[发明专利]机械平衡实验仪

说明书

本发明涉及一种机械平衡实验仪，包括支撑机构、动力机构和平衡调节机构，支撑机构包括底座，设在底座两端的固定支杆和底座一端的延长板；所述固定支杆的上端配合有支撑杆；动力机构包括电机，减速齿轮装置、旋转主轴和短轴；平衡调节机构包括矢量合成平衡机构，振动显示机构，刚柔性支撑切换机构和托盘升降机构。本发明将旋转主轴的振动进行放大，通过激光笔射出光点在屏幕上的位置即可判断出振动大小，从实现了微小振动的可视化；通过标准质量块的移动和卡盘体位置的改变，可以动平衡原理实验由单一的验证性实验转变为设计性实验，将能够极大的锻炼学生的动手实践能力，并提高学生的感性认识。

技术领域

本发明涉及一种机械平衡装置，尤其是一种机械平衡实验仪。

技术背景

在机械类课堂中，有许多十分重要的原理，动平衡就是其中一种。动平衡原理在机械的设计中会经常使用，但是在学习的过程中比较难以理解，老师在讲授这一部分知识时，都是大量的数学推导过程和简单的图片展示，无法让同学们形成直观的印象，理解起来有一定的难度。通过实验的方式让同学们自己去验证这一原理，能加深理解，实际的操作也让同学们对这一原理印象深刻。但是现有的动平衡实验仪功能简单，只能找到在同一平面内的不平衡质量的质径积，无法通过双面平衡法确定两个以上不同平面内的不平衡质量的质径积，而动平衡的精华就是双面平衡法的应用，现有的实验仪不能够让同学从根本上理解动平衡原理。

发明内容

针对现有的动平衡实验台存在的问题，本发明提供一种机械平衡实验仪，本装置可以验证简单的静平衡原理，可以确定单一平面内的不平衡质量的质径积，还可以确定多个不同平面内的不平衡质量的质径积，功能全面，能够有效的帮助学生们掌握这一部分知识。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种机械平衡实验仪，包括支撑机构、动力机构(8)和平衡调节机构，支撑机构包括重质量的底座(6)，设在底座(6)两端的固定支杆(38)和底座(6)一端的延长板；所述固定支杆(38)的上端配合有内设强质弹簧(14)的支撑杆(9)；所述延长板上固定有两根与两根固定支杆(38)处于同一水平线上的竖杆(40)；动力机构(8) 包括固定在底座(6)一端的延长板上的电机(18)，与电机(18)输出轴连接的减速齿轮装置(17)，通过轴承(5)连接支撑杆(9)上端的旋转主轴(3)，通过轴承(5)配合连接在竖杆(40)上的短轴(39)，减速齿轮装置(17)通过带(16)传动与短轴(39)连接，所述旋转主轴(3)与短轴(39)通过离合器(15)连接；其特征在于：平衡调节机构包括矢量合成平衡机构，将旋转主轴(3)单方向的振动量以可见的方式展示出来的振动显示机构(7)，用于改变旋转主轴(3)支撑方式的刚柔性支撑切换机构(20)和托盘升降机构(19)。

矢量合成平衡机构包括两个平衡基准圆盘(1)和两个待平衡圆盘(2)，圆盘包括一个较薄的金属圆盘，通过螺旋槽机构连接的中心活动卡盘和可用于增减圆盘质量且配合在螺旋槽机构上质量块(28)；所述的两个平衡基准圆盘(1) 通过活动卡盘固定在旋转主轴(3)的两端，处于两根固定支杆(38)的外侧；所述的两个待平衡圆盘(2)通过活动卡盘固定在旋转主轴(3)的中间位置且等距分布。

振动显示机构(7)安装在靠近固定支杆(38)的两端，包括配合在旋转主轴(3)上的方槽盘(4)，通过曲柄滑块机构(21)连接的激光笔(22)，与激光笔(22)笔尖成角度可调的平面镜I(23)，与平面镜I成角度可调的平面镜II (24)，及与平面镜II成对应角度的观察板(25)；激光笔(22)、平面镜I(23)、平面镜II(24)和观察板(25)按顺序形成一组光线反射机构。平面镜和观察板(25)均通过支杆固定在底座(6)上，观察板(25)上设有用于对照两组反射光线的刻度线。