基于磁流变脂可变刚度的柔性联轴器的制作方法

本发明属于动力传递领域，特别涉及一种基于磁流变脂可变刚度的柔性联轴器。

背景技术：

联轴器是一种将两个回转轴连接在一起，使得两回转轴在传递运动和动力时同时回转的部件。目前常见的联轴器为刚性联轴器，由于对中性不好等原因，刚性联轴器所连接的两个回转轴轴线常常发生轴向位移，经向位移以及角位移，造成机械振动以及噪声，严重时可导致机械损坏。另外，由于两个回转轴被刚性连接在一起，常常会导致机械扭振，大大减弱了机械寿命。

磁流变脂(mrgrease)是磁流变材料的一个新的分支。它是由高分子聚合物(如橡胶等)和铁磁性颗粒组成，混合有铁磁性颗粒的聚合物在外加磁场作用下固化，使颗粒在基体中形成有序结构。由于其响应快(ms量级)、可逆性好(撤去磁场后，又恢复初始状态)，可以通过调节磁场大小来控制材料的力学、电学、磁学等性能连续变化，兼有磁流变材料和弹性体的优点，因此近年来，磁流变脂的制备、机理和应用受到越来越多的重视，成为磁流变材料研究的一个热点。由于磁流变脂在磁场作用下能显著改变其剪切模量，且其应用装置具有无需密封、性能稳定、响应迅速等特点，因此在小振幅柔性隔振系统中极具应用前景。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于磁流变脂可变刚度的柔性联轴器，通过调整阻尼和刚度，该联轴器可以调整和补偿由于附加载荷所引起的两轴线轴向位移、经向位移以及角位移，实现主从动轴之间的扭矩的连续不间断传递，能很大程度上抑制大型机械系统的振动和噪声。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于磁流变脂可变刚度的柔性联轴器，包括主动轴连接盘、电磁线圈、n个双头螺柱、n个磁流变脂、被动轴连接盘；

所述主动轴连接盘的盘面开有n个第一空心通孔，主动轴连接盘的侧面开有凹槽，所述电磁线圈饶于所述凹槽中；所述被动轴转动盘的盘面开有与n个第一空心通孔相对的n个第二空心通孔；所述磁流变脂为一中通的套筒结构，且其轴向长度小于主动轴连接盘的厚度，磁流变脂套于贯穿第一空心通孔、第二空心通孔的双头螺柱上，同时两端分别卡于第一空心通孔、第二空心通孔中，双头螺柱的两端通过螺母锁紧，以此通过n个磁流变脂将主动轴连接盘和被动轴连接盘连接形成一个柔性联轴器。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：1)创造性的将各项异性磁流变脂应用于动力传递系统中的柔性联轴器中，结合磁流变脂的力学性能随磁场可调的特点，可以在一定程度上抑制由于装配误差引起的振动现象，进而降低能量传递过程中的损耗以及器件工作的平稳性和准确性；2)可以避免传统联轴器由于对中性不好等原因引起附加载荷而对机器造成伤害，通过调整阻尼和刚度，可以调整和补偿由于附加载荷所引起的两轴线轴向位移，经向位移以及角位移，实现主从动轴之间的扭矩的连续不间断传递；3)具有较高的可控阻尼和刚度，可以解决轴系的扭振问题，对大型机械系统的振动和噪声起到很大的抑制作用。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1为本发明基于磁流变脂可变刚度的柔性联轴器的组件结构示意图。

图2为本发明基于磁流变脂可变刚度的柔性联轴器的装配结构示意图。

图3为本发明基于磁流变脂可变刚度的柔性联轴器中磁流变脂模量-磁场特性曲线图。

具体实施方式

结合图1和图2，本发明基于磁流变脂可变刚度的柔性联轴器，包括主动轴连接盘1、电磁线圈3、n个双头螺柱4、n个磁流变脂6、被动轴连接盘7；

主动轴连接盘1的盘面开有n个第一空心通孔2，主动轴连接盘1的侧面开有凹槽，电磁线圈3饶于凹槽中；被动轴转动盘7的盘面开有与n个第一空心通孔2相对的n个第二空心通孔8；磁流变脂6为一中通的套筒结构，且其轴向长度小于主动轴连接盘1的厚度，磁流变脂6套于贯穿第一空心通孔2、第二空心通孔8的双头螺柱4上，同时两端分别卡于第一空心通孔2、第二空心通孔8中，双头螺柱4的两端通过螺母5锁紧，以此通过n个磁流变脂6将主动轴连接盘1和被动轴连接盘7连接形成一个柔性联轴器。

进一步优选地，n个空心通孔2均匀分布。

示例性优选地，n＝4。

进一步地，螺母5与主动轴连接盘1或被动轴连接盘7之间设置弹性垫圈10。

示例性优选地，主动轴连接盘1、被动轴连接盘7、双头螺柱4、螺母5均采用铝合金材料。

进一步优选地，磁流变脂6采用各向异性弹性体。

本发明基于磁流变脂可变刚度的柔性联轴器的工作流程如下：

根据不同工况下，控制进入电磁线圈3中的电流大小，进而在磁流变脂6区域产生一定强度的磁通量9，使得磁流变脂6的力学特性如图3所示的储能模量和损耗因子发生变化，不断储存和消耗能量，从而控制振动现象，进而降低能量传递过程中的损耗以及器件工作的平稳性和准确性。

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述。

实施例1

基于磁流变脂可变刚度的柔性联轴器，包括主动轴连接盘1、电磁线圈3、n个双头螺柱4、n个磁流变脂6、被动轴连接盘7；

主动轴连接盘1的盘面开有n个第一空心通孔2，主动轴连接盘1的侧面开有凹槽，电磁线圈3饶于凹槽中；被动轴转动盘7的盘面开有与n个第一空心通孔2相对的n个第二空心通孔8；磁流变脂6为一中通的套筒结构，且其轴向长度小于主动轴连接盘1的厚度，磁流变脂6套于贯穿第一空心通孔2、第二空心通孔8的双头螺柱4上，同时两端分别卡于第一空心通孔2、第二空心通孔8中，双头螺柱4的两端通过螺母5锁紧，以此通过n个磁流变脂6将主动轴连接盘1和被动轴连接盘7连接形成一个柔性联轴器。

实施例2

在实施例1的基础上，n个空心通孔2均匀分布。

实施例3

在上述任意一个实施例的基础上，n＝4。

实施例4

在上述任意一个实施例的基础上，磁流变脂6采用各向异性弹性体。

实施例5

在上述任意一个实施例的基础上，主动轴连接盘1、被动轴连接盘7、双头螺柱4、螺母5均采用铝合金材料。

本发明的基于磁流变脂可变刚度的柔性联轴器，创造性的将各项异性磁流变脂应用于动力传递系统中的柔性联轴器中，结合磁流变脂的力学性能随磁场可调的特点，可以在一定程度上抑制由于装配误差引起的振动现象，进而降低能量传递过程中的损耗以及器件工作的平稳性和准确性。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种基于磁流变脂可变刚度的柔性联轴器，包括主动轴连接盘、电磁线圈、N个双头螺柱、N个磁流变脂、被动轴连接盘；主动轴连接盘、被动轴转动盘的盘面分别开有N个相对应的第一空心通孔、第二空心通孔，主动轴连接盘的侧面开有凹槽，电磁线圈饶于凹槽中；磁流变脂为中通套筒结构，其套于贯穿第一空心通孔、第二空心通孔的双头螺柱上，同时两端分别卡于第一空心通孔、第二空心通孔中，双头螺柱的两端通过螺母锁紧，以此通过N个磁流变脂将主动轴连接盘和被动轴连接盘连接形成一个柔性联轴器。本发明能够在一定程度上抑制由于装配误差引起的振动现象，进而降低能量传递过程中的损耗以及器件工作的平稳性和准确性。

技术研发人员：汪辉兴;王炅
受保护的技术使用者：南京理工大学
技术研发日：2019.08.12
技术公布日：2019.11.12