一種基于凸輪機(jī)構(gòu)的雙質(zhì)量飛輪的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)械傳動(dòng)領(lǐng)域，具體涉及一種基于凸輪機(jī)構(gòu)的雙質(zhì)量飛輪。
【背景技術(shù)】
[0002]在汽車傳動(dòng)系統(tǒng)中，常常使用雙質(zhì)量飛輪實(shí)現(xiàn)扭轉(zhuǎn)減振功能，例如，在發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱之間安裝雙質(zhì)量飛輪。
[0003]在一些機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中，也可以使用雙質(zhì)量飛輪實(shí)現(xiàn)扭轉(zhuǎn)減振功能。
[0004]雙質(zhì)量飛輪主要由三部分組成:設(shè)置于動(dòng)力源例如發(fā)動(dòng)機(jī)一側(cè)的第一質(zhì)量飛輪，設(shè)置于變速裝置例如汽車變速器一側(cè)的第二質(zhì)量飛輪，以及第一質(zhì)量飛輪和第二質(zhì)量飛輪之間的扭轉(zhuǎn)減振機(jī)構(gòu)，扭轉(zhuǎn)減振器一般配置為使雙質(zhì)量飛輪具有大轉(zhuǎn)角的長弧形彈簧形式。
[0005]德國LUK公司的長弧形彈簧雙質(zhì)量飛輪結(jié)構(gòu)是目前在用的雙質(zhì)量飛輪成熟的產(chǎn)品。雙質(zhì)量飛輪第一質(zhì)量飛輪被動(dòng)力源例如發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)壓縮弧形彈簧，被壓縮的弧形彈簧驅(qū)動(dòng)第二質(zhì)量飛輪，從而將發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩傳遞到第二質(zhì)量飛輪。這種雙質(zhì)量飛輪的設(shè)置可以降低動(dòng)力源例如發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率，以避免在怠速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生共振，以及改善正常工況下的振動(dòng)。目前，許多研究者均研究、改進(jìn)類似結(jié)構(gòu)的雙質(zhì)量飛輪，例如2013年武漢理工大學(xué)趙光明的博士學(xué)位論文。
[0006]然而，動(dòng)力源例如發(fā)動(dòng)機(jī)在高速旋轉(zhuǎn)工況下，雙質(zhì)量飛輪高速旋轉(zhuǎn)，雙質(zhì)量飛輪中通過被壓縮而傳遞扭矩的長弧形彈性元件由于離心力的作用被壓在第一質(zhì)量飛輪的導(dǎo)向槽上。雙質(zhì)量飛輪轉(zhuǎn)速越高，長弧形彈簧受到的離心力越大，其被甩壓在導(dǎo)向槽上的壓緊力以及因此受到的摩擦阻力也越大。這導(dǎo)致長弧形彈性元件不能被進(jìn)一步壓縮，從而失去扭轉(zhuǎn)減振效果，系統(tǒng)振動(dòng)噪聲大。并且長弧形彈簧的制造也比直彈簧要困難得多。
[0007]中國專利201310608654.8，公開了一種雙質(zhì)量飛輪，對(duì)LUK公司的長弧形彈簧式結(jié)構(gòu)作了改進(jìn)。雙質(zhì)量飛輪的兩個(gè)質(zhì)量之間為串聯(lián)設(shè)置兩個(gè)扭轉(zhuǎn)減振器，外部減振器扭轉(zhuǎn)剛度大于內(nèi)部減振器，扭轉(zhuǎn)時(shí)，剛度較大的外部減振器帶動(dòng)剛度較小的內(nèi)部減振器扭轉(zhuǎn)。由于采用了長弧形彈簧，這種雙質(zhì)量飛輪仍然面臨著與LUK公司長弧形彈簧類似的問題。
[0008]《噪聲與振動(dòng)控制》期刊“雙質(zhì)量飛輪(DMF)的研究綜述”描述了雙質(zhì)量飛輪的類型，其中的徑向雙質(zhì)量飛輪是指彈簧徑向或近似于徑向布置的結(jié)構(gòu)形式。第一質(zhì)量飛輪與第二質(zhì)量飛輪之間采用彈簧室安裝彈簧，這種方案雖然解決了長弧形彈簧在高速旋轉(zhuǎn)過程中與其他零件的摩擦問題，但其機(jī)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于提供一種基于凸輪機(jī)構(gòu)的雙質(zhì)量飛輪，解決了發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速工況或高速運(yùn)轉(zhuǎn)工況下，雙質(zhì)量飛輪的扭轉(zhuǎn)減振效果變差，以及長弧形彈簧的磨損問題。
[0010]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為:一種基于凸輪機(jī)構(gòu)的雙質(zhì)量飛輪，包括平行設(shè)置的第一質(zhì)量飛輪和第二質(zhì)量飛輪，第一質(zhì)量飛輪和第二質(zhì)量飛輪之間的腔體為安裝腔，還包括扭轉(zhuǎn)減振機(jī)構(gòu)，扭轉(zhuǎn)減振機(jī)構(gòu)位于第一質(zhì)量飛輪和第二質(zhì)量飛輪之間的安裝腔內(nèi)。
[0011]所述扭轉(zhuǎn)減振機(jī)構(gòu)包括彈性回位元件組和凸輪轉(zhuǎn)子，凸輪轉(zhuǎn)子固定在第二質(zhì)量飛輪的中心，若干個(gè)彈性回位元件組均勻分布在凸輪轉(zhuǎn)子周圍，且與凸輪轉(zhuǎn)子連接，每個(gè)彈性回位元件組包括彈簧套筒、直彈簧、滾輪、回位機(jī)構(gòu)、兩個(gè)連接件和兩個(gè)直線導(dǎo)軌，直彈簧沿徑向設(shè)置，直彈簧一端伸入彈簧套筒的一端，另一端與第一質(zhì)量飛輪連接，彈簧套筒的另一端設(shè)有滾輪，滾輪在回位機(jī)構(gòu)上滾動(dòng)，回位機(jī)構(gòu)固定在凸輪轉(zhuǎn)子外壁；兩個(gè)直線導(dǎo)軌設(shè)置在彈簧套筒兩側(cè)，使得彈簧套筒沿直線導(dǎo)軌滑動(dòng)，直線導(dǎo)軌分別固定在連接件上，連接件固定在第一質(zhì)量飛輪上。
[0012]進(jìn)一步地，所述凸輪轉(zhuǎn)子為三角形，三角形的三條邊為圓弧形，曲率半徑的中心朝向凸輪轉(zhuǎn)子中心。
[0013]進(jìn)一步地，上述彈性回位元件組為三組，回位機(jī)構(gòu)為弧形，其曲率半徑中心與凸輪轉(zhuǎn)子的中心反向，回位機(jī)構(gòu)與凸輪轉(zhuǎn)子的圓弧形邊固連。
[0014]進(jìn)一步地，所述回位機(jī)構(gòu)與凸輪轉(zhuǎn)子的圓弧形邊中部固連。
[0015]進(jìn)一步地，還包括三個(gè)止位銷，止位銷均勻分布在第二質(zhì)量飛輪上，當(dāng)?shù)谝毁|(zhì)量飛輪和第二質(zhì)量飛輪的相對(duì)轉(zhuǎn)角為50° -65°時(shí)，止位銷與連接件接觸。
[0016]進(jìn)一步地，所述連接件為中空構(gòu)件，朝向凸輪轉(zhuǎn)子中心的側(cè)面無擋板，止位銷的高度低于連接件高度，當(dāng)?shù)谝毁|(zhì)量飛輪和第二質(zhì)量飛輪的相對(duì)轉(zhuǎn)角為50° -65°時(shí)，止位銷轉(zhuǎn)入連接件的空腔，碰到連接件的側(cè)壁，限制第一質(zhì)量飛輪和第二質(zhì)量飛輪的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0017]進(jìn)一步地，還包括凸輪轉(zhuǎn)子中心盤、一軸支承軸承、軸承和中心墊片，凸輪轉(zhuǎn)子中心盤設(shè)置在凸輪轉(zhuǎn)子的中心，凸輪轉(zhuǎn)子中心盤與凸輪轉(zhuǎn)子之間設(shè)有軸承，一軸支承軸承設(shè)置在凸輪轉(zhuǎn)子中心盤中心，凸輪轉(zhuǎn)子中心盤靠近第二質(zhì)量飛輪的端面設(shè)有中心墊片，凸輪轉(zhuǎn)子中心盤和中心墊片固定在第一質(zhì)量飛輪上。
[0018]進(jìn)一步地，還包括凸輪墊片，凸輪墊片設(shè)置在凸輪轉(zhuǎn)子與第二質(zhì)量飛輪之間。
[0019]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)在于:(1)由于增加了扭轉(zhuǎn)減振機(jī)構(gòu)，當(dāng)動(dòng)力源例如發(fā)動(dòng)機(jī)處于各種工況下，都能夠獲得更好的扭轉(zhuǎn)減振效果。
[0020](2)采用直彈簧更加方便制造，且使用壽命延長。
[0021](3)轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)矩為非線性關(guān)系，即非線性剛度，小扭轉(zhuǎn)角時(shí)為低剛度，大扭轉(zhuǎn)角度時(shí)為高剛度，更加符合車輛傳動(dòng)隔振的需求。
[0022](4)避免了高速旋轉(zhuǎn)工況下由于離心力造成長弧形彈簧的變形而引起的摩擦、磨損。
【附圖說明】
[0023]
圖1為本發(fā)明的基于凸輪機(jī)構(gòu)的雙質(zhì)量飛輪的自發(fā)動(dòng)機(jī)端觀察的軸側(cè)圖(圖中隱去了第一質(zhì)量飛輪)。
[0024]圖2為本發(fā)明的基于凸輪機(jī)構(gòu)的雙質(zhì)量飛輪的自變速器端觀察的軸側(cè)圖(圖中隱去了第二質(zhì)量飛輪)。
[0025]圖3為本發(fā)明的基于凸輪機(jī)構(gòu)的雙質(zhì)量飛輪的剖視圖。
[0026]圖4為本發(fā)明的基于凸輪機(jī)構(gòu)的雙質(zhì)量飛輪的連接件示意圖。
[0027]圖5為本發(fā)明的基于凸輪機(jī)構(gòu)的雙質(zhì)量飛輪的彈性回位元件組的局部示意圖。
[0028]圖6為本發(fā)明的基于凸輪機(jī)構(gòu)的雙質(zhì)量飛輪的凸輪轉(zhuǎn)子和回位機(jī)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0030]結(jié)合圖1-圖6，一種基于凸輪機(jī)構(gòu)的雙質(zhì)量飛輪，包括平行設(shè)置的第一質(zhì)量飛輪1和第二質(zhì)量飛輪17，第一質(zhì)量飛輪1和第二質(zhì)量飛輪17之間的腔體為安裝腔，還包括扭轉(zhuǎn)減振機(jī)構(gòu)，扭轉(zhuǎn)減振機(jī)構(gòu)位于第一質(zhì)量飛輪1和第二質(zhì)量飛輪17之間的安裝腔內(nèi)。
[0031]所述扭轉(zhuǎn)減振機(jī)構(gòu)包括彈性回位元件組和凸輪轉(zhuǎn)子18，凸輪轉(zhuǎn)子18固定在第二質(zhì)量飛輪17的中心，若干個(gè)彈性回位元件組均勻分布在凸輪轉(zhuǎn)子18周圍，且與凸輪轉(zhuǎn)子18連接，彈性回位元件組包括彈簧套筒3、直彈簧4、滾輪7、回位機(jī)構(gòu)5、兩個(gè)連接件2和兩個(gè)直線導(dǎo)軌6，直彈簧4沿徑向設(shè)置，直彈簧4 一端伸入彈簧套筒3的一端，另一端與第一質(zhì)量飛輪1連接，彈簧套筒3的另一端設(shè)有滾輪7，滾輪7可以在回位機(jī)構(gòu)5上滾動(dòng)，回位機(jī)構(gòu)5固定在凸輪轉(zhuǎn)子18外壁；兩個(gè)直線導(dǎo)軌6設(shè)置在彈簧套筒3兩側(cè)，使得彈簧套筒3沿直線導(dǎo)軌6滑動(dòng)，直線導(dǎo)軌6固定在連接件2上，連接件2固定在第一質(zhì)量飛輪1上。
[0032]進(jìn)一步地，所述凸輪轉(zhuǎn)子18為三角形，三角形的三條邊為圓弧形，曲率半徑的中心朝向凸輪轉(zhuǎn)子18中心。
[0033]進(jìn)一步地，上述彈性回位元件組為三組，回位機(jī)構(gòu)5為弧形，其曲率半徑中心與凸輪轉(zhuǎn)子18的中心反向，回位機(jī)構(gòu)5與凸輪轉(zhuǎn)子18的圓弧形邊固連。
[0034]進(jìn)一步地，所述回位機(jī)構(gòu)5與凸輪轉(zhuǎn)子18的圓弧形邊的中部固連。
[0035]進(jìn)一步地，還包括三個(gè)止位銷16，止位銷16均勻分布在第二質(zhì)量飛輪17上，當(dāng)?shù)谝毁|(zhì)量飛輪1和第二質(zhì)量飛輪17的相對(duì)轉(zhuǎn)角為50° -65°時(shí)，止位銷16與連接件2接觸。
[0036]進(jìn)一步地，所述連接件2為中空構(gòu)件，朝向凸輪轉(zhuǎn)子18中心的側(cè)面，無擋板，止位銷16的高度低于連接件2高度，當(dāng)?shù)谝毁|(zhì)量飛輪1和第二質(zhì)量飛輪