一種錐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]—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)用于直升機(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]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。
[0005]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。
[0006]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。
[0007]專利“申請專利號:201310109857.2，公開日:2005.07.24，公開號:CN 103216577A”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】

[0008]為了克服現(xiàn)有離心式作動器尺寸重量大的缺點(diǎn)，一種錐齒輪換向的離心式作動器，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；
[0009]每臺離心力作動單元包含作動單元?dú)んw10、左偏心轉(zhuǎn)盤組件、右偏心轉(zhuǎn)盤組件、無刷直流電機(jī)、換向錐齒輪組；
[0010]左偏心轉(zhuǎn)盤組件包括左偏心塊1、左轉(zhuǎn)盤5、左軸承擋圈6和左軸承7，左軸承7的內(nèi)圈安裝在左轉(zhuǎn)盤5的外圓上，左偏心塊I通過螺釘與左轉(zhuǎn)盤5連接，左偏心塊I和左軸承擋圈6上的凸臺對左軸承7進(jìn)行夾緊；
[0011]右偏心轉(zhuǎn)盤組件包括右軸承13、右軸承擋圈14、右轉(zhuǎn)盤15和右偏心塊22。右軸承13的內(nèi)圈安裝在右轉(zhuǎn)盤15的外圓上，右偏心塊22通過螺釘與右轉(zhuǎn)盤15連接，右偏心塊22和右軸承擋圈14上的凸臺對右軸承13進(jìn)行夾緊，
[0012]無刷直流電機(jī)包括電機(jī)殼體16、電機(jī)定子17和電機(jī)轉(zhuǎn)子18，右轉(zhuǎn)盤15通過螺釘與電機(jī)轉(zhuǎn)子18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；
[0013]換向齒輪組包括左錐齒輪3、中錐齒輪4、錐齒輪安裝座8、下齒輪軸承9、軸承安裝桿11、上齒輪軸承12，和右錐齒輪20。左錐齒輪3與右錐齒輪20同軸安裝，與中錐齒輪4均正交嚙合，中錐齒輪4通過鍵與軸承安裝桿11連接，軸承安裝桿11通過上齒輪軸承12、下齒輪軸承9安裝在錐齒輪安裝座8中，錐齒輪安裝座8安裝在作動單元?dú)んw10上；
[0014]左錐齒輪3、右錐齒輪20分別與左偏心轉(zhuǎn)盤組件和右偏心轉(zhuǎn)盤組件連接，右偏心轉(zhuǎn)盤組件中的右轉(zhuǎn)盤15同時(shí)與電機(jī)轉(zhuǎn)子18連接，電機(jī)可以帶動左偏心轉(zhuǎn)盤組件和右偏心轉(zhuǎn)盤組件同軸反向旋轉(zhuǎn)。
[0015]上述結(jié)構(gòu)中，左轉(zhuǎn)盤5上的齒輪軸與偏心塊I在轉(zhuǎn)盤的同側(cè)，利用左轉(zhuǎn)盤組件中部空間放置換向錐齒輪組。
[0016]上述結(jié)構(gòu)中，在偏心塊I和偏心塊22中填充有其他大密度金屬。
[0017]有益效果:
[0018]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；
[0019]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；
[0020]3)左右偏心轉(zhuǎn)盤組件采用圓錐齒輪組進(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；
[0021]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】
:
[0022]圖1離心式作動器離心力作動單元結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2右偏心轉(zhuǎn)盤組件示意圖；
[0024]圖3左偏心轉(zhuǎn)盤組件示意圖；
[0025]圖4嚙合錐齒輪示意圖。
[0026]圖中標(biāo)號名稱:
[0027]I 左偏心塊2 左殼體蓋3左錐齒輪4中錐齒輪
[0028]5 左轉(zhuǎn)盤6 左軸承擋圈 7左軸承8錐齒輪安裝座
[0029]9 下齒輪軸承 10作動單元?dú)んw 11軸承安裝桿 12上齒輪軸承
[0030]13右軸承14右軸承擋圈15右轉(zhuǎn)盤16電機(jī)殼體
[0031]17電機(jī)定子18電機(jī)轉(zhuǎn)子19右殼體蓋20右錐齒輪
[0032]21右偏心塊填充 22右偏心塊
【具體實(shí)施方式】
[0033]本發(fā)明的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；
[0034]每臺離心力作動單元包含作動單元?dú)んw1、左右偏心轉(zhuǎn)盤組件、無刷直流電機(jī)、換向錐齒輪組；
[0035]左偏心轉(zhuǎn)盤組件包括左偏心塊1、左轉(zhuǎn)盤5、左軸承擋圈6和左軸承7，左轉(zhuǎn)盤軸承的內(nèi)圈安裝在左轉(zhuǎn)盤的外圓上，左偏心塊通過螺釘與左轉(zhuǎn)盤連接，左偏心塊和左軸承擋圈上的凸臺對左轉(zhuǎn)盤軸承進(jìn)行夾緊，為了增加偏心塊的密度，可以在偏心塊中填充其他大密度金屬；
[0036]右偏心轉(zhuǎn)盤組件包括右軸承13、右軸承擋圈14、右轉(zhuǎn)盤15和右偏心塊22。右轉(zhuǎn)盤軸承的內(nèi)圈安裝在右轉(zhuǎn)盤的外圓上，右偏心塊通過螺釘與右轉(zhuǎn)盤連接，右偏心塊和右軸承擋圈上的凸臺對右轉(zhuǎn)盤軸承進(jìn)行夾緊，為了增加偏心塊的密度，可以在偏心塊中填充其他大密度金屬填充22 ;
[0037]無刷直流電機(jī)包括電機(jī)殼體16、電機(jī)定子17和電機(jī)轉(zhuǎn)子18，右轉(zhuǎn)盤通過螺釘與電機(jī)轉(zhuǎn)子連接，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；
[0038]換向齒輪組包括左錐齒輪3、中錐齒輪4、錐齒輪安裝座8、下齒輪軸承9、軸承安裝桿11、上齒輪軸承12，和右錐齒輪20。左錐齒輪與右錐齒輪同軸安裝，與中錐齒輪均正交嚙合，中錐齒輪通過鍵與軸承安裝桿連接，軸承安裝桿通過上、下齒輪軸承安裝在錐齒輪安裝座中，錐齒輪安裝座安裝在作動單元?dú)んw10上；
[0039]上述結(jié)構(gòu)中，左轉(zhuǎn)盤5上的齒輪軸與偏心塊I在轉(zhuǎn)盤的同側(cè)，利用左轉(zhuǎn)盤組件中部空間放置換向錐齒輪組；
[0040]上述結(jié)構(gòu)中，在左偏心塊I和右偏心塊22中填充有其他大密度金屬；
[0041]左錐齒輪3和右錐齒輪20分別與左偏心轉(zhuǎn)盤組件和右偏心轉(zhuǎn)盤組件連接，右偏心轉(zhuǎn)盤組件中的轉(zhuǎn)盤同時(shí)與電機(jī)轉(zhuǎn)子18連接，電機(jī)轉(zhuǎn)動時(shí)帶動右偏心轉(zhuǎn)盤組件旋轉(zhuǎn)，通過換向齒輪組同時(shí)帶動右偏心轉(zhuǎn)盤組件同軸反向旋轉(zhuǎn)；
[0042]安裝時(shí)保證左偏心轉(zhuǎn)盤組件和右偏心轉(zhuǎn)盤組件的重心任意時(shí)刻在Y軸(與轉(zhuǎn)動軸線垂直)的坐標(biāo)相同，同軸反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，每個(gè)離心力作動單元在y軸輸出正弦力，在X軸(與I軸和電機(jī)轉(zhuǎn)動軸垂直)輸出力為O ;
[0043]通過控制每臺離心式作動器中兩臺離心力作動單元中y輸出的正弦力的頻率和相位差，可以使離心式作動器輸出給定幅值和相位的作動力。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種錐齒輪換向的離心式作動器，其特征在于: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； 每臺離心力作動單元包含作動單元?dú)んw(10)、左偏心轉(zhuǎn)盤組件、右偏心轉(zhuǎn)盤組件、無刷直流電機(jī)、換向錐齒輪組； 左偏心轉(zhuǎn)盤組件包括左偏心塊(I)、左轉(zhuǎn)盤(5)、左軸承擋圈(6)和左軸承(7)，左軸承(7)的內(nèi)圈安裝在左轉(zhuǎn)盤(5)的外圓上，左偏心塊⑴通過螺釘與左轉(zhuǎn)盤(5)連接，左偏心塊(I)和左軸承擋圈(6)上的凸臺對左軸承(7)進(jìn)行夾緊； 右偏心轉(zhuǎn)盤組件包括右軸承(13)、右軸承擋圈(14)、右轉(zhuǎn)盤(15)和右偏心塊(22)。右軸承(13)的內(nèi)圈安裝在右轉(zhuǎn)盤(15)的外圓上，右偏心塊(22)通過螺釘與右轉(zhuǎn)盤(15)連接，右偏心塊(22)和右軸承擋圈(14)上的凸臺對右軸承(13)進(jìn)行夾緊； 無刷直流電機(jī)包括電機(jī)殼體(16)、電機(jī)定子(17)和電機(jī)轉(zhuǎn)子(18)，右轉(zhuǎn)盤(15)通過螺釘與電機(jī)轉(zhuǎn)子(18)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； 換向齒輪組包括左錐齒輪(3)、中錐齒輪(4)、錐齒輪安裝座(8)、下齒輪軸承(9)、軸承安裝桿(11)、上齒輪軸承(12)，和右錐齒輪(20)。左錐齒輪(3)與右錐齒輪(20)同軸安裝，與中錐齒輪(4)均正交嚙合，中錐齒輪(4)通過鍵與軸承安裝桿(11)連接，軸承安裝桿(11)通過上齒輪軸承(12)、下齒輪軸承(9)安裝在錐齒輪安裝座(8)中，錐齒輪安裝座(8)安裝在作動單元?dú)んw(10)上； 左錐齒輪(3)、右錐齒輪(20)分別與左偏心轉(zhuǎn)盤組件和右偏心轉(zhuǎn)盤組件連接，右偏心轉(zhuǎn)盤組件中的右轉(zhuǎn)盤(15)同時(shí)與電機(jī)轉(zhuǎn)子(18)連接，電機(jī)可以帶動左偏心轉(zhuǎn)盤組件和右偏心轉(zhuǎn)盤組件同軸反向旋轉(zhuǎn)。2.如權(quán)利要求1所述的一種錐齒輪換向的離心式作動器，其特征在于:上述結(jié)構(gòu)中，左轉(zhuǎn)盤(5)上的齒輪軸與偏心塊(I)在轉(zhuǎn)盤的同側(cè)，利用左轉(zhuǎn)盤組件中部空間放置換向錐齒輪組。3.如權(quán)利要求1或2所述的一種錐齒輪換向的離心式作動器，其特征在于:在左偏心塊(I)和右偏心塊(22)中填充有其他大密度金屬。
【專利摘要】一種錐齒輪換向的離心式作動器，屬于作動器領(lǐng)域。其特征在于：本發(fā)明包括兩臺離心力作動單元，每臺離心力作動單元包含一個(gè)無刷直流電機(jī)和兩個(gè)偏心塊轉(zhuǎn)盤，偏心塊轉(zhuǎn)盤和電機(jī)同軸安裝，電機(jī)轉(zhuǎn)子與其中一轉(zhuǎn)盤連接，兩個(gè)轉(zhuǎn)盤上均帶有錐齒輪，兩個(gè)轉(zhuǎn)盤上的錐齒輪均與另一錐齒輪正交嚙合，利用錐齒輪換向，電機(jī)帶動兩個(gè)偏心塊轉(zhuǎn)盤同軸反向旋轉(zhuǎn)，每臺離心力作動單元輸出一定幅值和頻率和力，通過調(diào)整兩臺離心力作動單元中電機(jī)的相位差，可以使作動器輸出給定幅值和頻率的力。
【IPC分類】F16F15/36, F16F15/22
【公開號】CN105508505
【申請?zhí)枴緾N201410503281
【發(fā)明人】劉龍飛, 李永鋒, 王少華
【申請人】中國航空工業(yè)第六一八研究所
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2014年9月26日