一种贴片式模态转换增扭调速离合器

摘要

本实用新型公开了一种贴片式模态转换增扭调速离合器，以解决当前超声波离合器实现功能单一、不可增扭调速等技术问题。本实用新型包括上箱体、下箱体、输入轴、轴端组件、滑动支撑组件、离合激振组件、预紧组件、输出轴、连接组件和紧固螺栓，离合激振组件包括固定盘、激振杆和摩擦板，激振杆设置有模态转换器结构，矩形压电陶瓷片采用d₃₁激振模式。施加超声频段激励电信号于矩形压电陶瓷片，通过模态转换器激发激振杆和摩擦板分别产生扭振和弯振模态，利用振动模态叠加耦合，产生行波形成驱动摩擦力，可实现装置的离合控制与增扭调速。本实用新型具有结构简单紧凑、可增扭调速等技术优势，在机械传动与制动技术领域具有广阔应用前景。

主权项

一种贴片式模态转换增扭调速离合器，由上箱体（1）、下箱体（2）、输入轴（3）、轴端组件（4）、滑动支撑组件（5）、离合激振组件（6）、预紧组件（7）、输出轴（8）、连接组件（9）和紧固螺栓（10）组成；所述上箱体（1）两侧端部沿圆周方向均匀设置有n个螺纹孔（1‑1）结构，其中n为大于等于1的整数，所述上箱体（1）肋板中部设置有半圆形支撑座（1‑2）结构，所述上箱体（1）与下箱体（2）连接凸缘处沿上箱体（1）周向设置有m个通孔（1‑3）结构，其中m为大于1的整数；所述下箱体（2）两侧端部沿圆周方向均匀设置有n个螺纹孔（2‑2）结构，所述下箱体（2）肋板中部设置有半圆形支撑座（2‑1）结构，所述下箱体（2）与上箱体（1）连接凸缘处沿下箱体（2）周向设置有m个通孔（2‑4）结构，所述下箱体（2）固定底座处沿下箱体（2）周向设置有k个沉头螺纹孔（2‑3）结构，其中k为大于1的整数；所述输入轴（3）为阶梯轴结构，所述输入轴（3）一侧端部设置有键槽（3‑1）结构，所述输入轴（3）靠近键槽（3‑1）结构一侧设置有沟槽（3‑2）结构，所述输入轴（3）靠近键槽（3‑1）结构一侧设置有集流环（3‑5）结构，所述输入轴（3）外圆周表面沿轴线方向设置有通槽（3‑8）结构，所述输入轴（3）靠近另一侧端部的外圆周表面上设置有导向平键槽（3‑7）结构，所述输入轴（3）靠近导向平键槽（3‑7）一侧设置有外螺纹（3‑6）结构，所述输入轴（3）靠近外螺纹（3‑6）结构一侧设置有轴肩（3‑4）结构，所述输入轴（3）沟槽（3‑2）结构与轴肩（3‑4）结构之间的外圆周表面（3‑3）轴端组件（4）中深沟球轴承（4‑1）过盈配合连接；所述轴端组件（4）包括深沟球轴承（4‑1）、轴用弹性挡圈（4‑2）、端盖（4‑3）、套杯（4‑4）和毛毡（4‑5），所述端盖（4‑3）为法兰结构，所述端盖（4‑3）沿圆周方向均匀设置有2m个通孔（4‑3‑1）结构，所述端盖（4‑3）一侧端面设置有中心通孔（4‑3‑3）结构，所述端盖（4‑3）中心通孔（4‑3‑3）结构内侧设置有梯形截面环槽（4‑3‑2）结构；所述套杯（4‑4）为一侧端部设置有法兰的薄壁圆环结构，所述套杯（4‑4）沿圆周方向均匀设置有2m个通孔（4‑4‑2）结构，所述套杯（4‑4）另一侧端部设置有内凸缘（4‑4‑1）结构；所述毛毡（4‑5）为梯形截面圆环结构；所述滑动支撑组件（5）包括输入端滑动支撑组件（5‑1）和输出端滑动支撑组件（5‑2），所述输入端滑动支撑组件（5‑1）由轴瓦（5‑1‑1）、导向平键（5‑1‑2）、调节螺母（5‑1‑3）和滑套（5‑1‑4）组成，所述轴瓦（5‑1‑1）为薄壁圆环结构，布置于上箱体（1）与下箱体（2）的支撑座（1‑2）与支撑座（2‑1）中，所述轴瓦（5‑1‑1）两侧端部设置有凸缘（5‑1‑1‑1）结构，所述轴瓦（5‑1‑1）内圆周表面（5‑1‑1‑2）与花键套（5‑2‑2）或滑套（5‑1‑4）配合连接，所述滑套（5‑1‑4）为一侧端部设有法兰的空心圆柱体结构，所述滑套（5‑1‑4）法兰四周沿圆周方向均匀设置有k个通孔（5‑1‑4‑1）结构，其中k为大于等于1的整数，所述滑套（5‑1‑4）另一侧端部设置有沉头孔（5‑1‑4‑2）结构，所述滑套（5‑1‑4）内孔（5‑1‑4‑4）设置有导向平键槽（5‑1‑4‑3）结构，所述滑套（5‑1‑4）外圆周表面上设置有通孔（5‑1‑4‑5）结构，所述输出端滑动支撑组件（5‑2）由轴瓦（5‑2‑1）和花键套（5‑2‑2）组成，所述花键套（5‑2‑2）为一侧端部设置有法兰的中空圆柱体结构，所述花键套（5‑2‑2）四周沿圆周方向均匀设置有k个通孔（5‑2‑2‑1）结构，所述花键套（5‑2‑2）外圆周表面设置有通孔（5‑2‑2‑3）结构，所述花键套（5‑2‑2）中空圆柱体内侧设置有花键槽（5‑2‑2‑2）结构；所述离合激振组件（6）包括固定盘（6‑1）、激振杆（6‑2）、摩擦板（6‑3）和压电元件（6‑4），所述固定盘（6‑1）为圆盘结构，所述固定盘（6‑1）端面沿圆周方向均匀设置有k个通孔（6‑1‑2）结构，所述固定盘（6‑1）端面设置有p个沉头螺纹孔（6‑1‑1）结构，其中p为大于等于1的整数；所述激振杆（6‑2）为圆柱体结构，所述激振杆（6‑2）两侧端部表面均设置有p个螺纹孔（6‑2‑4）结构，所述激振杆（6‑2）靠近一侧端部外圆周表面沿圆周方向均匀设置有模态转换器（6‑2‑1）结构，所述激振杆（6‑2）外圆周表面上的模态转换器（6‑2‑1）结构可为阵列多个矩形槽结构、阵列多个圆孔结构或阵列多个螺旋槽结构，所述激振杆（6‑2）靠近另一侧端部外圆周表面沿圆周方向均匀设置有j个外平面（6‑2‑3）结构，其中j为大于等于1的整数，所述矩形压电陶瓷片（6‑2‑2）为d₃₁激振模式的矩形压电陶瓷片，且其沿厚度方向极化，所述布置于激振体外平面（6‑2‑3）上的j个矩形压电陶瓷片（6‑2‑2）形变方向均与激振杆（6‑2）中心轴线成平行布置关系；所述摩擦板（6‑3）为圆盘结构，所述摩擦板（6‑3）端部表面靠近中心位置设有p个沉头螺纹孔（6‑3‑1）结构；所述预紧组件（7）包括挡板（7‑1）、预紧弹簧（7‑2）和预紧螺母（7‑3），所述挡板（7‑1）为圆盘结构，所述挡板（7‑1）中心位置设有通孔（7‑1‑1）结构，所述预紧螺母（7‑3）旋合连接于输出轴（8）的外螺纹（8‑2），所述预紧弹簧（7‑2）套接于输出轴（8）的外圆周表面；所述输出轴（8）为阶梯轴结构，所述输出轴（8）一侧端部设置有键槽（8‑6）结构，所述输出轴（8）靠近键槽（8‑6）结构一侧设置有集流环（8‑8）结构，所述输出轴（8）外圆周表面沿轴线方向设置有通槽（8‑7）结构，所述输出轴（8）另一侧端部沿圆周方向设置有花键（8‑1）结构，所述输出轴（8）靠近键槽（8‑6）结构一侧设置有沟槽（8‑5）结构，所述输出轴（8）靠近花键（8‑1）结构一侧设置有外螺纹（8‑2）结构，所述输出轴（8）的沟槽（8‑5）结构与外螺纹（8‑2）结构之间设置有轴肩（8‑3）结构，所述输出轴（8）沟槽（8‑5）结构与轴肩（8‑3）结构之间的外圆周表面（8‑4）与轴端组件（4）中的深沟球轴承（4‑1）过盈配合连接；所述连接组件（9）包括螺栓（9‑1）和螺母（9‑2）。