本發(fā)明涉及扭轉(zhuǎn)減振，特別是涉及一種準(zhǔn)零剛度傳動(dòng)連接裝置。
背景技術(shù)：
1、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)問(wèn)題一直是影響車輛行駛安全性和乘坐舒適性的關(guān)鍵因素；長(zhǎng)期以來(lái)，科研人員與工程師們不懈努力，致力于探索各種方法來(lái)有效降低傳動(dòng)系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)；被動(dòng)線性隔振技術(shù)憑借其工程實(shí)用性和可靠性，在工程領(lǐng)域內(nèi)獲得了廣泛的應(yīng)用。
2、被動(dòng)線性隔振器作為傳動(dòng)連接裝置的典型形式為質(zhì)量-彈簧-阻尼系統(tǒng)，其工作原理在于，當(dāng)激勵(lì)頻率高于隔振器的固有頻率一定倍數(shù)時(shí)，方能發(fā)揮出顯著的隔振效果。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，面對(duì)特定系統(tǒng)需求，線性隔振器需要更低的剛度來(lái)隔離低頻振動(dòng)，但低剛度難以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩傳遞和傳動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定性要求，因此亟需一種能夠滿足高靜剛度特性和隔振所需的低動(dòng)剛度特性的扭轉(zhuǎn)減振器。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是提供一種準(zhǔn)零剛度傳動(dòng)連接裝置，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，能夠滿足高靜剛度特性和隔振所需的低動(dòng)剛度特性的傳動(dòng)需求，實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)的有效隔離。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：
3、本發(fā)明提供一種準(zhǔn)零剛度傳動(dòng)連接裝置，包括主動(dòng)盤(pán)、從動(dòng)盤(pán)、正剛度機(jī)構(gòu)及負(fù)剛度機(jī)構(gòu)；主動(dòng)盤(pán)用于傳遞輸入轉(zhuǎn)矩；從動(dòng)盤(pán)與所述主動(dòng)盤(pán)同軸連接并能夠周向上相對(duì)扭轉(zhuǎn)，用于傳遞輸出轉(zhuǎn)矩；正剛度機(jī)構(gòu)包括沿周向分布于所述主動(dòng)盤(pán)和所述從動(dòng)盤(pán)之間的多組周向緩沖組件，各所述周向緩沖組件均能夠連接于所述主動(dòng)盤(pán)和所述從動(dòng)盤(pán)，所述主動(dòng)盤(pán)與所述從動(dòng)盤(pán)周向相對(duì)扭轉(zhuǎn)并能夠在周向上使所述周向緩沖組件發(fā)生彈性變形；負(fù)剛度機(jī)構(gòu)包括沿周向分布于所述主動(dòng)盤(pán)和所述從動(dòng)盤(pán)之間的多組徑向緩沖組件，各所述徑向緩沖組件均包括柱銷、滾珠和彈性部件，所述柱銷軸向與所述從動(dòng)盤(pán)軸向平行，所述彈性部件沿平行于所述從動(dòng)盤(pán)徑向分布，所述滾珠設(shè)置于所述彈性部件外側(cè)；所述主動(dòng)盤(pán)與所述從動(dòng)盤(pán)周向相對(duì)扭轉(zhuǎn)時(shí)，所述柱銷能夠相對(duì)于所述滾珠和所述彈性部件周向運(yùn)動(dòng)，以使所述柱銷能夠擠壓所述滾珠進(jìn)而擠壓所述彈性部件在平行于所述從動(dòng)盤(pán)徑向上發(fā)生彈性變形。
4、優(yōu)選地，所述柱銷一端與所述主動(dòng)盤(pán)固定連接，所述彈性部件設(shè)置于所述從動(dòng)盤(pán)上，所述滾珠滾動(dòng)設(shè)置于所述彈性部件外側(cè)。
5、優(yōu)選地，所述彈性部件包括框體以及設(shè)置于所述框體內(nèi)的徑向彈性件，所述框體與所述從動(dòng)盤(pán)固定連接，所述框體外側(cè)具有通孔，且所述通孔處滾動(dòng)設(shè)置有所述滾珠；所述柱銷能夠擠壓所述滾珠，并通過(guò)所述滾珠壓縮所述徑向彈性件。
6、優(yōu)選地，所述柱銷通過(guò)擠壓座固定連接于所述主動(dòng)盤(pán)上，所述主動(dòng)盤(pán)與所述從動(dòng)盤(pán)相對(duì)扭轉(zhuǎn)時(shí)，所述柱銷或所述擠壓座能夠與所述滾珠始終保持接觸。
7、優(yōu)選地，所述主動(dòng)盤(pán)與所述從動(dòng)盤(pán)未發(fā)生相對(duì)扭轉(zhuǎn)時(shí)，在同一圓截面上，所述滾珠中心和所述主動(dòng)盤(pán)中心的連線與所述柱銷中心和所述主動(dòng)盤(pán)中心的連線具有預(yù)轉(zhuǎn)角。
8、優(yōu)選地，各所述周向緩沖組件均包括沿所述主動(dòng)盤(pán)和所述從動(dòng)盤(pán)厚度方向并排設(shè)置的兩排周向彈性件，各所述周向彈性件兩端均分別連接于所述主動(dòng)盤(pán)和所述從動(dòng)盤(pán)。
9、優(yōu)選地，所述主動(dòng)盤(pán)包括同軸設(shè)置于所述從動(dòng)盤(pán)兩側(cè)的主框架和副框架，所述主框架和所述副框架通過(guò)貫穿所述從動(dòng)盤(pán)的連接件固定連接。
10、優(yōu)選地，所述副框架與所述從動(dòng)盤(pán)之間設(shè)置有緩沖彈簧。
11、優(yōu)選地，所述從動(dòng)盤(pán)內(nèi)圈設(shè)置有用于傳遞輸出扭矩的弧齒輪。
12、優(yōu)選地，所述柱銷與所述滾珠相對(duì)運(yùn)動(dòng)至在同一圓截面上，所述滾珠中心和所述主動(dòng)盤(pán)中心的連線與所述柱銷中心和所述主動(dòng)盤(pán)中心的連線重合時(shí)位于平衡位置，所述正剛度機(jī)構(gòu)和所述負(fù)剛度機(jī)構(gòu)之間有唯一的準(zhǔn)零剛度條件，滿足準(zhǔn)零剛度條件的扭矩和動(dòng)態(tài)剛度表達(dá)式依次如下：
13、；
14、；
15、其中，
16、，，；
17、式中：為主從動(dòng)盤(pán)相對(duì)扭轉(zhuǎn)角度的無(wú)量綱表示，為徑向彈性件安裝半徑的無(wú)量綱表示，為周向彈性件作用半徑的無(wú)量綱表示，為滾珠與柱銷接觸半徑的無(wú)量綱表示，和分別為徑向彈性件的無(wú)量綱變形量和最大無(wú)量綱變形量，為徑向彈性件的無(wú)量綱自由高度，為徑向彈性件的無(wú)量綱外半徑。
18、本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)取得了以下技術(shù)效果：
19、本發(fā)明提供的準(zhǔn)零剛度傳動(dòng)連接裝置，主動(dòng)盤(pán)和從動(dòng)盤(pán)之間設(shè)置有正剛度機(jī)構(gòu)和負(fù)剛度機(jī)構(gòu)，開(kāi)始工作時(shí)，主動(dòng)盤(pán)和從動(dòng)盤(pán)發(fā)生相對(duì)扭轉(zhuǎn)，正剛度機(jī)構(gòu)的多個(gè)周向緩沖組件進(jìn)行緩沖并傳遞扭矩，且當(dāng)負(fù)剛度機(jī)構(gòu)的柱銷和滾珠接觸擠壓時(shí)，負(fù)剛度機(jī)構(gòu)開(kāi)始作用，與正剛度機(jī)構(gòu)共同組成正負(fù)剛度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，使得系統(tǒng)在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)矩下達(dá)到準(zhǔn)零剛度狀態(tài)，能夠滿足高靜剛度特性和隔振所需的低動(dòng)剛度特性需求，實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)的有效隔離。
1.一種準(zhǔn)零剛度傳動(dòng)連接裝置，其特征在于：包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的準(zhǔn)零剛度傳動(dòng)連接裝置，其特征在于：所述柱銷（42）一端與所述主動(dòng)盤(pán)（1）固定連接，所述彈性部件（44）設(shè)置于所述從動(dòng)盤(pán)（2）上，所述滾珠（43）滾動(dòng)設(shè)置于所述彈性部件（44）外側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的準(zhǔn)零剛度傳動(dòng)連接裝置，其特征在于：所述彈性部件（44）包括框體（45）以及設(shè)置于所述框體（45）內(nèi)的徑向彈性件（46），所述框體（45）與所述從動(dòng)盤(pán)（2）固定連接，所述框體（45）外側(cè)具有通孔，且所述通孔處滾動(dòng)設(shè)置有所述滾珠（43）；所述柱銷（42）能夠擠壓所述滾珠（43），并通過(guò)所述滾珠（43）壓縮所述徑向彈性件（46）。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的準(zhǔn)零剛度傳動(dòng)連接裝置，其特征在于：所述柱銷（42）通過(guò)擠壓座（11）固定連接于所述主動(dòng)盤(pán)（1）上，所述主動(dòng)盤(pán)（1）與所述從動(dòng)盤(pán)（2）相對(duì)扭轉(zhuǎn)時(shí)，所述柱銷（42）或所述擠壓座（11）能夠與所述滾珠（43）始終保持接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的準(zhǔn)零剛度傳動(dòng)連接裝置，其特征在于：所述主動(dòng)盤(pán)（1）與所述從動(dòng)盤(pán)（2）未發(fā)生相對(duì)扭轉(zhuǎn)時(shí)，在同一圓截面上，所述滾珠（43）中心和所述主動(dòng)盤(pán)（1）中心的連線與所述柱銷（42）中心和所述主動(dòng)盤(pán)（1）中心的連線具有預(yù)轉(zhuǎn)角。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的準(zhǔn)零剛度傳動(dòng)連接裝置，其特征在于：各所述周向緩沖組件（31）均包括沿所述主動(dòng)盤(pán)（1）和所述從動(dòng)盤(pán)（2）厚度方向并排設(shè)置的兩排周向彈性件（32），各所述周向彈性件（32）兩端均分別連接于所述主動(dòng)盤(pán)（1）和所述從動(dòng)盤(pán)（2）。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的準(zhǔn)零剛度傳動(dòng)連接裝置，其特征在于：所述主動(dòng)盤(pán)（1）包括同軸設(shè)置于所述從動(dòng)盤(pán)（2）兩側(cè)的主框架（12）和副框架（13），所述主框架（12）和所述副框架（13）通過(guò)貫穿所述從動(dòng)盤(pán)（2）的連接件固定連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的準(zhǔn)零剛度傳動(dòng)連接裝置，其特征在于：所述副框架（13）與所述從動(dòng)盤(pán)（2）之間設(shè)置有緩沖彈簧（14）。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的準(zhǔn)零剛度傳動(dòng)連接裝置，其特征在于：所述從動(dòng)盤(pán)（2）內(nèi)圈設(shè)置有用于傳遞輸出扭矩的弧齒輪（21）。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的準(zhǔn)零剛度傳動(dòng)連接裝置，其特征在于：所述柱銷（42）與所述滾珠（43）相對(duì)運(yùn)動(dòng)至在同一圓截面上，所述滾珠（43）中心和所述主動(dòng)盤(pán)（1）中心的連線與所述柱銷（42）中心和所述主動(dòng)盤(pán)（1）中心的連線重合時(shí)位于平衡位置，所述正剛度機(jī)構(gòu)（3）和所述負(fù)剛度機(jī)構(gòu)（4）之間有唯一的準(zhǔn)零剛度條件，滿足準(zhǔn)零剛度條件的扭矩和動(dòng)態(tài)剛度表達(dá)式依次如下：