[发明专利]一种单自由度系统机械振动综合实验仪

说明书

技术领域

本发明涉及机械振动测试与实验演示技术，具体为一种单自由度系统机械振动综合实验仪。

背景技术

在理工科院校大学物理和机械振动课程中，单自由度系统振动是基础和重点教学内容。现实工程中存在的大量多自由度系统和非线性系统振动问题都可以转换为单自由度求解。理解和掌握单自由度系统振动的概念、曲线、参数和结论，对于该领域的进一步学习提高尤为重要。

目前国内的机械振动与振动控制实验使用激振器、加速度传感器和信号转换器等通过虚拟仪器和计算机模拟来完成，该实验装置类型和教材上的单自由度系统差别较大。单自由度系统振动中，经常要演示物体作简谐振动和其它机械振动的振动过程和振动曲线，需要更加直观的了解振动参数对于振动曲线的影响。因此，需要一种简单方便、易于操作，和单自由度理论差距较小、能够完成多种单自由度系统振动实验的装置。

发明内容

针对现有技术的不足之处，本发明拟解决的技术问题是，提供一种单自由度系统机械振动综合实验仪。该实验仪可实现简谐振动、受迫振动、自由振动等振动的演示及波形的绘制。

本发明解决所述单自由度系统机械振动综合实验仪技术问题的方案是：设计一种单自由度系统机械振动综合实验仪，它包括支撑面板组件、送纸机构和激振机构，所述的送纸机构和激振机构均安装在支撑面板上。

所述的支撑面板组件包括支撑面板和地脚，四个地脚安装在支撑面板的下表面上；

所述的送纸机构包括步进电机，步进电机安装在步进电机支架上，步进电机支架通过螺丝固定在支撑面板的上表面；步进电机输出轴安装联轴器，通过联轴器将动力传至主动滚轮，主动滚轮两头安装第一轴承并固定在主动滚轮轴承座上，轴承座安装在支撑面板上表面上；主动滚轮的正上方安装从动滚轮，从动滚轮两头安装第二轴承并固定在压力调整块上，压力调整块安装在主动滚轮轴承座上的滑动槽中，主动滚轮轴承座的上表面安装调整螺钉面板，调整螺钉面板上安装调整螺钉实现滚轮压力的调整；纸筒安装板通过螺钉连接固定在支撑面板上，纸筒安装轴通过螺栓连接固定在纸筒安装板上，纸筒安装轴上套有隔套，纸筒则套在隔套上方便更换，纸筒的两侧通过纸筒安装轴套有纸筒挡板，纸筒挡板的旁边通过纸筒安装轴套有限位块，限位块通过紧定螺钉固定在纸筒安装轴上；压辊两头安装第三轴承并固定在压力调整块上，压力调整块安装在压辊轴承座上的滑动槽中，压辊轴承座的上表面安装调整螺钉面板，调整螺钉面板上安装调整螺钉实现压辊压力的调整；压辊的正下方安装托纸面板，托纸面板通过螺钉连接固定在支撑面板的上表面。

所述的激振机构包括激振电机，激振电机安装在激振电机支架上，激振电机支架通过螺钉连接固定在支撑面板上表面上，激振电机的输出轴上安装槽轮，槽轮上安装拨销，拨销套入受迫振动板的槽轮槽中，受迫振动板安装在直线导轨上，直线导轨安装在直线导轨支撑板上，直线导轨支撑板通过螺钉连接固定在支撑面板的上表面上；所述弹簧阻尼振子系统包括：振动曲线绘制笔安装在振动质量块上，振动质量块的正上方安装第一弹簧连接块，振动质量块上安装直线轴承，直线轴承套在淬火光轴上，淬火光轴两端安装光轴支撑板，光轴支撑板的正上方安装有第二弹簧连接块，光轴支撑板通过螺钉连接固定在支撑面板上；阻尼板通过螺钉连接安装在阻尼气缸上，阻尼气缸下表面安装气缸垫块，气缸垫块通过螺钉连接固定在支撑面板上。

与现有技术相比，本发明一种单自由度系统机械振动综合实验仪具有以下特点：

1.实验效果好。本发明具体可实现简谐振动、有阻尼自由振动、简谐激振力下的受迫振动、周期激振力下的受迫振动、任意激振力下的受迫振动等单自由度系统振动的综合演示及波形的绘制。

2.人性化设计。本发明一种单自由度系统机械振动综合实验仪采用人性化设计，操作方便简单易用，可通过增减方式改变振子质量、更换不同刚度的弹簧以及通过增减气缸压力来改变阻尼。

3.直观和经济性好。本发明装置采用机械振动结构采用单自由度系统振动理论相对应的弹簧-阻尼-质量系统，便于理解和掌握实验内容。装置利用纸带实现振动的采集和显示，在纸带上进行曲线分析和参数处理。

附图说明

图1是本发明单自由度系统机械振动综合实验仪一种实施例的整机结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及其附图详细进一步叙述本发明。

本发明设计的单自由度系统机械振动综合实验仪(参见图1)包括支撑面板组件1、送纸机构2、激振机构3。

所述的支撑面板组件1包括支撑面板1.2和地脚1.1，四个地脚1.1安装在支撑面板1.2的下表面上；