擺線包絡(luò)線旋轉(zhuǎn)凹曲面多向吸振器及旋轉(zhuǎn)凹曲面設(shè)計(jì)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種擺線包絡(luò)線旋轉(zhuǎn)凹曲面多向吸振器及旋轉(zhuǎn)凹曲面設(shè)計(jì)方法，半徑為a的動(dòng)圓在xoy平面上沿距x軸2a的基線作無滑動(dòng)的純滾動(dòng)，動(dòng)圓上一點(diǎn)T描繪出擺線。以此擺線上各點(diǎn)為中心，以吸振球的半徑r為半徑作一族圓，作這族圓的包絡(luò)線，將此包絡(luò)線繞y軸旋轉(zhuǎn)一周，得到擺線包絡(luò)線旋轉(zhuǎn)凹曲面。在凹曲面內(nèi)放置一質(zhì)量為m、半徑為r的吸振球，組成多向吸振器，將此吸振器安裝于需要減振的振動(dòng)主體上，通過合理參數(shù)匹配，能最大限度的降低振動(dòng)主體在其固有頻率附近所發(fā)生的強(qiáng)迫振動(dòng)響應(yīng)。
【專利說明】擺線包絡(luò)線旋轉(zhuǎn)凹曲面多向吸振器及旋轉(zhuǎn)凹曲面設(shè)計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明機(jī)械工程吸振【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種機(jī)械與工程結(jié)構(gòu)的多向動(dòng)力吸振裝置，具體涉及一種擺線包絡(luò)線旋轉(zhuǎn)凹曲面多向吸振器及旋轉(zhuǎn)凹曲面設(shè)計(jì)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]為了降低機(jī)械和工程結(jié)構(gòu)的振動(dòng)響應(yīng)，特別是在受到各種條件制約難以回避共振時(shí)，大多是通過安裝各種動(dòng)力吸振器的方式解決。目前，使用最多的吸振器為被動(dòng)式動(dòng)力吸振器。因此，大量學(xué)者以及企業(yè)在對各種被動(dòng)式動(dòng)力吸振器進(jìn)行研究與開發(fā)，如通過兩球同向旋轉(zhuǎn)時(shí)在接觸點(diǎn)處逆向運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生阻尼力的兩球轉(zhuǎn)動(dòng)式吸振器、應(yīng)用振子半徑方向運(yùn)動(dòng)質(zhì)量產(chǎn)生的科氏力進(jìn)行制振的吸振器、單擺動(dòng)力吸振器等。這些動(dòng)力吸振器要么結(jié)構(gòu)復(fù)雜、要么主系統(tǒng)與吸振器的參數(shù)匹配不能始終保持為最優(yōu)值，使其減振效果有限。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的在于消除主振動(dòng)系統(tǒng)所受激勵(lì)幅值對吸振器固有頻率的影響，使吸振器的固有頻率與制振主系統(tǒng)固有頻率的比值不偏離原有的優(yōu)化設(shè)計(jì)值，提供一種擺線包絡(luò)線旋轉(zhuǎn)凹曲面多向吸振器及旋轉(zhuǎn)凹曲面設(shè)計(jì)方法，該吸振器采用擺線包絡(luò)線的旋轉(zhuǎn)凹曲面和吸振球，不需要彈簧，利用吸振球的重力產(chǎn)生恢復(fù)力，制振可靠，簡化了結(jié)構(gòu)，提高了通用性。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種擺線包絡(luò)線旋轉(zhuǎn)凹曲面多向吸振器，包括開設(shè)于振動(dòng)主體上的旋轉(zhuǎn)凹曲面，旋轉(zhuǎn)凹曲面內(nèi)放置有吸振球；所述的振動(dòng)主體通過阻尼器和彈簧與位于振動(dòng)主體側(cè)面的基礎(chǔ)相連，振動(dòng)主體的底部設(shè)置有用于支撐振動(dòng)主體的滾輪。
[0006]所述的阻尼器為粘性阻尼器。
[0007]所述的滾輪與位于振動(dòng)主體下方的基礎(chǔ)的光滑平面相接觸。
[0008]一種擺線包絡(luò)線旋轉(zhuǎn)凹曲面多向吸振器的旋轉(zhuǎn)凹曲面的設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟:
[0009]1)確定擺線
[0010]建立xy 二維坐標(biāo)系，用半徑為a的動(dòng)圓在xoy平面上沿距離x軸2a的基線做無滑動(dòng)的純滾動(dòng)，動(dòng)圓上一點(diǎn)T所描繪出的軌跡為擺線；
[0011]2)吸振球的選取
[0012]設(shè)吸振球的質(zhì)量為m、主系統(tǒng)的質(zhì)量為M、吸振球的質(zhì)量m與主系統(tǒng)的質(zhì)量M之比為μ =m/M，其中，μ取值0.05~0.1，由此得到吸振球的質(zhì)量m= μ Μ，進(jìn)而根據(jù)吸振球的所選材質(zhì)的比重，能夠確定吸振球的半徑r ;
[0013]3)確定擺線包絡(luò)線
[0014]以擺線上的各點(diǎn)作為圓心，以吸振球的半徑r為半徑作一族圓，然后再作出這一族圓的外包絡(luò)線，得到擺線包絡(luò)線；[0015]4)確定旋轉(zhuǎn)凹曲面
[0016]以y軸為旋轉(zhuǎn)軸，將擺線包絡(luò)線繞y軸旋轉(zhuǎn)一周，得到擺線包絡(luò)線的旋轉(zhuǎn)凹曲面。
[0017]所述的動(dòng)圓的半徑a按照下式確定，
【權(quán)利要求】
1.一種擺線包絡(luò)線旋轉(zhuǎn)凹曲面多向吸振器，其特征在于:包括開設(shè)于振動(dòng)主體(3)上的旋轉(zhuǎn)凹曲面(8)，旋轉(zhuǎn)凹曲面(8)內(nèi)放置有吸振球(4);所述的振動(dòng)主體(3)通過阻尼器(2)和彈簧(1)與位于振動(dòng)主體(3)側(cè)面的基礎(chǔ)(6)相連，振動(dòng)主體(3)的底部設(shè)置有用于支撐振動(dòng)主體(3)的滾輪(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺線包絡(luò)線旋轉(zhuǎn)凹曲面多向吸振器，其特征在于:所述的阻尼器(2)為粘性阻尼器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺線包絡(luò)線旋轉(zhuǎn)凹曲面多向吸振器，其特征在于:所述的滾輪(7)與位于振動(dòng)主體(3)下方的基礎(chǔ)的光滑平面相接觸。
4.一種如權(quán)利要求1所述擺線包絡(luò)線旋轉(zhuǎn)凹曲面多向吸振器的旋轉(zhuǎn)凹曲面的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)確定擺線 建立xy 二維坐標(biāo)系，用半徑為a的動(dòng)圓(10)在xoy平面上沿距離X軸2a的基線(9)做無滑動(dòng)的純滾動(dòng)，動(dòng)圓(10)上一點(diǎn)(T)所描繪出的軌跡為擺線(5); 2)吸振球的選取 設(shè)吸振球的質(zhì)量為m、主系統(tǒng)的質(zhì)量為M、吸振球的質(zhì)量m與主系統(tǒng)的質(zhì)量M之比為μ =m/M，其中，μ取值0.05~0.1，由此得到吸振球的質(zhì)量Hl= μ Μ，進(jìn)而根據(jù)吸振球的所選材質(zhì)的比重，能夠確定吸振球的半徑r ; 3)確定擺線包絡(luò)線 以擺線(5)上的各點(diǎn)作為圓心，以吸振球的半徑r為半徑作一族圓，然后在作出這一族圓的外包絡(luò)線，得到擺線包絡(luò)線(11)； 4)確定旋轉(zhuǎn)凹曲面 以I軸為旋轉(zhuǎn)軸，將擺線包絡(luò)線(11)繞y軸旋轉(zhuǎn)一周，得到擺線包絡(luò)線的旋轉(zhuǎn)凹曲面(8)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的擺線包絡(luò)線旋轉(zhuǎn)凹曲面多向吸振器的旋轉(zhuǎn)凹曲面的設(shè)計(jì)方法，其特征在于:所述的動(dòng)圓(10)的半徑a按照下式確定，
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的擺線包絡(luò)線旋轉(zhuǎn)凹曲面多向吸振器的旋轉(zhuǎn)凹曲面的設(shè)計(jì)方法，其特征在于:所述的吸振球(4)在旋轉(zhuǎn)凹曲面(8)內(nèi)無滑動(dòng)的純滾動(dòng)時(shí)，吸振球(4)的固有頻率P為定值，其中，
【文檔編號】E04B1/98GK103883009SQ201410088044
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月11日
【發(fā)明者】張小龍, 張偉社 申請人:西安建筑科技大學(xué)