專利名稱：正負(fù)彈簧并聯(lián)式半主動控制型聯(lián)軸器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
發(fā)明涉及一種聯(lián)軸器，具體涉及一種半主動控制型聯(lián)軸器，屬于軸系扭轉(zhuǎn)振動的減振技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
扭振現(xiàn)象在諸如車輛、船舶等旋轉(zhuǎn)機(jī)械中普遍存在。這種振動容易引起機(jī)械故障和縮短機(jī)械使用壽命。隨著現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速不斷提高，扭振現(xiàn)象引起的危害變得更加嚴(yán)重。改善扭振問題的方法主要是通過移頻原理，即通過振動特性設(shè)計(jì)，將結(jié)構(gòu)固有扭轉(zhuǎn)頻率與扭轉(zhuǎn)激勵頻率錯(cuò)開。利用這一原理，目前在旋轉(zhuǎn)機(jī)械中普遍采用被動式彈性阻尼式扭轉(zhuǎn)減振器，被動式減振器最大的缺陷在于:現(xiàn)代旋轉(zhuǎn)機(jī)械所承受的扭振的頻率和幅值會在很寬的范圍變化，系統(tǒng)特性相對固定的被動式減振裝置無法滿足這一特點(diǎn)要求。除了被動式扭轉(zhuǎn)減振裝置外，技術(shù)上還出現(xiàn)了主動控制式扭轉(zhuǎn)減振裝置，如CN101550986A說明了一種主動控制型電動扭振減振器，理論上在一定范圍內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)需要適時(shí)改變彈性元件和阻尼元件的特性參數(shù)來達(dá)到滿意的減振效果，但主動式扭轉(zhuǎn)減振裝置最大的缺陷是需要消耗較多的能量。所以需要設(shè)計(jì)一種新型軸系扭轉(zhuǎn)減振裝置，既能實(shí)現(xiàn)寬頻帶減振，同時(shí)又不消耗太多的能量。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種正負(fù)彈簧并聯(lián)式半主動控制型聯(lián)軸器，既能實(shí)現(xiàn)寬頻帶減振，又能傳遞大轉(zhuǎn)矩，同時(shí)耗能小。一種正負(fù)彈簧并聯(lián)式半主動控制型聯(lián)軸器，包括主動端、從動端、正彈簧機(jī)構(gòu)、負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、阻尼片、控制器以及電源。其中，主動端包括對合連接成空腔盤狀的主動盤一和主動盤二 ；從動端包括同軸設(shè)置于主動端空腔中的從動盤；主動端通過滾動軸承支撐在從動端上；從動盤沿周向設(shè)有矩形開槽與主動盤外腔隆起部分構(gòu)成用于安裝正負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)的彈簧室，彈簧室分正彈簧機(jī)構(gòu)安裝室和負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)安裝室，正彈簧機(jī)構(gòu)為一個(gè)具有正剛度的螺旋彈簧；負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)是由三根鉸支和兩個(gè)預(yù)壓縮的螺旋壓簧組成，其中兩根鉸支鉸接形成直線連桿后，兩端分別抵觸兩個(gè)預(yù)壓縮的螺旋壓簧，另一根鉸支一端與前兩根鉸支的鉸接點(diǎn)鉸接，另一端與正彈簧機(jī)構(gòu)固定連接；通過合理設(shè)置鉸支長度、螺旋壓簧剛度和預(yù)壓縮量，得到所需要的負(fù)剛度；負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)在負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)安裝室內(nèi)有位移空間，電磁閥液壓缸安裝在負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)上，液壓系統(tǒng)在控制器的控制下推動負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)在負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)安裝室內(nèi)實(shí)現(xiàn)位移，電源為液壓系統(tǒng)和控制器供電；具有正剛度的螺旋彈簧與具有負(fù)剛度的連桿彈簧機(jī)構(gòu)以并聯(lián)的形式安裝在彈簧室內(nèi)；從動盤上還均布有三個(gè)弧形滑孔，滑孔內(nèi)有兩端固定在主動盤一和主動盤二上的限位銷，所述滑孔兩端為限位銷的極限位置，當(dāng)限位銷運(yùn)動到極限位置時(shí)，正負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)被壓縮至最大工作變形狀態(tài)。
主動盤一和主動盤二的內(nèi)側(cè)各固定有一圈阻尼片，當(dāng)主動端與從動端相對轉(zhuǎn)動時(shí)，阻尼片與從動盤之間形成起阻尼作用的摩擦，抑制共振扭振幅值。工作原理:本發(fā)明利用正負(fù)剛度并聯(lián)相消的原理，合理設(shè)計(jì)負(fù)剛度彈簧，使正負(fù)剛度彈簧并聯(lián)后，當(dāng)主、被動盤相對位移在一定范圍變動時(shí)，系統(tǒng)的剛度可以很小，來達(dá)到減振的目的；隨著系統(tǒng)的載荷增大，負(fù)彈簧變形增大時(shí)，通過打開液壓系統(tǒng)的電磁閥，使負(fù)彈簧不承受載荷，系統(tǒng)載荷全部由正彈簧承擔(dān)，正彈簧在大載下變形達(dá)到新的平衡，再通過關(guān)閉液壓系統(tǒng)的電磁閥，重新使正負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)并聯(lián)，聯(lián)軸器重新進(jìn)入減振工作狀態(tài)。有益效果:這種正負(fù)剛度彈簧并聯(lián)式半主動控制型聯(lián)軸器可以解決傳統(tǒng)扭轉(zhuǎn)減振裝置存在的傳遞大載荷與減振之間的矛盾。


圖1為本發(fā)明去掉三分之一主動盤2的正負(fù)彈簧并聯(lián)式半主動控制型聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)主視圖；圖2為圖1的A-A視圖；圖3為去掉主動盤2的正負(fù)彈簧并聯(lián)式半主動控制型聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)主視圖。其中，1_王動盤1、2-從動盤、3-從動盤限位孔、4-王動盤I1、5_限位銷、6-控制器、7-油灌、8-油泵、9-進(jìn)油電磁閥、10-泄油電磁閥、11-液壓缸、12-位移傳感器、13-連桿負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)、14-負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)安裝座、15-螺旋彈簧、16-阻尼片、17-軸承、18-主動軸、
19-從動軸、20-軸承鎖圈。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖并舉實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。如附圖1所示，本發(fā)明提供了一種正負(fù)彈簧并聯(lián)式半主動控制型聯(lián)軸器，包括主動端、從動端、正彈簧機(jī)構(gòu)、負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、阻尼片16、控制器6以及電源；其中，主動端包括對合連接成空腔盤狀的主動盤I I和主動盤II 4 ;從動端包括同軸設(shè)置于主動端空腔中的從動盤2 ;主動端通過滾動軸承17支撐在從動端上，軸承17由軸承鎖圈20進(jìn)行軸向限位；從動盤2沿周向設(shè)有四個(gè)矩形開槽與主動盤外腔隆起部分配合構(gòu)成用于安裝正負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)的彈簧室，彈簧室分正彈簧機(jī)構(gòu)安裝室和負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)安裝室，正彈簧機(jī)構(gòu)為一個(gè)具有正剛度的螺旋彈簧；負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)由連桿負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)13和負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)安裝座14組成，連桿負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)13包括三根鉸支和兩個(gè)預(yù)壓縮的螺旋壓簧，其中兩根鉸支鉸接形成直線連桿后，兩端分別抵觸兩個(gè)預(yù)壓縮的螺旋壓簧，另一根鉸支一端與前兩根鉸支的鉸接點(diǎn)鉸接，另一端與正彈簧機(jī)構(gòu)固定連接，連桿負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)13整體位于負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)安裝座14內(nèi)部；通過合理設(shè)置鉸支長度、螺旋壓簧剛度和預(yù)壓縮量，得到所需要的負(fù)剛度，負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)在負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)安裝室內(nèi)有位移空間；液壓系統(tǒng)包括油灌7、油泵8、進(jìn)油電磁閥9、泄油電磁閥10和液壓缸11 ;液壓缸11的推桿與負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)的負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)安裝座14固定連接，控制器控制進(jìn)油電磁閥9和泄油電磁閥10的開閉，將油罐7中的油液由油泵8泵入或泵出液壓缸11，進(jìn)而由液壓缸11推動負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)在負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)安裝室內(nèi)實(shí)現(xiàn)位移，控制器6的控制信號由安裝在負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)安裝座14內(nèi)部的位移傳感器12發(fā)出；電源分別為控制器以及液壓系統(tǒng)供電；
具有正剛度的螺旋彈簧15與具有負(fù)剛度的連桿負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)13以并聯(lián)的形式安裝在彈簧室內(nèi)；從動盤2上還均布有三個(gè)外形為弧形的從動盤限位孔3，從動盤限位孔3內(nèi)有兩端固定在主動盤I I和主動盤II 4上的限位銷5，從動盤限位孔3兩端為限位銷5的極限位置，當(dāng)限位銷5運(yùn)動到極限位置時(shí)，正負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)被壓縮至最大工作變形狀態(tài)。主動盤I I和主動盤II 4的內(nèi)側(cè)各固定有一圈阻尼片16，當(dāng)主動端與從動端相對轉(zhuǎn)動時(shí)，阻尼片16與從動盤2之間形成起阻尼作用的摩擦，抑制共振扭振幅值。工作過程:當(dāng)系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)工況時(shí)，進(jìn)油電磁閥9和泄油電磁閥10都關(guān)閉，連桿負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)13和正剛度彈簧處于并聯(lián)狀態(tài)，系統(tǒng)的剛度很小，聯(lián)軸器處于減振狀態(tài)；當(dāng)系統(tǒng)平均載荷增大時(shí)，連桿負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)13的位移變形會加大，當(dāng)傳位移感器12所測得連桿負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)13變形達(dá)到設(shè)定值時(shí)，控制器6啟動油泵8，同時(shí)打開進(jìn)油電磁閥9，向液壓缸11供油，推動連桿負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)13回到平衡位置，然后進(jìn)油電磁閥9關(guān)閉，聯(lián)軸器又處于減振狀態(tài)；這時(shí)，如果系統(tǒng)平均載荷變小，連桿負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)13的位移變形也會加大，當(dāng)傳位移感器12所測得連桿負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)13變形達(dá)到設(shè)定值時(shí)，控制器6會打開泄油電磁閥，液壓缸11油液流回油灌7，連桿負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)13回到平衡位置，泄油電磁閥10關(guān)閉，系統(tǒng)又進(jìn)入減振狀態(tài)。這樣，通過控制，可以使系統(tǒng)在各種載荷的穩(wěn)態(tài)工況下都具有很好的減振效果。綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.負(fù)彈簧并聯(lián)式半主動控制型聯(lián)軸器，其特征在于，包括主動端、從動端、正彈簧機(jī)構(gòu)、負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、阻尼片(16)、控制器(6)以及電源；其中，主動端包括對合連接成空腔盤狀的主動盤I (I)和主動盤II (4);從動端包括同軸設(shè)置于主動端空腔中的從動盤(2);主動端通過滾動軸承(17)支撐在從動端上，軸承(17)由軸承鎖圈(20)進(jìn)行軸向限位；從動盤(2)沿周向設(shè)有矩形開槽與主動盤外腔隆起部分配合構(gòu)成用于安裝正負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)的彈簧室，彈簧室分正彈簧機(jī)構(gòu)安裝室和負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)安裝室，正彈簧機(jī)構(gòu)為一個(gè)具有正剛度的螺旋彈簧；負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)由連桿負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)(13)和負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)安裝座(14)組成，連桿負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)(13 )包括三根鉸支和兩個(gè)預(yù)壓縮的螺旋壓簧，其中兩根鉸支鉸接形成直線連桿后，兩端分別抵觸兩個(gè)預(yù)壓縮的螺旋壓簧，另一根鉸支一端與前兩根鉸支的鉸接點(diǎn)鉸接，另一端與正彈簧機(jī)構(gòu)固定連接，連桿負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)(13)整體位于負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)安裝座(14)內(nèi)部；液壓系統(tǒng)包括油灌7、油泵(8)、進(jìn)油電磁閥(9)、泄油電磁閥(10)和液壓缸(11);液壓缸(11)的推桿與負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)的負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)安裝座(14)固定連接，控制器控制進(jìn)油電磁閥(9)和泄油電磁閥(10)的開閉；電源分別為控制器以及液壓系統(tǒng)供電； 具有正剛度的螺旋彈簧(15)與具有負(fù)剛度的連桿負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)(13)以并聯(lián)的形式安裝在彈簧室內(nèi)；從動盤(2)上還均布有三個(gè)外形為弧形的從動盤限位孔(3)，從動盤限位孔(3)內(nèi)有兩端固定在主動盤I(I)和主動盤II (4)上的限位銷(5)，從動盤限位孔(3)兩端為限位銷(5)的極限位置，當(dāng)限位銷(5)運(yùn)動到極限位置時(shí)，正負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)被壓縮至最大工作變形狀態(tài)。
2.按權(quán)利要求1所述的正負(fù)彈簧并聯(lián)式半主動控制型聯(lián)軸器，其特征在于通過合理設(shè)置鉸支長度、螺旋壓簧剛度和預(yù)壓縮量，得到所需要的負(fù)剛度。
3.按權(quán)利要求1所述的正負(fù)彈簧并聯(lián)式半主動控制型聯(lián)軸器，其特征在于所述負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)在負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)安裝室內(nèi)有位移空間。
4.按權(quán)利要求1所述的正負(fù)彈簧并聯(lián)式半主動控制型聯(lián)軸器，其特征在于所述控制器(6)的控制信號由安裝在負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)安裝座(14)內(nèi)部的位移傳感器(12)發(fā)出。
5.按權(quán)利要求1所述的正負(fù)彈簧并聯(lián)式半主動控制型聯(lián)軸器，其特征在于主動盤I(I)和主動盤II (4)的內(nèi)側(cè)各固定有一圈阻尼片(16)，當(dāng)主動端與從動端相對轉(zhuǎn)動時(shí)，阻尼片(16)與從動盤(2)之間形成起阻尼作用的摩擦。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種正負(fù)彈簧并聯(lián)式半主動控制型聯(lián)軸器，屬于軸系扭轉(zhuǎn)振動的減振技術(shù)領(lǐng)域。包括主動端、從動端、正負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)、控制器以及電源；主動端包括對合連接成空腔盤狀的主動盤一和主動盤二；從動端包括同軸設(shè)置于主動端空腔中的從動盤；主動端通過軸承支撐在從動端上；從動盤沿周向設(shè)有開槽與主動盤外腔隆起部分構(gòu)成用于安裝正負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)的彈簧室；具有正剛度的螺旋彈簧與具有負(fù)剛度的連桿彈簧機(jī)構(gòu)以并聯(lián)的形式安裝在彈簧室內(nèi)；從動盤上還均弧形滑孔，滑孔內(nèi)有兩端固定在主動盤一和主動盤二上的限位銷，限位銷運(yùn)動到滑孔兩端時(shí)，正負(fù)彈簧機(jī)構(gòu)被壓縮至最大工作變形狀態(tài)。本發(fā)明既能實(shí)現(xiàn)寬頻帶減振，又能傳遞大轉(zhuǎn)矩，同時(shí)耗能小。
文檔編號F16F15/10GK103089837SQ20131001971
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月18日
發(fā)明者劉輝, 李華, 項(xiàng)昌樂, 韓立金 申請人:北京理工大學(xué)