机械平衡实验仪制造技术

本发明专利技术涉及一种机械平衡实验仪，包括支撑机构、动力机构和平衡调节机构，支撑机构包括底座，设在底座两端的固定支杆和底座一端的延长板；所述固定支杆的上端配合有支撑杆；动力机构包括电机，减速齿轮装置、旋转主轴和短轴；平衡调节机构包括矢量合成平衡机构，振动显示机构，刚柔性支撑切换机构和托盘升降机构。本发明专利技术将旋转主轴的振动进行放大，通过激光笔射出光点在屏幕上的位置即可判断出振动大小，从实现了微小振动的可视化；通过标准质量块的移动和卡盘体位置的改变，可以动平衡原理实验由单一的验证性实验转变为设计性实验，将能够极大的锻炼学生的动手实践能力，并提高学生的感性认识。

【技术实现步骤摘要】
机械平衡实验仪
本专利技术涉及一种机械平衡装置，尤其是一种机械平衡实验仪。技术背景在机械类课堂中，有许多十分重要的原理，动平衡就是其中ー种。动平衡原理在机械的设计中会经常使用，但是在学习的过程中比较难以理解，老师在讲授这一部分知识时，都是大量的数学推导过程和简单的图片展示，无法让同学们形成直观的印象，理解起来有一定的难度。通过实验的方式让同学们自己去验证这一原理，能加深理解，实际的操作也让同学们对这一原理印象深刻。但是现有的动平衡实验仪功能简单，只能找到在同一平面内的不平衡质量的质径积，无法通过双面平衡法确定两个以上不同平面内的不平衡质量的质径积，而动平衡的精华就是双面平衡法的应用，现有的实验仪不能够让同学从根本上理解动平衡原理。
技术实现思路
针对现有的动平衡实验台存在的问题，本专利技术提供一种机械平衡实验仪，本装置可以验证简单的静平衡原理，可以确定単一平面内的不平衡质量的质径积，还可以确定多个不同平面内的不平衡质量的质径积，功能全面，能够有效的帮助学生们掌握这一部分知识。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一种机械平衡实验仪，包括支撑机构、动カ机构(8)和平衡调节机构，支撑机构包括重质量的底座(6)，设在底座(6)两端的固定支杆(38)和底座(6) —端的延长板；所述固定支杆(38)的上端配合有内设强质弹簧(14)的支撑杆(9);所述延长板上固定有两根与两根固定支杆(38)处于同一水平线上的竖杆(40);动カ机构(8)包括固定在底座(6) —端的延长板上的电机(18),与电机(18)输出轴连接的減速齿轮装置(17)，通过轴承(5)连接支撑杆(9)上端的旋转主轴(3)，通过轴承(5 )配合连接在竖杆(40 )上的短轴(39 )，减速齿轮装置(17)通过带(16 )传动与短轴(39 )连接，所述旋转主轴(3)与短轴(39)通过离合器(15)连接；其特征在于:平衡调节机构包括矢量合成平衡机构，将旋转主轴(3)单方向的振动量以可见的方式展示出来的振动显示机构(7)，用于改变旋转主轴(3)支撑方式的刚柔性支撑切换机构(20)和托盘升降机构(19)。矢量合成平衡机构包括两个平衡基准圆盘(I)和两个待平衡圆盘(2),圆盘包括一个较薄的金属圆盘，通过螺旋槽机构连接的中心活动卡盘和可用于增减圆盘质量且配合在螺旋槽机构上质量块(28);所述的两个平衡基准圆盘(I)通过活动卡盘固定在旋转主轴(3)的两端，处于两根固定支杆(38)的外侧；所述的两个待平衡圆盘(2)通过活动卡盘固定在旋转主轴(3)的中间位置且等距分布。振动显示机构(7)安装在靠近固定支杆(38)的两端，包括配合在旋转主轴(3)上的方槽盘(4)，通过曲柄滑块机构(21)连接的激光笔(22)，与激光笔(22)笔尖成角度可调的平面镜I (23)，与平面镜I成角度可调的平面镜II (24)，及与平面镜II成对应角度的观察板(25);激光笔(22)、平面镜I (23)、平面镜II (24)和观察板(25)按顺序形成ー组光线反射机构。平面镜和观察板(25)均通过支杆固定在底座(6)上，观察板(25)上设有用于对照两组反射光线的刻度线。刚柔性支撑切换机构(20)为两组，分别设在两根固定支杆(38)的两侧，包括刚性支撑杆(11)，弹簧(12)，紧固杆(13)。刚性支撑杆(11)的上端为沟槽(10)，下端为L型，其下端通过轴连接在固定支杆(38)上，可绕轴转动；两组刚性支撑杆(11)的下端L型末端通过横杆(41)连接在一起；所述紧固杆(13)成曲折状，左端为插销部分，紧固杆(13)的中间位置通过轴连接在刚性支撑杆(11)的下端L型处，紧固杆(13)的左端通过弹簧(12)连接刚性支撑杆(11);当为刚性支撑方式时，刚性支撑杆(11)上端的沟槽(10)将刚性支撑杆(11)侧面的轴卡紧，紧固杆(13)左端部分插入底座(6)侧面凸台的凹槽中，防止在刚性支撑状态时刚性支撑杆(11)受外力晃动；当切换柔性支撑方式吋，手捏紧固杆(13)外端，推动刚性支撑杆(11)绕轴转动，使刚性支撑杆(11)的沟槽(10 )与支撑杆分离，支撑杆不受约束，不平衡质量旋转时的离心カ引起固定杆上下振动，将不平衡质量显示出来。托盘升降机构(19)设有两组，分别设在两个待平衡圆盘(2)的正下方，由偏心轮(34)、支撑架(33)、棘爪机构(36)组成。支撑架(33)的圆直径比圆盘大，且带(16)可配合圆盘的凹槽；支撑架(33)下端的支杆为配合孔，设在底座(6)上的支柱上端套接在其配合孔内；偏心轮(34)通过轴设在支柱上，其上设有带(16)齿轮的手柄(37);偏心轮(34)的边缘与支撑架(33)下端支杆上的外延伸杆(35)接触；棘爪机构(36)与带(16)齿轮的手柄(37)形成棘轮装置，用于锁定偏心轮(34)。活动卡盘由卡爪(32 )、丝杆(31)、螺旋槽(29 )、卡盘体(30 )组成，质量块(28 )可配合在丝杆(31)上，丝杆(31)的两侧设有用干支撑连接圆盘的横杆，横杆上设有半径刻度线(26)和角度刻度线(27);通过调节质量块(28)的位置来模拟不平衡质量的分布，包括对不平衡质量径向尺寸和角度的模拟。其中质量块制成螺母状，与丝杆(31)构成丝杠螺母机构以便质量块(28)在丝杆(31)上滑动。本专利技术的有益效果是:①将转轴的振动进行放大，通过激光笔射出光点在屏幕上的位置即可判断出振动大小，从实现了微小振动的可视化。②通过刚柔性支撑的转换，能够排除传送带转动对于卡盘振动的影响，使得实验的精确度更高。③通过标准质量块的移动和卡盘体位置的改变，可以动平衡原理实验由単一的验证性实验转变为设计性实验，将能够极大的锻炼学生的动手实践能力，并提高学生的感性认识。【附图说明】图1是本专利技术立体效果图图2是本专利技术的结构简图图3是刚柔性支撑切换机构的结构示意图图4、图5是振动显示机构的结构示意图图6、图7是矢量合成平衡机构的结构示意图图8是托盘升降机构的结构示意图【具体实施方式】下面结合【附图说明】和实施例对本专利技术做进ー步说明。在图1-图8所示的实施例中，振动显示机构:旋转主轴在振动的时候是沿圆周360度各个方向振动的，为了将旋转主轴的周向振动转换为单方向的振动，并用可见的方式将振动量的大小展示出来，从而方便对振动量的測量并进行后续的调节；该振动显示机构安装在靠近固定支杆的两端，分别用来检测旋转主轴两端的振动量并通过此机构显示出来并进行相应的被比较调节，其工作原理如下所述:工作原理:根据轴的振动原理可知，旋转主轴的振动是偏心质量对固定支杆所造成的转矩引起的，偏心质量作圆周运动，因此轴在回转的过程中的振动是朝各个方向的，但为了显示出轴的振动量的大小，只需知道其在某ー个方向上的振动就可以，因此该装置通过方槽盘及底座上相应孔的共同作用，使得旋转主轴在周向回转的时候保证方槽盘只进行上下振动，消除其他方向的振动，从而方便测量与观察；方槽盘竖直的插入底座的孔中并与ー连接杆铰接，激光笔杆身可作为运动部件，与方槽盘、连接杆组成曲柄滑块机构，将方槽盘的上下运动传递到了激光笔杆身，激光笔杆身一端可绕底座ー凸台上转动，其末端有可发光的激光灯，利用杠杆原理，将其振动量放大，以光线的形式传送出去。携帯振动信息的光线经平面镜反射后可在观察面板本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机械平衡实验仪，包括支撑机构、动力机构（8）和平衡调节机构，支撑机构包括重质量的底座（6），设在底座（6）两端的固定支杆（38）和底座（6）一端的延长板；所述固定支杆（38）的上端配合有内设强质弹簧（14）的支撑杆（9）；所述延长板上固定有两根与两根固定支杆（38）处于同一水平线上的竖杆（40）；动力机构（8）包括固定在底座（6）一端的延长板上的电机（18），与电机（18）输出轴连接的减速齿轮装置（17），通过轴承（5）连接支撑杆（9）上端的旋转主轴（3），通过轴承（5）配合连接在竖杆（40）上的短轴（39），减速齿轮装置（17）通过带（16）传动与短轴（39）连接，所述旋转主轴（3）与短轴（39）通过离合器（15）连接；其特征在于：平衡调节机构包括矢量合成平衡机构，将旋转主轴（3）单方向的振动量以可见的方式展示出来的振动显示机构（7），用于改变旋转主轴（3）支撑方式的刚柔性支撑切换机构（20）和托盘升降机构（19）；矢量合成平衡机构包括两个平衡基准圆盘（1）和两个待平衡圆盘（2），圆盘包括一个较薄的金属圆盘，通过螺旋槽机构连接的中心活动卡盘和可用于增减圆盘质量且配合在螺旋槽机构上质量块（28）；所述的两个平衡基准圆盘（1）通过活动卡盘固定在旋转主轴（3）的两端，处于两根固定支杆（38）的外侧；所述的两个待平衡圆盘（2）通过活动卡盘固定在旋转主轴（3）的中间位置且等距分布；振动显示机构（7）安装在靠近固定支杆（38）的两端，包括配合在旋转主轴（3）上的方槽盘（4），通过曲柄滑块机构（21）连接的激光笔（22），与激光笔（22）笔尖成角度可调的平面镜I（23），与平面镜I成角度可调的平面镜II（24），及与平面镜II成对应角度的观察板（25）；激光笔（22）、平面镜I（23）、平面镜II（24）和观察板（25）按顺序形成一组光线反射机构。...

【技术特征摘要】
1.一种机械平衡实验仪，包括支撑机构、动カ机构(8)和平衡调节机构，支撑机构包括重质量的底座(6),设在底座(6)两端的固定支杆(38)和底座(6) 一端的延长板；所述固定支杆(38)的上端配合有内设强质弹簧(14)的支撑杆(9);所述延长板上固定有两根与两根固定支杆(38)处于同一水平线上的竖杆(40);动カ机构(8)包括固定在底座(6) —端的延长板上的电机(18 )，与电机(18 )输出轴连接的减速齿轮装置(17 )，通过轴承(5 )连接支撑杆(9 )上端的旋转主轴(3 )，通过轴承(5 )配合连接在竖杆(40 )上的短轴(39 )，减速齿轮装置(17)通过带(16)传动与短轴(39)连接，所述旋转主轴(3)与短轴(39)通过离合器(15)连接；其特征在于:平衡调节机构包括矢量合成平衡机构，将旋转主轴(3)单方向的振动量以可见的方式展示出来的振动显示机构(7)，用于改变旋转主轴(3)支撑方式的刚柔性支撑切换机构(20)和托盘升降机构(19)； 矢量合成平衡机构包括两个平衡基准圆盘(I)和两个待平衡圆盘(2)，圆盘包括ー个较薄的金属圆盘，通过螺旋槽机构连接的中心活动卡盘和可用于增减圆盘质量且配合在螺旋槽机构上质量块(28);所述的两个平衡基准圆盘(I)通过活动卡盘固定在旋转主轴(3)的两端，处于两根固定支杆(38)的外侧；所述的两个待平衡圆盘(2)通过活动卡盘固定在旋转主轴(3)的中间位置且等距分布； 振动显示机构(7)安装在靠近固定支杆(38)的两端，包括配合在旋转主轴(3)上的方槽盘(4)，通过曲柄滑块机构(21)连接的激光笔(22)，与激光笔(22)笔尖成角度可调的平面镜I (23)，与平面镜I成角度可调的平面镜II (24)，及与平面镜II成对应角度的观察板(25);激光笔(22)、平面镜I (23)、平面镜II (24)和观察板(25)按顺序形成一组光线反射机构。2.根据权利要求1所述的机械平衡实验仪，其特征在于:平面镜和观察板(25)均通过支杆固定在底座(6)上，观察板(25)上设有用于对照两组反射光线的刻度线。3.根据权利要求1所述的机械平衡实验仪，其特征在于:刚柔性支撑切换机构(20)为两组，分别设在两根固定支杆(`38)的两侧，包括刚性支撑杆(11)，弹簧...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷康，赵丽，周智，
申请(专利权)人：雷康，赵丽，周智，
类型：发明
国别省市：