具有惯性平衡机构的多级双质量飞轮

摘要

本发明公开了一种具有惯性平衡机构的多级双质量飞轮，包括初级飞轮、从动盘和次级飞轮，在次级飞轮上均布设有两个补偿机构和两个平衡机构；以初级飞轮的中心为坐标原点建立坐标系，初级飞轮的内边缘在坐标系第I象限中的型线由极坐标方程确定，第Ⅱ象限中的型线由第I象限关于Y轴镜像，第Ⅲ象限和第Ⅳ象限中的型线由第I象限和第Ⅱ象限关于X轴镜像。该双质量飞轮既满足小扭转角时的小刚度要求，也满足大扭转角条件下，具有高反抗扭矩的要求，实现了共振转速完全被有效地隔离在发动机正常工作转速范围以外，避免了系统共振的产生；而且在刚度切换时，扭转刚度是连续的，避免了刚度突变产生的冲击和噪声，延长了传动系统各个零件的使用寿命。

主权项

具有惯性平衡机构的多级双质量飞轮，该多级双质量飞轮为三级分段变刚度双质量飞轮，包括初级飞轮(1)、从动盘(2)和次级飞轮(3)，从动盘(2)与次级飞轮(3)连接并安装在初级飞轮(1)内，在次级飞轮(3)上且靠近外圆均布设有两个补偿机构和两个平衡机构，次级飞轮(3)上且靠近外圆均布设有两个沿径向方向设置的凹槽和两个沿圆周方向设置的滑槽(4)；所述补偿机构包括轴销(5)、滚针轴承(6)、导杆(7)、导槽(8)和复位弹簧(9)；所述轴销(5)穿过滚针轴承(6)，滚针轴承(6)与初级飞轮(1)的内边缘接触；所述导槽(8)插入凹槽内并与凹槽固定配合，所述导杆(7)的一端与轴销(5)连接，另一端伸进导槽(8)内，所述复位弹簧(9)设置在导槽(8)内，复位弹簧(9)的一端压在导杆(7)上，另一端压在凹槽的底端上；所述平衡机构包括支撑杆(10)、平衡杆(11)和平衡块(12)，所述支撑杆(10)的一端设置在滑槽(4)内并与滑槽(4)滑动配合，所述平衡杆(11)固定在支撑杆(10)的另一端上，平衡杆(11)的一端与导杆(7)铰接，所述平衡块(12)固定在平衡杆(11)的另一端上，所述平衡杆(11)沿次级飞轮(3)的圆周分布并与次级飞轮(3)的表面平行；以初级飞轮(1)的中心O为坐标原点建立坐标系，所述初级飞轮(1)的内边缘的规律曲面在坐标系第I象限中的型线由如下方式确定，其中R₁是初级飞轮(1)给定的初始参数：1)以半径R₁在0°～7°画圆弧；2)由极坐标方程得到AB段，其中，K_b为复位弹簧线刚度；θ_a＝7°，7°<θ≤17°；M_JAB是AB段补偿转矩，且其中：a₀、a₁、a₂和a₃均通过函数拟合得到的补偿转矩函数参数,a₀＝14.7,a₁＝‑0.2,a₂＝0.3,a₃＝0；M₁＝K_θ1θ(0≤θ<12°),M₂＝K_θ1θ₁+K_θ2(θ‑θ₁)(12°≤θ<35°),θ₁＝12°,K_θ1为三个两组周向弹簧串联时的扭转刚度,K_θ2为两个两组周向弹簧串联时的扭转刚度；3)以OB为半径R₂在17°～31°画圆弧BC段；4)由极坐标方程$\rho \left(\theta \right)=R_1-\sqrt{{(R_1-R_2)}^2+\frac{1}{K_b}{\int }_{{\theta }_c}^{\theta }\left[M_{\mathrm{JCD}}\left(\theta \right)\right]\mathrm{d\theta }}$得到CD段，其中θ_c＝31°，31°≤θ<40°，M_JCD是CD段补偿转矩，且其中:b₀、b₁、b₂和b₃均通过函数拟合得到的补偿转矩函数参数，b₀＝1496.7，b₁＝‑109.66，b₂＝2.8321，b₃＝‑0.0192；M₂＝K_θ1θ₁+K_θ2(θ‑θ₁)(12°≤θ<35°)，M₃＝K_θ1θ₁+K_θ2(θ₂‑θ₁)+K_θ3(θ‑θ₂)(35°≤θ≤40°)，θ₁＝12°，θ₂＝35°；K_θ3为只有一个弹簧工作时的扭转刚度；5)以OD为半径R₃在40°～90°画出一段圆弧；所述初级飞轮(1)的内边缘的规律曲面在坐标系第Ⅱ象限中的型线由第Ⅰ象限的型线关于Y轴的镜像，第Ⅲ象限和第Ⅳ象限中的型线由第Ⅰ象限和第Ⅱ象限型线关于X轴的镜像。