CN112460204B - 一种振动主动控制离心式作动器用的扇形圆环偏心轮 - Google Patents

一种振动主动控制离心式作动器用的扇形圆环偏心轮 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种振动主动控制离心式作动器用的扇形圆环偏心轮，包括外偏心轮和内偏心轮，内、外偏心轮具有相同的整体结构形式，外偏心轮和内偏心轮均包括质量块、轮架和配重调节片，质量块为扇形圆环，固定连接在第一扇形架的外沿上，用来提供偏心质量；轮架结构为呈对角分布的扇形结构，包括第一扇形架和第二扇形架，第一扇形架的半径不小于第二扇形架半径；第一扇形架的扇形角不小于第二扇形架的扇形角；质量块的扇形角小于第一扇形架的扇形角。本发明对同质径积的内外环偏心轮进行组合设计，通过偏心轮组的同速反转实现离心式作动器的振动力定向，并有效利用的结构空间，具有小型化的优势。

Description

一种振动主动控制离心式作动器用的扇形圆环偏心轮
技术领域
本发明涉及一种振动主动控制离心式作动器用的扇形圆环偏心轮，属于直升机振动主动控制技术领域。
背景技术
偏心轮旋转时可以产生离心力，根据应用场合不同，有多种多样的偏心轮。例如手机旋转式振动电机用的半圆式质量块，边缘有配重块的圆形齿轮等。
应用于离心式减振作动器上的偏心轮一般有以下两种类型：齿轮+质量块形式，例如单质量块振子形式离心式作动器，但这种方案的质量块都在旋转区域外缘，没有有效利用内部空间。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种振动主动控制离心式作动器用的扇形圆环偏心轮，对同质径积的内外环偏心轮进行组合设计，通过偏心轮组的同速反转实现离心式作动器的振动力定向，并有效利用的结构空间，具有小型化的优势；通过双柱调节，便于进行偏心轮的轴线和质径积标定。
本发明解决技术的方案是：
一种振动主动控制离心式作动器用的扇形圆环偏心轮，包括外偏心轮和内偏心轮，内、外偏心轮具有相同的整体结构形式，外偏心轮和内偏心轮均包括质量块、轮架和配重调节片，
质量块为扇形圆环，固定连接在第一扇形架的外沿上，用来提供偏心质量；
轮架结构为呈对角分布的扇形结构，包括第一扇形架和第二扇形架，第一扇形架的半径不小于第二扇形架半径；第一扇形架的扇形角不小于第二扇形架的扇形角；质量块的扇形角小于第一扇形架的扇形角；
第二扇形架的外圆上设置有两个对称分布的螺柱，螺柱的夹角为质量块扇形角的30％-70％；
配重调节片为一系列调节垫片，配重调节片安装在螺柱上，实现对偏心轮的中心线和质径积标定；
外偏心轮和内偏心轮的中心同时与作动器旋转轴连接且同旋转平面布置，外偏心轮和内偏心轮同速反转，实现离心式作动器的单方向振动力输出。
进一步的，质量块重心半径
Figure BDA0002808727340000021
其中R为扇形圆环外径，r为扇形圆环内径，θ为扇形半角。
进一步的，扇形外环质量块高度
Figure BDA0002808727340000022
mr为额定质径积，rM为质量块重心半径，θ为扇形半角，ρ为质量块材料密度。
进一步的，质量块扇形角度为45°-135°。
进一步的，轮架上的对中孔与轮架中点之间的连线为中心线。
进一步的，对偏心轮的中心线和质径积标定时，两个螺柱上的配重调节片同时增减可以调节偏心轮的偏心半径；一个螺柱上的配重调节片的增减可以调节偏心轮的相对于中心线的不对称性。
进一步的，内偏心轮质量块的外径小于外偏心轮质量块的内径，实现外偏心轮和内偏心轮同旋转平面布置。
进一步的，外偏心轮和内偏心轮具有相同的质径积。
进一步的，垫片外缘不超过第二扇形架的外圆。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
(1)本发明对同质径积的内外环偏心轮进行组合设计，通过偏心轮组的同速反转实现离心式作动器的振动力定向，并有效利用的结构空间，具有小型化的优势；
(2)本发明通过双螺柱调节，便于进行偏心轮的轴线和质径积标定。
附图说明
图1为本发明外环a和内环偏心轮b结构示意图，
图中，1-质量块，2-第一螺栓组合，3-轮架，4-配重调节片，5-第二螺栓组合，6-胀套，7-旋转轴，8-对中孔；
图2为本发明同心扇形圆环质量块设计参数，
图中，扇形半角为θ，扇形圆环的内外径分别为r，R，圆环宽度d，高度h。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步阐述。
一种振动主动控制离心式作动器用的扇形圆环偏心轮，如图1所示，包括外偏心轮和内偏心轮，内、外偏心轮具有相同的整体结构形式，外偏心轮和内偏心轮均包括质量块1、轮架3和配重调节片4，
质量块1为扇形圆环，角度为45°-135°，固定连接在第一扇形架的外沿上，用来提供偏心质量；
轮架3结构为呈对角分布的扇形结构，包括第一扇形架和第二扇形架，第一扇形架的半径不小于第二扇形架半径；第一扇形架的扇形角不小于第二扇形架的扇形角；质量块1的扇形角小于第一扇形架的扇形角；
第二扇形架的外圆上设置有两个对称分布的螺柱，螺柱的夹角为质量块1扇形角的30％-70％；
配重调节片4安装在螺柱上，用来调节偏心轮质量与半径的乘积；
对中孔8与中点之间的连线为中心线；
质量块1固定连接在轮架3上，配重调节片4固定连接在轮架3上；
配重调节片4为一系列调节垫片，垫片外缘不超过第二扇形架的外圆，可以根据偏心轮中心轴线和质径积情况进行调节，中心线由对中孔8进行表征。
对偏心轮的中心线和质径积标定时，两个螺柱上的配重调节片(4)同时增减可以调节偏心轮的偏心半径；一个螺柱上的配重调节片(4)的增减可以调节偏心轮的相对于中心线的不对称性
外偏心轮和内偏心轮的中心同时与作动器旋转轴连接且同旋转平面布置，外偏心轮和内偏心轮同速反转，实现离心式作动器的单方向振动力输出。
内偏心轮质量块的外径小于外偏心轮质量块的内径，实现外偏心轮和内偏心轮同旋转平面布置；
外偏心轮和内偏心轮具有相同的质径积。
质量块1通过第一螺栓组合2连接在轮架3上，调节配重片4通过第二螺栓组合5固定在轮架3上。
外偏心轮通过胀套6与旋转轴7连接，内偏心轮采用螺钉和键与旋转轴连接。
设计过程如下：
1)首先根据公称离心力和额定转速确定所需的额定质径积mr；
2)参考图2标识，扇形半角为θ；扇形圆环的内外径分别为r，R。通过空间约束确定进行外环半径R2＝r2+d2、外环质量块高度h2的尺寸限制，及R2max和h2max。
3)初步设定θ，r2，R2的值，可以得出质量块重心半径
Figure BDA0002808727340000041
4)然后根据选型材料密度ρ，使用以下公式计算外环质量块高度：
Figure BDA0002808727340000042
结果应小于h2max。
5)按照步骤2-4的方法设计内环质量块尺寸。
6)最后进行轮组结构设计进行轮组的质径积估计和调节，从而得出相同质径积的轮组。
7)制造偏差通过调节配重片进行标定。
本发明对同质径积的内外环偏心轮进行组合设计，通过偏心轮组的同速反转实现离心式作动器的振动力定向，并有效利用的结构空间，具有小型化的优势；本发明通过双螺柱调节，便于进行偏心轮的轴线和质径积标定。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种振动主动控制离心式作动器用的扇形圆环偏心轮，其特征在于，包括外偏心轮和内偏心轮，内、外偏心轮具有相同的整体结构形式，外偏心轮和内偏心轮均包括质量块(1)、轮架(3)和配重调节片(4)，
质量块(1)为扇形圆环，固定连接在第一扇形架的外沿上，用来提供偏心质量；
轮架(3)结构为呈对角分布的扇形结构，包括第一扇形架和第二扇形架，第一扇形架的半径不小于第二扇形架半径；第一扇形架的扇形角不小于第二扇形架的扇形角；质量块(1)的扇形角小于第一扇形架的扇形角；
第二扇形架的外圆上设置有两个对称分布的螺柱，螺柱的夹角为质量块(1)扇形角的30％-70％；
配重调节片(4)为一系列调节垫片，配重调节片(4)安装在螺柱上，实现对偏心轮的中心线和质径积标定；
外偏心轮和内偏心轮的中心同时与作动器旋转轴连接且同旋转平面布置，外偏心轮和内偏心轮同速反转，实现离心式作动器的单方向振动力输出；
质量块重心半径
Figure FDA0003676660160000011
其中R为扇形圆环外径，r为扇形圆环内径，θ为扇形半角。
2.根据权利要求1所述的一种振动主动控制离心式作动器用的扇形圆环偏心轮，其特征在于，扇形外环质量块高度
Figure FDA0003676660160000012
mr为额定质径积，rM为质量块重心半径，θ为扇形半角，ρ为质量块材料密度。
3.根据权利要求1所述的一种振动主动控制离心式作动器用的扇形圆环偏心轮，其特征在于，质量块(1)扇形角度为45°-135°。
4.根据权利要求1所述的一种振动主动控制离心式作动器用的扇形圆环偏心轮，其特征在于，轮架(3)上的对中孔(8)与轮架(3)中点之间的连线为中心线。
5.根据权利要求1所述的一种振动主动控制离心式作动器用的扇形圆环偏心轮，其特征在于，对偏心轮的中心线和质径积标定时，两个螺柱上的配重调节片(4)同时增减可以调节偏心轮的偏心半径；一个螺柱上的配重调节片(4)的增减可以调节偏心轮的相对于中心线的不对称性。
6.根据权利要求1所述的一种振动主动控制离心式作动器用的扇形圆环偏心轮，其特征在于，内偏心轮质量块的外径小于外偏心轮质量块的内径，实现外偏心轮和内偏心轮同旋转平面布置。
7.根据权利要求1所述的一种振动主动控制离心式作动器用的扇形圆环偏心轮，其特征在于，外偏心轮和内偏心轮具有相同的质径积。
8.根据权利要求1所述的一种振动主动控制离心式作动器用的扇形圆环偏心轮，其特征在于，垫片外缘不超过第二扇形架的外圆。
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