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平衡式双质体近共振机的设计方法

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人气:-发表时间:2016-11-04 09:07【

结构原则:


1.上下质体等重。


2.四根连杆平行。


3.同一连杆的中心线与驱动弹簧的中心线垂直。


4.振动方向与驱动弹簧中心线平行,与振动方向线平行。


5.两皮带轮连心线与驱动弹簧中心线垂直。


QQ截图20161104090620.png


计算方法:


已知振动圆频率=ω,绝对振幅=A,上下质体质量均=M。


设固有频率=ω%*p%*p0%*b,每个弹簧的刚度=K.


频率比ω%*p%*p0%*b/ω=B.B的取值范围为1.1-1.25.计算制造精确,物料流量变化小,或有调速手段(变频后修改皮带轮),B取较小值,反之则取较大值。


ω%*p%*p0%*b=ω*B.


K=ω%*p2%*p0%*b*M/2.


弹簧预压缩量S>A.


弹簧最大受力P=K*(S+A).


偏心距R=2*A*(1-B%*p-2%*p%*b)


每个轴承的最大受力F=4KR/B%*p2%*p%*b.


每个连杆端部轴承受力=Mg/4.g是重力加速度。


每个连杆中间轴承受力=Mg/2.


主轴最大转矩N=4K*A*R/B%*p2%*p%*b.


工作功率=f*(ω*A)%*p2%*p%*b/2000/η.


其中,f=2*b*M*ω,η是传动效率,b=0.04—0.07。


起动功率=N*ω/η/G。G是电机的力矩系数。


电机功率=上述两功率的较大者.


以上所有量均采用法定计量单位。


上质体位移=X1,下质体位移=X2,驱动弹簧压缩量=R*SINωt+X2-X1.主振弹簧压缩量=X2-X1,驱动弹簧力=K*(R*SINωt-X1+X2).


主振弹簧力=K0*(X2-X1)得方程:


K*(R*SINωt+X2-X1)+K0*(X2-X1)=MX1''


K*(-RSINωt-X2+X1)+K0*(X1-X2)=MX2''


设X1=A1*SINωt,X2=A2*SINωt.得:


K(R-A1+A2)+K0*(A2-A1)=-M*A1*ω%*p2%*p%*b.      1.


K(-R+A1-A2)+K0*(A1-A2)=-M*A2*ω%*p2%*p%*b      2.


两式相除得A1=-A2.令A1=A.代入1.得:


R=2A*(K+K0)*(1-Z%*p2%*p%*b)/K.Z=1/B.


对主轴的作用力F=K(R-2A)*SINωt=2A*K(B%*p2%*p%*b-Z%*p2%*p%*b-1)*SINωt.


主轴的工作力矩=F*R*COSωt=2(A*ω*B)%*p2%*p%*b*(B%*p2%*p%*b-Z%*p2%*p%*b-1)*(1-Z%*p2%*p%*b)*SIN(2ωt).与K无关。


由上式看,当A,B确定后,F仅取决于K.由R的表达式看,当K+K0确定后,RK是一常数。结论是:在结构允许的情况下,尽量减小K,相应地增大R,以增大轴承的寿命.如果为某种目的,要求对槽体的振动力,则要对K,R作另外的规定。


如果机体很短,弯曲刚度不成问题,可考虑取消主振弹簧,以简化结构。

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