[CAD圖紙全套]臥式銑床主軸懸臂梁系統(tǒng)振動(dòng)減振問(wèn)題的模擬實(shí)驗(yàn)研究設(shè)計(jì)

買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過(guò) 目錄 第 1 章 前言 1 第 2 章 機(jī)床振動(dòng)問(wèn)題的分析 3 2 1 機(jī)床減振問(wèn)題的提出 3 2 2 機(jī)床振動(dòng)產(chǎn)生的原因及減振問(wèn)題 3 2 2 1 機(jī)床振動(dòng)產(chǎn)生的原因 4 2 2 2 機(jī)床減振問(wèn)題的討論 5 2 3 本課題的提出 7 第 3 章 銑床模型機(jī)的設(shè)計(jì) 9 3 1 銑床的介紹 9 3 2 模型機(jī)的設(shè)計(jì) 10 3 2 1 模型機(jī)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10 3 2 2 模型機(jī)的內(nèi)部選型 11 第 4 章 固有頻率的測(cè)定 13 4 1 固有頻率測(cè)定方法 的介紹 13 4 1 1 測(cè)定固有頻率的意義 13 4 1 2 儀器介紹 13 4 2 用正弦激勵(lì)法測(cè)固有頻率 16 4 3 用脈沖激勵(lì)法測(cè)固有頻率 18 第 5 章 模型機(jī)的減振試驗(yàn)研究 19 5 1 正交試驗(yàn)原理 19 5 1 1 正交試驗(yàn)原理介紹 19 5 1 2 正交表安排試驗(yàn)步驟 20 5 2 試驗(yàn)方案的選擇及試驗(yàn)結(jié)果 21 5 2 1 鋼球減振試驗(yàn) 21 5 2 2 沙子減振試驗(yàn) 29 5 2 3 結(jié)論 31 第 6 章 機(jī)床動(dòng)態(tài)性能的研究及趨勢(shì)展望 33 第 2 頁(yè) 共 40 頁(yè) 總結(jié) 36 參考文獻(xiàn) 37 致謝 38 附圖 39 臥式銑床主軸懸臂梁系統(tǒng)振動(dòng)減振問(wèn)題的模擬實(shí)驗(yàn)研究 摘要 機(jī)床工作時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)，不僅會(huì)影響機(jī)床的動(dòng)態(tài)精度和被加工零件的質(zhì)量 ，而 且還要降低生產(chǎn)效率和刀具的耐用度。隨著科學(xué)技術(shù)的飛躍發(fā)展，對(duì)機(jī)器零件的制造精度和表面質(zhì)量提出了更高的要求，從而機(jī)床振動(dòng)問(wèn)題的研究成為研制、生產(chǎn)和使用機(jī)床部門必須面對(duì)的重大課題。本文 主要是針對(duì)臥式銑床的振動(dòng)及減振問(wèn)題的研究。首先，參照 計(jì)了一臺(tái)用于減振試驗(yàn)的銑床模型機(jī)。其中，盛放不同規(guī)格鋼球的減振槽相當(dāng)于一個(gè)阻尼消振器，利用鋼球之間及其與槽壁之間的碰撞摩擦，消耗銑床模型機(jī)的振動(dòng)能量，以達(dá)到減振的目的。其次，利用正弦信號(hào)激勵(lì)的方法測(cè)試尋找了模型機(jī)的各階主要頻率，并分析了其結(jié)構(gòu)的固有特性。最后，利用正交表安排了五組鋼球減振實(shí)驗(yàn)以及一組沙子減振實(shí)驗(yàn)。六組實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)對(duì)比及結(jié)果分析從一定程度上說(shuō)明了利用鋼球減振的可實(shí)施性。 關(guān)鍵詞 ：振動(dòng)減振，主軸懸臂梁系統(tǒng)，模擬實(shí)驗(yàn)研究，固有頻率 ，鋼球減振 買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過(guò) he it of of It a to of a to 4 頁(yè) 共 40 頁(yè) is on of On I a be to 62W a we to as a of be of as as a of 文檔送全套圖紙 扣扣 414951605 第 1章 前言 機(jī)床工作時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)，不僅會(huì)影響機(jī)床的動(dòng)態(tài)精度和被加工零件的質(zhì)量 ，而且還要降低生產(chǎn)效率和刀具的耐用度。振動(dòng)劇烈時(shí)甚至?xí)档蜋C(jī)床的使用性能，不僅如此，伴隨振動(dòng)所產(chǎn)生的噪聲可能刺激操作工人，引起疲倦，導(dǎo)致工作效率下降。故振動(dòng)問(wèn)題必須引起我們足夠的重視。 隨著科學(xué)技術(shù)的飛躍發(fā)展，對(duì)機(jī)器零件的制造精度和表面質(zhì)量提出了更高的要求，從而機(jī)床振動(dòng) 問(wèn)題的研究成為研制、生產(chǎn)和使用機(jī)床部門必須面對(duì)的重大課題。研究機(jī)床振動(dòng)的目的，在于探究機(jī)床振動(dòng)發(fā)生的原因，謀求防止和消除機(jī)床振動(dòng)的方法，以及研制抗振性更佳的機(jī)床。 買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過(guò) 本文對(duì)機(jī)床的振動(dòng)危害及減振方法做了一定的討論及研究。機(jī)床的減振方法從理論上來(lái)說(shuō)，一般有四種途徑： 1、 減少激振力 P。 2、增大系統(tǒng)的阻尼 。 3、增大系統(tǒng)中的剛度 K。 4、提高系統(tǒng)的固有頻率n或改變激振頻率 ，以使兩者遠(yuǎn)離。本文主要是對(duì)臥式銑床的振動(dòng)減振系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)特性的研究，由于銑床的外部環(huán)境及本身構(gòu)造在其的研究中可看做是不可改變的因素，所以可以實(shí)現(xiàn)的減振方法只有 附加諧振系統(tǒng)在振動(dòng)結(jié)構(gòu)上用以抵消原振動(dòng)，以達(dá)到減振的目的。 故本文主要討論的減振方法屬于阻尼消振的一種，即安裝減振器或類似結(jié)構(gòu)以抵消臥式銑床懸臂梁本身的振動(dòng)，以達(dá)到減振的目的。 本文的研究主要可以分為以下三個(gè)部分： 首先，參照 銑床，設(shè)計(jì)了一臺(tái)用于減振試驗(yàn)的銑床模型機(jī)。銑床模型機(jī)模擬了銑床的主要結(jié)構(gòu)，包括底座、立柱、刀軸等，并根據(jù)需要添加 了減振槽、掛架及相當(dāng)于偏心輪的模擬銑刀等結(jié)構(gòu)。盛放不同規(guī)格鋼球的減振槽相當(dāng)于一個(gè)阻尼消振器，利用鋼球之間及其與槽壁之間的碰撞摩擦，消耗銑床模型機(jī)的振動(dòng)能量，以達(dá)到減振的目的。 其次，是對(duì)模型機(jī)固有頻率的測(cè)定。這是試驗(yàn)最基本和首要的一步，用以作為標(biāo)準(zhǔn)衡量之后減振試驗(yàn)效果的好壞。本文講述了三種模型機(jī)的激振方法： 1、穩(wěn)態(tài)正弦激勵(lì)法：穩(wěn)態(tài)正弦激勵(lì)又稱簡(jiǎn)諧激振，它是通過(guò)激振設(shè)備對(duì)被測(cè)試對(duì)象施加頻率可控的簡(jiǎn)諧激振力，常用的激振設(shè)備是頻帶寬、波形好的電磁激振系統(tǒng)，由掃描信號(hào)發(fā)生器，功率放大器和激振器組成。 2、脈沖激勵(lì)法 ：脈沖激振是用一把裝有力傳感器的錘子（又叫脈沖錘）敲擊試件，它對(duì)試件的作用力為近似正弦波，其有效頻率范圍決定于脈沖持續(xù)時(shí)間，錘頭墊愈硬越小，則頻率范圍愈大。使用適當(dāng)?shù)腻N頭墊材料可以得到要求的頻帶寬度，改變錘頭配重塊的質(zhì)量和敲擊加速度可調(diào)節(jié)激振力的大小。 3、施加偏心激振力法：在模型機(jī)設(shè)計(jì)中，在模擬銑刀上設(shè)計(jì)了一通孔，使模擬刀具相當(dāng)于一偏心輪，在高速旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，即對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生一離心激振力，對(duì)調(diào)頻電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)可改變激振力的大小。在本次試驗(yàn)中，主要是利用正弦激勵(lì)法測(cè)定了模型機(jī)的固有頻率，由于時(shí)間和第 6 頁(yè) 共 40 頁(yè) 條件限制 ，脈沖法只做了一組用于對(duì)比，最后一種方法僅作為設(shè)想來(lái)介紹。 最后，減振試驗(yàn)由于是多因素，多水平試驗(yàn)，要得到全面準(zhǔn)確的試驗(yàn)結(jié)果，工作量十分大。故 采用了科學(xué)的正交試驗(yàn)方案， 既 減少了試驗(yàn)次數(shù)，又可得出全面的結(jié)論。 正交設(shè)計(jì)（ 稱正交設(shè)計(jì)（ ,它是利用規(guī)格化的正交表（ ，科學(xué)的安排與分析多因素試驗(yàn)的方法，使目前最常用的方法之一。正交表是指利用“均衡搭配”與“整齊可比”這兩條基本原理，從大量的全面實(shí)驗(yàn)方案中，挑選出少量具有代表性的實(shí) 驗(yàn)點(diǎn)，所制成的排列整齊的規(guī)格化表格。 在本次的實(shí)驗(yàn)中，安排了五組鋼球減振實(shí)驗(yàn)以及一組沙子的減振實(shí)驗(yàn)。其中，鋼球減振的前四組分別是根據(jù)鋼球排列層數(shù)（包括兩層及三層）、重量及規(guī)格設(shè)計(jì)的正交試驗(yàn)方案，第五組是一組為更好得到鋼球大小和槽數(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響的對(duì)比而做的全面試驗(yàn)。另外，為對(duì)比鋼球及其他材料的減振效果，還做了一組根據(jù)沙子重量設(shè)計(jì)的正交試驗(yàn)。六組實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)對(duì)比及結(jié)果分析從一定程度上說(shuō)明了利用鋼球減振的可能性。 在對(duì)振動(dòng)問(wèn)題的研究分析之外，本文也對(duì)現(xiàn)今國(guó)內(nèi)外機(jī)床動(dòng)態(tài)性能的研究作了一定的介紹，并指出了未來(lái)的研究趨 勢(shì)。 在本文的撰寫過(guò)程中，參考了大量有關(guān)機(jī)床振動(dòng)、動(dòng)力學(xué)及沖擊測(cè)試、試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析等的有關(guān)書籍，并且得到了指導(dǎo)老師及同學(xué)的幫助。但由于時(shí)間及條件限制，可能存在一些不足之處，希望評(píng)閱老師指出并原諒。 第 2 章 機(jī)床振動(dòng)問(wèn)題的分析 2 1 機(jī)床減振問(wèn)題的提出 機(jī)床工作時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)，不僅會(huì)影響機(jī)床的動(dòng)態(tài)精度和被加工零件的質(zhì)量 ，而且還要降低生產(chǎn)效率和刀具的耐用度。振動(dòng)劇烈時(shí)甚至?xí)档蜋C(jī)床的使用性能，不僅如此，伴隨振動(dòng)所產(chǎn)生的噪聲可能刺激操作工人，引起疲倦，導(dǎo)致工作效率下降。故振動(dòng)問(wèn)題必須引起我們足夠的重視。 當(dāng)開動(dòng)機(jī)床進(jìn)行加工時(shí)，由于機(jī)床各運(yùn)動(dòng)部分彼此發(fā)生一定規(guī)律的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因而其摩擦表面上必然有摩擦力作用著。機(jī)床 迴 轉(zhuǎn)部分不平衡等買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過(guò) 因素必將使 迴 轉(zhuǎn)系統(tǒng)受到離心力的作用。切削過(guò)程中刀具切入工件去除金屬層，將會(huì)使整個(gè)機(jī)床系統(tǒng)受到切削力作用。這些作用力并非保持常值，有的是周期性變化的，有的可能同系統(tǒng)某些元件的剛度軸線有一定的方位關(guān)系等。這些力在某些條件下會(huì)起一定的激振作用，從而使整個(gè)機(jī)床系統(tǒng)或其零部件發(fā)生各種類型的振動(dòng)。機(jī)床振動(dòng)一般分為三大類： 1、自由振動(dòng)2、受迫振動(dòng) 3、自激振動(dòng)。 銑床的振動(dòng)主要與切削過(guò)程有關(guān)，它包括 由于銑刀齒間斷切削和切削截面積變化所引起的受迫振動(dòng)，以及由于切削力的變化所激發(fā)的顫振，從抗振角度來(lái)看，銑床是在繁重的條件下工作的，這是由于： 1、切削力的變化較大。 2、切除薄而寬的切屑，特別是用圓柱銑刀銑平面時(shí)。 3、在使用最普遍的升降臺(tái)銑床上，工作臺(tái)必須按三個(gè)互相垂直的方向相對(duì)于主軸移動(dòng)，這樣就影響到銑床的剛度。 綜上所述，機(jī)床振動(dòng)是必須引起注意的一個(gè)重要的問(wèn)題。隨著科學(xué)技術(shù)的飛躍發(fā)展，對(duì)機(jī)器零件的制造精度和表面質(zhì)量提出了更高的要求，從而使機(jī)床振動(dòng)問(wèn)題的研究成為研制、生產(chǎn)和使用機(jī)床部門必須面對(duì)的重大課題。研究 機(jī)床振動(dòng)的目的，在于探究機(jī)床振動(dòng)發(fā)生的原因，謀求防止和消除機(jī)床振動(dòng)的方法，以及研制抗振性更佳的機(jī)床。 本文主要是針對(duì)臥式銑床的振動(dòng)及減振問(wèn)題的研究。 2 2 機(jī)床振動(dòng)產(chǎn)生的原因及減振方法 2 2 1 機(jī)床振動(dòng)產(chǎn)生的原因 機(jī)床振動(dòng)按產(chǎn)生的原因一般分為：自由振動(dòng)、受迫振動(dòng)、自激振動(dòng)。一般來(lái)說(shuō)，我們主要是研究受迫振動(dòng)及自激振動(dòng)的產(chǎn)生原因，并尋找減少及消除這兩種振動(dòng)的方法。 1、自由振動(dòng)：自由振動(dòng)是指當(dāng)系統(tǒng)的平衡被破壞，只靠其彈性恢復(fù)力來(lái)維持的振動(dòng)。振動(dòng)系統(tǒng)作自由振動(dòng)時(shí)的頻率就是系統(tǒng)的固有頻率。 2、受迫振動(dòng) ：受迫振動(dòng)是指在外激振力擾動(dòng)下激發(fā)的振動(dòng)。例如在車床，銑床和磨床上，常見(jiàn)到迴轉(zhuǎn)主軸系統(tǒng)的受迫振動(dòng)，其頻率取決于迴轉(zhuǎn)第 8 頁(yè) 共 40 頁(yè) 主軸系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速。發(fā)生受迫振動(dòng)的原因是多種多樣的，主要振源有以下這些： （ 1）地基引起的機(jī)床振動(dòng)。一般說(shuō)來(lái)，如果不把機(jī)床與地基的振動(dòng)隔絕起來(lái)，那么要在機(jī)床上加工出精度和表面光潔度很高的零件是不可能的。地基振動(dòng)程度的大小取決于兩個(gè)因素，一是由附近設(shè)備和通道運(yùn)輸引起的振動(dòng)強(qiáng)度，二是土壤，樓板和建筑承載結(jié)構(gòu)的諧振特性。地基的固有振動(dòng)頻率常在由上述設(shè)備產(chǎn)生的激振力的頻率范圍內(nèi)。 （ 2）高速迴轉(zhuǎn)的機(jī)床不平衡 部件和工件引起的振動(dòng)。當(dāng)機(jī)床的迴轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)裝置工作時(shí)，最強(qiáng)烈的受迫振動(dòng)就是不平衡部件高速迴轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的激振力。例如電機(jī)的轉(zhuǎn)子、主軸部件，裝刀具的不平衡的刀杠。由此引起的受迫振動(dòng)的頻率，大致是這些部件每秒鐘相應(yīng)的轉(zhuǎn)速。當(dāng)用迴轉(zhuǎn)刀具工作時(shí)，例如在坐標(biāo)鏜床或金剛鏜床上，強(qiáng)烈的振源來(lái)自刀具系統(tǒng)主軸部件的不平衡度。 （ 3）機(jī)床傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的缺陷所引起的振動(dòng)。制造不精確或安裝不良的齒輪會(huì)產(chǎn)生周期性的力而傳動(dòng)到機(jī)床迴轉(zhuǎn)或移動(dòng)部件上，并在一定條件下可能成為受迫振動(dòng)的振源。皮帶傳動(dòng)中皮帶的接頭，三角皮帶制造上的缺陷，軸承滾動(dòng)體的不均 勻等都會(huì)引起受迫振動(dòng)。 （ 4）切削過(guò)程的間歇特性引起的振動(dòng)。在許多情況下，加工方法本身導(dǎo)致切削力的周期性變化，這種變化是由于刀齒間歇地依次工作所引起的。在銑削加工時(shí)，一個(gè)周期性變化的切削力作用在銑刀上，在間歇切削時(shí)這個(gè)力的峰值是很高的，從而使銑床主軸系統(tǒng)承受更大的負(fù)荷。從動(dòng)力學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)看，如果銑床使用不同刀齒數(shù)的銑刀，就一定會(huì)碰到各種可能的頻率，當(dāng)切削力的某些頻率接近傳動(dòng)系統(tǒng)的某些扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的固有頻率時(shí)，會(huì)有一些危險(xiǎn)。 （ 5）往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床部件的慣性力所引起的振動(dòng)。具有往復(fù)運(yùn)動(dòng)部件的機(jī)床中，最強(qiáng)烈的振源就是部 件改變運(yùn)動(dòng)方向時(shí)所產(chǎn)生的慣性力。 3、自激振動(dòng)：自激振動(dòng)是指 機(jī)械系統(tǒng)由于外部能量與系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)相耦合，（即系統(tǒng)的非振蕩性能源通過(guò)反饋裝置）形成振蕩激勵(lì)所產(chǎn)生的振動(dòng)，當(dāng)買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過(guò) 振動(dòng)停止，振蕩激勵(lì)隨之消失。振動(dòng)頻率接近于系統(tǒng)固有頻率。此外，還有機(jī)床工作臺(tái)等移動(dòng)部件在低速運(yùn)行時(shí)所發(fā)生的張弛摩擦自激振動(dòng)（俗稱爬行）。 在自激振動(dòng)中，把金屬切削過(guò)程中表現(xiàn)為刀具與工件之間強(qiáng)烈相對(duì)振動(dòng)的一種稱為“顫振”。機(jī)床顫振一般分為兩類：第一類顫振出現(xiàn)于未經(jīng)切削加工的毛胚表面。當(dāng)?shù)谝淮吻邢髅邥r(shí)在加工表面留下波紋（振紋）。這種顫振稱為“初生顫振 ”。第二類顫振是在經(jīng)過(guò)一次切削加工并留有振紋的工件表面進(jìn)行第二次切削加工時(shí)形成的。 發(fā)生自激振動(dòng)的原因，主要有以下這些： （ 1）切削過(guò)程中，由于存在欠阻尼特性而引起初生顫振。 （ 2）前一次在工件表面產(chǎn)生的振紋，將使第二次走刀的切削深度發(fā)生周期性的變化，從而產(chǎn)生交變力而加強(qiáng)顫振。 （ 3）由于機(jī)床結(jié)構(gòu)本身特性所引起的機(jī)床顫振。 2 2 2 減振方法的討論 一般說(shuō)來(lái)，許多彈性振動(dòng)部件系統(tǒng)都可背簡(jiǎn)化成單自由度振動(dòng)系統(tǒng)，其振幅的一般表示為： 2222114 （ 式中 :A 振幅。 P 激振力。 K 系統(tǒng)剛度。 n 固有頻率。 激振頻率。 阻尼。 由上可知，為了減少機(jī)床振動(dòng)時(shí)的振幅 A，一般說(shuō)來(lái)可以通過(guò)四個(gè)途徑： 1、 減少激振力 P 2、增大系統(tǒng)的阻尼 第 10 頁(yè) 共 40 頁(yè) 3、增大系統(tǒng)中的剛度 K 4、提高系統(tǒng)的固有頻率n或改變激振頻率 ，以使兩者遠(yuǎn)離 目前機(jī)床減振主要方法由如下幾方面： 1、 消除機(jī)床受迫振動(dòng)的方法。在確定引起機(jī)床振動(dòng)的振源后，一般可 采取下述措施： （ 1）減少外激振力。 （ 2）改變振源頻率。在選擇轉(zhuǎn)速時(shí)，使可能引起受迫振動(dòng)的振源的頻率離機(jī)床主軸等部件的固有頻率遠(yuǎn)一些，即要符合下列要求： 0 . 2 5 0 . 3（ 式中： 機(jī)床主軸等部件的固有振動(dòng)頻率 ( f 外激振力的頻率 ( （ 3）采取隔振措施。主要分為兩種，一是積極隔振，即阻止振動(dòng)由振 源傳到地基而外傳。二是消極隔振，阻止由地基傳來(lái)的振動(dòng)進(jìn)入機(jī)床。目前隔振材料主要是橡皮、金屬?gòu)椈?、軟木等?（ 4）減少慣性力。采用平穩(wěn)的換向機(jī)構(gòu)，保證換向機(jī)構(gòu)沒(méi)有間隙，用 焊接的鋼板結(jié)構(gòu)或輕合金制造的結(jié)構(gòu)，以減輕往復(fù)移動(dòng)或擺動(dòng)的構(gòu)件的重量。 2、設(shè)計(jì) 機(jī)床時(shí)提高機(jī)床的抗振性。機(jī)床設(shè)計(jì)過(guò)程中要解決的問(wèn)題，提高其抗振性只是其中一方面，但在精密機(jī)床和重型機(jī)床的設(shè)計(jì)中，這方面的考慮也是十分必要的。從總的原則來(lái)看，機(jī)床結(jié)構(gòu)要力求剛度高，重量輕，阻尼好。提高機(jī)床抗振性的途徑主要有以下幾方面： （ 1）提高機(jī)床系統(tǒng)的剛度。在機(jī)床中直接影響抗振性能的因素主要是 在切削力傳遞的循環(huán)路線中最薄弱的環(huán)節(jié)剛度，對(duì)于一種類型的機(jī)床可以通過(guò)試驗(yàn)測(cè)量切削力傳遞循環(huán)路線的靜撓度和動(dòng)撓度曲線中斜率發(fā)生突變的區(qū)域來(lái)找這些薄弱環(huán)節(jié)。 （ 2）增大系統(tǒng)的阻尼。在機(jī)械系統(tǒng)中，阻尼力雖小，但對(duì)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng) 特 性影響最大。阻尼是決定機(jī)床發(fā)生受迫振動(dòng)或顫振振幅大小的主要因買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過(guò) 素之一，增大機(jī)床結(jié)構(gòu)阻尼是提高機(jī)床抗振性的一個(gè)極其有效的措施。 （ 3）調(diào)整系統(tǒng)的固有頻率。調(diào)整系統(tǒng)的固有頻率n，使其遠(yuǎn)離激振頻率 ，對(duì)提高系統(tǒng)的抗振性是比較有效的。在實(shí)踐中，改變機(jī)床某些可移動(dòng)部件的相互位置，調(diào)整軸承的間隙等，在一定程度上都能起到調(diào)整系統(tǒng)固有頻率的作用。 3、設(shè)計(jì)減振器。在通過(guò)調(diào)整機(jī)床本身的方法不能有效的消除機(jī)床已發(fā)生的振動(dòng)時(shí) ，就只能采用附加的專用裝置 減振器，以吸收或耗散激振的能量。減振器按工作原理分為兩類 , 一是吸振器 靠吸收激振能量來(lái)達(dá)到減振目的。二是阻尼器 靠阻尼作用來(lái)耗散激振能量，通常也稱為消振器。 2 3 本課題的提出 由于振動(dòng)問(wèn)題的研究在科研及生產(chǎn)中的重要作用，故在對(duì)其的理論研究之外，需要更深一步的通過(guò)模擬試驗(yàn)研究，將理論分析上升到實(shí)踐中。本文主要是對(duì)臥式銑床懸臂梁系統(tǒng)振動(dòng)減振問(wèn)題的模擬實(shí)驗(yàn)研究，在對(duì)振動(dòng)及減振問(wèn)題做了一番討論之后，發(fā)現(xiàn)通常增加系統(tǒng)的剛度是有限的，減輕主振系統(tǒng)的質(zhì)量又涉及到剛度，往往會(huì)使其 剛度受到影響，而且對(duì)已制造好成型的機(jī)床來(lái)說(shuō)，剛度和質(zhì)量為確定值，必須重新改造，經(jīng)濟(jì)上來(lái)說(shuō)是一種浪費(fèi)，所以具體可以實(shí)現(xiàn)的減振方法只有附加諧振系統(tǒng)在振動(dòng)結(jié)構(gòu)上用以抵消原振動(dòng)，以達(dá)到減振的目的。 在本次設(shè)計(jì)中，主要采用鋼球減振，鋼球減振的原理應(yīng)該屬于動(dòng)態(tài)吸振的方式。該方式的工作原理是：以一個(gè)電子或機(jī)械的諧振系統(tǒng)附加在振動(dòng)結(jié)構(gòu)上去抵消原振動(dòng)，從而達(dá)到減振的目的。鋼球是附加的系統(tǒng)，振源的振動(dòng)通過(guò)機(jī)床與鋼球的接觸傳遞給鋼球，引起鋼球振動(dòng)，吸收了振源振動(dòng)的能量，從而達(dá)到減小振動(dòng)振幅的目的。根據(jù)這一原理知道為了增大減振效果 應(yīng)該增大附加系統(tǒng)阻尼，并且使附加系統(tǒng)在機(jī)床工作頻率內(nèi)不發(fā)生共振，即使附加系統(tǒng)共振頻率遠(yuǎn)離機(jī)床共振頻率。具體在鋼球上就應(yīng)該使每一個(gè)鋼球的共振頻率都不一樣，并且兩兩之間的共振頻率相隔越大越好，為此，可以使鋼球的直徑范圍大一些，種類多一些，材料上，可以選擇密第 12 頁(yè) 共 40 頁(yè) 度大一些的材料，并且可以不采用一種而是采用多種材料混用的方式來(lái)提高減振效果，例如，沙子及其他材料 。 本次的模擬試驗(yàn)主要是以參照 用正交表安排減振槽中鋼球的不同排放方式，以尋求最佳的減振效果。 第 3 章 銑床模型機(jī)的設(shè)計(jì) 3 1 床的介紹 參照左圖， 銑床的構(gòu)造介紹如下： 床身 ：床身為機(jī)床的主體，用來(lái)支買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過(guò) 持和連接機(jī)床其他的部件。床身前臂有燕尾形垂直導(dǎo)軌，升降臺(tái)可沿此導(dǎo)軌上下升降。床身頂部是水平導(dǎo)軌，橫梁沿此導(dǎo)軌來(lái)回移動(dòng)。床身后面有電動(dòng)機(jī)。床身內(nèi)部有齒輪變速結(jié)構(gòu)。通過(guò)床身外面變速操縱機(jī)構(gòu)，使主軸獲得 18 種轉(zhuǎn)速。 橫梁 ：橫梁用來(lái)支承刀軸。橫梁在床身頂部的水平導(dǎo)軌上移動(dòng)，可以 圖 3銑床外觀圖 根據(jù)需要調(diào)整橫梁伸出的長(zhǎng)度，它的端部 可安裝支承架。 支承架 ：支承架懸掛在橫梁上，用來(lái)支承刀軸，以免在銑削時(shí)刀軸發(fā)生振動(dòng)和彎曲。 升降臺(tái) ：升降臺(tái)用來(lái)支承工作臺(tái)，并帶動(dòng)它沿著床身垂直導(dǎo)軌上下移動(dòng)。升降臺(tái)安裝有進(jìn)給電動(dòng)機(jī)，進(jìn)給變速箱和進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等一套完整的進(jìn)給系統(tǒng)。 進(jìn)給變速箱 ：進(jìn)給變速箱主要用來(lái)改變工作臺(tái)和升降的進(jìn)給速度。 縱向工作臺(tái) ：縱向工作臺(tái)用來(lái)安裝虎鉗、分度頭、圓形工作臺(tái)及各種夾具、工件帶動(dòng)工作臺(tái)作縱向進(jìn)給，為安裝限位擋鐵，在縱向工作臺(tái)一側(cè)有一條 橫向工作臺(tái) ：橫向 工作臺(tái)在升降工作臺(tái)的上面。用來(lái)帶動(dòng)縱向工作臺(tái)作橫向移動(dòng)。 轉(zhuǎn)臺(tái) ：轉(zhuǎn)臺(tái)是區(qū)別萬(wàn)能臥式銑床與普通臥式銑床的標(biāo)志，它在橫向工作臺(tái)和縱向工作臺(tái)之間，可使縱向工作臺(tái)反轉(zhuǎn) 45。 刀軸 ：刀軸也稱為刀桿。用刀軸來(lái)安裝銑刀，它的一端為錐柄，緊固在主軸錐孔中，另一端由橫梁上懸掛的支承架支承。 主軸 ：主軸用來(lái)安裝、緊固銑刀軸并帶動(dòng)銑刀旋轉(zhuǎn)，它與主軸變速機(jī)構(gòu)、主電機(jī)一起組成銑床的主傳動(dòng)系統(tǒng)。 主軸變速箱 ：主軸變速箱里的齒輪用來(lái)帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)和改變主軸轉(zhuǎn)速。 底座 ：底座用來(lái)盛冷卻潤(rùn)滑液，支承床身并承受機(jī)床全部重量。 3 2 模型機(jī) 的設(shè)計(jì) 第 14 頁(yè) 共 40 頁(yè) 3 2 1 模型機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖 3銑床模型機(jī)外觀圖 參照 計(jì)銑床模型機(jī)外形如上圖： 為了提高機(jī)床的抗振性，采取了以焊接方式做成的模型機(jī)結(jié)構(gòu)，焊接床身由于焊縫能耗散能量，比一般設(shè)計(jì)的鑄鐵床身（它僅靠材料內(nèi)摩擦的阻尼性能）具有較好的阻尼性能，而增大機(jī)床的機(jī)構(gòu)阻尼是提高機(jī)床抗振性的一個(gè)極其有效的措施，用薄鋼板加筋的焊接結(jié)構(gòu)，比一般鑄鐵床身剛度大，重量輕，從而提高了床身的固有頻率，改善了抗振性能。 模型機(jī)的外 部結(jié)構(gòu)主要由減振槽、立柱、底座、掛架幾部分組成?？傮w尺寸滿足 長(zhǎng) 695，寬 200，高 450要求。 減振槽是模型機(jī)中重要的部分，與立柱、掛架連接，是由鋼板焊接成的三個(gè)開口槽，在減振實(shí)驗(yàn)中用以盛放相當(dāng)于諧振系統(tǒng)的鋼球，減振槽的懸臂端是模型機(jī)柔性最大的地方，用以安裝激振器、加速度傳感器及力傳感器。掛架以 以安裝軸承。立柱以 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過(guò) 座連接，起支承作用。底座外觀如圖 3在其中加有橫向加強(qiáng)板。 減振槽、立柱、底座的具體尺寸見(jiàn)零件圖，均采取 板焊接而成，并且立柱孔與掛架孔滿足同軸度要求。 3 2 2 模型機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)選型 參考 軸直徑有 22、 27、 32 模型設(shè)計(jì)中考慮到強(qiáng)度要求，選取 27結(jié)構(gòu)見(jiàn)零件圖。 軸承采用深溝球軸承，一端用軸用彈性擋圈及孔用彈性擋圈分別固定軸承內(nèi)外圈，另一端只由軸用彈性擋圈固定軸承內(nèi)圈，采用這種一端固定方式，當(dāng)軸受熱后可以向另一端伸長(zhǎng)，不會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力。參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇深溝球軸承代號(hào) 6304，外形尺寸摘自 276用及孔用彈性擋圈外型尺寸摘自 料采用 65處理硬度為4754. 有防止灰塵、鐵屑或其他雜物侵入電機(jī)內(nèi)部之特點(diǎn)。 作環(huán)境溫度不超過(guò) +400 C，相對(duì)溫度不超過(guò) 95%，海拔高度不超過(guò) 1000m，額定電壓380V，頻率 50模型機(jī)振動(dòng)實(shí)驗(yàn)為空運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)，故采用小功率電動(dòng)機(jī)。據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 錄，選擇 電動(dòng)機(jī) ,載轉(zhuǎn)速 1390 同步轉(zhuǎn)速 1500 質(zhì)量 17擇機(jī)座不帶底腳，端蓋有凸緣型電動(dòng)機(jī)。 聯(lián)軸器采用套筒聯(lián)軸器，材料為 45 鋼，采用 6 6的普通平鍵與軸連接。 在連軸器與掛架之間軸上 ,設(shè)計(jì)了一阻尼動(dòng)力吸振器，它采用微孔橡皮襯墊以達(dá)到吸振減振目的，這種吸振器利用橡皮襯墊做彈性元件，有附加阻尼作用，因而能消除頻率范圍稍寬的振動(dòng)。但由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限，此設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)僅做為設(shè)想出現(xiàn)在裝配圖中，實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜋C(jī)上并沒(méi)有采用。 刀具外形參照直 面三面刃銑刀，采用 8 7 的普通平鍵連接，軸向由軸肩及套筒固定，具體尺寸見(jiàn)裝配及零件圖。刀具上鉆一孔，在空運(yùn)轉(zhuǎn)中實(shí)驗(yàn)中起偏心力作用，導(dǎo)致離心振動(dòng)，但具體實(shí)驗(yàn)中由于時(shí)間及儀器問(wèn)題，只詳細(xì)做了穩(wěn)態(tài)正弦激振實(shí)驗(yàn)，并未采用此方法激振。 第 16 頁(yè) 共 40 頁(yè) 第 4 章 固有頻率的測(cè)定 4 1 固有頻率的測(cè)定 4 1 1 測(cè)定固有頻率的意義 機(jī)床是由許多零件所組成的多自由度系統(tǒng)。每一自由度對(duì)應(yīng)有一固有頻率，機(jī)床強(qiáng)迫振動(dòng)的共振頻率與系統(tǒng)無(wú)阻尼固有頻率是很接近的 。在機(jī)床振動(dòng)試驗(yàn)中，通常都是以共振峰值所對(duì)應(yīng)的頻率值作為各個(gè)自由度的固 有頻率。對(duì)于自由振動(dòng)來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)受到一次擾動(dòng)，所獲得的動(dòng)能為 買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過(guò) 電動(dòng)式激振器 2202202 2)(2121 (式中 :A 最大振幅。 0f 固有頻率。 v 振動(dòng)速度。 當(dāng)外來(lái)擾動(dòng)的能量一定時(shí)， f 和 A 成反比，所以0幅 A 就減少。因此，提高固有頻率后，可成比例的減少系 統(tǒng)的自由振動(dòng)。對(duì)于強(qiáng)迫振動(dòng)來(lái)說(shuō)，干擾頻率和部件的固有頻率接近時(shí)，系統(tǒng)產(chǎn)生共振，振幅迅速增大。因此，應(yīng)該使干擾頻率遠(yuǎn)離系統(tǒng)固有頻率，對(duì)于固有頻率的高低是無(wú)關(guān)緊要的。對(duì)于切削振動(dòng)，若能使系統(tǒng)各自由度合理安排，則刀具和工件之間的相對(duì)振動(dòng)便會(huì)減小。在一般情況下，提高整個(gè)彈性系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)的固有頻率，原則上可以提高系統(tǒng)的抗振性。 因此，對(duì)固有頻率的測(cè)定是研究振動(dòng)過(guò)程中基礎(chǔ)的一步。測(cè)試設(shè)備包括下面幾項(xiàng)： 1、激振設(shè)備：激振設(shè)備可輸出激振力，用以激起結(jié)構(gòu)的振動(dòng)。最常用的激振設(shè)備是電動(dòng)激振系統(tǒng)。 2、測(cè)量設(shè)備：測(cè)量設(shè)備由力傳感 器，加速度傳感器，電荷放大器等組成，最常用的力傳感器和加速度傳感器是壓電晶體式的。 3、分析設(shè)備。 4、記錄設(shè)備。 4 1 2 試驗(yàn)儀器介紹 在本次試驗(yàn)中采用的測(cè)試設(shè)備介紹如下： 首先，因?yàn)槭切⌒偷哪Ｐ蜋C(jī)，故采用電動(dòng)式激振器，如右圖 所示。它由彈簧殼體磁鋼頂桿磁極板鐵芯和驅(qū)動(dòng)線圈等元件組成。驅(qū)動(dòng)線圈和頂桿相固連，并由彈簧支撐在殼體上，使驅(qū)動(dòng)線圈正好位于磁極所形成的高磁通密度的氣隙中。當(dāng)驅(qū)動(dòng)線圈有交變電流通過(guò)時(shí)，線圈受電動(dòng)力的作用，力通過(guò)頂桿傳給試件，即為所需的激振力。 第 18 頁(yè) 共 40 頁(yè) 其次，測(cè)量設(shè)備包括以下幾種： （ 1） 壓電式力傳感器：壓電式 圖 4電動(dòng)式激振器 力傳感器具有頻率范圍寬，體積小和動(dòng)態(tài)范圍大等優(yōu)點(diǎn)，在頻響函數(shù)測(cè)量中被廣泛應(yīng)用。工作時(shí)將它安裝在被測(cè)物體受力點(diǎn)上，激振力通過(guò)它的晶體壓電元件傳遞到物體上。壓電元件受壓力時(shí)則產(chǎn)生電荷，且電荷與所受壓力成正比。一般都在壓電片上通過(guò)預(yù)壓彈簧施加以預(yù)壓力。因此，它可以測(cè)拉、壓兩個(gè)方向的力。其輻值電荷靈敏度定義為輸出電荷輻值 Q 與所受力輻值 （ 2）加速度傳感器：在進(jìn)行模態(tài)分析試驗(yàn)的響應(yīng)測(cè)量時(shí)，目前用的最多的還是壓電加速度計(jì)。它具有重量輕，體積小， 頻響寬，靈敏度高的特點(diǎn)。某些晶體（如天然石英晶體或人工極化陶瓷等）在承受一定方向的外力產(chǎn)生變形時(shí)，其晶面或極化面上會(huì)產(chǎn)生電荷，即所謂的正壓電效應(yīng)。壓電加速度計(jì)正是利用這種正壓電效應(yīng)制成的機(jī)電換能器。當(dāng)它承受機(jī)械振動(dòng)時(shí)，在它的輸出端能產(chǎn)生與所承受的加速度成比例的電壓或電荷量。目前常用的有壓縮型和剪切型壓電加速度計(jì)。 （ 3）電荷放大器：與壓電式傳感器最典型的配置線路是電荷放大器的輸入與傳感器的輸出相連。電荷放大器基本上是一個(gè)具有反饋電容 （ 4）阻 抗傳感器：為測(cè)量原點(diǎn)導(dǎo)納，目前常采用壓電晶體機(jī)械阻抗傳感器，或稱阻抗頭，它把力傳感器和加速度傳感器做成一體，可測(cè)出同一點(diǎn)的激振力和響應(yīng)。這種結(jié)構(gòu)應(yīng)確保上端的加速度計(jì)有盡可能高的基座剛度及力端壓電元件下面的質(zhì)量應(yīng)盡量小。 再次，分析設(shè)備采用 買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過(guò) 圖 43562A 動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀是一種雙通道系統(tǒng)、頻譜、波形分析儀。有時(shí)域和頻域兩方面的分析能力，它具有 10050測(cè)量范圍和 80動(dòng)態(tài)分析范圍，因此，在機(jī)械、機(jī)電一體化控制系統(tǒng)中有著強(qiáng)大的分析解決問(wèn)題的能力。 析儀的精密度和多功能性提出了一個(gè)新的標(biāo)準(zhǔn)。充分完整的測(cè)量和分析能力結(jié)合突出的特性使 測(cè)量、分析、設(shè)計(jì)電子機(jī)械和機(jī)械系統(tǒng)方面成為一個(gè)無(wú)價(jià)的工具。 基本操作是通過(guò)邏輯上面板按鍵群和面板顯示器右邊一組八個(gè)“軟鍵”按鍵來(lái)執(zhí)行的。面板上的按鍵是通過(guò)功能分類的而且可以執(zhí)行三分之一的操作：能夠直接操作例如開始測(cè)量、輸入數(shù)據(jù)或是顯示一 個(gè)“軟鍵”按鍵菜單?！败涙I”按鍵也可以執(zhí)行三分之一的功能：選擇“ 1 ”功能例如測(cè)量模式，定義一個(gè)數(shù)據(jù)入口參數(shù)例如頻率間隔和終止適當(dāng)單位入口，如“ 是“ 4 2 穩(wěn)態(tài)正弦激勵(lì)法測(cè)固有頻率 利用激振器對(duì)機(jī)床或其模型，在一定的部位上施加模擬的切削力進(jìn)行交變加載，激起實(shí)驗(yàn)對(duì)象的受迫振動(dòng)，并進(jìn)行振動(dòng)測(cè)量，從而確定機(jī)床或其模型的動(dòng)態(tài)特性，這就是激振試驗(yàn)。激振方式分為絕對(duì)激振和相對(duì)激振兩種。其中，絕對(duì)激振是指激振器懸掛于一個(gè)獨(dú)立機(jī)架上對(duì)機(jī)床一個(gè)部件進(jìn)行激振，相對(duì)激振則是指激振器安裝在機(jī)床的一個(gè) 部件上而對(duì)另一個(gè)部件進(jìn)行激振。在此次的正弦激勵(lì)試驗(yàn)中，采用絕對(duì)激振方式。絕對(duì)激振中，激振器一般由軟彈簧懸掛，為此，要求彈簧在 20300赫茲激勵(lì)頻率范圍內(nèi)均能在空間保持穩(wěn)定，因而彈簧的固有頻率必須很低，例如固有頻率為 2赫茲的彈簧處于 20 赫茲激振頻率下時(shí)其振幅極小，好象起了剛性支承的作用。因此，在本次試驗(yàn)中，采用相當(dāng)于固有頻率比較低的軟彈簧效果的軟第 20 頁(yè) 共 40 頁(yè) 橡膠繩懸掛激振器，并且，在對(duì)工件激振時(shí)注意到以下幾點(diǎn)： 1、激振力施加在了模型機(jī)全長(zhǎng)上最大柔性的位置（即懸臂梁系統(tǒng)懸臂端）。 2、垂直方向激振在工件下方進(jìn)行，用了一柔性 較好的橡皮襯墊。 3、盡管實(shí)際切削時(shí)現(xiàn)在激振是在工件軸心方向。 穩(wěn)態(tài)正弦激勵(lì)又稱簡(jiǎn)諧激振，它是通過(guò)激振設(shè)備對(duì)被測(cè)試對(duì)象施加頻率可控的簡(jiǎn)諧激振力。常用的激振設(shè)備是頻帶寬，波形好的電磁激振系統(tǒng)，由掃頻信號(hào)發(fā)生器、功率放大器和激振器組成。簡(jiǎn)偕激振是要在穩(wěn)態(tài)下測(cè)定響應(yīng)和正弦力的幅值比與相位差，幅值比為該激振頻率時(shí)的幅值特性值，相位差為該激振頻率時(shí)的相頻特性值。為了測(cè)得整個(gè)頻率范圍內(nèi)的頻率響應(yīng)，必須無(wú)級(jí)或有 級(jí)地改變正弦激振力的頻率，這一過(guò)程稱為頻率掃描或掃描過(guò)程。在掃描過(guò)程中，必須采用足夠緩慢的掃描速度，以保證測(cè)試，分析設(shè)備有足夠的響應(yīng)時(shí)間和被激對(duì)象能夠處于穩(wěn)態(tài)振動(dòng)狀態(tài)。對(duì)于激振力幅值，可進(jìn)行恒力控制。其方法是采用高阻抗輸出的功率放大器。通過(guò)恒定的輸出電流來(lái)實(shí)現(xiàn)恒力，或通過(guò)力的反饋對(duì)激振信號(hào)進(jìn)行“壓縮”控制，實(shí)現(xiàn)恒力。 穩(wěn)態(tài)正弦激勵(lì)測(cè)試的步驟是： （ 1）、在選定的坐標(biāo)位置，對(duì)試件施加激振力。 （ 2）、在選定的坐標(biāo)位置，測(cè)量試件的振動(dòng)響應(yīng)。 （ 3）、分析力信號(hào)和響應(yīng)信號(hào)，求得機(jī)械阻抗的各種數(shù)據(jù)。 （ 4）、輸出、 記錄所需的數(shù)據(jù)。 買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過(guò) 本次試驗(yàn)中主要是采用這種方法測(cè)定固有頻率，實(shí)驗(yàn)儀器及接法如下圖： 圖 4穩(wěn)態(tài)正弦激勵(lì)法測(cè)固有頻率儀器及連接 實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)采集頻率取 1是因?yàn)殂姶驳墓ぷ鬓D(zhuǎn)速最高只能達(dá)到 3000 轉(zhuǎn) /分，固有頻率肯定存在于 1內(nèi)，故在測(cè)定固有頻率時(shí)只需要在這個(gè)范圍內(nèi)測(cè)量就可以了。經(jīng)過(guò)若干次的重復(fù)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)測(cè)試的重復(fù)性較好，測(cè)出的模型機(jī)固有頻率主要有五階，大致是在 繪圖儀繪制 幅頻特性圖，見(jiàn)附圖 1。 4 3 脈沖錘激振法測(cè)固有頻率 第 22 頁(yè) 共 40 頁(yè) 脈沖錘是一種產(chǎn)生瞬態(tài)激勵(lì)力的激振器，它由錘體、手柄和可以調(diào)換的錘頭和配重組成，通常在錘體和錘頭之間裝有一個(gè)力傳感器，以測(cè)量被測(cè)系統(tǒng)所受錘擊力的大小。 一般來(lái)說(shuō) ， 錘擊力的大小是由錘擊質(zhì)量和錘擊被測(cè)系統(tǒng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度決定的 。 激勵(lì)的頻率范圍主要由接觸表面剛度決定，錘頭的材料越硬則脈沖的持續(xù)時(shí)間越短，上限額率了能調(diào)整激勵(lì)頻率范圍，通常使用一套不同材料的錘頭。 當(dāng)用脈沖錘進(jìn)行沖擊激勵(lì)時(shí)，它相當(dāng)于 對(duì)被測(cè)系統(tǒng)施加了一個(gè)半正弦波的力脈沖，如圖 (a)所示。該類脈沖的頻譜如圖 (b)所示，在小于上限頻率沖的頻譜基本上是平坦的，般來(lái)說(shuō)，錘頭的材料越硬則脈沖的持續(xù)時(shí)間越短，上限額率 (a) 時(shí)間響應(yīng) （ b） 頻率 圖 4脈沖激勵(lì)圖 在測(cè)量固有頻率的過(guò)程中，我主要是運(yùn) 用穩(wěn)態(tài)正弦激勵(lì)法測(cè)定了模型機(jī)的固有頻率，這是因?yàn)橛妹}沖錘測(cè)量時(shí)， 錘擊力的大小是由錘擊質(zhì)量和錘擊被測(cè)系統(tǒng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度決定的 ，這里面人的因素占很大比例，需要一定的經(jīng)驗(yàn)及力度，且重復(fù)性差，保證不了測(cè)試的精確度。故在本次實(shí)驗(yàn)中， 脈沖激振法僅僅作為對(duì)比，以下的減振實(shí)驗(yàn)中，均采用穩(wěn)態(tài)正弦激勵(lì)法測(cè)試。用繪圖儀繪制脈沖激振幅頻特性圖，見(jiàn)附圖 2。 第 5章 模型機(jī)的減振試驗(yàn)研究 買文檔就送全套 紙 詢 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過(guò) 5 1 正交實(shí)驗(yàn)原理 5 1 1 正交實(shí)驗(yàn)原理介紹 對(duì)多因素問(wèn)題進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，若對(duì)各因素不同的組合水平進(jìn)行全面試驗(yàn)，工作量的一般是很大的。例 如四因素 3水平做 43 =81次試驗(yàn)，六因素 5水平要做 65 =15625次試驗(yàn)。因此要減少試驗(yàn)次數(shù)，又要得出全面的結(jié)論，這就需要用科學(xué) 的方法進(jìn)行合理的安排，即對(duì)試驗(yàn)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。 用正交表進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)是目前應(yīng)用較廣的一種方法。 正交表是指利用“均衡搭配”與“整齊可比”這兩條基本原理，從大量的全面實(shí)驗(yàn)方案中，挑選出少量具有代表性的實(shí)驗(yàn)點(diǎn)，所制成的排列整齊的規(guī)格化表格。 因?yàn)檎槐砭哂写钆渚獾奶攸c(diǎn)，對(duì)正交表各列不同水平，從行的角度看去 是一個(gè)“完全”的 搭配，即做到了第 各個(gè)水平至少搭配一 次且每?jī)蓚€(gè)水平搭配次數(shù)一樣，均衡公平。因此將試驗(yàn)中各因素對(duì)應(yīng)于正交表的 列，則正交表的行便是因素各水平組合中搭配均衡的一部分，可以看成是所有 組合水平中均衡抽樣的樣本。若按行所對(duì)應(yīng)的各個(gè)組合水平進(jìn)行試驗(yàn)，便能減少試驗(yàn)次數(shù)，達(dá)到因素之間的均衡，同時(shí)提供比較豐富的試驗(yàn)信息，得到較好的組 合水平。 在試驗(yàn)中，正交表記號(hào) 的含義如下： 正交表基本上可分為兩種形式，同水平正交表和混合水平正交表。同水平正交表是指各個(gè)因素的水平數(shù)相等的表格，當(dāng)人們認(rèn)為各個(gè)因素對(duì)結(jié)果的影響程度大致相同時(shí)，往往選用同水平正交表?；旌纤秸槐?，是指諸因素的水平數(shù)不完全相等的正交表。當(dāng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，如感到某些因素 正 交 表 最多可安排的因素個(gè)數(shù)（表中列數(shù)） 因 素 水 平 數(shù)（ 表 中 字 碼 數(shù) ） 試驗(yàn)數(shù)（表中行數(shù)） L n ( t m) 第 24 頁(yè) 共 40 頁(yè) 更重要而希望對(duì)其仔細(xì)考察時(shí)，就可將其取多一些水平，這樣既突出了重點(diǎn)，又照顧了一般。 正交表有下面兩條重要性質(zhì)： （ 1） 每列中不同數(shù)字出現(xiàn)的次數(shù)是相等的。 （ 2） 在任意兩列中，將同一行的兩個(gè)數(shù)字看成有序?qū)r(shí)，每種數(shù)對(duì)出現(xiàn)的次數(shù)是相等的。 這兩個(gè)性質(zhì)合成為“正交性”，使實(shí)驗(yàn) 點(diǎn)在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)排列整齊，規(guī)律，也使實(shí)驗(yàn)點(diǎn)在試驗(yàn)的范圍內(nèi)散布均勻，既“整齊可比，均勻分散”。 因此，在進(jìn)行本次的減振試驗(yàn)中，由于對(duì)鋼球及其他減振材料作多因素不同水平的全面試驗(yàn)，試驗(yàn)次數(shù)繁多，故采用科學(xué)的正交試驗(yàn)方法安排實(shí)驗(yàn)步驟。 5 1 2 正交表安排