Учебная установка по динамике механизмов Советский патент 1991 года по МПК G09B23/08 

Изобретение относится к учебным установкам для исследования пространственной вибронагруженности механизмов в курсах теоретической механики, теории механизмов и машин, теории колебаний и так далее и может найти применение в технических вузах.

Целью изобретения является повышение демонстрационных возможностей путем демонстрации вибронагруженности механической системы с шестью степенями свободы.

На фиг. 1 изображена учебная установка, общий вид: на фиг. 2 - схема расположения вибродатчиков дпя регистрации пространственной вибронагруженности механизма; на фиг. 3 - блок-схема включения установки и измерительной аппаратуры.

Учебная установка по динамике механизмов включает неподвижное основание 1. опорную раму 2, кривошипно-ползунный механизм 3. жестко закрепленный к опорной раме2. привод в виде электродвигателя 4 (например, однофазного). Электродвигатель 4 и механизм 3 связаны между собой муфтой 5 Четыре упругих элемента 6 установлены между опорной рамой 2 и неподвижным основанием 1 попарно симметрично относительно продольной XOZ и поперечной XOY вертикальных плоскостей, причем OXYZ - ортогональная система координат, образованная главными центральными осями инерции механизма с приводом и опорной рамой. Оси упругих элементов 6 расположены под углом р к плоскости XOZ так. что попарно пересекаются в точках, лежащих выше центра 7 масс

О

го кэ

00

ю

о

(начала координат О рассматриваемой ортогональной системы) механизма с приводом и опорной рамой. Установка снабжена кронштейнами на опорной раме 8, корпусе кривошипно-ползунного механизма 9, корпусе привода 10, расположенных в плоскости XOZ на равном расстоянии от центра 7 масс. На кронштейне 8 установлен один вибродатчик, на кронштейне 9 - два вибродатчика, на кронштейне 10 - три вибродатчика. Оси чувствительности вибродатчиков (фиг. 2) параллельны осям ортогональной системы координат OXYZ.

Вибродатчики 11-16 (фиг. 3) соединены с виброизмерительным прибором 17. На валу механизма 3 установлен датчик 18 частоты вращения вала, выполненный, например, в виде тахогенератора, соединенный с измерительным прибором 19. Изменение частоты вращения вала эпектродвигателя 4 осуществляется реостатом 20, а его включение - тумблером 21.

Установка работает следующим образом.

Включается электродвигатель 4 при помощи тумблера 21. Реостатом 20 устанавливается заданная частота вращения вала двигателя 4, которая контролируется по прибору 19. Вращение вала привода 4 через муфту 5 передается валу кривошипно-ползунного механизма 3. Остаточная неурэвно- вешенность механизма вызывает пространственные колебания корпуса механизма, привода и опорной рамы. Суммарные виброперемещения 1-го кронштейна вдоль осей ортогональной системы координат можно-представить следующими соотношениями:

axo+Z -Yiy; аУ| ayo+Xiy-Zia; az azo+Yia-X/3

где ахо. Эуо , aZo - амплитуды прямолинейных колебаний механизма с приводом вдоль осей X, Y, Z;

а. /,у - амплитуды угловых колебаний механизма с приводом вокруг осей X, Y, Z; Xi Yi, Zi - координаты 1-го кронштейна ,2,3).

Учитывая схему расположения и ориентации осей чувствительности датчиков (фиг. 2), вычисляются шесть значений амплитуд

пространственных виброперемещений механизма с приводом и рамой по соотношениям

Zi (azg - az10) ay10 + ayg -эхю2И : ау о -2;

3ziQ + az9 . п Эуа Зуд . о azg -Эгю

Эг 0

;а

2Zi

fi

2Xi

У

Згю - Зуд

2Xi

где Эхюау9 показания датчиков виброперемещения.

Интегральную оценку пространственной вибронагруженности механизма опре- деля ют по формуле

ф Б/аув+ауд + aig+ахю+аую+а 1к/.

Учебная установка позволяет обучить методам регистрации параметров пространственного виброполя механизмов и оценки вибронагруженности механизма одним числом Ф, что облегчает усвоение соответствующих разделов динамики механизмов.

Формула изобретения

Учебная установка по динамике механизмов, содержащая основание, упругие элементы, опорную раму, связанную с основанием упругими элементами, механизм с

приводом, установленный на опорной раме, и средство регистрации вибронагруженности механизма, отличающаяся тем, что. с целью повышения демонстрационных возможностей путем демонстрации вибронагруженности механической системы с ше- стью степенями свободы, средство регистрации вибронагруженности выполнено в виде шести вибродатчиков для подключения к виброизмерительному прибору и

трех кронштейнов для-установки вибродатчиков, жестко закрепленных на механизме с приводом, опорная рама и механизм с приводом связаны так, что имеют общую продольную вертикальную плоскость симметрии, в которой расположены кронштейны на равных расстояниях от общего центра масс, при этом на первом кронштейне установлены три вибродатчика, на втором - два, на третьем - один, а вибродатчики расположены параллельно общим главным центральным осям инерции опорной рамы и механизма с приводом.

Ю

аг

ю

./ /,,,. / , , /

у //// / ////я,/// , 1/У 2 аУв

по

Изобретение относится к учебным установкам для исследования вибронагружен- носги механизмов и может быть применено и технических вузах при изучении разделов динамики механизмов в курсах теоретической механики, теории механизмов и машин, теории колебаний и т.п. Целью изобретения является повышение демонст рационных возможностей установки путем демонстрации виброчагруженности механической системы с шестью степенями свободы Для этого средство регистрации вибронагруженности выполнено в виде шести вибродатчиков для подключения к виброизмерительному прибору, установленных на трех кронштейнах Механизм с приводом и опорная рама связаны таким образом, что имеют общую продольную вертикальную плоскость симметрии, в которой расположены кронштейны на равных расстояниях от общего центра масс. На первом кронштейне установлены три вибродатчика, на втором - два. на третьем - один. Вибродатчики расположены параллельно главным центральным осям инерции опорной рамы и механизма с приводом 3 ил. on С