基于偏心飞轮的运动转换器及带有该运动转换器的减振装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种基于偏心飞轮的运动转换器及带有该运动转换器的减振装置，属 于振动控制领域。
【背景技术】
[0002] 2002年，英国剑桥大学的Smith教授通过对传统机电模拟理论的研究，提出"惯容" 概念，发明了一种封装质量的装置。该装置是一种以惯性实现"虚质量"的机械元件。惯容器 代替传统质量元件后，形成新的机电模拟理论，使得相应的机械系统和电路系统完全对应 模拟。Smith教授给出了惯容器的物理定义和动力学方程，设计出齿轮齿条式惯容器，研究 了惯容器在动力吸振系统、车辆悬架系统中的应用问题，并介绍了运用网络综合理论设计 机械网络的一般方法。
[0003] 现有的齿轮齿条式惯容器的工作原理是：当等大反向的力作用于沿齿条方向时， 齿条相对于箱体产生相对位移，齿条驱动第一小齿轮、大齿轮以及第二小齿轮旋转，从而驱 动飞轮旋转，由此实现飞轮惯性的封装。
[0004] 通过对惯容器结构分析，这些装置具有三个共同的特点：第一，所有的这些机构和 装置本质上都是一种力放大机构；第二，都利用了质量或飞轮的惯性;第三，都具有两个独 立、自由的端点，这一点也是惯容器元件区别于质量和转动惯量元件的最根本的特点。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、减震效果显著的基于偏心飞轮 的运动转换器及带有该运动转换器的减振装置。
[0006] 为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：
[0007] -种基于偏心飞轮的运动转换器，其关键技术在于:其包括转换器壳体、受力可移 动的齿条、第一小齿轮、第二小齿轮、大齿轮和偏心飞轮;所述齿条与第一小齿轮相嗤合，所 述第一小齿轮和大齿轮同轴设置;所述大齿轮和第二小齿轮相啮合，所述第二小齿轮和偏 心飞轮同轴设置;所述第一小齿轮和大齿轮之间共用的齿轮轴通过轴承固定在转换器壳体 上，所述第二小齿轮和偏心飞轮之间共用的齿轮轴通过轴承固定在转换器壳体上。
[0008] 进一步的，所述基于偏心飞轮的运动转换器还包括设置在所述齿条上端的上吊环 和设置在所述转换器壳体底部的下吊环。
[0009] -种带有基于偏心飞轮的运动转换器的减振装置，其包括基于偏心飞轮的运动转 换器、阻尼器和弹簧;所述运动转换器、阻尼器和弹簧并联设置，且所述运动转换器、阻尼器 和弹簧的两端分别接在质量块和地之间。
[0010] -种带有基于偏心飞轮的运动转换器的减振装置，其包括基于偏心飞轮的运动转 换器、阻尼器和弹簧;所述运动转换器、阻尼器和弹簧并联设置，且所述阻尼器和弹簧的两 端分别接在质量块和地之间；所述运动转换器的两端分别通过上吊环和下吊环与质量块和 地相连接。
[0011] 采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
[0012] 本发明的设计思路是根据惯容器是一种力放大机构的本质，同时又根据偏心轮转 动时的激振效果，设计出了一种偏心飞轮的运动转换器。
[0013] 所述基于偏心飞轮的运动转换器安装在传统的减振装置中，与弹簧和阻尼器并 联，通过理论计算和仿真实验，基于偏心飞轮的运动转换器的减振装置可以加宽系统在共 振区的频率范围，从而减小在共振区的幅值;通过仿真计算，基于偏心飞轮的运动转换器的 减振装置具有良好的减振效果。
[0014]与传统的减振装置相比，带有基于偏心飞轮的运动转换器的减振装置有以下优 点：在激振力很小，相对于传统的加惯容的系统在参数一定的情况下，共振峰后移，有较宽 共振峰，且共振幅值非常小;在激振力很大，相对于传统的加惯容的系统在参数一定的情况 下，共振峰衰减成宽频低振幅的曲线。
【附图说明】
[0015] 为了更清楚地说明本发明【具体实施方式】或现有技术中的技术方案，下面将对具体 实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的 附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前 提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0016] 图1是本发明中基于偏心飞轮的运动转换器的结构示意图。
[0017] 图2是图1的左视图。
[0018] 图3是本发明中带有基于偏心飞轮的运动转换器的减振装置的结构示意图。
[0019] 图4是在激振力为250N时，安装基于偏心飞轮的运动转换器的减振装置与无惯容、 加惯容系统的幅频曲线对比图。
[0020] 图5是在激振力为2000N时，安装基于偏心飞轮的运动转换器的减振装置与无惯 容、加惯容系统的幅频曲线对比图。
[0021] 其中，1齿条、2转换器壳体、3偏心飞轮、4上吊环、5第一小齿轮、6大齿轮、7第二小 齿轮、8下吊环、9基于偏心飞轮的运动转换器、10阻尼器、11质量块、12弹簧。
【具体实施方式】
[0022]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图1-5和具体实施例对 发明进行清楚、完整的描述。
[0023] 如图1~图3所示，一种基于偏心飞轮的运动转换器，其包括转换器壳体2、受力可 移动的齿条1、第一小齿轮5、第二小齿轮7、大齿轮6和偏心飞轮3;所述齿条1与第一小齿轮5 相嗤合，所述第一小齿轮5和大齿轮6同轴设置;所述大齿轮6和第二小齿轮7相嗤合，所述第 二小齿轮7和偏心飞轮3同轴设置;所述第一小齿轮5和大齿轮6之间共用的齿轮轴通过轴承 固定在转换器壳体2上，所述第二小齿轮7和偏心飞轮3之间共用的齿轮轴通过轴承固定在 转换器壳体2上。
[0024] 进一步的，所述基于偏心飞轮的运动转换器还包括设置在所述齿条1上端的上吊 环4和设置在所述转换器壳体2底部的下吊环8。
[0025]将所述弹簧12、阻尼器10和基于偏心飞轮的运动转换器9 一起并联在质量块11和 地面之间，给予质量块11 一定频率的激振力。
[0026] -种带有基于偏心飞轮的运动转换器的减振装置，其包括基于偏心飞轮的运动转 换器9、阻尼器10和弹簧12;所述运动转换器9、阻尼器10和弹簧12并联设置，且所述运动转 换器9、阻尼器10和弹簧12的两端分别接在质量块11和地之间。
[0027] -种带有基于偏心飞轮的运动转换器的减振装置，其包括基于偏心飞轮的运动转 换器9、阻尼器10和弹簧12;所述运动转换器9、阻尼器10和弹簧12并联设置，且所述阻尼器 10和弹簧12的两端分别接在质量块11和地之间；所述运动转换器9的两端分别通过上吊环4 和下吊环8与质量块11和地相连接。
[0028]本发明的工作过程及原理如下：