可变刚度宽频谐振机构制造技术

本实用新型专利技术公开了可变刚度宽频谐振机构，为解决振动台在扫频实验中交越频率处功率过大、而应用定刚度谐振机构共振频率区间较窄的问题，其包括谐振机构前臂、谐振机构后臂和输出杆；谐振机构后臂位于谐振机构前臂的左侧，谐振机构前臂左端的4个滑块与谐振机构后臂右端的2个导轨滑动配合，谐振机构前臂的后端舌部位于谐振机构后臂中2个后变刚度机构之间，后端舌部的上下端面和2个后变刚度机构的后杠杆机构中的2号后轴承相接触，输出杆安装在谐振机构前臂中2个导向杆的矩形通孔内，输出杆左右圆弧面与谐振机构前臂的导向杆矩形通孔的左右内侧面接触连接，输出杆上下表面与谐振机构前臂中的2个前变刚度机构的前杠杆机构中的2号前轴承相接触。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种振动台用谐振装置，更确切地说，本技术涉及一种可变刚度宽频谐振机构。
技术介绍
振动台是一种能够再现试件所处振动环境的设备，用来研究被试件在不同振动环境下的可靠性和稳定性。利用振动台对试件做扫频测试时，由于激振力曲线要实现平滑过度，即存在以平滑交越点，此点对应的频率为交越频率，通过计算各频率对应的输入功率可知，在交越频率对应的功率为最大值，即在某段频率过高导致系统总功率升高，直接提高了制造成本和使用成本。由于最大功率点存在交越频率处，所以可以采用共振方法来提高振动机械效率，由于共振频带较窄，振动机械难以在共振点上工作，因此为获得共振条件，一般通过非线性弹性元件来拓宽共振频带，实现宽频共振。目前非线性弹性元件大多为随位移增加刚度增大，也存在一些负刚度机构，但是难以利用到振动机械中。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的振动台在扫频实验中交越频率处功率过大、而应用定刚度谐振机构共振频率区间较窄的问题，提供了一种可变刚度宽频谐振机构。为解决上述技术问题，本技术是采用如下技术方案实现的：所述的可变刚度宽频谐振机构包括谐振机构前臂、谐振机构后臂和输出杆。所述的谐振机构后臂位于谐振机构前臂的左侧，谐振机构前臂左端的4个结构相同的滑块与谐振机构后臂右端的2个结构相同的导轨滑动配合，谐振机构前臂中的后端舌部位于谐振机构后臂中2个结构相同的后变刚度机构之间，后端舌部的上下端面和2个结构相同的后变刚度机构的后杠杆机构中的2号后轴承相接触，输出杆安装在谐振机构前臂中2个结构相同的导向杆的矩形通孔内，输出杆左右两侧的圆弧面与谐振机构前臂中的2个结构相同的导向杆的矩形通孔的左右内侧面接触连接，输出杆上下表面与谐振机构前臂中的2个结构相同的前变刚度机构的前杠杆机构中的2号前轴承相接触。技术方案中所述的谐振机构前臂还包括前框架；所述的4个结构相同的滑块安装在前框架中的1号后板左侧面的四角处，2个结构相同的导向杆安装在前框架中的1号上板与1号下板右端的前后端面上并采用螺栓固定，2个结构相同的变刚度机构依次采用螺栓对称地固定在1号上板与1号下板的内侧面上，2个结构相同的前变刚度机构中的前杠杆机构位于1号上板与1号下板内侧面的右端。技术方案中所述的前框架还包括1号后板、2个结构相同的1号加强筋和后端舌部。所述的1号后板为矩形平板结构件，1号后板的四角处均匀地分布有与四个结构相同的滑块连接的通孔；所述的1号上板与1号下板为矩形平板结构件，1号上板与1号下板的左右端分别均匀地设置有与前变刚度机构连接固定的螺栓通孔组。所述的1号上板与1号下板垂直于1号后板，1号上板与1号下板上下对称布置，1号上板与1号下板的左端面和1号后板右端面相接触并采用焊接方式固定连接，2个结构相同的“又”字形的1号加强筋对称地安装在1号上板与1号下板的前后两侧面上并采用焊接方式固定连接，后端舌部的右端面与1号后板左端面的中心位置固定连接，1号上板与1号下板上下对称面与前后对称面和1号后板的横纵向对称面共面，后端舌部的水平与竖直对称面和1号后板的横纵向对称面共面。技术方案中所述的前变刚度机构包括前板簧组件、1号支撑块、前杠杆机构与2号挡块。所述的前板簧组件包括压块、板簧组与2号支撑块。板簧组的左端位于压块与2号支撑块之间，并采用螺栓将三者连接，前板簧组件通过2号支撑块并采用螺栓固定在前框架内侧的左端，前杠杆机构安装在前框架内侧的右端，1号支撑块安装在前杠杆机构的左侧，2号挡块安装在前杠杆机构的右侧，板簧组右端的下表面与前杠杆机构中的1号前轴承的1号前轴承外圈接触连接。技术方案中所述的前杠杆机构包括2个结构相同的1号前轴承、2个结构相同的1号轴、2个结构相同的轴承座、2号轴、杠杆、4个结构相同的轴用弹簧挡圈与2个结构相同的2号前轴承。所述的杠杆由1号杆与2号杆相交组成，1号杆长度大于2号杆的长度，杠杆上设置有左端孔、中间孔与右端孔，左端孔与右端孔位于2号杆与1号杆的外端，中间孔位于1号杆与2号杆交点处，杠杆的左端孔、中间孔与右端孔三个孔心点的连线构成的夹角为110°，2号轴装入杠杆的中间孔中，2号轴的2号轴中间轴段与杠杆的中间孔之间为过盈配合，2号轴的2号轴两端采用轴承装入2个结构相同的轴承座内孔的孔中，2号轴的2号轴两端与2个结构相同的轴承座内孔之间为转动连接，2个结构相同的1号前轴承套装在1号轴的1号轴两端上，1号轴的1号轴两端与2个结构相同的1号前轴承之间为过盈配合，2个结构相同的1号前轴承外侧的1号轴上套装有轴用弹簧挡圈，1号轴装入杠杆的左端孔内，1号轴中间轴段与杠杆的左端孔之间为过盈配合，2个结构相同的2号前轴承套装在第二根1号轴的1号轴两端上，第二根1号轴的1号轴两端与2个结构相同的2号前轴承之间为过盈配合，2个结构相同的2号前轴承外侧的1号轴上套装有轴用弹簧挡圈，第二根1号轴的1号轴中间轴段与杠杆上的右端孔之间为过盈配合。技术方案中所述的谐振机构后臂还包括后框架与2个结构相同的导轨。所述的2个结构相同的导轨对称地安装在后框架右端的2个结构相同的导轨座中的导轨安装面上，2个结构相同的导轨相互平行，并平行于后框架中2号上板与2号下板的前后侧面，2个结构相同的导轨与2个结构相同的导轨座之间采用螺栓固定连接，2个结构相同的后变刚度机构采用螺栓对称地固定在2号上板与2号下板的内侧面上，2个结构相同的后变刚度机构中的后杠杆机构位于2号上板与2号下板内侧面的右端。技术方案中所述的后框架还包括2号后板与2个结构相同的2号加强筋。所述的2号上板与2号下板为结构相同的矩形平板结构件，2号上板与2号下板的两端设置有与后变刚度机构连接用的螺栓通孔组；所述的2号后板为矩形平板结构件，2号后板的前后宽度和2号上板与2号下板的前后宽度相等，2号后板上设置有与地基固定用的安装孔；2号上板与2号下板垂直于2号后板，2号上板与2号下板上下对称布置，2号上板与2号下板的左端面和2号后板的右端面相接触并采用焊接方式固定连接；2个结构相同的2号加强筋对称地布置在2号上板与2号下板的前后侧面上，2个结构相同的导轨座对称地固定安装在2个结构相同的2号加强筋右侧的2号上板与2号下板的前后两侧面上并采用焊接方式固定连接，整个后框架为上下与前后对称式结构框架。技术方案中所述的谐振机构前臂中的2个结构相同的前变刚度机构与谐振机构后臂中2个结构相同的后变刚度机构结构相同；即2个结构相同的前杠杆机构与2个结构相同的后杠杆机构结构相同；2个结构相同的前板簧组件与2个结构相同的后板簧组件结构相同；2个结构相同的1号支撑块与2个结构相同的1号后支撑块结构相同，2个结构相同的2号挡块与2个结构相同的2号后挡块结构相同。与现有技术相比本技术的有益效果是：1.本技术所述的可变刚度宽频谐振机构达到了良好的效果，计算表明其刚度随位移增大而减小，并且存在一个零刚度点，当越过此点后，表现出负刚度的特性。宽频谐振机构的主要组件为变刚度机构后，当振幅超过零刚度点后，理论上便可以达到任意位置，即用较小的激振力达到了更高振幅，这样便降低了输入功率。2.利用变刚度机构组成的宽频谐振机构，其整体在静态方面表现出非线性刚度的特性，并联此机构的振动系统，在恒加速、恒速度振动过程中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可变刚度宽频谐振机构，其特征在于，所述的可变刚度宽频谐振机构包括谐振机构前臂(1)、谐振机构后臂(2)和输出杆(3)；所述的谐振机构后臂(2)位于谐振机构前臂(1)的左侧，谐振机构前臂(1)左端的4个结构相同的滑块(4)与谐振机构后臂(2)右端的2个结构相同的导轨(9)滑动配合，谐振机构前臂(1)中的后端舌部(505)位于谐振机构后臂(2)中2个结构相同的后变刚度机构(24)之间，后端舌部(505)的上下端面和2个结构相同的后变刚度机构(24)的后杠杆机构(26)中的2号后轴承(27)相接触，输出杆(3)安装在谐振机构前臂(1)中2个结构相同的导向杆(7)的矩形通孔内，输出杆(3)左右两侧的圆弧面与谐振机构前臂(1)中的2个结构相同的导向杆(7)的矩形通孔的左右内侧面接触连接，输出杆(3)上下表面与谐振机构前臂(1)中的2个结构相同的前变刚度机构(6)的前杠杆机构(12)中的2号前轴承(23)相接触。

【技术特征摘要】
1.一种可变刚度宽频谐振机构，其特征在于，所述的可变刚度宽频谐振机构包括谐振机构前臂(1)、谐振机构后臂(2)和输出杆(3)；所述的谐振机构后臂(2)位于谐振机构前臂(1)的左侧，谐振机构前臂(1)左端的4个结构相同的滑块(4)与谐振机构后臂(2)右端的2个结构相同的导轨(9)滑动配合，谐振机构前臂(1)中的后端舌部(505)位于谐振机构后臂(2)中2个结构相同的后变刚度机构(24)之间，后端舌部(505)的上下端面和2个结构相同的后变刚度机构(24)的后杠杆机构(26)中的2号后轴承(27)相接触，输出杆(3)安装在谐振机构前臂(1)中2个结构相同的导向杆(7)的矩形通孔内，输出杆(3)左右两侧的圆弧面与谐振机构前臂(1)中的2个结构相同的导向杆(7)的矩形通孔的左右内侧面接触连接，输出杆(3)上下表面与谐振机构前臂(1)中的2个结构相同的前变刚度机构(6)的前杠杆机构(12)中的2号前轴承(23)相接触。2.按照权利要求1所述的可变刚度宽频谐振机构，其特征在于，所述的谐振机构前臂(1)还包括前框架(5)；所述的4个结构相同的滑块(4)安装在前框架(5)中的1号后板(503)左侧面的四角处，2个结构相同的导向杆(7)安装在前框架(5)中的1号上板(501)与1号下板(502)右端的前后端面上并采用螺栓固定，2个结构相同的变刚度机构(6)依次采用螺栓对称地固定在1号上板(501)与1号下板(502)的内侧面上，2个结构相同的前变刚度机构(6)中的前杠杆机构(12)位于1号上板(501)与1号下板(502)内侧面的右端。3.按照权利要求2所述的可变刚度宽频谐振机构，其特征在于，所述的前框架(5)还包括1号后板(503)、2个结构相同的1号加强筋(504)和后端舌部(505)；所述的1号后板(503)为矩形平板结构件，1号后板(503)的四角处均匀地分布有与四个结构相同的滑块(4)连接的通孔；所述的1号上板(501)与1号下板(502)为矩形平板结构件，1号上板(501)与1号下板(502)的左右端分别均匀地设置有与前变刚度机构(6)连接固定的螺栓通孔组；所述的1号上板(501)与1号下板(502)垂直于1号后板(503)，1号上板(501)与1号下板(502)上下对称布置，1号上板(501)与1号下板(502)的左端面和1号后板(503)右端面相接触并采用焊接方式固定连接，2个结构相同的“又”字形的1号加强筋(504)对称地安装在1号上板(501)与1号下板(502)的前后两侧面上并采用焊接方式固定连接，后端舌部(505)的右端面与1号后板(503)左端面的中心位置固定连接，1号上板(501)与1号下板(502)上下对称面与前后对称面和1号后板(503)的横纵向对称面共面，后端舌部(505)的水平与竖直对称面和1号后板(503)的横纵向对称面共面。4.按照权利要求1或2所述的可变刚度宽频谐振机构，其特征在于，所述的前变刚度机构(6)包括前板簧组件(10)、1号支撑块(11)、前杠杆机构(12)与2号挡块(13)；所述的前板簧组件(10)包括压块(14)、板簧组(15)与2号支撑块(16)；板簧组(15)的左端位于压块(14)与2号支撑块(16)之间，并采用螺栓将三者连接，前板簧组件(10)通过2号支撑块(16)并采用螺栓固定在前框架(5)内侧的左端，前杠杆机构(12)安装在前框架(5)内侧的右端，1号支撑块(11)安装在前杠杆机构(12)的左侧，2号挡块(13)安装在前杠杆机构(12)的右侧，板簧组(15)右端的下表面(1501)与前杠杆机构(12)中的1号前轴承(17)的1号前轴承外圈(1701)接触连接。5.按照权利要求1或2所述的可变刚度宽频谐振机构，其特征在于，所述的前杠杆机构(12)包括2个结构相同的1号前轴承(17)、2个结构相同的1号轴(18)、2个结构相同的轴承座(19)、2号轴(20)、杠杆(21)、4个结构相同的轴用弹簧挡圈(22)与2个结构相同的2号前轴承(23)；所述的杠杆(21)由1号杆(2105)与2号杆(2104)相交组成，1号杆(2105)长度大于2号杆(2104)的长度，杠杆(21)上设置有左端孔(2101)、中间...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓，周兴华，王勇威，唐可洪，王一名，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：吉林;22