主動控制式慣容器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種慣容器，尤其涉及一種主動控制式慣容器。
【背景技術】
[0002] 慣容器輸出力與兩端的相對加速度成正比，能夠以小質量實現(xiàn)大質量的動力學特 性，極大拓寬了振動控制的結構形式。然而，慣容器是兩端元件，當作為動力吸振器等應用 場合中的慣性元件使用時，其作用形式與單質量體有很大不同，不可避免地引起減振頻段 縮窄等問題。此外，固定結構的慣容器，其慣容系數(shù)也相應確定不變，不能適應變化的振動 輸入。再者，現(xiàn)有常用的單飛輪慣容器只利用單個飛輪的轉動慣量，慣容系數(shù)受到限制。
[0003] 如圖1所示，為現(xiàn)有常用的單飛輪滾珠絲杠慣容器，其慣容系數(shù)為叫， 較小。
【發(fā)明內容】
[0004] 本發(fā)明的目的是解決目前固定結構的慣容器慣容系數(shù)不變，不能適應變化的振動 輸入，及單飛輪滾珠絲杠慣容器慣容系數(shù)受到限制的技術問題。
[0005] 為實現(xiàn)以上發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種主動控制式慣容器，上吊環(huán)與電機罩殼上 端固定連接，所述電機罩殼下端與外齒圈上端固定連接，電機的外殼與所述外齒圈上端固 定連接，電機轉子與行星架內孔的一側固定連接； 軸承座的上端與所述外齒圈固定連接，所述軸承座的內孔與軸承組的外圈固定連接， 所述軸承組的內圈與絲桿固定連接，所述絲桿與螺母形成螺旋傳動副； 所述螺母與螺母罩殼的上端固定連接，所述螺母罩殼的下端與下吊環(huán)固定連接； 所述行星架內孔的另一側與所述絲桿的上端固定連接，所述行星架外周設有多個孔， 各所述孔分別與行星輪軸的下端固定連接，所述行星輪軸的上端與行星輪軸承的內圈連 接，所述行星輪軸承的外圈與行星輪連接，所述行星輪的外齒與所述外齒圈的內齒形成齒 輪嚙合傳動副。
[0006] 進一步地，所述行星架外周均勻對稱設有數(shù)個孔。
[0007] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是： 本發(fā)明采用電機作為主動控制元件，調節(jié)慣容器的輸出力，從而適應變化的振動輸入， 拓寬慣容器的使用領域，克服了固定結構的慣容器慣容系數(shù)不變，不能適應變化的振動輸 入的缺陷;本發(fā)明還采用行星飛輪組產(chǎn)生慣性作用，通過行星輪系的公轉和自轉雙重運動， 有效提高慣容器的慣容系數(shù)，克服了單飛輪滾珠絲杠慣容器慣容系數(shù)較小而受到限制的缺 陷。
【附圖說明】
[0008] 圖1是現(xiàn)有技術中單飛輪滾珠絲杠慣容器的結構示意圖； 圖2是本發(fā)明一個實施例的結構示意圖； 圖3是圖2中的A-A剖視圖； 圖4是本發(fā)明一個實施例的工作原理示意圖。
[0009] 圖中，1-上吊環(huán)，2_電機罩殼，3-電機，4_外齒圈，5_電機轉子，6-行星輪軸，7_軸承 座，8-軸承組，9-絲桿，10-螺母罩殼，11-螺母，12-下吊環(huán)，13-行星架，14-行星輪，15-行星 輪軸承。
【具體實施方式】
[0010]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0011]如圖2和圖3所示，本發(fā)明的主動控制式慣容器，上吊環(huán)1與電機罩殼2上端固定連 接，電機罩殼2下端與外齒圈4上端固定連接，電機3外殼與外齒圈4上端固定連接。電機轉子 5與行星架13內孔的一側固定連接。
[0012]軸承座7的上端與外齒圈4固定連接，軸承座7的內孔與軸承組8的外圈固定連接， 軸承組8的內圈與絲桿9固定連接，絲桿9與螺母11形成螺旋傳動副。
[0013 ]螺母11與螺母罩殼10的上端固定連接，螺母罩殼10的下端與下吊環(huán)12固定連接。
[0014]行星架13內孔的另一側與絲桿9的上端固定連接，行星架13外周有數(shù)個孔，每個孔 分別與行星輪軸6下端固定連接，行星輪軸6上端與行星輪軸承15的內圈連接，行星輪軸承 15的外圈與行星輪14連接，行星輪14的外齒與外齒圈4的內齒形成齒輪嚙合傳動副。
[0015]如圖2-4所示，本發(fā)明的主動控制式慣容器工作時，當上吊環(huán)1和下吊環(huán)12產(chǎn)生相 對運動時，螺母罩殼10推動螺母11沿絲桿9運動，從而驅動絲桿9旋轉，絲桿9驅動行星架13 轉動。行星輪14在行星架13的驅動下，通過與外齒圈4的嚙合關系，形成既有公轉又有自轉 的運動形式。行星輪14和行星架13的運動形成慣性力矩T b作用到絲桿9上，扭矩Tb通過絲桿9 和螺母11轉換為直線方向的慣性作用力Fb。
[0016] 通過電機3給行星架13和絲桿9施加扭矩TA，扭矩Τα通過絲桿9和螺母11轉換為直線 方向的主動作用力Fa。
[0017] 慣性作用力Fb和主動作用力Fa疊加，形成作用在上吊環(huán)1和下吊環(huán)12之間的總作用 力F。因此主動慣容器可表達為圖4所示的功能結構。
[0018] 設下吊環(huán)12的位移為XI，速度為VI，加速度為ai。上吊環(huán)1的位移為X2,速度為V2,加 速度為a2。行星架13、電機轉子5、絲桿9的總轉動慣量為心。行星輪數(shù)量N。單個行星輪14的自 轉轉動慣量為J 2，分度圓半徑r;公轉轉動慣量為J3，公轉半徑R。行星架13、電機轉子5、絲桿9 相對外齒圈4的轉角均為Θ:，轉速均為ω :，角加速度均為(^。行星輪14自轉轉速ω 2。絲桿螺 距Ρ。根據(jù)能量守恒定律得：
兩側同取微分得：
根據(jù)行星輪系的轉動關系得：
根據(jù)絲桿傳動關系得：
將式(3)、(4)代入式(2)得：
[0019] 假設行星架13、電機轉子5、絲桿9均為均質圓柱體，總質量為nu，當量轉動半徑L; 行星輪14為均質圓柱體，質量為Π 12,得： .. . ... · I'·
'·：：?；· 各.. 將式(7)代入式(5)得：
即本發(fā)明所述主動慣容器在不施加主動作用力，即Τα=0時，慣容系數(shù)為： ：'·· ·' Ν. ..·： >·
. . 乂 ·? ， Γ 即可通過質量(mi+Nm2)產(chǎn)生相當于質量為
的質量體 所能產(chǎn)生的動力學效果。
[0020] 以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完 全可以在不偏離本項發(fā)明技術思想的范圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術 性范圍并不局限于說明書上的內容，必須要根據(jù)權利要求范圍來確定其技術性范圍。
【主權項】
1. 主動控制式慣容器，其特征在于，上吊環(huán)與電機罩殼上端固定連接，所述電機罩殼下 端與外齒圈上端固定連接，電機的外殼與所述外齒圈上端固定連接，電機轉子與行星架內 孔的一側固定連接； 軸承座的上端與所述外齒圈固定連接，所述軸承座的內孔與軸承組的外圈固定連接， 所述軸承組的內圈與絲桿固定連接，所述絲桿與螺母形成螺旋傳動副； 所述螺母與螺母罩殼的上端固定連接，所述螺母罩殼的下端與下吊環(huán)固定連接； 所述行星架內孔的另一側與所述絲桿的上端固定連接，所述行星架外周設有多個孔， 各所述孔分別與行星輪軸的下端固定連接，所述行星輪軸的上端與行星輪軸承的內圈連 接，所述行星輪軸承的外圈與行星輪連接，所述行星輪的外齒與所述外齒圈的內齒形成齒 輪嚙合傳動副。2. 如權利要求1所述的主動控制式慣容器，其特征在于，所述行星架外周均勻對稱設有 數(shù)個孔。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種主動控制式慣容器，主要包括由絲桿與螺母形成的螺旋傳動副及由行星輪的外齒與外齒圈的內齒形成的齒輪嚙合傳動副。本發(fā)明采用電機作為主動控制元件，調節(jié)慣容器的輸出力，從而適應變化的振動輸入，拓寬慣容器的使用領域；采用行星飛輪組產(chǎn)生慣性作用，通過行星輪系的公轉和自轉雙重運動，有效提高慣容器的慣容系數(shù)。
【IPC分類】F16F15/31
【公開號】CN105546037
【申請?zhí)枴緾N201610100491
【發(fā)明人】葛正, 王維銳
【申請人】浙江大學臺州研究院
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2016年2月24日