《单自由振动系统在工程中的应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单自由振动系统在工程中的应用（3页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、单自由振动系统在工程中的应用单摆： 质点振动系统的一种，是最简单的摆。 绕一个悬点来回摆动的物体， 都称为摆，但其周期一般和物体的形状、大小及密度的分布有关。但若 把尺寸很小的质块悬于一端固定的长度为 l且不能伸长的细绳上，把质 块拉离平衡位置，使细绳和过悬点铅垂线所成角度小于10，放手后 质块往复振动，可视为质点的振动，其周期 T 只和 l 和当地的重力加速 度 g 有关，即而和质块的质量、形状和振幅的大小都无关系，其运动 状态可用简谐振动公式表示，称为单摆或数学摆。如果振动的角度大于 10，则振动的周期将随振幅的增加而变大，就不成为单摆了。如摆球 的尺寸相当大，绳的质量不能忽略，就成为复摆
2、（物理摆），周期就和摆 球的尺寸有关了。 复摆： 在重力作用下，能绕通过自身某固定水平轴摆动的刚体。即复摆是 一刚体绕固定的水平轴在重力的作用下作微小摆动的动力运动体系。又 称物理摆1。复摆的转轴与过刚体质心C 并垂直于转轴的平面的交点O 称为支点或悬挂点。摆动过程中，复摆只受重力和转轴的反作用力，而 重力矩起着回复力矩的作用。设质量为m的刚体绕转轴的转动惯量为I ， 支点至质心的距离为s，则复摆微幅振动的周期如图，式中g 为重力加 速度。它相当于摆长l I ms的单摆 作微幅振动的周期。在OC的延长 线上取 O点使 OO l （l 称等价摆长）则此点称为复摆的摆动中心。 支点和摆动中心可互换
3、位置而不改变复摆的周期。知道T 和 l ，就可由 周期公式求出重力加速度g。当复摆受到一个冲量作用时，会在支点上 引起碰撞反力。若转轴是刚体对支点的惯量主轴，外冲量垂直于支点和 质心的连线OC且作用于摆动中心 O上，则支点上的碰撞反力为零。因 此，复摆的摆动中心又称撞击中心。机器中有些必须经受碰撞的转动件， 如离合器、冲击摆锤等，为防止巨大瞬时力对轴承的危害，应使碰撞冲 击力通过撞击中心。 应用： A. 节拍器节拍器是一种能在各种速度中发出一种稳定的节拍的机械、电动或电子装置，1696 年巴黎人 E.卢列创制第一架节拍器后，这种装置的种类很多，最普遍使用的是 1816 年由奥地利人 J.N.
4、梅尔策尔发明的节拍器。 梅尔策尔的节拍器外形呈金字塔形，内部为时钟结构，有齿轮及发条，带动一摆杆，摆杆每次摆动结束时发出尖锐的 “滴哒”声，这些滴哒声的速度可根据刻在摆杆上的游尺刻度上下移动摆锤，进行调整，其速度每分钟40210 拍。节拍器是利用摆的等时性控制节拍声来计时的仪器。取下节拍器面板，就看到一个标度尺。它标出摆振动时每分钟发出的节拍声次数（n）中有一摆杆，摆杆上有一可上下移动的摆锤。摆锤位置所对标尺数，就表示该摆每分钟振动的节拍数（一次全振动有两次节拍数），由此可算出摆的振动周期（T）T=（260）/n （秒）改变摆锤的位置就可以改变它的振动周期。为了便于报时，在节拍器木盒的下部装有
5、振铃和调节拉杆，可使振铃每经过几个节拍响一次。记住振铃响一次的节拍数就可求出时间间隔（t ）t=T/2 R=60/(n/R)（秒）R为振铃响一次的节拍数。调节拉杆的位置，就可以改变振铃发一次声的节拍数。如果不需要振铃声，只须将拉杆完全推进就行了。B. 鄂式破碎机鄂式破碎机有多种结构形式, 工作原理是相同的 , 即通过动鄂的周期性运动 来破碎物料 . 在动鄂绕悬挂心轴向固定鄂摆动的过程中, 位于两鄂板之间的物料便受到压碎、劈裂和弯曲等综合作用 . 开始时 , 压力较小 , 使物料的体积缩小 , 物料之间互相靠近、挤紧 ; 当压力上升到超过物料所能承受的强度时, 即发生破碎 . 反之, 当动鄂离开
6、固定鄂向相反方向摆动时, 物料则靠自重向下运动 . 动鄂的每一个周期性运动就使物料受到一次压碎作用, 并向下排送一段距离 . 经若干个周期后 ,被破碎的物料便从排料口排出机外. 复摆鄂式破碎机工作原理： 动鄂上端直接悬挂在偏心轴上， 作为曲柄连杆机构的连杆， 由偏心轴的偏心 直接驱动， 动鄂的下端铰连着推力板支撑到机架的后壁上。当偏心轴旋转时， 动 鄂上各点的运动轨迹是由悬挂点的圆周线( 半径等于偏心距 )， 逐渐向下变成椭圆 形，越向下部，椭圆形越偏，直到下部与推力板连接点轨迹为圆弧线。由于这种 机械中动鄂上各点的运动轨迹比较复杂，故称为复杂摆动式鄂式破碎机。 复摆式鄂式破碎机与简摆式相比较
7、，其优点是：质量较轻，构件较少，结构 更紧凑，破碎腔内充满程度较好， 所装物料块受到均匀破碎， 加以动鄂下端强制 性推出成品卸料，故生产率较高，比同规格的简摆鄂式破碎机的生产率高出 20-30% ；物料块在动鄂下部有较大的上下翻滚运动，容易呈立方体的形状卸出， 减少了像简摆式产品中那样的片状成分，产品质量较好。 C科博摆： 原理是用单摆，由于单摆的球有惯性，摆动时方向不变化，地 球本身是自转的，但是摆的方向不随地球自转而变化，所以就出现了偏转。单 摆 ：质点振动系统的一种，是最简单的摆。绕一个悬点来回摆动的物体，都称 为摆，但其周期一般和物体的形状、大小、及密度的分布有关。但若把尺寸很小 的质
8、块悬于一端固定的长度为 l且不能伸长的细绳上，把质块拉离平衡位置， 使细 绳和过悬点铅垂线所成角度小于5，放手后质块往复振动，可视为质 点的振动，其周期 T 只和 l 和当地的重力加速度g 有关， 即 ， 而和质块的质量、 形状和振幅的大小都无关系， 其运动状态可用简谐振动公式表示，称为单摆或数 学摆 。如果振动的角度大于 5 ，则振动的周期将随振幅的增加而变大，就不 成为单摆了。如摆球的尺寸相当大，绳的质量不能忽略，就成为复摆（物理摆）， 周期就和摆球的尺寸有关了。伽利略第一个发现摆的振动的等时性，并用实验 求得单摆的周期随长度的二次方根而变动。惠更斯制成了第一个摆钟。 自转引起 的重力减弱
9、。 I. 牛顿则用单摆证明物体的重量总是和质量成正比的。直到20 世纪中叶，摆依然是重力测量的主要仪器。 感想：大家总是认为，课本中的知识对今后生活、工作，没有任何意义，但 是，从上面的几个生活中常见的物品可以看出来，通过几个简单的物理道理， 既可以制作出对工作非常有帮助的工具，也可以做出一些平时娱乐的小玩意。也许 又要说一些大话、空话，多在学习时多重视一些，细节多动动脑筋，那么下一个 应用简单知识来解决大问题的人可能就是你。当然要想做到这些， 不仅仅需要这 些，更重要的还是对课本的熟悉，因为只有对旧有的知识非常了解，才能实现创 新。 所以我们应该对课本的知识不要抵触而且反而应该踏实下来认真学习这些看 似枯燥无味的知识。
