一种变惯量装置、传动系统和惯量确定方法

文档序号:42217871发布日期:2025-06-20 18:57阅读:44来源:国知局

本发明涉及机械传动,特别涉及一种变惯量装置、传动系统和惯量确定方法。


背景技术:

1、齿轮是传动系统的关键核心部件,在工业、车辆、船舶及航天领域得到广泛应用。随着传动系统逐渐向高速、重载方向发展,在系统运行过程中受到多源强激励作用,振动导致的破坏、噪声等问题不可避免。其中,由于系统部件多、结构复杂、受宽频激励作用,系统共振问题尤为显著,严重时甚至造成零部件的疲劳破坏,产生动力中断等。

2、其中,传动系统部件惯量是影响系统振动强度及固有频率大小的关键参数。但是在实际的运用中,装备成型后是相对固定的,在实际运行过程中系统关键部件惯量参数无法随着工况的变化进行实时减振调节,这导致共振区间无法进行减振调节,成为诱发系统故障的隐患。

3、因此,如何解决传动系统的惯量在装备成型后固定的技术问题,是目前本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现思路

1、有鉴于此,本发明提供了变惯量装置,通过滑块的设置,解决传动系统的惯量在装备成型后固定的技术问题。

2、本发明还提供了一种包括上述变惯量装置的传动系统。

3、本发明还提供了一种包括上述传动系统的惯量确定方法。

4、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

5、一种运用于齿轮,包括:橡胶盘和变惯量组件;

6、所述橡胶盘安装于所述齿轮的端面,且所述橡胶盘的中心轴线和齿轮的中心轴线同轴,以使所述橡胶盘跟随所述齿轮做同轴旋转运动;

7、所述变惯量组件包括:滑块、电磁铁和导向槽;

8、所述橡胶盘开设有所述导向槽,且所述导向槽沿所述橡胶盘的径向延伸,所述导向槽设有所述电磁铁,所述滑块设置于所述导向槽内,且能够沿所述导向槽滑动,所述电磁铁通有电流以产生作用于所述滑块的电磁力;

9、其中,当所述滑块处于第一状态时,所述齿轮开始做旋转运动,所述滑块受到离心力的作用下沿着所述导向槽滑动;当所述滑块处于第二状态时,所述齿轮做均速旋转运动,所述滑块在受到所述离心力和所述电磁力的作用下固定于所述导向槽的某一位置。

10、优选地,所述导向槽内设有与所述滑块相配合的滑轨槽;

11、所述滑块设有凸台,所述凸台设有用于放置滚珠的滚珠槽,所述滚珠能够相对于滚珠槽滚动;

12、所述凸台卡入所述滑轨槽内后,所述滚珠用于与所述滑轨槽滚动滑动配合。

13、优选地,所述导向槽由所述橡胶盘部分端面凹陷形成,所述导向槽的近心端设有所述电磁铁。

14、优选地,所述变惯量组件的数量为多组,每组的所述变惯量组件的所述导向槽开设于所述橡胶盘,且所述导向槽沿所述橡胶盘的径向延伸。

15、优选地,所述变惯量组件的数量为四组,相邻两组所述变惯量组件的导向槽之间的夹角为90度。

16、优选地,所述橡胶盘数量为两个,一所述橡胶盘安装于所述齿轮的一端面,另一所述橡胶盘安装于所述齿轮的另一端面。

17、一种传动系统,包括:齿轮,还包括:上述的变惯量装置;

18、所述齿轮沿其中心轴线贯穿开设有齿轮轴孔,所述齿轮端面部分凹陷形成端面槽;

19、所述橡胶盘沿其中心轴线贯穿开设有橡胶轴孔;

20、其中,所述橡胶盘嵌入安装于所述端面槽内后,所述橡胶轴孔套设于所述齿轮轴孔的外周壁。

21、一种惯量确定方法,适用于上述的传动系统,包括步骤:

22、得到所述齿轮惯量,得到所述变惯量装置惯量;

23、基于所述齿轮惯量和所述变惯量装置惯量得到总惯量;

24、所述得到所述齿轮惯量,包括;

25、获得所述齿轮的质量、所述齿轮的齿顶圆半径和所述齿轮的齿轮轴孔半径;

26、基于所述质量,所述齿顶圆半径和所述齿轮轴孔半径,得到齿轮的惯量;

27、所述得到所述变惯量装置惯量,包括;

28、使所述齿轮做均速旋转运动,所述滑块在受到所述离心力和所述电磁力的作用下固定于所述导向槽的某一位置;

29、基于获得的所述齿轮的齿轮轴孔半径、所述橡胶盘密度、所述滑块密度、所述导向槽的宽度、圆心角度、所述导向槽的长度和距离,构建变惯量装置函数;其中,所述导向槽的宽度部位在所述齿轮径向上的投影与所述齿轮的部分齿根圆弧重合,重合的所述齿根圆弧所对应的圆弧圆心角度为所述圆心角度;对应的所述齿轮的齿根圆弧所构成的角度;所述距离为某一位置上的所述滑块与所述齿轮的中心轴线之间的距离;

30、将距离输入所述变惯量装置函数中,得到变惯量装置惯量。

31、优选地,所述滑块在受到所述离心力和所述电磁力的作用下固定于所述导向槽的某一位置,至少包括以下之一:

32、若所述电磁铁通有正向电流则产生电磁吸力,所述滑块处于第二状态,所述滑块在受到所述离心力和所述电磁吸力的作用下固定于所述导向槽的某一位置;

33、若所述电磁铁通有反向电流则产生电磁吸力,所述滑块处于第二状态,所述滑块在受到所述离心力和所述电磁吸力的作用下固定于所述导向槽的某一位置;

34、优选地,所述滑块在受到所述离心力和所述电磁力的作用下固定于所述导向槽的某一位置,包括:

35、所述电磁铁通有电流,所述滑块处于第二状态,所述滑块在受到所述离心力和所述电磁力的作用下固定于所述导向槽的某一位置,其中,所述电磁力的大小和所述电流呈正相关。

36、从上述的技术方案可以看出,本发明提供的变惯量装置,将变惯量装置固定于齿轮上,并跟随齿轮转动,通过改变变惯量装置的惯量,进而改变传动系统的惯量。需要说明的是,变惯量组件的滑块在离心力和电磁力的合力下,能够固定于导向槽的某一位置,由于合力大小和方向不同,滑块位于导向槽内的位置也不同,即利用滑块位于不同位置对传动系统的惯量进行调节,从而达到调节系统固有频率分布状态的目的,降低系统发生共振的概率。

37、本发明还提供了一种传动系统,由于采用了上述变惯量装置,因此其也就具有相应的有益效果,具体可以参照前面说明,在此不再赘述。

38、本发明还提供了一种惯量确定方法,由于采用了上述传动系统,因此其也就具有相应的有益效果,具体可以参照前面说明,在此不再赘述。



技术特征:

1.一种变惯量装置,运用于齿轮(1),其特征在于,包括:橡胶盘(5)和变惯量组件;

2.根据权利要求1所述的变惯量装置,其特征在于,所述导向槽(6)内设有与所述滑块(2)相配合的滑轨槽;

3.根据权利要求1所述的变惯量装置,其特征在于,所述导向槽(6)由所述橡胶盘(5)部分端面凹陷形成,所述导向槽(6)的近心端(61)设有所述电磁铁(3)。

4.根据权利要求1所述的变惯量装置,其特征在于,所述变惯量组件的数量为多组,每组的所述变惯量组件的所述导向槽(6)开设于所述橡胶盘(5),且所述导向槽(6)沿所述橡胶盘(5)的径向延伸。

5.根据权利要求4所述的变惯量装置,其特征在于,所述变惯量组件的数量为四组,相邻两组所述变惯量组件的导向槽(6)之间的夹角为90度。

6.根据权利要求1所述的变惯量装置,其特征在于,所述橡胶盘(5)数量为两个,一所述橡胶盘(5)安装于所述齿轮(1)的一端面,另一所述橡胶盘(5)安装于所述齿轮(1)的另一端面。

7.一种传动系统,包括:齿轮(1),其特征在于,还包括:如权利要求1-6任意一项所述的变惯量装置;

8.一种惯量确定方法,其特征在于,适用于权利要求7所述传动系统,包括步骤:

9.根据权利要求8所述的惯量确定方法,其特征在于,所述滑块(2)在受到所述离心力和所述电磁力的作用下固定于所述导向槽(6)的某一位置,至少包括以下之一:

10.根据权利要求8所述的惯量确定方法,其特征在于,所述滑块(2)在受到所述离心力和所述电磁力的作用下固定于所述导向槽(6)的某一位置,包括:


技术总结
本发明公开了一种变惯量装置、传动系统和惯量确定方法,包括:橡胶盘和变惯量组件;橡胶盘安装于齿轮的端面,且橡胶盘的中心轴线和齿轮的中心轴线同轴,以使橡胶盘跟随齿轮做同轴旋转运动;变惯量组件包括:滑块、电磁铁和导向槽;橡胶盘开设有导向槽,且导向槽沿橡胶盘的径向延伸,导向槽设有电磁铁,滑块设置于导向槽内,且能够沿导向槽滑动,电磁铁通有电流以产生作用于滑块的电磁力,当滑块处于第二状态时,齿轮做均速旋转运动,滑块在受到离心力和电磁力的作用下固定于导向槽的某一位置。本技术方案将变惯量装置固定于齿轮上,并跟随齿轮转动,通过改变变惯量装置的惯量,进而改变传动系统的惯量。

技术研发人员:严鹏飞,闫宏伟,高强,李亚宁,王福杰,卫红梅
受保护的技术使用者:中北大学
技术研发日:
技术公布日:2025/6/19
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