一種圓柱齒輪換向的離心式作動器的制造方法
【專利說明】
所屬技術(shù)領(lǐng)域
[0001]一種新型離心式作動器的設(shè)計(jì)方法，屬于作動器領(lǐng)域。本發(fā)明可以應(yīng)用的直升機(jī)、艦艇的振動主動控制系統(tǒng)。
技術(shù)背景
[0002]振動主動控制伺服作動系統(tǒng)滿足直升機(jī)和艦艇的應(yīng)用需求，解決機(jī)體和艦艇振動的共性問題，通過加裝該控制系統(tǒng)，可大幅降低機(jī)體和艦艇的結(jié)構(gòu)振動，減少疲勞失效，提高直升機(jī)和艦艇的使用壽命，結(jié)構(gòu)振動的降低也能提升機(jī)體和艦艇的隱身能力和戰(zhàn)場生存能力，乘員舒適性也得到極大改善。
[0003]目前使用的振動主動控制作動系統(tǒng)主要包括液壓式作動器、電磁式作動器和離心式作動器。離心式作動器通過控制一個(gè)或者多個(gè)偏心塊轉(zhuǎn)動的頻率和相位，即可實(shí)現(xiàn)給定幅值和頻率的力輸出，其結(jié)構(gòu)簡單緊湊，輸出力/質(zhì)量比大，綜合性能優(yōu)于液壓式和電磁式作動器。
[0004]目前已有的離心式作動器主要用于艦艇，主要用來抑制動力裝置和螺旋槳噪聲的振動，結(jié)構(gòu)尺寸大，不適用于機(jī)體和艦艇特定結(jié)構(gòu)的振動抑制。
[0005]專利“申請專利號:200520020600.0，公開日:2005.04.12，公開號:CN 2787922Y”中提出的離心式作動器，其特點(diǎn)是:通過異步電機(jī)和皮帶輪帶動兩套偏心轉(zhuǎn)子反向旋轉(zhuǎn)，兩套偏心轉(zhuǎn)子通過齒輪嚙合。通過撥叉帶動螺旋齒輪軸向移動，來調(diào)整減振力的幅值。
[0006]專利“申請專利號:200810137202.5，公開日:2009.02.11，公開號:CN 101363502A”中提出的離心式作動器，其特點(diǎn)是:通過異步電機(jī)帶動兩套偏心轉(zhuǎn)子反向旋轉(zhuǎn)，偏心質(zhì)量塊套在與平行轉(zhuǎn)動軸垂直的滑竿上，通過撥叉和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)來調(diào)整質(zhì)量塊的偏心距離來改變輸出力的大小。
[0007]專利200520020600.0和專利200810137202.5的機(jī)構(gòu)和力幅值的調(diào)節(jié)方式均和本發(fā)明不一致，該種類型的離心式作動器主要用于艦艇，主要用來抑制動力裝置和螺旋槳噪聲的振動，結(jié)構(gòu)尺寸大，不適用于機(jī)體和艦艇特定結(jié)構(gòu)的振動抑制。
[0008]專利“申請專利號:201310109857.2，公開日:2005.07.24，公開號:CN 103216577
A”中提出的離心式作動器，其特點(diǎn)是:每臺作動器中包含兩套力發(fā)生器，每套力發(fā)生器中的電機(jī)依靠正交嚙合的錐齒輪帶動兩個(gè)偏心轉(zhuǎn)盤同軸反向旋轉(zhuǎn)，電機(jī)與轉(zhuǎn)動軸正交安裝，通過控制一臺電機(jī)即可實(shí)現(xiàn)一套力發(fā)生器的輸出力的頻率，通過控制兩套力發(fā)生器之間的相位差，可以實(shí)現(xiàn)作動器輸出力幅值的控制。該發(fā)明所設(shè)計(jì)的電機(jī)與偏心轉(zhuǎn)盤正交安裝的方式結(jié)構(gòu)不緊湊，體積較大，不適用于對重量體積要求較高的直升機(jī)等裝置的振動主動控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為了克服現(xiàn)有離心式作動器尺寸重量大的缺點(diǎn)，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種緊湊的離心式作動器結(jié)構(gòu)，其中:每臺離心式作動器包含兩臺離心力作動單元，離心式作動器通過法蘭盤或安裝座與振動體連接；
[0010]每臺離心力作動單元包含作動單元?dú)んw1、左偏心轉(zhuǎn)盤組件、右偏心轉(zhuǎn)盤組件、無刷直流電機(jī)、換向圓柱齒輪組；
[0011 ] 左偏心轉(zhuǎn)盤組件包括左軸承2、左偏心塊3、左轉(zhuǎn)盤7和左軸承擋圈8，左軸承2的內(nèi)圈安裝在左轉(zhuǎn)盤7的外圓上，左偏心塊3通過螺釘與左轉(zhuǎn)盤7連接，左偏心塊3和左軸承擋圈8上的凸臺對左軸承2進(jìn)行夾緊；
[0012]右偏心轉(zhuǎn)盤組件包括右軸承9、右偏心塊10、右轉(zhuǎn)盤16和右軸承擋圈20。右軸承9的內(nèi)圈安裝在右轉(zhuǎn)盤16的外圓上，右偏心塊10通過螺釘與右轉(zhuǎn)盤16連接，右偏心塊10和右軸承擋圈20上的凸臺對右軸承9進(jìn)行夾緊；
[0013]無刷直流電機(jī)包括電機(jī)轉(zhuǎn)子17、電機(jī)定子18和電機(jī)殼體19，右轉(zhuǎn)盤16通過螺釘與電機(jī)轉(zhuǎn)子17連接，電機(jī)轉(zhuǎn)動軸與左偏心轉(zhuǎn)盤組件轉(zhuǎn)軸和右偏心轉(zhuǎn)盤組件轉(zhuǎn)軸同軸安裝；
[0014]換向齒輪組包括左上齒輪4、左下齒輪6、右上齒輪11、右中齒輪13、右下齒輪15、上軸承桿5，下軸承桿14以及軸承桿軸承21、軸承桿軸承22、軸承桿軸承23和軸承桿軸承24，左上齒輪4和右上齒輪11通過鍵連接到上軸承桿5上，上軸承桿5通過軸承桿軸承21和22安裝到作動單元?dú)んwI上，右中齒輪13通過鍵安裝在下軸承桿14上，軸承桿14通過軸承桿軸承23和軸承桿軸承24安裝在作動單元?dú)んwI上，右上齒輪11和右下齒輪13嚙合，左下齒輪6通過鍵安裝在左轉(zhuǎn)盤7上，右下齒輪15通過鍵安裝在右轉(zhuǎn)盤16上，左上齒輪4和左下齒輪6嚙合，右中齒輪13和右下齒輪15嚙合，左下齒輪6和右下齒輪15同軸反向旋轉(zhuǎn)。
[0015]上述結(jié)構(gòu)中，在左偏心塊3和右偏心塊10中填充有其他大密度金屬。
[0016]上述結(jié)構(gòu)中，左上齒輪4和左下齒輪6安裝在作動單元?dú)んwI左側(cè)，與左轉(zhuǎn)盤7連接，右上齒輪11、右中齒輪13和右下齒輪5安裝在作動單元?dú)んwI右側(cè)，與右轉(zhuǎn)盤16連接，也可更換為左上齒輪4和左下齒輪6安裝在作動單元?dú)んwI右側(cè)，與右轉(zhuǎn)盤16連接，右上齒輪11、右中齒輪13和右下齒輪5安裝在作動單元?dú)んwI左側(cè)，與左轉(zhuǎn)盤7連接。
[0017]上述結(jié)構(gòu)中，當(dāng)轉(zhuǎn)盤足夠大時(shí)，設(shè)計(jì)左轉(zhuǎn)盤7上的軸與左偏心塊3在左轉(zhuǎn)盤7同側(cè)，左轉(zhuǎn)盤7上的左偏心塊3朝向電機(jī)安裝，換向齒輪組位于左偏心轉(zhuǎn)盤組件內(nèi)部。
[0018]有益效果:
[0019]I)每臺離心式作動器采用兩個(gè)離心力作動單元，兩個(gè)作動單元分別安裝于振動體，可以減少離心式作動器的加工難度；
[0020]2)驅(qū)動電機(jī)采用盤式無刷直流電機(jī)，偏心轉(zhuǎn)盤直接與電機(jī)轉(zhuǎn)子固連，偏心塊直接圍繞電機(jī)殼體外沿旋轉(zhuǎn)，可以有效減小離心式作動器的軸向尺寸；
[0021]3)左右偏心轉(zhuǎn)盤組件采用圓柱齒輪組進(jìn)行換向，由一臺無刷直流電機(jī)同時(shí)驅(qū)動兩個(gè)轉(zhuǎn)盤同軸反向旋轉(zhuǎn)，可以減小電機(jī)驅(qū)動器的個(gè)數(shù)，減少控制方法的復(fù)雜程度；
[0022]4)左右偏心轉(zhuǎn)盤組件依靠齒輪機(jī)械嚙合的方式保證在任意時(shí)刻相對力輸出軸轉(zhuǎn)過相同的角度(方向相反)，可以減少控制方法的復(fù)雜程度。
【附圖說明】
:
[0023]圖1本發(fā)明離心式作動器離心力作動單元結(jié)構(gòu)示意圖
[0024]圖2偏心轉(zhuǎn)盤組件示意圖
[0025]圖3齒輪組示意圖
[0026]圖4齒輪組示意圖
[0027]圖5左偏心轉(zhuǎn)盤組件示意圖
[0028]圖6右偏心轉(zhuǎn)盤組件示意圖
[0029]圖7換向齒輪組示意圖
[0030]圖中標(biāo)號名稱:
[0031]I作動單元?dú)んw 2左軸承3左偏心塊4左上齒輪
[0032]5上軸承桿 6左下齒輪7左轉(zhuǎn)盤8左軸承擋圈
[0033]9右軸承 10右偏心塊11右上齒輪12連接螺釘
[0034]13右中齒輪 14下軸承桿15右下齒輪16右轉(zhuǎn)盤
[0035]17電機(jī)轉(zhuǎn)子 18電機(jī)定子19電機(jī)殼體20右軸承擋圈
[0036]21軸承桿軸承I 22軸