一种二自由度摩擦耦合振动实验台制造技术

本发明专利技术涉及一种二自由度摩擦耦合振动实验台，包括机架、驱动装置以及振动装置，驱动装置包括电机、驱动轴以及圆盘，圆盘水平设置，电机通过驱动轴与圆盘圆心传动连接，能够驱动圆盘在水平面上转动；机架包括横梁以及竖杆，横梁水平设置，两根竖杆竖直间隔设置，上端分别与横梁固定连接；振动装置包括滑轨、滑块、横向导杆、质量块、摩擦座、第一弹簧、第二弹簧、第三弹簧、第一弹片、第二弹片，实施本发明专利技术实施例，具有如下有益效果：本二自由度摩擦耦合振动实验台通过电机带动圆盘转动，来模拟与摩擦座发生滑动摩擦，摩擦力方向的横向振动引起了垂向振动，带动质量块在水平方向和竖直方向上发生振动，从而能够研究二自由度条件下的振动情况。

【技术实现步骤摘要】
一种二自由度摩擦耦合振动实验台
本专利技术涉及摩擦耦合振动
，尤其涉及一种二自由度摩擦耦合振动实验台。
技术介绍
摩擦自激振动是发生在两个相对滑动物体表面的一种不稳定振动，它是由物体之间的摩擦而导致的非线性振动。在日常生活和工程领域中，摩擦自激振动现象广泛存在。这种现象会导致相互接触的物体产生各种形式的波和振荡，从而加剧机械零件的磨损，并产生难以忍受的噪声，对工程生产和日常生活带来各种负面的影响。因此，对摩擦自激振动进行系统研究，具有重大的现实和理论价值。最近，模态耦合理论被认为是摩擦自激振动产生一种重要机理，它认为在二自由度的系统中，存在结构和摩擦耦合，摩擦力方向的横向振动引起了垂向振动，当摩擦系数大于临界值时，横向与垂向的振动相位存在差值，并且振动频率逐渐合并，从而发生耦合，此时摩擦力输入系统的功大于系统输出的功，系统产生摩擦耦合振动。对于摩擦耦合振动的实验研究，现有的实验装置大多采用传送带和直线移动的工作台作为激发振动的驱动装置，其中传送带刚度较低，传送稳定性差，而工作台的行程短，不便于持续研究振动现象。另外，现有实验装置大多为单自由度系统，只存在单一方向的振动，无法对二自由度的摩擦耦合振动系统进行研究。
技术实现思路
有鉴于此，有必要提供一种二自由度摩擦耦合振动实验台，用以解决现有技术中实验装置为单自由度系统，只存在单一方向振动，无法对二自由度的摩擦耦合振动系统进行研究的技术问题。本专利技术提供一种二自由度摩擦耦合振动实验台，该二自由度摩擦耦合振动实验台包括：机架、驱动装置以及振动装置，驱动装置包括电机、驱动轴以及圆盘，圆盘水平设置，电机通过驱动轴与圆盘圆心传动连接，能够驱动圆盘在水平面上转动；机架包括横梁以及竖杆，横梁水平设置，两根竖杆竖直间隔设置，上端分别与横梁固定连接；振动装置包括滑轨、滑块、横向导杆、质量块、摩擦座、第一弹簧、第二弹簧、第三弹簧、第一弹片、第二弹片，每个竖杆朝向另一个竖杆的侧面上均竖直设置滑轨，两个滑块分别与两个滑轨一一对应滑动连接，横向导杆一端与其中一个滑块固定连接，另一端通过第一弹片与另一滑块固定连接，质量块套设于横向导杆上并能沿横向导杆滑动，第一弹簧套设于横向导杆上，其一端抵接质量块，另一端抵接第一弹片，第二弹簧竖直设置，其上端固定连接质量块，下端固定连接摩擦座，摩擦座与圆盘上表面抵接，第二弹片与第三弹簧均倾斜设置，第二弹片上端与横梁固定连接，其下端与第三弹簧上端固定连接，第三弹簧下端与质量块固定连接。进一步的，机架还包括底板以及调整支脚，底板设置于四个调整支脚上，调整支脚能够沿竖直方向伸缩，从而调整底板的水平度，驱动装置设置于底板上。进一步的，驱动装置还包括减速器以及联轴器，电机的传动轴连接减速器的输入端，减速器的输出端通过联轴器连接驱动器的下端。进一步的，驱动装置还包括固定设置于底板上的支撑座，电机以及减速器均分别与支撑座固定连接。进一步的，振动装置还包括竖向导杆，竖向导杆竖直设置，下端与摩擦座固定连接，上端穿过质量块，质量块与竖向导杆滑动连接。进一步的，振动装置还包括固定块，横向导杆通过固定块与滑块或第一弹片可拆卸连接，固定块包括主体部、紧固耳、紧固螺栓以及连接螺栓，主体部为C型且具有弹性，其中部形成用于横向导杆穿过容纳空间，两个紧固耳相对设置并且分别与主体部两端一体成型连接，两个紧固耳上分别相对开设有紧固螺纹孔，紧固螺栓与紧固螺纹孔配合连接，缩短两个紧固耳之间的距离，从而使主体部发生形变夹紧横向导向杆，主体部上开设有连接螺纹孔，连接螺栓通过连接螺纹孔与滑块或第一弹片可拆卸连接。进一步的，横向导杆有上下平行排列的两根，第一弹簧套设于下方横向导杆上。进一步的，质量块形成有一斜面，第三弹簧垂直斜面并且其下端与斜面固定连接。进一步的，第一弹簧、第二弹簧、第三弹簧、第一弹片以及第二弹片处于同一平面上。进一步的，第二弹片与第三弹簧垂直并且与水平面的夹角均为45°。与现有技术相比，本二自由度摩擦耦合振动实验台通过电机带动圆盘转动，来模拟与摩擦座发生滑动摩擦，摩擦力方向的横向振动引起了垂向振动，带动质量块在水平方向和竖直方向上发生振动，从而能够研究二自由度条件下的振动情况。附图说明图1为本专利技术提供的二自由度摩擦耦合振动实验台的结构示意图；图2为图1中驱动装置的正视图；图3为图1中振动装置的结构示意图；图4为图3中局部放大图。具体实施方式下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理，并非用于限定本专利技术的范围。请参见图1至图4，本二自由度摩擦耦合振动实验台包括机架1、驱动装置2以及振动装置3，驱动装置2和振动装置3放置于机架1上，驱动装置2能够带动振动装置3振动，以便于实验人员进行振动研究。机架1包括调整支脚11、底板12、支撑柱13、横梁14以及竖杆15。底板12设置于四个调整支脚11上，调整支脚11能够沿竖直方向伸缩，从而调整底板12的水平度。支撑柱13设置在底板12上，用于支撑水平横梁14。横梁14的下方设置有两根间隔平行的竖杆15，竖杆15的上端与横梁14固定连接。驱动装置2设置于底板12上，包括支撑座21、电机22、减速器23、联轴器24、驱动轴25以及圆盘26。支撑座21固定设置在底板2上，电机22和减速器23分别与支撑座21固定连接，电机22的传动轴竖直向上，连接减速器23的输入端，减速器23的输出端通过联轴器24连接驱动轴25的下端，驱动轴25的上端连接圆盘26的圆心，圆盘26水平设置，电机22通过减速器23减速之后，能够通过驱动轴25带动圆盘26以一个合适的速度在水平面上转动。振动装置3包括滑轨31、滑块32、横向导杆33、质量块34、竖向导杆35、摩擦座36、第一弹簧37A、第二弹簧37B、第三弹簧37C、第一弹片38A、第二弹片38B以及固定块39。在每个竖杆15朝向另一个竖杆15的侧面上均竖直设置滑轨31，两个滑块32分别与两个滑轨31一一对应滑动连接，能够在外力的作用下沿着滑轨31上下滑动。横向导杆33一端与其中一个滑块32固定连接，另一端通过第一弹片38A与另一滑块32固定连接，质量块34套设于横向导杆33上并能沿横向导杆33滑动。第一弹簧37A套设于横向导杆33上，其一端抵接质量块34，另一端抵接第一弹片38A。在本实施例中，横向导杆33设置有两根，上下平行排列设置，第一弹簧37A仅套设于下侧的横向导杆33上。第二弹簧37B竖直设置，其上端固定连接质量块34，下端固定连接摩擦座36，摩擦座36放置于圆盘26上并与圆盘36上表面抵接。在本实施例中，为了确保质量块34的横向振动不会出现在第二弹簧37上，还在摩擦座36上固定设置有两根竖向导杆35，竖向导杆35上端穿过质量块34，质量块34能够相对竖向导杆35上下滑动。第二弹片38B与第三弹簧37C均倾斜设置，第二弹片38B的上端与横梁14固定连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二自由度摩擦耦合振动实验台，其特征在于，其包括：机架、驱动装置以及振动装置，/n所述驱动装置包括电机、驱动轴以及圆盘，所述圆盘水平设置，所述电机通过所述驱动轴与所述圆盘圆心传动连接，能够驱动所述圆盘在水平面上转动；/n所述机架包括横梁以及竖杆，所述横梁水平设置，两根所述竖杆竖直间隔设置，上端分别与所述横梁固定连接；/n所述振动装置包括滑轨、滑块、横向导杆、质量块、摩擦座、第一弹簧、第二弹簧、第三弹簧、第一弹片、第二弹片，每个所述竖杆朝向另一个所述竖杆的侧面上均竖直设置所述滑轨，两个所述滑块分别与两个所述滑轨一一对应滑动连接，所述横向导杆一端与其中一个所述滑块固定连接，另一端通过所述第一弹片与另一所述滑块固定连接，所述质量块套设于所述横向导杆上并能沿所述横向导杆滑动，所述第一弹簧套设于所述横向导杆上，其一端抵接所述质量块，另一端抵接所述第一弹片，所述第二弹簧竖直设置，其上端固定连接所述质量块，下端固定连接所述摩擦座，所述摩擦座与所述圆盘上表面抵接，所述第二弹片与所述第三弹簧均倾斜设置，所述第二弹片上端与所述横梁固定连接，其下端与所述第三弹簧上端固定连接，所述第三弹簧下端与所述质量块固定连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种二自由度摩擦耦合振动实验台，其特征在于，其包括：机架、驱动装置以及振动装置，
所述驱动装置包括电机、驱动轴以及圆盘，所述圆盘水平设置，所述电机通过所述驱动轴与所述圆盘圆心传动连接，能够驱动所述圆盘在水平面上转动；
所述机架包括横梁以及竖杆，所述横梁水平设置，两根所述竖杆竖直间隔设置，上端分别与所述横梁固定连接；
所述振动装置包括滑轨、滑块、横向导杆、质量块、摩擦座、第一弹簧、第二弹簧、第三弹簧、第一弹片、第二弹片，每个所述竖杆朝向另一个所述竖杆的侧面上均竖直设置所述滑轨，两个所述滑块分别与两个所述滑轨一一对应滑动连接，所述横向导杆一端与其中一个所述滑块固定连接，另一端通过所述第一弹片与另一所述滑块固定连接，所述质量块套设于所述横向导杆上并能沿所述横向导杆滑动，所述第一弹簧套设于所述横向导杆上，其一端抵接所述质量块，另一端抵接所述第一弹片，所述第二弹簧竖直设置，其上端固定连接所述质量块，下端固定连接所述摩擦座，所述摩擦座与所述圆盘上表面抵接，所述第二弹片与所述第三弹簧均倾斜设置，所述第二弹片上端与所述横梁固定连接，其下端与所述第三弹簧上端固定连接，所述第三弹簧下端与所述质量块固定连接。


2.根据权利要求1所述的二自由度摩擦耦合振动实验台，其特征在于，所述机架还包括底板以及调整支脚，所述底板设置于四个所述调整支脚上，所述调整支脚能够沿竖直方向伸缩，从而调整所述底板的水平度，所述驱动装置设置于所述底板上。


3.根据权利要求2所述的二自由度摩擦耦合振动实验台，其特征在于，所述驱动装置还包括减速器以及联轴器，所述电机的传动轴连接所述减速器的输入端，所述减速器的输出端通过所述联轴器连接所述驱动器的下端。


4.根据权利要求3所述的二自由度摩擦耦合振动实验台，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓刚，伍骏波，徐劲力，卢杰，黄丰云，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42