[发明专利]准零刚度弹性联轴器

说明书

本发明涉及一种准零刚度弹性联轴器。该准零刚度弹性联轴器的正刚度弹性片固定连接于第一连轴件与第二连轴件之间；刚度调节弹性片一端绕第一轴线可转动地连接于第一连轴件，另一端绕第二轴线可转动地连接于第二连轴件；第一轴线和第二轴线形成的中心平面，相对第二轴线和第二连轴件轴线形成的径向平面呈预设角度。当处于静平衡位置时，若此时第一、第二连轴件因扭转振动发生相对扭转时，刚度调节弹性片提供负扭转刚度，与正刚度弹性片提供的正扭转刚度并联，从而联轴器呈现零扭转刚度。因此，上述准零刚度弹性联轴器具有高刚度、低动刚度的特性，可实现承受大额定转矩和隔离低频扭转振动的功能，且结构简单、零部件较少，加工及组装过程简单。

技术领域

本发明涉及轴系扭转减振机构，特别是涉及一种准零刚度弹性联轴器。

背景技术

扭转振动现象普遍存在于汽车、舰船、航空航天等领域，基本上所有的轴系都有扭转振动的问题。扭转振动会引起齿轮磨损、轴断裂，进而影响机械设备的正常工作。剧烈的扭转振动也会带来噪声问题，特别是飞机、舰船上的发动机，由于扭转振动引起的强噪音会严重影响隐身效果。对于精密工程领域，如航天器系统，扭转振动会影响精密仪器的使用精密。

为了消除或减弱轴系的扭转振动，弹性联轴器被广泛应用。弹性联轴器，例如橡胶联轴器，连接于主动轴和从动轴之间，将主动轴的驱动力矩传递到从动轴上，并且还起到隔离扭转振动的作用。但是，传递大的驱动转矩，要求弹性联轴器具有高刚度，而隔离扭转振动则需要弹性联轴器具有低刚度。准零刚度弹性联轴器同时具有能够传递大驱动力矩和较好的隔离扭转振动性能。

但是，现有的准零刚度弹性联轴器结构较为复杂，零部件较多，加工及组装过程复杂。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术中的准零刚度弹性联轴器结构较为复杂，零部件较多，加工及组装过程复杂的问题，提供一种简化结构、减少零部件、简化加工及组装过程的准零刚度弹性联轴器。

准零刚度弹性联轴器，包括：

第一连轴件，呈环形；

第二连轴件，位于所述第一连轴件内，且与所述第一连轴件同轴设置；

至少两个正刚度弹性片，每个所述正刚度弹性片的一端固定连接于所述第一连轴件，另一端固定连接于所述第二连轴件；

至少两个刚度调节弹性片，每个所述刚度调节弹性片的一端绕平行于所述第二连轴件轴线的第一轴线可转动地连接于所述第一连轴件，另一端绕平行于所述第二连轴件轴线的第二轴线可转动地连接于所述第二连轴件；

所述第一轴线和所述第二轴线形成的中心平面，相对所述第二轴线和所述第二连轴件的轴线形成的径向平面呈预设角度，以当所述第二连轴件相对所述第一连轴件向预设方向旋转过程中，所述第一连轴件及所述第二连轴件分别对所述刚度调节弹性片施加压应力，使得所述刚度调节弹性片可摆动至静平衡位置；当所述刚度调节弹性片处于所述静平衡位置时，所述中心平面与所述径向平面共面。

上述准零刚度弹性联轴器，在使用过程中，当第一连轴件与第二连轴件达到静平衡状态时，正刚度弹性片由于发生弹性变形而提供维持第一连轴件与第二连轴件同步转动的转矩。因此，正刚度弹性片的扭转刚度为正刚度，起到承受额定转矩的作用。同时，刚度调节弹性片摆动至静平衡位置，即上述中心平面与径向平面共面。当发生扭转振动时，第一连轴件与第二连轴件发生微小的相对运动，刚度调节弹性片随之发生偏移静平衡位置的微小摆动，而产生推动第一连轴件与第二连轴件发生相对运动的转矩。因此，在静平衡位置和该静平衡位置附近，刚度调节弹性片的扭转刚度为负刚度。由于，正刚度弹性片的正刚度与刚度调节弹性片的负刚度并联，使得在静平衡位置联轴器呈现零扭转刚度，且在静平衡位置附近联轴器呈现小刚度。因此，联轴器具有高静刚度、低动刚度的特征，可实现承受大额定转矩和隔离低频扭转振动的功能。