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专利号: 2019108507888
申请人: 杨静
专利类型:发明专利
专利状态:授权未缴费
专利领域: 工程元件或部件;为产生和保持机器或设备的有效运行的一般措施;一般绝热
更新日期:2025-07-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种转速平衡装置,包括输入轴(10)和平衡轴(20),所述输入轴(10)与平衡轴(20)之间设有变速装置(30),所述平衡轴(20)上设有平衡扭矩装置(40),其特征在于:所述平衡扭矩装置(40)对所述平衡轴(20)施加的平衡扭矩与所述平衡轴(20)的旋转角速度之间满足:其中,M2为平衡扭矩;ω2为平衡轴的角速度;k为平衡力矩系数;

所述变速装置(30)控制所述平衡轴(20)与所述输入轴(10)之间的传动比与所述输入轴(10)受到的输入扭矩之间满足:其中,M1为输入轴的输入扭矩;C1为常数;a为变速装置的传动比,且aω1=ω2;ω1为输入轴的角速度;

或,还包括与所述输入轴(10)传动连接的动力装置;

所述变速装置(30)控制所述平衡轴(20)与所述输入轴(10)之间的传动比与所述动力装置输出到所述输入轴(10)上的输出功率之间满足:其中,P为动力装置输出到输入轴上的输出功率;C2为常数;a为变速装置的传动比,且aω1=ω2;ω1为输入轴的角速度。

2.根据权利要求1所述的转速平衡装置,其特征在于:所述平衡扭矩装置(40)采用离心摩擦装置或空气阻力器。

3.根据权利要求1所述的转速平衡装置,其特征在于:

所述变速装置(30)包括与所述输入轴(10)传动连接的主动轮(31)和与所述平衡轴(20)传动连接的从动轮(32),所述主动轮(31)与从动轮(32)之间设有传动带(33);所述主动轮(31)和/或从动轮(32)与所述传动带(33)之间的传动半径可调节;且:当所述主动轮(31)与所述传动带(33)之间的传动半径可调节时,所述主动轮(31)包括同轴设置的第一主动轮(311)和第二主动轮(312),所述第一主动轮(311)和/或第二主动轮(312)为可沿着轴向方向移动的主动动轮;

当所述从动轮(32)与所述传动带(33)之间的传动半径可调节时,

所述从动轮(32)包括同轴设置的第一从动轮(321)和第二从动轮(322),所述第一从动轮(321)和/或第二从动轮(322)为可沿着轴向方向移动的从动动轮。

4.根据权利要求3所述的转速平衡装置,其特征在于:

当所述主动轮(31)与所述传动带(33)之间的传动半径可调节时,

所述主动动轮沿其轴向方向移动的距离与所述输入轴(10)受到的输入扭矩或输入功率之间成正比;且所述主动动轮和所述传动带(33)之间的传动半径与该主动动轮沿其轴向方向移动的距离的 幂次方之间成正比;或,所述主动动轮沿其轴向方向移动的距离与所述输入轴(10)受到的输入扭矩或输入功率的 幂次方之间成正比;且所述主动动轮与所述传动带(33)之间的传动半径与该主动动轮沿其轴向方向移动的距离之间成正比;

当所述从动轮(32)与所述传动带(33)之间的传动半径可调节时,

所述从动动轮沿其轴向方向移动的距离与所述输入轴(10)受到的输入扭矩或输入功率之间成正比;且所述从动动轮与所述传动带(33)之间的传动半径与该从动动轮沿其轴向方向移动的距离的 幂次方之间成反比;或,所述从动动轮沿其轴向方向移动的距离与所述输入轴(10)受到的输入扭矩或输入功率的 幂次方之间成反比;且所述从动动轮与所述传动带(33)之间的传动半径与该从动动轮沿其轴向方向移动的距离之间成正比。

5.根据权利要求3所述的转速平衡装置,其特征在于:所述变速装置(30)还包括用于使所述传动带(33)始终保持拉紧状态的拉紧轮(34),所述拉紧轮(34)的转轴上设有用于提供拉紧预紧力的拉紧力机构(35)。

6.根据权利要求4所述的转速平衡装置,其特征在于:

还包括用于对所述输入轴(10)施加所述输入扭矩的扭矩输入装置;

所述扭矩输入装置包括用于缠绕绳带(48)并在绳带(48)的张力作用下转动或与外置的绳带(48)滚动配合的带轮(47),所述带轮(47)套装在所述输入轴(10)上并与所述输入轴(10)同步转动;或所述带轮(47)的转轴(42)与所述输入轴(10)之间传动连接。

7.根据权利要求6所述的转速平衡装置,其特征在于:

还包括用于调节所述变速装置(30)的传动比的变速调节机构;

所述变速调节机构包括用于驱动对应的所述主动动轮或从动动轮沿其轴向方向移动的拨杆(53),所述拨杆(53)与对应的所述主动动轮或从动动轮之间旋转配合并与对应的所述主动动轮或从动动轮同步轴向移动;

所述变速调节机构还包括用于驱动所述拨杆(53)沿着对应的所述主动动轮或从动动轮轴向方向移动的变速驱动机构。

8.根据权利要求7所述的转速平衡装置,其特征在于:

所述变速驱动机构包括用于导向所述绳带(48)的滑轮组,所述滑轮组包括动滑轮(51),所述动滑轮(51)在所述绳带(48)张力的作用下可沿垂直于其轴线的方向移动,且所述动滑轮(51)沿垂直于其轴线的方向移动的距离与所述绳带(48)的张力之间成正比;所述动滑轮(51)与所述拨杆(53)之间设有用于驱动所述拨杆(53)沿对应的所述主动动轮或从动动轮的轴向方向移动的调节驱动机构;且:当所述主动动轮与所述传动带(33)之间的传动半径与该主动动轮沿其轴向方向移动的距离的 幂次方之间成正比时,所述拨杆(53)驱动对应的所述主动动轮沿其轴向方向移动的距离与所述动滑轮(51)沿垂直于其轴线方向移动的距离之间成正比;

当所述主动动轮与所述传动带(33)之间的传动半径与该主动动轮沿其轴向方向移动的距离之间成正比时,所述拨杆(53)驱动对应的所述主动动轮沿其轴向方向移动的距离与所述动滑轮(51)沿垂直于其轴线方向移动的距离的 幂次方之间成正比;

当所述从动动轮与所述传动带(33)之间的传动半径与该从动动轮沿其轴向方向移动的距离的 幂次方之间成反比时,所述拨杆(53)驱动对应的所述从动动轮沿其轴向方向移动的距离与所述动滑轮(51)沿垂直于其轴线方向移动的距离之间成正比;

当所述从动动轮与所述传动带(33)之间的传动半径与该从动动轮沿其轴向方向移动的距离之间成正比时,所述拨杆(53)驱动对应的所述从动动轮沿其轴向方向移动的距离与所述动滑轮(51)沿垂直于其轴线方向移动的距离的 幂次方之间成反比。

9.根据权利要求8所述的转速平衡装置,其特征在于:

所述调节驱动机构包括用于对所述拨杆(53)施加平行于对应的所述主动动轮或从动动轮沿轴向方向的轴向力的施力机构和用于平衡所述轴向力的弹力平衡机构,所述弹力平衡机构用于施加与所述轴向力方向相反的弹力。

10.根据权利要求9所述的转速平衡装置,其特征在于:

当所述拨杆(53)驱动对应的所述主动动轮或从动动轮沿轴向方向移动的距离与所述动滑轮(51)沿垂直于其轴线方向移动的距离之间成正比时;所述施力机构包括拉力带(54)和用于导向所述拉力带(54)的导向轮(55),所述拉力带(54)的第一端与所述动滑轮(51)的移动方向平行、第二端与所述拨杆(53)的移动方向平行;或,所述施力机构包括与对应的所述主动动轮或从动动轮的轴线垂直的第三施力杆,所述第三施力杆靠近对应的所述主动动轮或从动动轮的一端设有第三施力面,所述第三施力面与对应的所述拨杆接触配合,同时过所述第三施力杆轴线以及对应的所述主动动轮或从动动轮的轴线的平面在所述第三施力面上截得的直线的解析几何方程可表示为:y=a1x+b1,其中,a1、b1均为方程系数,a1≠0;

所述第一施力杆(60)与所述动滑轮(51)同步移动,或所述第一施力杆(60)沿其轴线方向上的移动距离与所述动滑轮(51)沿垂直于其轴向方向移动的距离之间成正比;

当所述拨杆(53)驱动对应的所述主动动轮沿轴向方向移动的距离与所述动滑轮(51)沿垂直于其轴线方向移动的距离的 幂次方之间成正比时,所述施力机构包括与对应的所述主动动轮的轴线垂直的第一施力杆(60),所述第一施力杆(60)靠近对应的所述主动动轮的一端设有第一施力面(61),所述第一施力面(61)与对应的所述拨杆(53)接触配合,且同时过所述第一施力杆(60)轴线以及对应的所述主动动轮的轴线的平面在所述第一施力面(61)上截得的曲线的解析几何方程可表示为:y=a2x2+b2,其中,a2、b2均为方程系数,a2≠0;

所述第一施力杆(60)与所述动滑轮(51)同步移动,或所述第一施力杆(60)沿其轴线方向上的移动距离与所述动滑轮(51)沿垂直于其轴向方向移动的距离之间成正比;

当所述拨杆(53)驱动对应的所述从动动轮沿轴向方向移动的距离与所述动滑轮(51)沿垂直于其轴线方向移动的距离的 幂次方之间成反比时,所述施力机构包括与对应的所述从动动轮的轴线垂直的第二施力杆(62),所述第二施力杆(62)靠近对应的所述从动动轮的一端设有第二施力面(63),所述第二施力面(63)与对应的所述拨杆(53)接触配合,且同时过所述第二施力杆(62)轴线以及对应的所述从动动轮的轴线的平面在所述第二施力面(63)上截得的曲线的解析几何方程可表示为:其中,a3、b3均为方程系数,a3≠0;

所述第二施力杆(62)与所述动滑轮(51)同步移动,或所述第二施力杆(62)沿其轴线方向上的移动距离与所述动滑轮(51)沿垂直于其轴向方向移动的距离之间成正比。