CN106768850B - 一种悬臂回转常平装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种悬臂回转常平装置，包括驱动机构、与驱动机构相连的主动轴、旋转机构、传动机构、从动轴和与从动轴相连的常平盘，旋转机构与主动轴相连，从动轴设置于旋转机构上，主动轴通过传动机构带动从动轴运动，从动轴的轴线与主动轴的轴线平行，从动轴与主动轴转速相同且转向相反。本发明采用驱动机构驱动主动轴转动，主动轴带动旋转机构旋转，同时主动轴通过传动机构带动从动轴作等速转动，但从动轴与主动轴转向相反，从而使与从动轴相连的常平盘始终处于水平状态。本发明的悬臂回转常平装置产生的扭矩由传动机构传输，传输过程平顺，不会产生激振力，且常平效果不受转速影响，有效提高了在回转常平盘上仪器校准试验的速率。

Description

一种悬臂回转常平装置
技术领域
本发明涉及机械工程领域，特别是涉及一种悬臂回转常平装置。
背景技术
波浪指具有自由表面的液体的局部质点受到扰动后，离开原来的平衡位置而作周期性起伏运动，并向四周传播能量的现象，波浪形成后，可以看到液体表面作此起彼伏的波动。研究波浪运动规律在国民经济建设中，特别是对航运、港口、海洋等工程，有重要的理论意义和应用价值。
研究波浪运动规律需要用到悬臂回转常平装置，现有的悬臂回转常平装置如图1所示，基座4上的驱动轴3获得电动机输出的扭矩，可使回转轴5做圆周运动，固定在回转轴5两端的常平盘1随之做圆周运动，常平盘1下方配置一个配重2使之受重力作用始终处于常平。
如图1所示，由于配重2做圆周运动时受离心力的作用会倾斜，与配重2刚性连接的常平盘1也会倾斜，且倾斜角度随转速增加而增加，常平效果不理想。同时该装置旋转至最高点和最低点时，常平盘1竖直方向会发生换向(由上升转变为下降或与之相反)，在竖直方向产生激振力，对常平盘上仪器的试验产生影响。其试验结果不可靠，不能满足仪器试验的要求。
因此，如何改变现有技术中，悬臂回转常平装置在竖直方向产生激振力，影响试验结果的现状，是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种悬臂回转常平装置，以解决上述现有技术存在的问题，避免悬臂回转常平装置的方向转换、转速大小对试验仪器产生影响，使试验仪器的测试结果更精确。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种悬臂回转常平装置，包括驱动机构、与所述驱动机构相连的主动轴、旋转机构、传动机构、从动轴和与所述从动轴相连的常平盘，所述旋转机构与所述主动轴相连，所述从动轴设置于所述旋转机构上，所述主动轴通过所述传动机构带动所述从动轴运动，所述从动轴的轴线与所述主动轴的轴线平行，所述从动轴与所述主动轴转速相同且转向相反。
优选地，所述传动机构包括：
加速轴，所述加速轴的轴线与所述主动轴的轴线平行；
套轴，所述套轴套装于所述主动轴上，且能够相对于所述主动轴产生相对转动；
传动杆，所述传动杆固定于所述旋转机构上，所述传动杆的轴线与所述主动轴的轴线垂直；
第一圆柱齿轮，所述第一圆柱齿轮设置于所述主动轴上；
第二圆柱齿轮，所述第二圆柱齿轮设置于所述加速轴上并与所述第一圆柱齿轮啮合；
第三圆柱齿轮，所述第三圆柱齿轮设置于所述加速轴上；
第四圆柱齿轮，所述第四圆柱齿轮设置于所述套轴上并与所述第三圆柱齿轮啮合；
第一圆锥齿轮，所述第一圆锥齿轮固定于所述套轴上；
第二圆锥齿轮，所述第二圆锥齿轮固定于所述传动杆上并与所述第一圆锥齿轮啮合；
第三圆锥齿轮，所述第三圆锥齿轮固定于所述传动杆上；
第四圆锥齿轮，所述第四圆锥齿轮固定于所述从动轴上并与所述第三圆锥齿轮啮合。
优选地，所述旋转机构包括支撑架、滑动座、能够驱动所述滑动座运动的调节丝杠，所述滑动座能够沿着所述传动杆滑动。
优选地，所述旋转机构还包括刻度杆和调节手柄，所述刻度杆穿过所述滑动座固定于所述支撑架上，所述调节手柄与所述调节丝杠相连。
优选地，所述第三圆锥齿轮固定于所述滑动座上，所述从动轴设置于所述滑动座上并能够相对于所述滑动座转动，所述从动轴与所述滑动座连接处设置轴承。
优选地，悬臂回转常平装置还包括安装基座，所述主动轴、所述加速轴设置于所述安装基座上，所述主动轴、所述加速轴与所述安装基座连接处均设置轴承。
优选地，所述套轴与所述主动轴之间设置轴承。
优选地，所述传动杆的横截面为多边形，所述第二圆锥齿轮、所述第三圆锥齿轮上均设置与所述传动杆相配合的多边形孔。
优选地，所述常平盘与所述从动轴通过定位销连接固定。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：本发明采用驱动机构驱动主动轴转动，主动轴带动旋转机构旋转，同时主动轴通过传动机构带动从动轴作等速转动，但从动轴与主动轴转向相反，从而使与从动轴相连的常平盘始终处于水平状态。本发明的悬臂回转常平装置产生的扭矩由传动机构传输，传输过程平顺，不会产生激振力，且常平效果不受转速影响，有效提高了在回转常平盘上仪器校准试验的速率，提高了工作效率。
附图说明
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中常平装置的结构示意图；
图2为本发明悬臂回转常平装置的结构示意图；
图3为本发明悬臂回转常平装置的原理示意图；
其中，1为常平盘，2为配重，3为驱动轴，4为基座，5为回转轴，6为主动轴，7为旋转机构，701为支撑架，702为滑动座，703为调节丝杠，704为刻度杆，705为调节手柄，8为传动机构，801为加速轴，802为第一圆柱齿轮，803为第二圆柱齿轮，804为套轴，805为第三圆柱齿轮，806为第四圆柱齿轮，807为传动杆，808为第一圆锥齿轮，809为第二圆锥齿轮，810为第三圆锥齿轮，811为第四圆锥齿轮，9为从动轴，10为安装基座。
具体实施方式
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。
本发明的目的是提供一种悬臂回转常平装置，以解决上述现有技术存在的问题，避免悬臂回转常平装置的方向转换、转速大小对试验仪器产生影响，使试验仪器的测试结果更精确。
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。
请参考图2至图3，图2为本发明悬臂回转常平装置的结构示意图，图3为本发明悬臂回转常平装置的原理示意图。
本发明提供一种悬臂回转常平装置，包括驱动机构、与驱动机构相连的主动轴6、旋转机构7、传动机构8、从动轴9和与从动轴9相连的常平盘1，旋转机构7与主动轴6相连，从动轴9设置于旋转机构7上，主动轴6通过传动机构8带动从动轴9运动，从动轴9的轴线与主动轴的轴线平行，从动轴9与主动轴6转速相同且转向相反。
采用驱动机构驱动主动轴6转动，在本具体实施方式中，驱动机构为电机，图中未示出，通过联轴器与主动轴6相连，主动轴6带动旋转机构7旋转，同时主动轴6通过传动机构8带动从动轴9作等速转动，但从动轴9与主动轴6转向相反，从而使与从动轴9相连的常平盘1始终处于水平状态。本发明的悬臂回转常平装置产生的扭矩由传动机构7传输，传输过程平顺，不会产生激振力，且常平效果不受转速影响，有效提高了在回转常平盘1上仪器校准试验的速率，提高了工作效率。
具体地，传动机构8包括：
加速轴801，加速轴801的轴线与主动轴6的轴线平行，请参考图3，加速轴801设置于主动轴6的正下方。第一圆柱齿轮802设置于主动轴6上，第二圆柱齿轮803设置于加速轴801上并与第一圆柱齿轮啮合，在本具体实施方式中，主动轴6的角速度为ω0，第一圆柱齿轮802与第二圆柱齿轮803的传动比为2:1，加速轴801获得-2ω0(此处负号表示转向相反)的角速度。
套轴804，套轴804套装于主动轴6上，且能够相对于主动轴6产生相对转动。第三圆柱齿轮805设置于加速轴801上，第四圆柱齿轮806设置于套轴804上并与第三圆柱齿轮805啮合，在本具体实施方式中，第三圆柱齿轮805与第二圆柱齿轮803的转速相同，第四圆柱齿轮806与第三圆柱齿轮805的传动比为1:1，套轴804获得的角速度为2ω0。
传动杆807，传动杆807固定于旋转机构7上，传动杆807的轴线与主动轴6的轴线垂直。
第一圆锥齿轮808固定于套轴804上，第二圆锥齿轮809固定于传动杆807上并与第一圆锥齿轮808啮合，第一圆锥齿轮808与第二圆锥齿轮809的传动比为1:1。第三圆锥齿轮810固定于传动杆807上，第四圆锥齿轮811固定于从动轴9上并与第三圆锥齿轮810啮合，第三圆锥齿轮810与第四圆锥齿轮811的传动比为1:1。通过两组传动比为1:1的正交锥齿轮副，使固定在传动杆的的角速度为ω0，从动轴9的角速度为-ω0，进而使固定在从动轴9上的常平盘始终处于水平状态。
更具体地，旋转机构7包括支撑架701、滑动座702、能够驱动滑动座702运动的调节丝杠703，滑动座702能够在调节丝杠703的作用下，沿着传动杆807滑动。第三圆锥齿轮810固定于滑动座702上，从动轴9设置于滑动座702上并能够相对于滑动座702转动，从动轴9与滑动座702连接处设置轴承。
滑动座702为从动轴9提供了支撑，同时，滑动座702能够沿着传动杆807滑动，实现了调节从动轴9与主动轴6之间的距离，即调节常平盘1的转动半径。
进一步地，旋转机构7还包括刻度杆704和调节手柄705，刻度杆704穿过滑动座702固定于支撑架701上，调节手柄705与调节丝杠703相连。刻度杆704的设置使得回转半径的调节更加精确。
悬臂回转常平装置还包括安装基座10，主动轴6、加速轴801设置于安装基座10上，安装基座10给主动轴6和加速轴801提供支撑，主动轴6、加速轴801与安装基座10连接处均设置轴承，使回转常平装置的转动更加顺畅。
套轴804与主动轴6之间设置轴承。
传动杆807的横截面为多边形，在本具体实施方式中，传动杆807工作部分的横截面为正六边形，第二圆锥齿轮809、第三圆锥齿轮810上均设置与传动杆807相配合的正六边形孔。
常平盘1与从动轴9通过定位销连接固定，请参考图2，常平盘1下部的支撑杆套装在从动轴9上，支撑杆与从动轴9上设置有销孔，且从动轴9上设置多个销孔，便于调节常平盘1的位置。
本具体实施方式中的悬臂回转常平装置，电机驱动主动轴6转动，转速为ω0，主动轴6通过传动比为2:1的齿轮副(第一圆柱齿轮802与第二圆柱齿轮803)带动加速轴801反向转动，转速为-2ω0(此处负号表示转向相反，以主动轴6的转向为正)，加速轴801通过传动比为1:1的齿轮副(第三圆柱齿轮805与第四圆柱齿轮806)带动套轴804转动，套轴804的转速为2ω0，再通过传动比为1:1的圆锥齿轮副(第一圆锥齿轮808与第二圆锥齿轮809)，使垂直于主动轴6的传动杆807获得与套轴804相同的转速，然后通过传动比为1:1的圆锥齿轮副(第三圆锥齿轮810与第四圆锥齿轮811)带动平行于主动轴6的从动轴9转动，转速为-ω0，与主动轴6的转速相同，但是转向相反，调整从动轴9上常平盘1的位置，可以使常平盘1在回转运动中始终保持水平。
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。

Claims (7)

1.一种悬臂回转常平装置，其特征在于：包括驱动机构、与所述驱动机构相连的主动轴、旋转机构、传动机构、从动轴和与所述从动轴相连的常平盘，所述旋转机构与所述主动轴相连，所述从动轴设置于所述旋转机构上，所述主动轴通过所述传动机构带动所述从动轴运动，所述从动轴的轴线与所述主动轴的轴线平行，所述从动轴与所述主动轴转速相同且转向相反；所述常平盘与所述从动轴通过定位销连接固定；
所述传动机构包括：
加速轴，所述加速轴的轴线与所述主动轴的轴线平行；
套轴，所述套轴套装于所述主动轴上，且能够相对于所述主动轴产生相对转动；
传动杆，所述传动杆固定于所述旋转机构上，所述传动杆的轴线与所述主动轴的轴线垂直；
第一圆柱齿轮，所述第一圆柱齿轮设置于所述主动轴上；
第二圆柱齿轮，所述第二圆柱齿轮设置于所述加速轴上并与所述第一圆柱齿轮啮合；
第三圆柱齿轮，所述第三圆柱齿轮设置于所述加速轴上；
第四圆柱齿轮，所述第四圆柱齿轮设置于所述套轴上并与所述第三圆柱齿轮啮合；
第一圆锥齿轮，所述第一圆锥齿轮固定于所述套轴上；
第二圆锥齿轮，所述第二圆锥齿轮固定于所述传动杆上并与所述第一圆锥齿轮啮合；
第三圆锥齿轮，所述第三圆锥齿轮固定于所述传动杆上；
第四圆锥齿轮，所述第四圆锥齿轮固定于所述从动轴上并与所述第三圆锥齿轮啮合。
2.根据权利要求1所述的悬臂回转常平装置，其特征在于：所述旋转机构包括支撑架、滑动座、能够驱动所述滑动座运动的调节丝杠，所述滑动座能够沿着所述传动杆滑动。
3.根据权利要求2所述的悬臂回转常平装置，其特征在于：所述旋转机构还包括刻度杆和调节手柄，所述刻度杆穿过所述滑动座固定于所述支撑架上，所述调节手柄与所述调节丝杠相连。
4.根据权利要求2所述的悬臂回转常平装置，其特征在于：所述第三圆锥齿轮固定于所述滑动座上，所述从动轴设置于所述滑动座上并能够相对于所述滑动座转动，所述从动轴与所述滑动座连接处设置轴承。
5.根据权利要求1所述的悬臂回转常平装置，其特征在于：还包括安装基座，所述主动轴、所述加速轴设置于所述安装基座上，所述主动轴、所述加速轴与所述安装基座连接处均设置轴承。
6.根据权利要求1所述的悬臂回转常平装置，其特征在于：所述套轴与所述主动轴之间设置轴承。
7.根据权利要求1所述的悬臂回转常平装置，其特征在于：所述传动杆的横截面为多边形，所述第二圆锥齿轮、所述第三圆锥齿轮上均设置与所述传动杆相配合的多边形孔。
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