一种高频摆动实验机

摘要

本发明公开一种高频摆动实验机，包括依次连接的电机、联轴器、曲柄滑块机构和磁场调制型齿轮；电机的输出轴与曲柄滑块机构的输入轴通过联轴器连接，曲柄滑块机构的输入轴与曲柄通过焊接连接在一起，曲柄和滑块铰接在一起，滑块和摆杆通过移动副连接在一起，摆杆的末端通过曲柄滑块机构的输出轴与磁场调制型齿轮的低速轴通过焊接连接在一起；磁场调制型齿轮的低速轴上安装有外转子构件，导磁体通过螺钉F固定于机座盖板上，内转子构件的外侧连接磁场调制型齿轮的高速轴，高速轴输出高频摆动。该高频摆动实验机，将曲柄滑块机构和磁场调制式磁性齿轮结构相结合，能够改善摆动实验机的振动、噪声、疲劳寿命和维修成本问题。

权利要求

1.一种高频摆动实验机，其特征在于：包括依次连接的电机、联轴器、曲柄滑块机构和磁场调制型齿轮；

所述电机的输出轴与所述曲柄滑块机构的输入轴通过联轴器连接，所述曲柄滑块机构的输入轴与曲柄通过焊接连接在一起，所述曲柄和滑块铰接在一起，所述滑块和摆杆通过移动副连接在一起，所述摆杆的末端通过所述曲柄滑块机构的输出轴与所述磁场调制型齿轮的低速轴通过焊接连接在一起；

所述磁场调制型齿轮的低速轴上安装有外转子构件，导磁体通过螺钉F固定于机座盖板上，内转子构件的外侧连接磁场调制型齿轮的高速轴，高速轴输出高频摆动。

2.根据权利要求1所述的高频摆动实验机，其特征在于：所述电机固定在电机支座上，所述电机的的输出轴端通过螺钉K安装有钟形罩，所述电机的输出轴的轴端安装有输入端联轴器，所述曲柄滑块机构的输入轴端安装有输出端联轴器，通过联轴器将所述电机的输出轴与所述曲柄滑块机构的输入轴连接。

3.根据权利要求1所述的高频摆动实验机，其特征在于：所述曲柄滑块机构放置在通过螺钉J固定连接在一起的壳体和壳体盖板内。

4.根据权利要求1所述的高频摆动实验机，其特征在于：所述磁场调制型齿轮放置在通过螺钉I和螺钉G固定连接在一起的机座盖板B、机座和机座盖板A内。

5.根据权利要求4所述的高频摆动实验机，其特征在于：所述磁场调制型齿轮的低速轴上固定有套筒A和两个滚动轴承A的内圈，所述套筒A位于两个所述滚动轴承A之间，两个所述滚动轴承A的两侧外圈顺次分别与轴承端盖A和所述机座盖板B相配合固定；所述磁场调制型齿轮的低速轴靠卡簧与轴肩实现同两个所述滚动轴承A的相对固定。

6.根据权利要求5所述的高频摆动实验机，其特征在于：所述外转子构件包括外转子背铁和外转子永磁铁，所述外转子背铁通过螺钉E固定安装在所述磁场调制型齿轮的低速轴上，所述外转子永磁铁通过磁力吸引在所述外转子背铁上，外转子永磁铁挡板和所述外转子背铁通过螺钉H固定在一起。

7.根据权利要求5所述的高频摆动实验机，其特征在于：所述内转子构件包括内转子背铁和内转子永磁铁，所述内转子背铁通过螺钉C固定安装在所述磁场调制型齿轮的高速轴上，所述内转子永磁铁通过磁力吸引在所述内转子背铁上，内转子永磁铁挡板通过螺钉B固定在所述内转子背铁上。

8.根据权利要求4所述的高频摆动实验机，其特征在于：所述机座盖板A上通过螺钉F固定安装有导磁体，导磁体固定于机座盖板上。

9.根据权利要求4所述的高频摆动实验机，其特征在于：所述磁场调制型齿轮的高速轴上固定有套筒B和两个滚动轴承B的内圈，所述套筒B位于两个所述滚动轴承B之间，两个所述滚动轴承B的两侧外圈顺次分别与轴承端盖B和所述机座盖板A相配合固定；所述磁场调制型齿轮的高速轴靠卡簧与轴肩实现同两个所述滚动轴承B的相对固定。

说明书

一种高频摆动实验机

技术领域

[0001] 本发明涉及实验机技术领域，特别是涉及一种高频摆动实验机。

背景技术

[0002] 摆动实验机是测量墙刷、管道和轴承等机械构件强度和刚度性能的重要设备。采用纯机械结构设计方式的摆动实验机，存在振动和噪声大、疲劳寿命短和维修成本高等问题，尤其在高频工作状态下，上述问题表现得更为突出。磁性齿轮传动通过磁铁与磁铁之间的磁场耦合作用传递运动和动力，传动中无转动体的直接接触，与机械齿轮传动相比，磁性齿轮也能够随时改变转动速度和方向，而且具有振动与噪声小、无需润滑、过载自我保护、生产工艺要求低和冲击力小等优势。伴随着高性能稀土永磁材料钕铁硼的出现，磁性齿轮越来越受到学者们的高度重视，多种新型的拓扑结构应运而生，并且已经广泛应用于航空航天、军事、医疗器械、食品加工、化工设备和潮汐能开发等领域。

发明内容

[0003] 本发明的目的是是将曲柄滑块机构和磁场调制式磁性齿轮结构相结合，研制一种新型高频摆动实验机，改善摆动实验机的振动、噪声、疲劳寿命和维修成本问题。

[0004] 为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种高频摆动实验机，包括依次连接的电机、联轴器、曲柄滑块机构和磁场调制型齿轮；

[0005] 所述电机的输出轴与所述曲柄滑块机构的输入轴通过联轴器连接，所述曲柄滑块机构的输入轴与曲柄通过焊接连接在一起，所述曲柄和滑块铰接在一起，所述滑块和摆杆通过移动副连接在一起，所述摆杆的末端通过所述曲柄滑块机构的输出轴与所述磁场调制型齿轮的低速轴通过焊接连接在一起。

[0006] 所述磁场调制型齿轮的低速轴上安装有外转子构件，导磁体通过螺钉F固定于机座盖板上，内转子构件的外侧连接磁场调制型齿轮的高速轴，高速轴输出高频摆动。

[0007] 优选的，所述电机固定在电机支座上，所述电机的的输出轴端通过螺钉K安装有钟形罩，所述电机的输出轴的轴端安装有输入端联轴器，所述曲柄滑块机构的输入轴端安装有输出端联轴器，通过联轴器将所述电机的输出轴与所述曲柄滑块机构的输入轴连接，实现动力传递。

[0008] 优选的，所述曲柄滑块机构放置在通过螺钉J固定连接在一起的壳体和壳体盖板内。

[0009] 优选的，所述磁场调制型齿轮放置在通过螺钉I和螺钉G固定连接在一起的机座盖板B、机座和机座盖板A内。

[0010] 优选的，所述磁场调制型齿轮的低速轴上固定有两个滚动轴承A的内圈和套筒A，所述套筒A位于两个所述滚动轴承A之间，两个所述滚动轴承A的两侧外圈顺次分别与轴承端盖A和所述机座盖板B相配合固定；所述磁场调制型齿轮的低速轴靠卡簧与轴肩实现同两个所述滚动轴承A的相对固定。

[0011] 优选的，所述外转子构件包括外转子背铁和外转子永磁铁，所述外转子背铁通过螺钉E固定安装在所述磁场调制型齿轮的低速轴上，所述外转子永磁铁通过磁力吸引在所述外转子背铁上，外转子永磁铁挡板和所述外转子背铁通过螺钉H固定在一起。

[0012] 优选的，所述内转子构件包括内转子背铁和内转子永磁铁，所述内转子背铁通过螺钉C固定安装在所述磁场调制型齿轮的高速轴上，所述内转子永磁铁通过磁力吸引在所述内转子背铁上，内转子永磁铁挡板通过螺钉B固定在所述内转子背铁上。

[0013] 优选的，所述机座盖板A上通过螺钉F固定安装有导磁体，所述导磁体通过螺钉F固定于机座盖板上。

[0014] 优选的，所述磁场调制型齿轮的高速轴上固定有两个滚动轴承B的内圈和套筒B，所述套筒B位于两个所述滚动轴承B之间，两个所述滚动轴承B的两侧外圈顺次分别与轴承端盖B和所述机座盖板A相配合固定；所述磁场调制型齿轮的高速轴靠卡簧与轴肩实现同两个所述滚动轴承B的相对固定。

[0015] 优选的，所述磁场调制型齿轮的内转子构件与导磁体、导磁体与外转子永磁体间形成的两层气隙。

[0016] 本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

[0017] 本发明中的高频摆动实验机，电机通过联轴器将电机输出轴和曲柄滑块机构的输入轴连接在一起，将电机连续转动转化为曲柄滑块机构输出轴的摆动，曲柄滑块机构输出轴的摆动通过磁场调制型齿轮产生的磁耦合驱动力矩，促使实验机输出高频摆动，即该高频摆动实验机是将曲柄滑块机构和磁场调制式磁性齿轮结构相结合，能够改善摆动实验机的振动、噪声、疲劳寿命和维修成本问题。

附图说明

[0018] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0019] 图1为高频摆动实验机的整体结构示意图；

[0020] 其中，1-电机；2-电机支座；3-钟形罩；4-输入端联轴器；5-输出端联轴器；6-低速轴；7-轴承端盖A；8-螺钉A；9-滚动轴承A；10-套筒A；11-螺钉B；12-内转子永磁铁挡板；13-内转子永磁铁；14-机座盖板A；15-螺钉C；16-滚动轴承B；17-套筒B；18-卡簧；19-高速轴；20-轴承端盖B；21-螺钉D；22-内转子背铁；23-螺钉E；24-螺钉F；25-导磁体；26螺钉G；27-外转子永磁铁挡板；28-螺钉H；29-外转子永磁铁；30-外转子背铁；31-机座；32-机座盖板B；
33-螺钉I；34-摆杆；35-滑块；36-壳体；37-螺钉J；38-壳体盖板；39-曲柄；40-螺钉K。

具体实施方式

[0021] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0022] 本发明的目的是是将曲柄滑块机构和磁场调制式磁性齿轮结构相结合，研制一种新型高频摆动实验机，改善摆动实验机的振动、噪声、疲劳寿命和维修成本问题。

[0023] 基于此，本发明提供的高频摆动实验机，包括依次连接的电机、联轴器、曲柄滑块机构和磁场调制型齿轮；电机的输出轴与曲柄滑块机构的输入轴通过联轴器连接，曲柄滑块机构的输入轴与曲柄通过焊接连接在一起，曲柄和滑块铰接在一起，滑块和摆杆通过移动副连接在一起，摆杆的末端通过曲柄滑块机构的输出轴与磁场调制型齿轮的低速轴通过焊接连接在一起；磁场调制型齿轮的低速轴上安装有外转子构件，导磁体通过螺钉F固定于机座盖板上，内转子构件的外侧连接磁场调制型齿轮的高速轴，高速轴输出高频摆动。

[0024] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

[0025] 如图1所示，本发明提供一种高频摆动实验机，包括依次连接的电机1、联轴器、曲柄滑块机构和磁场调制型齿轮；电机1的输出轴与曲柄滑块机构的输入轴通过联轴器连接，曲柄滑块机构的输入轴与曲柄39通过焊接连接在一起，曲柄39和滑块35铰接在一起，滑块35和摆杆34通过移动副连接在一起，摆杆34的末端通过曲柄滑块机构的输出轴与磁场调制型齿轮的低速轴6通过焊接连接在一起；磁场调制型齿轮的低速轴6上安装有外转子构件，导磁体25固定于机座盖板B32上，内转子构件的外侧连接磁场调制型齿轮的高速轴19，高速轴19输出高频摆动。

[0026] 电机1与电机支座2固定一起；钟形罩3通过螺钉K40和电机1固定在一起；将电机1的输出轴和曲柄滑块机构的输入轴连接在一起的联轴器由输入端联轴器4与输出端联轴器5两部分构成，钟形罩3内的联轴器将电机输出轴与曲柄滑块机构的输入轴连接，实现动力传递。

[0027] 曲柄滑块机构放置在通过螺钉J37固定在一起的壳体36和壳体盖板38内；磁场调制型齿轮放置在通过螺钉I33和螺钉G26固定连接在一起的机座盖板B32、机座31和机座盖板A14内；机座盖板B32和机座31通过螺钉I33相固定。曲柄滑块机构输出轴与磁场调制型齿轮的低速轴6通过焊接连接在一起；磁场调制型齿轮的低速轴6和两个滚动轴承A9的内圈、套筒A10固定在一起；滚动轴承A9外圈右端与机座盖板B32相配合固定，滚动轴承A9外圈左端与轴承端盖A7相配合固定，机座盖板B32和轴承端盖A7通过螺钉A8相固定；磁场调制型齿轮的低速轴6靠卡簧18与轴肩实现同滚动轴承A9的相对固定。

[0028] 磁场调制型齿轮的低速轴6和外转子背铁30通过螺钉E23固定，外转子永磁铁29通过磁力吸引在外转子背铁30上，外转子永磁铁挡板27和外转子背铁30通过螺钉H28固定在一起。导磁体25通过螺钉F24固定在机座盖板A14上。内转子永磁铁13通过磁力吸引在内转子背铁22上，内转子永磁铁挡板12通过螺钉B11固定在内转子背铁22上。

[0029] 磁场调制型齿轮的高速轴19左端和内转子背铁22通过螺钉C15固定在一起，磁场调制型齿轮的高速轴19右端固定在两个滚动轴承B16内圈和套筒B17上，通过卡簧18实现磁场调制型齿轮的高速轴19与滚动轴承B16的相对固定，滚动轴承B16外圈左右两端分别由机座盖板A14与轴承端盖B20固定；螺钉D21将机座盖板A14和轴承端盖B20相固定。

[0030] 该高频摆动实验机运行状态如下：

[0031] 电机1通过联轴器将电机输出轴和曲柄滑块机构输入轴连接在一起，电机1输出轴的整周连续转动转化为曲柄滑块机构曲柄的整周连续转动，曲柄的整周连续转动通过曲柄滑块机构转化为摆杆34的非整周连续往复摆动，摆杆34与低速轴6刚性连接，摆杆34的非整周连续往复摆动转化为磁场调制型齿轮外转子构件的非整周连续往复摆动，通过固定不动的导磁体25的磁场调制作用所产生的磁耦合驱动力矩，磁场调制型齿轮外转子构件的非整周连续往复摆动转化为磁场调制型齿轮内转子构件的非整周连续往复摆动，促使实验机在高速轴19输出高频摆动。

[0032] 本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。