扭轉(zhuǎn)準(zhǔn)零剛度隔振器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種扭轉(zhuǎn)準(zhǔn)零剛度隔振器，主要由具有負(fù)剛度的凸輪-滾輪-徑向彈簧機(jī)構(gòu)和硫化在第一、二連軸件上的具有正剛度的橡膠彈簧組成。另外還設(shè)有支撐徑向彈簧的徑向彈簧支撐部件，確保徑向彈簧僅徑向變形。當(dāng)?shù)谝?、二連軸件發(fā)生相對轉(zhuǎn)動時，凸輪-滾輪-徑向彈簧機(jī)構(gòu)產(chǎn)生負(fù)的扭轉(zhuǎn)剛度，橡膠彈簧具有扭轉(zhuǎn)正剛度，正負(fù)剛度元件的并聯(lián)組合使隔振器具有高靜剛度低動剛度特征：可承受較大的靜載，即傳遞較大靜態(tài)扭矩；靜平衡位置處剛度為零，且在其附近呈現(xiàn)微小剛度特性。因此，本發(fā)明可實現(xiàn)軸系超低頻扭轉(zhuǎn)振動的隔離。
【專利說明】扭轉(zhuǎn)準(zhǔn)零剛度隔振器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種隔振器，具體為一種橡膠金屬扭轉(zhuǎn)準(zhǔn)零剛度隔振器，適用于隔離 軸系扭轉(zhuǎn)振動，且具有低頻或超低頻隔振性能。

【背景技術(shù)】
[0002] 扭轉(zhuǎn)振動廣泛存在于汽車、艦船等工業(yè)科技領(lǐng)域中。艦船螺旋槳在周期脈動力作 用下引起傳動軸扭轉(zhuǎn)振動，汽車發(fā)動機(jī)曲柄軸在周期力作用下產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動。一方面，扭轉(zhuǎn) 振動傳遞至車體或船體結(jié)構(gòu)會影響汽車、艦船的乘駕舒適性，另外，扭轉(zhuǎn)將造成曲軸的早期 磨損，扭轉(zhuǎn)共振時振幅超過強(qiáng)度（剛度）極限而引起斷軸等嚴(yán)重事故。目前，一般采用阻尼 耗能的原理，通過在軸上附加阻尼系統(tǒng)（如橡膠-粘液式減振器），抑制共振振幅。然而，附 加系統(tǒng)將改變整個系統(tǒng)的固有頻率，對某一頻率減振有效，但可能惡化其他頻率的減振效 果，而且此類技術(shù)并沒有從根本上抑制扭轉(zhuǎn)振動向基礎(chǔ)的傳遞。
[0003] 經(jīng)檢索，中國發(fā)明專利"扭轉(zhuǎn)振動衰減裝置（申請?zhí)枺?01180075606. 6) "、"扭轉(zhuǎn)振 動減振器（申請?zhí)枺?01310057232. 6) "、"扭轉(zhuǎn)振動減振器（申請?zhí)枺?01310418440. 4) "、"扭 轉(zhuǎn)振動減振器（申請?zhí)枺?01280022395. 4) "、"扭轉(zhuǎn)振動減振器（申請?zhí)枺?01280019916. 0) " 等針對汽車傳動系統(tǒng)軸系的扭轉(zhuǎn)振動，結(jié)合離合器提出了若干扭轉(zhuǎn)振動減振器或消振器， 此類技術(shù)雖然在汽車傳動系統(tǒng)中比較成熟，但針對其他類軸系振動不具備通用型；另外，發(fā) 動機(jī)啟動加速階段，不可避免地經(jīng)過軸系共振區(qū)，必然引起較大振動，且針對超低頻振動， 上述減振器無法勝任。
[0004] 經(jīng)檢索，中國發(fā)明專利"滑動梁和彈簧組合非線性超低頻隔振器（申請?zhí)枺?201210145254. 3) "、"碟形橡膠準(zhǔn)零剛度隔振器（申請?zhí)枺?01310330360. 3) "、"屈 曲板型準(zhǔn)零剛度隔振器（申請?zhí)枺?01310330357. 1)"、"滾球型準(zhǔn)零剛度隔振器（申 請?zhí)枺?01310330359. 0) "、"承重可調(diào)準(zhǔn)零剛度電磁隔振器及其控制方法（申請?zhí)枺?201210081938. 1) "，實用新型專利"具有準(zhǔn)零剛度的非線性磁力隔振器（申請?zhí)枺?201120223834. 0) "、"一種準(zhǔn)零剛度隔振器（申請?zhí)枺?01420008107. 6) "、"具有準(zhǔn)零剛度的 單自由度垂直隔振系統(tǒng)（申請?zhí)枺?01320230643. 6)"提出了若干種針對垂向平動振動的準(zhǔn) 零剛度隔振器，但未檢索到針對扭轉(zhuǎn)振動的準(zhǔn)零剛度隔振器。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明目的是，針對現(xiàn)有技術(shù)不足，基于正負(fù)剛度并聯(lián)原理，提出一種扭轉(zhuǎn)準(zhǔn)零剛 度隔振器，以實現(xiàn)對軸系扭轉(zhuǎn)振動的隔離，特別是能有效隔離低頻（甚至超低頻）扭轉(zhuǎn)振 動。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明設(shè)計的一種扭轉(zhuǎn)準(zhǔn)零剛度隔振器，包括軸心線在同一直 線上的第一連軸件和第二連軸件，該第一連軸件和第二連軸件通過橡膠彈簧硫化在一起， 該第一連軸件的外壁固定設(shè)置多個凸輪；一圓柱筒的一端與第二連軸件一端固定連接，該 圓柱筒的內(nèi)壁固定設(shè)置多個徑向彈簧支撐部件；每一徑向彈簧支撐部件內(nèi)設(shè)置滑塊，滑塊 與徑向彈簧支撐部件之間設(shè)置徑向彈簧，該徑向彈簧具有一初始壓縮量，且滑塊在徑向彈 簧支撐部件內(nèi)自由滑動；每一滑塊的外端嵌設(shè)有滾輪，各滾輪與第一連軸件上設(shè)置的凸輪 一一對應(yīng)設(shè)置，且相對設(shè)置的滾輪形心與凸輪圓心的連線通過第一連軸件和第二連軸件的 軸心線；當(dāng)?shù)谝弧⒍B軸件發(fā)生相對轉(zhuǎn)動時,滾輪在凸輪上發(fā)生滾動且始終保持接觸,徑向 彈簧在徑向彈簧支撐部件內(nèi)僅發(fā)生徑向變形，且橡膠彈簧發(fā)生變形，在靜態(tài)扭矩作用下，橡 膠彈簧的扭轉(zhuǎn)剛度k e、徑向彈簧的剛度kh與徑向彈簧的初始壓縮量δ滿足：
[0007]
[0008] 其中，

【權(quán)利要求】
1. 一種扭轉(zhuǎn)準(zhǔn)零剛度隔振器，包括軸心線在同一直線上的第一連軸件（1)和第二連軸 件（9)，其特征在于，該第一連軸件和第二連軸件通過橡膠彈簧（8)硫化在一起，該第一連 軸件的外壁固定設(shè)置多個凸輪（2); -圓柱筒（7)的一端與第二連軸件固定連接，該圓柱 筒的內(nèi)壁固定設(shè)置多個徑向彈簧支撐部件（6);每一徑向彈簧支撐部件內(nèi)設(shè)置滑塊（5)，滑 塊與徑向彈簧支撐部件之間設(shè)置徑向彈簧（4)，該徑向彈簧具有一初始壓縮量，且滑塊在徑 向彈簧支撐部件內(nèi)自由滑動；每一滑塊的外端嵌設(shè)有滾輪（3)，各滾輪與第一連軸件上設(shè) 置的凸輪一一對應(yīng)設(shè)置，且相對設(shè)置的滾輪形心與凸輪圓心的連線通過第一連軸件和第二 連軸件的軸心線；當(dāng)?shù)谝?、二連軸件發(fā)生相對轉(zhuǎn)動時，滾輪在凸輪上發(fā)生滾動且始終保持接 觸，徑向彈簧在徑向彈簧支撐部件內(nèi)僅發(fā)生徑向變形，且橡膠彈簧發(fā)生變形，在靜態(tài)扭矩作 用下，橡膠彈簧的扭轉(zhuǎn)剛度1^、徑向彈簧的剛度kh與徑向彈簧的初始壓縮量δ滿足：
其中， ^ :滾輪的半徑； r2:凸輪的半徑； r3 :第一連軸件的橫截面半徑； ^第一連軸件的無量綱半徑，寫=WOl+r2); f;徑向彈簧的無量綱初始壓縮量，孑=今(/1十，
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的扭轉(zhuǎn)準(zhǔn)零剛度隔振器，其特征在于，該第二連軸件的與第一 連軸件連接端呈杯狀結(jié)構(gòu)，該杯狀結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置橡膠彈簧。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的扭轉(zhuǎn)準(zhǔn)零剛度隔振器，其特征在于，該徑向彈簧為機(jī)械螺旋 彈黃。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的扭轉(zhuǎn)準(zhǔn)零剛度隔振器，其特征在于，該凸輪、滾輪、滑塊及徑 向彈簧的數(shù)量分別為4個或多個。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的扭轉(zhuǎn)準(zhǔn)零剛度隔振器，其特征在于，該隔振器靜態(tài)承載量由 橡膠彈簧的剛度和初始扭轉(zhuǎn)變形量確定。
【文檔編號】F16F15/127GK104455199SQ201410558315
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月20日
【發(fā)明者】徐道臨, 周加喜 申請人:湖南大學(xué)