一種準零剛度聯(lián)軸器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種聯(lián)軸器，具體涉及一種既能有效傳遞驅(qū)動力矩又具有低頻隔振效果的準零剛度聯(lián)軸器，能夠很好地抑制軸系的扭轉(zhuǎn)振動。
【背景技術(shù)】
[0002]扭轉(zhuǎn)振動現(xiàn)象普遍存在于汽車、艦船、航空航天等領(lǐng)域，基本上所有的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)都有扭轉(zhuǎn)振動問題。扭轉(zhuǎn)振動會引起齒輪磨損、軸斷裂，進而影響機械設(shè)備的正常工作；劇烈的扭轉(zhuǎn)振動也會帶來噪聲問題，特別是飛機、艦船上的發(fā)動機，由于扭轉(zhuǎn)振動引起的強噪聲會嚴重影響隱身效果;對于精密工程領(lǐng)域，如航天器系統(tǒng)，扭轉(zhuǎn)振動會影響精密儀器的使用精度。
[0003]聯(lián)軸器是轉(zhuǎn)子系統(tǒng)必不可少的部件，它的主要作用是連接主動軸和從動軸，將主動軸的驅(qū)動力矩傳遞到從動軸上。聯(lián)軸器分為β Ij性聯(lián)軸器和彈性聯(lián)軸器兩類。β Ij性聯(lián)軸器傳遞驅(qū)動力矩的效果最好，但是不能隔離擾動力矩;彈性聯(lián)軸器如橡膠聯(lián)軸器，其具有一定的隔離扭轉(zhuǎn)振動的效果，但為了保證其傳遞驅(qū)動力矩的特性，扭轉(zhuǎn)剛度不可能做的很小，因此其隔振效果必然受到限制。因此本發(fā)明設(shè)計了一種準零剛度聯(lián)軸器，它具有低動態(tài)剛度、高靜態(tài)剛度的特性:低動態(tài)剛度可以使得轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)共振頻率很小，因而有很好的隔振效果;高靜態(tài)剛度可以使聯(lián)軸器有效地傳遞驅(qū)動力矩。
[0004]目前，準零剛度技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用于隔振領(lǐng)域，經(jīng)檢索有如下發(fā)明專利:“屈曲板型準零剛度隔振器(申請?zhí)?201310330357.1)”，“碟形橡膠準零剛度隔振器(申請?zhí)?201310330360.3 ;103398139B)”，“滾珠型準零剛度隔振器(申請?zhí)?201310330359.0)”，“一種具有準零剛度的阻尼可調(diào)平臺(申請?zhí)?201410032741.8)”，“一種采用環(huán)形永磁鐵產(chǎn)生負剛度的準零剛度隔振器(申請?zhí)?201410582655.4)”，“承重可調(diào)準零剛度電磁隔振器及其控制方法(申請?zhí)?201210081938.1)”等。這些都是平動方向的準零剛度隔振器，而將準零剛度技術(shù)應(yīng)用于扭轉(zhuǎn)振動隔離的研究很少。經(jīng)檢索，只有專利“扭轉(zhuǎn)準零剛度隔振器(申請?zhí)?201410558315.8)”提出了一種扭轉(zhuǎn)方向的準零剛度隔振器，但是這種方式的缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尺寸大，難以小型化、精密化。本發(fā)明利用高性能磁鐵的磁力作用產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)負剛度，設(shè)計出一種準零剛度聯(lián)軸器，其結(jié)構(gòu)緊湊，能夠更方便地應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種準零剛度聯(lián)軸器，既能有效傳遞驅(qū)動力矩，又能隔離擾動力矩，具有很寬的隔振頻帶，而且對低頻擾動具有很好的隔離效果;該聯(lián)軸器可用于解決轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的扭振問題，特別適用于精密轉(zhuǎn)子系統(tǒng)。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]—種準零剛度聯(lián)軸器，包括外殼4，設(shè)置在外殼4內(nèi)的內(nèi)軸5，所述內(nèi)軸5—端與外殼4底部通過橡膠彈簧3連接，所述橡膠彈簧3為齒式橡膠彈簧，其內(nèi)圈和內(nèi)軸5端部的齒互相卡緊，外圈和外殼4內(nèi)壁上的齒互相卡緊，從而保證外殼4扭轉(zhuǎn)時帶動內(nèi)軸5—起轉(zhuǎn)動;外磁環(huán)I固定在外殼4內(nèi)壁上，內(nèi)磁環(huán)2固定在內(nèi)軸5外周圈上，外磁環(huán)I和內(nèi)磁環(huán)2構(gòu)成磁力彈簧；軸承6外圈和外殼4配合，內(nèi)圈和內(nèi)軸5配合，軸承6用于限制內(nèi)軸5相對于外殼4的軸向運動和徑向運動;所述橡膠彈簧3為彈性連接件，其扭轉(zhuǎn)剛度為正，主要用來提供驅(qū)動力矩；當(dāng)橡膠彈簧3無扭轉(zhuǎn)變形時，外磁環(huán)I和內(nèi)磁環(huán)2的瓦片相互錯開，此時，聯(lián)軸器未處于工作狀態(tài)；當(dāng)聯(lián)軸器處于工作狀態(tài)時，橡膠彈簧3產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形，對應(yīng)于外磁環(huán)I和內(nèi)磁環(huán)2處于互斥的狀態(tài)，此時，外磁環(huán)I的瓦片正好和內(nèi)磁環(huán)2的瓦片正對，且相對的瓦片充磁方向恰好相反，因此由外磁環(huán)I和內(nèi)磁環(huán)2構(gòu)成的磁力彈簧產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)剛度為負;所述外殼4底部的孔用來連接主動軸，內(nèi)軸5遠離底部一端的孔用來連接從動軸。
[0008]當(dāng)聯(lián)軸器處于工作狀態(tài)時，磁力彈簧不產(chǎn)生磁力矩，故橡膠彈簧3的扭轉(zhuǎn)力矩不受影響;但磁力彈簧能夠產(chǎn)生很大的負剛度Km，會抵消橡膠彈簧3的正剛度Kr;通過選取外磁環(huán)I和內(nèi)磁環(huán)2的幾何參數(shù)時，能夠使其產(chǎn)生的負剛度Km近似于橡膠彈簧的正剛度Kr^PKm =Kr;則負磁剛度完全抵消橡膠彈簧3的正剛度，從而使總剛度達到準零狀態(tài)。
[0009]所述外磁環(huán)I和內(nèi)磁環(huán)2均由若干磁瓦拼接而成，磁瓦充磁方向沿徑向，且按照指向圓心、背離圓心的方式交替變化。
[0010]所述外磁環(huán)I和內(nèi)磁環(huán)2的磁瓦數(shù)量相同，均為2N，N為整數(shù)，N根據(jù)需要設(shè)計。
[0011 ]所述外磁環(huán)I和內(nèi)磁環(huán)2采用強磁性材料。
[0012]所述外殼4采用非導(dǎo)磁或弱導(dǎo)磁材料。
[0013]和現(xiàn)有的聯(lián)軸器技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
[0014]I)在保證有效傳遞驅(qū)動力矩的前提下，具有很寬的隔振頻帶，且對低頻擾動力矩有很好的隔振效果。
[0015]2)使用該聯(lián)軸器，可以顯著降低轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)振動水平。
[0016]3)該準零剛度聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)緊湊，可以實現(xiàn)小型化、精密化。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明準零剛度聯(lián)軸器示意圖。
[0018]圖2為圖1沿A-A向視圖即橡膠彈簧示意圖。
[0019]圖3為圖1沿B-B向視圖即不同狀態(tài)下磁力彈簧示意圖，其中，圖3(a)為聯(lián)軸器處于非工作狀態(tài)時的示意圖，圖3(b)為聯(lián)軸器處于工作狀態(tài)時的示意圖。
[0020]圖4為聯(lián)軸器與主動軸、從動軸連接示意圖。
[0021]圖5為磁力彈簧扭轉(zhuǎn)剛度-扭轉(zhuǎn)角關(guān)系曲線。
[0022]圖6為聯(lián)軸器總剛度-扭轉(zhuǎn)角關(guān)系曲線。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步詳細說明。
[0024]如圖1所示，本發(fā)明一種準零剛度聯(lián)軸器，包括外磁環(huán)1、內(nèi)磁環(huán)2，橡膠彈簧3，外殼4，內(nèi)軸5和軸承6。通過設(shè)計合適的夾具可將外磁環(huán)I固定在外殼4上，內(nèi)磁環(huán)2固定在內(nèi)軸5上。外磁環(huán)I和內(nèi)磁環(huán)2的結(jié)構(gòu)如圖3所示，均由若干片磁瓦組合