[發(fā)明專利]基于超磁致伸縮材料的傳動(dòng)系減振阻尼裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910114930.2
• 申請(qǐng)日: 2019-02-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109780108A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉慧芳;曹崇東;高翼飛;晚冬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): F16F6/00
• 分類號(hào): F16F6/00;H02N2/18
• 代理公司: 沈陽(yáng)智龍專利事務(wù)所(普通合伙) 21115
• 代理人: 宋鐵軍

本發(fā)明是一種基于超磁致伸縮材料的傳動(dòng)系減振阻尼裝置，包括：外環(huán)，為圓柱筒形，內(nèi)側(cè)有圓周均布的多個(gè)凸起；內(nèi)環(huán)，為圓柱筒形，外側(cè)有圓周均布的多個(gè)凸起；蝴蝶翼，截面為“V”形，包括帶有上平面兩臂和帶有下平面的中部；所述蝴蝶翼一側(cè)臂上平面與外環(huán)凸起底面連接，另一側(cè)臂上平面與內(nèi)環(huán)凸起底面連接；超磁致伸縮材料夾在軸向相對(duì)的兩個(gè)蝴蝶翼之間，超磁致伸縮材料的兩端分別與兩個(gè)蝴蝶翼的中部下平面接觸；超磁致伸縮材料外套有圓柱形線圈，線圈上下端面與蝴蝶翼的底面間留有間隙。該裝置先將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為磁能，再轉(zhuǎn)換為電能。對(duì)電能使用分流電路消散或收集。進(jìn)而實(shí)現(xiàn)從系統(tǒng)中移除振動(dòng)能量，從而產(chǎn)生凈阻尼效果，達(dá)到減振降噪的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)械振系統(tǒng)減振和振動(dòng)能量收集發(fā)電的領(lǐng)域，涉及一種基于超磁致伸縮材料的傳動(dòng)系減振阻尼裝置。

背景技術(shù)

為了使機(jī)器工作時(shí)的振動(dòng)噪聲得到有效降低，在對(duì)機(jī)械設(shè)備的材料進(jìn)行選擇時(shí)，需要對(duì)材料本身的內(nèi)阻尼性能進(jìn)行科學(xué)考慮。具體來(lái)講，內(nèi)阻尼性能指的是激振力作用于一種材料時(shí)，內(nèi)部分子消耗吸收能力和抑制構(gòu)件振動(dòng)的能力。銅、鐵、鋁等材料只有較小的內(nèi)阻尼和消耗較少的振動(dòng)能量，受到激振力作用后，會(huì)有較強(qiáng)的噪聲產(chǎn)生于構(gòu)件表面。而高分子材料和減振合金的內(nèi)阻尼較高，在激振力作用下，會(huì)有振動(dòng)滯后損耗效應(yīng)產(chǎn)生，用其他形式的能來(lái)轉(zhuǎn)化振動(dòng)的能量，進(jìn)行消散掉，降噪效果也可以實(shí)現(xiàn)。超磁致伸縮材料以其獨(dú)特的特性凸顯而出，當(dāng)超磁致伸縮材料受到外力的擠壓時(shí)，該材料發(fā)生磁致伸縮逆效應(yīng)（Villari效應(yīng)），導(dǎo)致其內(nèi)部的磁化狀態(tài)發(fā)生變化，進(jìn)一步利用法拉第電磁感應(yīng)效應(yīng)，在變化的磁場(chǎng)中將產(chǎn)生電場(chǎng)。利用此過(guò)程，可通過(guò)超磁致伸縮材料吸收傳動(dòng)系中的振動(dòng)能量并將其轉(zhuǎn)換為電能，該電能使用分流電路消散或收集，從而可從傳動(dòng)系統(tǒng)中移除振動(dòng)能量，達(dá)到較好的減振降噪的效果。

2013年中航工業(yè)燃?xì)鉁u輪研究院發(fā)表了航空錐齒輪減振阻尼環(huán)設(shè)計(jì)與分析，黃宏亮等人針對(duì)航空錐齒輪減振阻尼環(huán)設(shè)計(jì)，基于理論分析，結(jié)合數(shù)值仿真，探索了阻尼環(huán)設(shè)計(jì)方法。2017年11月機(jī)械工程學(xué)報(bào)第21期第53卷發(fā)表的高速大功率密度齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的干摩擦阻尼環(huán)減振特性研究中，馮海生等人設(shè)計(jì)一套輸入最高轉(zhuǎn)速為 36 000 r/min、油潤(rùn)滑的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)干摩擦阻尼環(huán)減振試驗(yàn)系統(tǒng)，并驗(yàn)證了動(dòng)力學(xué)模型的有效性。目前在對(duì)于減振降噪阻尼裝置的研究中，以超磁致伸縮材料為核心阻尼材料的設(shè)計(jì)尚無(wú)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種基于超磁致伸縮材料的傳動(dòng)系減振阻尼裝置，用于降低機(jī)器中的結(jié)構(gòu)噪聲。

技術(shù)方案：

基于超磁致伸縮材料的傳動(dòng)系減振阻尼裝置，包括：

外環(huán)，為圓柱筒形，內(nèi)側(cè)有圓周均布的多個(gè)凸起；

內(nèi)環(huán)，為圓柱筒形，外側(cè)有圓周均布的多個(gè)凸起；

蝴蝶翼，截面為“V”形，包括帶有上平面兩臂和帶有下平面的中部；

所述蝴蝶翼一側(cè)臂上平面與外環(huán)凸起底面連接，另一側(cè)臂上平面與內(nèi)環(huán)凸起底面連接；

超磁致伸縮材料夾在軸向相對(duì)的兩個(gè)蝴蝶翼之間，超磁致伸縮材料的兩端分別與兩個(gè)蝴蝶翼的中部下平面接觸；

超磁致伸縮材料外套有圓柱形線圈，線圈上下端面與蝴蝶翼的底面間留有間隙。

優(yōu)選地：凸起與蝴蝶翼之間通過(guò)螺釘連接；蝴蝶翼與超磁致伸縮材料之間通過(guò)螺釘連接。

優(yōu)選地：外環(huán)或內(nèi)環(huán)的結(jié)構(gòu)軸對(duì)稱且上下對(duì)稱；外環(huán)或內(nèi)環(huán)的凸起均為8個(gè)，每個(gè)凸起的中心位置處打有螺紋通孔。

優(yōu)選地：定位圓環(huán)，為圓環(huán)狀薄片結(jié)構(gòu)，上開(kāi)有圓周均布的通孔，通孔數(shù)量與蝴蝶翼數(shù)量相同；定位圓環(huán)穿過(guò)各蝴蝶翼的兩臂中間，螺釘穿過(guò)通孔連接蝴蝶翼與超磁致伸縮材料。

優(yōu)選地：所述蝴蝶翼底面設(shè)置有圓環(huán)形凸起，線圈端面套在圓環(huán)形凸起上。