激振力復(fù)雜變化的振動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

《激振力復(fù)雜變化的振動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、第1期(總第158期)機(jī)械工程與自動(dòng)化NO．12010年2月MECHANICALENGINEERING8LAUT0MAT10NFeb．文章編號(hào)：1672—6413(2010)01—0110—03激振力復(fù)雜變化的振動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)楊衛(wèi)華，黃振峰，毛漢領(lǐng)(1．廣西大學(xué)機(jī)械：Y-程學(xué)院，廣西南寧530004；2．廣西廣播電視大學(xué)，廣西南寧530022)摘要：介紹了振動(dòng)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)以及由直流電機(jī)和偏心輪組成的激振裝置。對(duì)偏心輪的結(jié)構(gòu)及其產(chǎn)生的激振力做了詳細(xì)分析。最終設(shè)計(jì)出一個(gè)激振力復(fù)雜變化的系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：振動(dòng)頻率；激振力；偏心輪中圖分類號(hào)：TH161．6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A0引言動(dòng)

2、基本不可能，于是就可以通過(guò)第二層的振動(dòng)帶動(dòng)第設(shè)計(jì)此振動(dòng)平臺(tái)，是為了模擬多種不同主頻率的振一層的振動(dòng)，下層鋼板由于跟輪子連接在一起，輪子動(dòng)系統(tǒng)。與其他的振動(dòng)系統(tǒng)相比，此振動(dòng)系統(tǒng)的激振裝放置在地上，相當(dāng)于固定不振動(dòng)。置中偏心輪(含小球)的偏心距是不斷變化的，這使得系由于整個(gè)系統(tǒng)基本上是前后左右對(duì)稱的，故可將統(tǒng)的振幅不斷地變化，而電機(jī)的轉(zhuǎn)速又影響系統(tǒng)的振動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)化成雙質(zhì)量系統(tǒng)的振動(dòng)模型，見(jiàn)圖2。頻率，從而整個(gè)系統(tǒng)的振幅和頻率都可以變化。1系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)整個(gè)振動(dòng)系統(tǒng)共分3層，其結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖1。上層是一塊鋼板，上面可以放置實(shí)驗(yàn)用的物體。中間層也是一塊鋼板，鋼板上面用螺栓將電

3、機(jī)固定好，偏心輪(含小球)則與電機(jī)轉(zhuǎn)軸連接。底層由一塊同樣鋼板和支撐整個(gè)系統(tǒng)的4個(gè)小輪組成，用小輪的原因是為了方便整個(gè)系統(tǒng)的移動(dòng)。圖2雙質(zhì)量系統(tǒng)振動(dòng)模型根據(jù)機(jī)械振動(dòng)量方面的知識(shí)可以得到如圖2所示的雙質(zhì)量系統(tǒng)振動(dòng)主頻率09、09的平方公式：丟(計(jì)千√丟(計(jì)09o'~)2-。???????????????????(1)其中：09。相當(dāng)于系統(tǒng)只有m的單自由度無(wú)阻尼自由振動(dòng)時(shí)的固有頻率，09。一√k2／m。；09。為系統(tǒng)只有的單自由度無(wú)阻尼自由振動(dòng)時(shí)的固有頻率，cU。=√(足1+五2)／m1。由此可見(jiàn)，系統(tǒng)主頻率的大小只與系統(tǒng)的質(zhì)量和系統(tǒng)內(nèi)彈性元件的彈性系數(shù)k有關(guān)，通過(guò)改

4、變、k圈1振動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖的大小就可以改變系統(tǒng)的主頻率。上層與中層和中層與下層之間各用4根彈簧連2激振裝置設(shè)計(jì)接，而8根彈簧與3塊鋼板之間由4根鋼管穿透，鋼激振裝置是由電動(dòng)機(jī)及其剛性連接在軸上的偏心管的下端與底層鋼板固定。這樣，鋼板只能做豎直方輪組成，模型見(jiàn)圖3。圖3中，X方向?yàn)檠b置振動(dòng)方向，向(縱向)的振動(dòng)，而由于鋼管的作用使水平方向的振F為偏心輪產(chǎn)生的離心力。偏心輪在圓心處與轉(zhuǎn)軸由收稿日期：2009—05—11；修回日期：2009—08一l9作者簡(jiǎn)介：楊衛(wèi)華(1984一)，男，江西撫州人，在讀碩士研究生，研究方向：機(jī)械控制與自動(dòng)化。2010年第1期楊衛(wèi)華，等

5、：激振力復(fù)雜變化的振動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)鍵連接。整個(gè)偏心輪并非一個(gè)完整的圓柱體，而是在心輪和小球)的激振力為：盤面徑向方向上開(kāi)了一個(gè)槽，槽內(nèi)一頭連著一只彈簧，F(xiàn)一(。。+。)2—mo1．TOl-~-Tn02,T02一???(5)彈簧的另一頭則連著一個(gè)小球。這樣設(shè)計(jì)是為了保證。小球在槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)偏心輪的質(zhì)心隨著小球在槽中小球受力分析示意圖見(jiàn)圖5。位置的不同而變化，從而導(dǎo)致偏心輪系統(tǒng)產(chǎn)生的激振，，一●力變化，進(jìn)而影響到整個(gè)振動(dòng)系統(tǒng)的振幅，而偏心輪的轉(zhuǎn)速變化則直接影響到系統(tǒng)的振動(dòng)頻率，從而整個(gè)系統(tǒng)的振動(dòng)頻率和振幅都變化。激振裝置的動(dòng)力源是電動(dòng)機(jī)，考慮到調(diào)速的方便，、廠采用直流電

6、動(dòng)機(jī)。由于電機(jī)裝在中間層鋼板上，通過(guò)／一o中間層鋼板的振動(dòng)從而帶動(dòng)與之通過(guò)彈簧相連的上層鋼板也跟著振動(dòng)。圖4偏心輪系統(tǒng)(含小球，位于徑向方向)y圖3激振裝置模型3激振力分析激振力的大小為：F—moJ。。?????????????(2)其中：z為偏心距；為角速度；為產(chǎn)生激振力的物圖5小球受力分析示意圖體的質(zhì)量。在偏心輪系統(tǒng)中包括有偏心輪和小球，由于在圖5中，a為O0與水平線之間的夾角；F為偏心輪不是規(guī)則的形體(見(jiàn)圖4)，故應(yīng)該先確定它的質(zhì)槽對(duì)小球的支持力(或壓力)，F(xiàn)，為小球受到彈簧施加心在哪里，然后才好確定偏心距的大小。的彈力，與FⅣ垂直，F(xiàn)=忌(z。。-X。-c

7、)；FM為槽對(duì)如圖4所示，0為偏心輪的形心，()為小球球心。小球的摩擦力，與位于同一直線上，F(xiàn)肘=,uF；G整個(gè)偏心輪系統(tǒng)關(guān)于-z軸上下對(duì)稱，故可以確定其質(zhì)為小球的重力，G=。g。心必定在軸上。由于Y軸左側(cè)偏心輪部分開(kāi)了一個(gè)對(duì)小球進(jìn)行受力分析，可得：關(guān)于軸上下對(duì)稱的槽，故偏心輪(不包括小球)質(zhì)心frt2o2gsina+是(zo2一zo-c)一l~FN=mO2O,J2．T02必然位于z軸的正半軸(與槽所在半圓相反的另一半IFⅣ一。zgcos口=o。圓面)上。這樣設(shè)計(jì)，可以使得在增大時(shí)整個(gè)偏心輪???????????????????(6)系統(tǒng)(含小球)的質(zhì)心更靠近形心

8、O，從而使