隔断第一调谐管道或第二调谐管道，避免两液压悬置腔室内振动的叠加。作为优选，第一调谐管道为圆管，所述隔断端板呈圆形，且浮动式第一自适应隔断装置的隔断端板的中心与第一调谐管道的中心重合，该隔断端板外径小于两环形凸块之间的第一调谐管道的内径，且该隔断端板的外径大于第一调谐管道内的环形密封圈的外径。作为优选，第二调谐管道为圆管，所述隔断端板呈圆形，且浮动式第二自适应隔断装置的隔断端板的中心与第二调谐管道的中心重合，该隔断端板外径小于两环形凸块之间的第二调谐管道的内径，且该隔断端板的外径大于第二调谐管道内的环形密封圈的外径。作为优选，环形密封圈为Y型密封圈。作为优选，液压悬置还包括底座，橡胶主簧及与橡胶主簧连为一体的金属骨架，金属骨架位于底座上方，所述底座通过螺栓与底架相连接，所述金属安装骨架通过螺栓与顶架相连接。本发明的有益效果是：其一，其能够获得有效降低齿轮箱振动及噪音的效果。其二，不仅能够对齿轮箱在低频区域的振动进行减振，并且还能够有效提高对齿轮箱在中高频区域的振动进行减振和隔离效果。附图说明图1是本发明实施例1中的一种基于多孔材料的减振降噪型齿轮箱的一种局部剖面结构示意图。图2是本发明实施例1中的减振套体的一种剖面结构示意图。图3是本发明实施例2中的一种基于多孔材料的减振降噪型齿轮箱的一种结构示意图。图4是本发明实施例2中的减振座的一种剖面结构示意图。图5是本发明实施例2中的浮动式第一自适应隔断装置的一种剖面结构示意图。图中：齿轮箱外壳1，减振套体2、支撑型内减振层21、塑料减振层22、外减振层23、环形内腔24、内环形腔体24a、外环形腔体24b、橡胶隔套25；减振座1a，底架1a1，顶架1a2，前液压悬置3a，右前液压悬置3b、底座31、皮碗32、下腔室33、下流道板34、解耦片35、上流道板36、上腔室37、橡胶主簧38、金属骨架39，第一调谐管道4、第一竖直长管道41、第一连接管道42、第一竖直短管道43，第二调谐管道5、第二竖直长管道51、第二连接管道52、第二竖直短管道53，第一自适应隔断装置6a、流阻推板61、导杆62、隔断端板63、环形密封圈64、环形凸块65、预紧压缩弹簧66、导套67，第二自适应隔断装置6b。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：实施例1：如图1所示，一种基于多孔材料的减振降噪型齿轮箱包括齿轮箱外壳1，设置在齿轮箱外壳上的输入轴孔及输出轴孔。输入轴孔及输出轴孔内分别设有减振套体2。减振套体的内孔为圆孔。减振套体通过焊接与齿轮箱外壳相连接。齿轮箱的输入轴通过轴承安装在输入轴孔的减振套体内，齿轮箱的输出轴通过轴承安装在输出轴孔的减振套体内。如图2所示，减振套体自内而外依次包括支撑型内减振层21，塑料减振层22及外减振层23。支撑型内减振层及外减振层分别由粉末冶金材料制成，具体说是，支撑型内减振层及外减振层分别由粉末冶金多孔材料制成。塑料减振层的材质为发泡塑料。塑料减振层与外减振层之间设有密闭的环形内腔24，且环形内腔内充满液体。环形内腔内设有橡胶隔套25。该橡胶隔套套设在塑料减振层上，且橡胶隔套将环形内腔分隔成内、外两个环形腔体24a、24b（即内环形腔体24a、外环形腔体24b）。橡胶隔套上设有若干连通内环形腔体与外环形腔体的减振通孔。橡胶隔套的横截面呈圆形，且橡胶隔套的内径由橡胶隔套的中部往两端逐渐增大。橡胶隔套的厚度由橡胶隔套的两端往中间逐渐减小。实施例2：本实施例的其余结构参照实施例1，其不同之处在于：如图3所示，齿轮箱外壳底部还设有减振座1a。该减振座包括底架1a1，用于安装齿轮箱外壳的顶架1a2及若干设置在底架上用于支撑顶架的液压悬置。齿轮箱外壳通过螺栓与顶架相连接，且齿轮箱外壳位于顶架上方。如图4所示，本实施例中的液压悬置包括左前液压悬置3a、右前液压悬置3b、左后液压悬置及右后液压悬置。左前、右前、左后及右后四个液压悬置位于底架与顶架之间。底架呈方形。左前、右前、左后及右后四个液压悬置分布在底架的四个顶角处。本实施例中的液压悬置为现有技术。各液压悬置分别包括底座31，橡胶主簧38，与橡胶主簧连为一体的金属骨架39，上腔室37，下腔室33，自上而下依次分布的上流道板36、解耦片35、下流道板34及皮碗32。上腔室位于上流道板上方。下腔室位于下流道板与皮碗之间。底座通过螺栓与底架相连接。金属骨架位于底座上方。金属安装骨架通过螺栓与顶架相连接。四个液压悬置中有一对液压悬置之间设有互通式振动调谐装置，具体说是，左前与右前液压悬置之间设有互通式振动调谐装置。该互通式振动调谐装置包括第一调谐管道4，设置在第一调谐管道上的浮动式第一自适应隔断装置6a，第二调谐管道5及设置在第二调谐管道上的浮动式第二自适应隔断装置6b。第一调谐管道及第二调谐管道为圆管。第一调谐管道，第二调谐管道及各液压悬置的上腔室与下腔室内部充满液体，且该液体为乙二醇。第一调谐管道包括第一竖直长管道41，第一竖直短管道43及连接第一竖直长管道下端与第一竖直短管道下端的第一连接管道42。第一调谐管道的一端口与一液压悬置（即左前液压悬置）的上腔室相连通，另一端口与另一液压悬置（即右前液压悬置）的下腔室相连通，具体说是，第一竖直长管道的上端口自下而上穿过一液压悬置（即左前液压悬置）的皮碗、下流道板、解耦片及上流道板，并与该液压悬置的上腔室连通；第一竖直短管道的上端口自下而上穿过另一液压悬置（即右前液压悬置）的皮碗，并与该液压悬置的下腔室连通。第一竖直长管道与解耦片密封连接。第一竖直短管道与皮碗密封连接。第二调谐管道包括第二竖直长管道51，第二竖直短管道53及连接第二竖直长管道下端与第二竖直短管道下端的第二连接管道52。第二竖直长管道插设在第一竖直短管道内。第二竖直短管道套设在第一竖直长管道上。第二调谐管道的一端口与一液压悬置（即左前液压悬置）的下腔室相连通，并且该液压悬置的上腔室与第一调谐管道的端口相连通；第二调谐管道的另一端口与另一液压悬置（即右前液压悬置）的上腔室相连通，并且该液压悬置的下腔室与第一调谐管道的端口相连通；具体说是，第二竖直长管道的上端口自下而上穿过液压悬置（即右前液压悬置）的皮碗、下流道板、解耦片及上流道板，并与该液压悬置的上腔室连通。第二竖直短管道的上端口自下而上穿过另一液压悬置（即左前液压悬置）的皮碗，并与该液压悬置的下腔室连通。第二竖直长管道与第一竖直短管道设于同一液压悬置上。第二竖直短管道与第一竖直长管道设于同一液压悬置上。第二竖直长管道与解耦片密封连接。第二竖直短管道与皮碗密封连接。第一竖直长管道内侧面上、位于皮碗与下流道板之间设有与液压悬置的下腔室连通的第一直连通孔。第二竖直长管道内侧面上、位于皮碗与下流道板之间设有与液压悬置的下腔室连通的第二直连通孔。如图4、图5所示，浮动式第一自适应隔断装置设置在第一连接管道的中部。浮动式第一自适应隔断装置包括设置在第一连接管道内侧面上的两道环形凸块65，设置在第一连接管道内的导杆62，两个套设在导杆上的导套67，两个套设在导杆上的预紧压缩弹簧66及两块设置在导杆上的隔断端板63。浮动式第一自适应隔断装置的导杆沿第一连接管道延伸，且该导杆与第一连接管道同轴设置。浮动式第一自适应隔断装置的两导套分别通过连接杆与第一调谐管道内壁相连。两道环形凸块位于两导套之间。两隔断端板相互平行，且隔断端板与导杆相垂直。两隔断位于两道环形凸块之间。两隔断端板位于两预紧压缩弹簧之间，且预紧压缩弹簧位于导套与隔断端板之间。隔断端板呈圆形，且浮动式第一自适应隔断装置的隔断端板的中心与第一调谐管道的中心重合。两环形凸块上、朝向隔断端板的侧面上分别设有环形密封圈64。环形密封圈环绕设置在环形凸块上。环形密封圈为Y型密封圈。浮动式第一自适应隔断装置的隔断端板外径小于两环形凸块之间的第一调谐管道的内径，且该隔断端板的外径大于第一调谐管道内的环形密封圈的外径。浮动式第一自适应隔断装置的导杆上、位于两隔断端板之间设有若干等距分布的流阻推板61，且流阻推板与隔断端板相平行。浮动式第二自适应隔断装置设置在第二连接管道的中部。浮动式第二自适应隔断装置包括设置在第二连接管道内侧面上的两道环形凸块，设置在第二连接管道内的导杆，两个套设在导杆上的导套，两个套设在导杆上的预紧压缩弹簧及两块设置在导杆上的隔断端板。浮动式第二自适应隔断装置的导杆沿第二连接管道延伸，且该导杆与第二连接管道同轴设置。浮动式第二自适应隔断装置的两导套分别通过连接杆与第二调谐管道内壁相连。两道环形凸块位于两导套之间。两隔断端板相互平行，且隔断端板与导杆相垂直。两隔断位于两道环形凸块之间。两隔断端板位于两预紧压缩弹簧之间，且预紧压缩弹簧位于导套与隔断端板之间。隔断端板呈圆形，且浮动式第二自适应隔断装置的隔断端板的中心与第二调谐管道的中心重合。两环形凸块上、朝向隔断端板的侧面上分别设有环形密封圈。环形密封圈环绕设置在环形凸块上。环形密封圈为Y型密封圈。浮动式第二自适应隔断装置的隔断端板外径小于两环形凸块之间的第二调谐管道的内径，且该隔断端板的外径大于第二调谐管道内的环形密封圈的外径。浮动式第二自适应隔断装置的导杆上、位于两隔断端板之间设有若干等距分布的流阻推板，且流阻推板与隔断端板相平行。