基于動態(tài)特性研究的含間隙鉸接機(jī)構(gòu)實驗裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種基于動態(tài)特性研究的含間隙鉸接機(jī)構(gòu)實驗裝置，包括頂板、間隙塊和銷軸，所述頂板為倒U形，頂板的頂部開設(shè)有用于連接質(zhì)量塊的通孔，頂板的兩側(cè)面均開設(shè)有直徑相同的2個頂板銷軸孔，且左右兩側(cè)面對應(yīng)的銷軸孔在同一直線上；所述間隙塊為U形，間隙塊的底部開設(shè)有用于連接實驗設(shè)備的螺紋孔，間隙塊的兩側(cè)面均開與頂板的兩側(cè)面上的銷軸孔對應(yīng)的間隙塊銷軸孔；間隙塊設(shè)置在頂板的拱形內(nèi)，且2根銷軸從頂板的一側(cè)穿過頂板銷軸孔和間隙塊銷軸孔到頂板的另一側(cè)將頂板和間隙塊鏈接。本實用新型具有簡單經(jīng)濟(jì)實用，可操作性好，成本低廉等特點，而且具有很好的實驗精度和可靠性。
【專利說明】基于動態(tài)特性研究的含間隙鉸接機(jī)構(gòu)實驗裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種含間隙機(jī)構(gòu)實驗裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種基于動態(tài)特性研究的含間隙鉸接機(jī)構(gòu)實驗裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]在機(jī)械系統(tǒng)中，機(jī)構(gòu)的運動副是連接兩構(gòu)件并保持二者有一定相對運動的中間環(huán)節(jié)。為了保證兩構(gòu)件有相對運動，運動副元件間一般需采用動配合，這就存在一定的運動副間隙。運動副的制造和裝配過程中，必然會有一定的誤差，這種誤差也是產(chǎn)生運動副間隙的一個原因。另外對于經(jīng)過一定時期運轉(zhuǎn)的機(jī)器，由于摩擦、磨損現(xiàn)象的存在，也將使運動副產(chǎn)生間隙。所以，機(jī)構(gòu)中運動副間隙是不可避免的。從動力學(xué)角度考慮，運動副間隙的出現(xiàn)，改變了機(jī)構(gòu)桿件間的受力狀況，從而影響了機(jī)構(gòu)的受力性能，尤其是對于高速機(jī)構(gòu)此影響更大。由于有間隙，運動副元素之間可能會發(fā)生猛烈沖擊和碰撞，增加了構(gòu)件的動應(yīng)力，造成桿件彈性變形增大、磨損加劇，產(chǎn)生噪聲和振動，效率降低。由于間隙量很小，對靜態(tài)運動精度一般不會產(chǎn)生很大的影響，但是高速度是現(xiàn)代機(jī)械的一個發(fā)展方向，隨著速度的提高，運動副之間間隙的影響也愈加明顯。這一切都使得在進(jìn)行高速機(jī)構(gòu)和輕質(zhì)、高精密機(jī)器人的分析和設(shè)計時，不得不對運動副間隙加以考慮。
[0003]基于以上原因，對于含間隙機(jī)構(gòu)的研究是必要的。尤其是對于這類機(jī)械建立準(zhǔn)確可靠的動力學(xué)模型更是必不可少。到目前為止，含間隙機(jī)構(gòu)的研究已取得了大量成果，實驗研究的階段發(fā)展也較快。目前，用于含間隙機(jī)構(gòu)研究的實驗裝置多用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，此類型實驗裝置的設(shè)計時由于有多個鏈接部位，因此不能很好的研究單一間隙對實驗系統(tǒng)的影響。還有一種是間隙連桿機(jī)構(gòu)實驗裝置，它只能測試響應(yīng)力卻不能測試響應(yīng)加速度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可以研究間隙對系統(tǒng)的動態(tài)特性的影響和動態(tài)響應(yīng)的基于動態(tài)特性研究的含間隙鉸接機(jī)構(gòu)實驗裝置。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0006]基于動態(tài)特性研究的含間隙鉸接機(jī)構(gòu)實驗裝置，包括頂板、間隙塊和銷軸，所述頂板為倒U形，頂板的頂部開設(shè)有用于連接質(zhì)量塊的通孔，頂板的兩側(cè)面均開設(shè)有直徑相同的2個頂板銷軸孔，且左右兩側(cè)面對應(yīng)的頂板銷軸孔在同一直線上；所述間隙塊為U形，間隙塊的底部開設(shè)有用于連接實驗設(shè)備的螺紋孔，間隙塊的兩側(cè)面均開與頂板的兩側(cè)面上的頂板銷軸孔對應(yīng)的間隙塊銷軸孔；間隙塊設(shè)置在頂板的拱形內(nèi)，且2根銷軸從頂板的一側(cè)穿過頂板銷軸孔和間隙塊銷軸孔到頂板的另一側(cè)將頂板和間隙塊鏈接。
[0007]上述方案優(yōu)選的，所述銷軸的一個端部可以設(shè)有向銷軸外徑凸起的夾持部，另一端部開可以設(shè)有螺紋段，在夾持部和螺紋段的內(nèi)側(cè)均設(shè)有配合軸肩，且兩個配合軸肩的直徑相同。
[0008]為了可以用于研究不同間隙大小對實驗系統(tǒng)的動態(tài)特性的影響，所述配合軸肩的直徑可以為14.5-15.98mm。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有簡單經(jīng)濟(jì)實用，可操作性好，成本低廉等特點，而且具有很好的實驗精度和可靠性；另外既能測試響應(yīng)力又能測試響應(yīng)加速度，通過更換不同軸肩的直徑大小來獲得不同間隙，從而研究間隙大小對鉸接機(jī)構(gòu)的動態(tài)特性的影響；通過改變質(zhì)量大小來研究其對鉸接機(jī)構(gòu)的動態(tài)特性的影響。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2為圖1中A方向的視圖；
[0012]圖3為頂板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖4為間隙塊的倒置圖；
[0014]圖5為銷軸的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖6為一種優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中標(biāo)號為:1、頂板；2、間隙塊；3、銷軸；4、通孔；5、頂板銷軸孔；6、螺紋孔；7、間隙塊銷軸孔；8、夾持部；9、螺紋段；10、配合軸肩；11、傳感器。

【具體實施方式】
[0017]本實用新型一種基于動態(tài)特性研究的含間隙鉸接機(jī)構(gòu)實驗裝置，如圖1、2所示，包括頂板1、間隙塊2和銷軸3，各零件由機(jī)械加工得到，本裝置研究的間隙大小范圍是0.02mm?1.5 mm，加載加速度為I?7m/s2。如圖3所示，所述頂板I為倒U形，頂板I的頂部開設(shè)有用于連接質(zhì)量塊的通孔4，以研究不同質(zhì)量對系統(tǒng)的動態(tài)特性的影響；頂板I的兩側(cè)面均開設(shè)有直徑相同的2個頂板銷軸孔5，每個側(cè)面上的頂板銷軸孔5在同一水平線上，且左右兩側(cè)面對應(yīng)的頂板銷軸孔5在同一水平線上。如圖4所示，所述間隙塊2為U形，間隙塊2的底部開設(shè)有用于連接實驗設(shè)備的螺紋孔6，間隙塊2的兩側(cè)面均開與頂板I的兩側(cè)面上的銷軸孔對應(yīng)的間隙塊銷軸孔7。間隙塊2設(shè)置在頂板I的拱形內(nèi)，且2根銷軸3從頂板I的一側(cè)穿過頂板銷軸孔5和間隙塊銷軸孔7到頂板I的另一側(cè)將頂板I和間隙塊2鏈接，并且墊上墊片用螺母固定。
[0018]如圖5所示，所述銷軸3的一個端部設(shè)有向銷軸3外徑凸起的夾持部8，另一端部開設(shè)有螺紋段9，在夾持部8和螺紋段9的內(nèi)側(cè)均設(shè)有配合軸肩10，且兩個配合軸肩10的直徑相同。
[0019]如圖6所不,為本實施方式的一個優(yōu)選實施例,本實用新型一種基于動態(tài)特性研究的含間隙鉸接機(jī)構(gòu)實驗裝置的材料為45號鋼。頂板I各面的厚度為10 mm，頂板I長170mm、寬150 mm、高70 mm。頂部用麻花鉆鉆有均勻分布4個直徑12 mm的通孔4，孔間距為70mm。每個側(cè)面是用線切割慢走絲切出直徑16 mm的2個頂板銷軸孔5，孔間距70 mm。間隙塊2各面厚度為15 mm，頂板I長150 mm、寬150 mm、高60 mm。頂部下面攻有均勻分布4個直徑10的螺孔，孔深8 mm,孔間距70 mm。每個側(cè)面是用線切割慢走絲切出直徑16 mm的2個間隙塊銷軸孔7，孔間距70 mm。銷軸3長190 mm,其中定位軸肩先車削成直徑30 mm,長10mm的圓柱體，然后沿半徑10 mm對稱切除邊界余料形成夾持部8 ;配合軸肩10磨削成符合不同間隙大小的光軸，每段長25 mm ;螺紋段9的直徑為14 mm，長I8 mm。為了研究不同間隙大小對含間隙鉸接機(jī)構(gòu)的動態(tài)特性的影響，可以改變配合軸肩10的直徑大小，即做成N套帶有配合軸肩10的銷軸3，每套包括兩根相同的銷軸3、及相同的配合軸肩10，每次實驗用一套銷軸3，通過多次實驗，研究不同間隙大小對含間隙鉸接機(jī)構(gòu)的動態(tài)特性的影響。配合軸肩10的直徑在14.5-15.98mm之間，從而形成間隙范圍為0.02-1.5mm。通過更換不同配合軸肩10的直徑大小來獲得不同間隙，從而研究間隙大小對鉸接機(jī)構(gòu)的動態(tài)特性的影響；質(zhì)量塊可通過頂板I的頂部上的通孔4用螺栓固定在頂板I上，通過改變質(zhì)量大小來研究其對鉸接機(jī)構(gòu)的動態(tài)特性的影響；間隙塊2通過螺紋孔6連接在振動臺上。舉一個不考慮質(zhì)量塊影響的簡單實例來說明該裝置的運用:試驗系統(tǒng)中的加速度接受傳感器11置于頂板I上表面中心位置，加速度檢測傳感器11置于間隙塊2上表面中心位置，實驗時通過更換銷軸3來測得6Hz,6m/s2工況下的加速度的影響,分別用配合軸肩10為15.48mm和15.8mm的2套銷軸3做了兩次實驗，從實驗系統(tǒng)的分析圖得到間隙越大加速度波動越明顯，鋸齒波增多，間接機(jī)構(gòu)不穩(wěn)定性增加。
【權(quán)利要求】
1.基于動態(tài)特性研究的含間隙鉸接機(jī)構(gòu)實驗裝置，其特征在于:包括頂板(I)、間隙塊(2)和銷軸(3)，所述頂板(I)為倒U形，頂板(I)的頂部開設(shè)有用于連接質(zhì)量塊的通孔(4)，頂板(I)的兩側(cè)面均開設(shè)有直徑相同的2個頂板銷軸孔(5)，且左右兩側(cè)面對應(yīng)的頂板銷軸孔(5)在同一直線上；所述間隙塊(2)為U形，間隙塊(2)的底部開設(shè)有用于連接實驗設(shè)備的螺紋孔(6)，間隙塊(2)的兩側(cè)面均開與頂板(I)的兩側(cè)面上的頂板銷軸孔(5)對應(yīng)的間隙塊銷軸孔(7);間隙塊(2)設(shè)置在頂板(I)的拱形內(nèi)，且2根銷軸(3)從頂板(I)的一側(cè)穿過頂板銷軸孔(5)和間隙塊銷軸孔(7)到頂板(I)的另一側(cè)將頂板(I)和間隙塊(2)鏈接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于動態(tài)特性研究的含間隙鉸接機(jī)構(gòu)實驗裝置，其特征在于:所述銷軸(3)的一個端部設(shè)有向銷軸(3)外徑凸起的夾持部(8)，另一端部開設(shè)有螺紋段(9)，在夾持部(8)和螺紋段(9)的內(nèi)側(cè)均設(shè)有配合軸肩(10)，且兩個配合軸肩(10)的直徑相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于動態(tài)特性研究的含間隙鉸接機(jī)構(gòu)實驗裝置，其特征在于:所述配合軸肩(10)的直徑為14.5-15.98_。
【文檔編號】G09B25/02GK204087681SQ201420592899
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月14日
【發(fā)明者】鄧勇, 劉夫云, 楊運澤, 伍建偉, 甘林, 周洪威 申請人:桂林電子科技大學(xué)