[发明专利]基于压电叠堆的传动系减振阻尼装置

说明书

本发明是一种基于压电叠堆的传动系减振阻尼装置，包括：外环，为圆柱筒形，内侧有圆周均布的多个凸起；内环，为圆柱筒形，外侧有圆周均布的多个凸起；蝴蝶翼，截面为“V”形，包括带有上平面两臂和带有下平面的中部；所述蝴蝶翼一侧臂上平面与外环凸起底面连接，另一侧臂上平面与内环凸起底面连接；压电叠堆夹在轴向相对的两个蝴蝶翼之间，压电叠堆的两端分别与两个蝴蝶翼的中部下平面接触；压电叠堆连接有电能储存装置。该装置先将机械能转换为磁能，再转换为电能。对电能使用分流电路消散或收集。进而实现从系统中移除振动能量，从而产生净阻尼效果，达到减振降噪的目的。

技术领域

本发明属于机械传动系统的减振降噪领域，涉及一种基于压电叠堆的传动系减振阻尼装置。

背景技术

在人们的日常生活和工作中，机械设备被广泛使用，在运行过程中，噪声污染十分严重。因此，如何将振动噪声进行有效地降低十分重要。如今，为了达到减振降噪的效果，铜、铁、铝等材料被广泛运用到机械设备中，由于这些材料只有较小的内阻尼，因此只能消耗较少的振动能量，在受到激振力作用后，会在构件表面产生较强的噪声。压电材料以其独特的特性凸显而出，当压电材料受到两端轴向力的挤压时，根据压电材料的“压电效应”，既压电材料中某些电解质在沿一定方向上受到外力的作用而变形，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。将该电能使用分流电路消散或使用能量存储器件进行能量的收集，从而从系统中移除能量会产生净阻尼效果。

2013年哈尔滨工业大学王庆阳等人发表了阻尼环对齿轮系统轴向振动的减振特性研究，分析了齿轮系统的振动机理与阻尼环减振原理。建立了齿轮—阻尼环系统的轴向振动的动力学方程组，采用谐波平衡法求解动力学方程，得到了近似解析解，并与数值解进行了比较。2016年唐山轨道客车有限责任公司的高级工程师张隶新发表了高铁车轮阻尼环减振降噪实验研究通过对比分析，发现阻尼环对车轮的质量、刚度的影响可以忽略，同时阻尼环能够显著增加车轮中高频段的模态阻尼比，从而显著抑制了这些频段的振动峰值。目前在对于减振降噪阻尼装置的研究中，以压电叠堆为核心阻尼材料的设计尚无报道。

发明内容

发明目的：本发明设计了一种基于压电叠堆的传动系减振阻尼装置，用于降低机器中的结构噪声。

技术方案：

基于压电叠堆的传动系减振阻尼装置，结构包括：

外环，为圆柱筒形，内侧有圆周均布的多个凸起；

内环，为圆柱筒形，外侧有圆周均布的多个凸起；

蝴蝶翼，截面为“V”形，包括带有上平面两臂和带有下平面的中部；

所述蝴蝶翼一侧臂上平面与外环凸起底面连接，另一侧臂上平面与内环凸起底面连接；

压电叠堆夹在轴向相对的两个蝴蝶翼之间，压电叠堆的两端分别与两个蝴蝶翼的中部下平面接触；

压电叠堆通过导线连接有能量收集装置。

优选地：凸起与蝴蝶翼之间通过螺钉连接；蝴蝶翼与压电叠堆之间通过螺钉连接。

优选地：外环或内环的结构轴对称且上下对称；外环或内环的凸起均为8个，每个凸起的中心位置处打有螺纹通孔。

优选地：定位圆环，为圆环状薄片结构，上开有圆周均布的通孔，通孔数量与蝴蝶翼数量相同；定位圆环穿过各蝴蝶翼的两臂中间，螺钉穿过通孔连接蝴蝶翼与压电叠堆。

优选地：蝴蝶翼臂部为梯形。

优选地：所述能量收集装置为电池或电容器。

优点及效果：