机械振动范文

机械振动范文第1篇

【关键词】机械振动；应用；简谐；危害

0 引言

我们把一个物理量在其平衡点附近往复的运动或是这个物体经过它的平衡点所做的一种来回循环的运动称之为机械振动。也将其说成是物体上的某一物理量或是整个物体沿着直线或非直线来回的颤动，有特定的规则和时间。有时为了浅显易懂，我们将它称之为简称为振动。机械振动是一个非常重要的研究方向，许多年前，荷兰的科学家研究成功了的单摆机械钟就是机械振动的典型应用。直到20世纪初叶，人们的研究目标开始改变，偏向于研究避免共振的项目上。其实在机械振动中，共振始终是一个比较大的问题。

在日常生活以及生产中都会遇到诸多的振动源，例如风动工具，小汽车，轮船和自行车等。规定振动量便是用来衡量振动强弱的一种物理量，物体由于外力的作用产生振动致使其偏离原来的位置，机车不断的增加速度减小速度及加速度都可以看做是产生振动的原因。由于以上的原因，就会导致一些零件产生振动，一旦加大振动量，就会使振动的零件受损，这会大大降低零件的使用寿命，严重会使整个机器停止运作或是导致事故发生。例如，机床上的由于主动轴的振动就会使它的精确度降低，这会给公司带来巨大的损失。

振动的分类较多，按照不同的标准可以对其进行不同的划分。其中最为熟知的两类是按照原因和振动的规律的划分的。按照产生的原进行分类为：自激振动、受迫振动、自由振动。按照振动的规律进行分类为：简谐振动、随机振动。

1 简谐振动

振动的形式很多，简谐振动是其中的一种形式。简谐振动的定义为将自变量定义为时间的正弦函数或者定义为余弦函数，它还是日常生活中常见的一种振动形式。当然也是一种比较最简单的振动。这种简谐振动的主要特点有往复性、周期性、对称性。我们熟知的古式钟摆的左右摇动便属于简谐振动，比较经典的是弹簧拉一个小球上下或是左右的摆动，还有就是单摆的运动也属于简谐振动。

2 共振

影响机械振动的三个主要因素分别为振动频率、加速度、振幅。众所周知的来自于古希腊物理学家阿基米德说过：“给我一个支点，我会撬起整个地球”。而当代的来自于美国的发明家特土拉说过，只要是给我一个共振器，我就能使地球分为两半。特土拉先前做过一个实验，就是在未完全完成的钢结构架的楼房顶上，把一个小物体（赋予它共振）放在这些未完全完成的楼顶钢梁上，之后特土拉触动了按钮，接下来钢梁便发生振动，逐渐的振动延伸至整撞楼房。该案例足以证明共振的破坏性。还有一个日常中经常发生的就是，装满货物的货车驶过一座桥梁时，车的振动和桥的固有频率一致，这样会使桥的振动逐渐加强，当多辆车同时驶过时，车给桥的压力达到了一定的程度，这样便会发生共振，最后造成桥的全线崩塌。如此，得知共振有时候是在破坏着人们的生活。前一个例子说明的是共振器本身的特点，也就是它能自己发出各种频率的波，当它所发出的波被物体接受时（说明物体的固有的波与共振器发出的波相同），就会产生共振的波，当共振的波达到一定的强度时，就会产生使我们不愿意看到的结果。

振动同时也在危害着我们的身心健康，对于一个生病的人，振动的频率对其有很大的影响。从事与振动有关的工作者，更容易患有振动相关的病症，如此需谨记要尽量远离振动，不要等到发生病症之后再做相应的措施。

3 振动危害的控制

机械振动不利的方面可以通过人为干预使其减小，而且通过人类自身的努力甚至可以从根本上消除机械振动产生的危害。当一个物体的固有频率与外界对它的作用力的频率相差很大的时候，机械振动就可以被有效的避免或者消除。生活中有很多减少机械振动的例子，比如说我们经常去电影院看电影，经常去礼堂或者演播室参观或参加节目，细心的话可以看到这些地方的墙上都有一层厚厚的像泡沫一样的，他们可不仅仅是装饰品，更主要的作用是用来吸收声音的频率，使电影院、礼堂、演播室这些地方不会轻易发生共振。长时间从事机械操作的工人，可能要经常接触振动的工器具，这对身体的危害是很大的，必须佩戴有衬垫的泡沫无指手套来降低机械振动对身体的危害。随着科学技术的不断发展，减轻振动危害的方法越来越多。消声器就是一种人们近年发明出来的用于消除噪音的产品，现在我们所生活的环境充斥着各种各样的噪音，人们的的喧闹声，汽车的鸣笛声等等混合在一起严重影响着人类生活的环境，消声器被发明出来就是为了消除这些噪音对人类生活的影响。 它的原理就同无声手枪一样，从枪口喷出的高压气体具有很强的冲击波，这些冲击波经过若干气室后被不断吸收，当再次到达枪口时气体所具有的冲击波已经很小，噪声也就变得非常小了。

4 振动的应用

因为振动这一学科属于一种交叉类型的学科，以至于再许多方面都有其应用之处。它不仅在医疗和机械中有其相关应用，而且在土木工程领域及铸造领域也有相应的应用。我们知道以前在建设一套楼房时，需要我们用比较粗糙的办法给地基进行打桩，也就是耗费体力用锤子进行地基打桩。现在科技发达了不再用那么原始的办法，现在采用振动打桩技术，给桩体一个振动波，如此产生振动波的桩体把相同频率的波传递给大地，致使土地产生振动，土层松动，土层在这种振动波的作用下摩擦力减少，如此，桩体便非常容易的打进土层之下了。 我们知道振动还可以制使物料处于运动的模式，其有利于气流的通过，为热交换的形成创造了充足的条件。分选及混合型的振动机器也是大致的道理。在医学上同样也存在诸多的应用振动的例子。例如，现在存在的一款化妆品叫做美伊美，众多女性都特别喜欢，经研究发现它的按摩机原理就是由振动原理实现的，该机器有不同的工作频率，一种是柔波的速度，另一种是快速柔波的速度。它就是通过快速微震表面达到深层洁面的作用。 同时也可以按摩脸部，抚平皱纹。

【参考文献】

[1]宋天齐，张严.有机玻璃框架隔震模型的振动台试验研究[J].岩石力学与工程学报，2000，19（11）：795-798.

[2]郑安杰.机械振动的各种应用[D].06机制.

[3]张东晨.矿物加工机械振动学[D].安徽理工大学.

机械振动范文第2篇

关 键 词：机械振动；振动控制；动力吸振；二自由度；

中图分类号：F407.4 文献标识码：A 文章编号：

0 前言

在现代机械设计中，除了要考虑强度、刚性等静态性能外，还必须考虑到机械在动态载荷作用下的动态性能问题。特别是随着对节能环保性能要求的提高，轻量化设计尤其显得重要，过去的那种偏于厚重的刚性结构设计正在向节能省料的轻薄的柔性结构设计转变。但是轻量化往往会带来更多的振动噪声等问题，从而对产品的使用性能和市场竞争性能带来不利的影响。振动的强弱用振动量来衡量，振动量可以是振动体的位移、速度或加速度。振动量如果超过允许范围，机械设备将产生较大的动载荷和噪声，从而影响其工作性能和使用寿命，严重时会导致零、部件的早期失效。例如，透平叶片因振动而产生的断裂，可以引起严重事故。由于现代机械结构日益复杂，运动速度日益提高，振动的危害更为突出。反之，利用振动原理工作的机械设备，则应能产生预期的振动。振动是一种常见的自然现象，一些有害的振动给人们的生产和生活带来了许多麻烦和危险。随着科学技术的日益进步,人们对安全和舒适度的要求越来越高，这对减振技术提出了更高的要求。

1 振动控制技术

从机理来讲，振动控制主要有以下三大类技术：降低共振振幅的阻尼技术、切断振动传递的隔振技术和应用动力吸振的吸振技术。而在每种技术中，又可以从有无外部能源供给的角度，分类为被动控制的方法和主动控制的方法。

作为事后对策，阻尼技术是减振降噪的有效方法。由于一般金属材料的内部阻尼非常小，对其表面进行阻尼处理，可以提高整个结构的阻尼系数。常用的阻尼处理方法是在金属表面粘弹性材料，这种方法称为自由阻尼层处理。当振动时，粘弹性材料发生弯曲变形，由材料内部的摩擦作用把一部分振动能量转化为热能消耗掉。

隔振措施主要是为了切断振动能量的传播途径。精密仪器的隔震台就是为了不让周围环境的振动传到仪器上来。相反，发动机的橡胶坐垫则是不让发动机的振动传到车身上去。

动力吸振器也是常用的吸振控制方法。在原有系统上安装一个由质量-弹簧-阻尼元件组成的附加振动系统（子系统），适当的调节子系统的固有频率及其阻尼特性，可以大大降低原来系统在频率处的振动。这种把原有系统的振动能量转换到子系统中并消耗掉的吸振手段是控制单频或窄带振动的有效方法。

2 二自由度振动模型研究

动力吸振器是一个安装在主振动系统上的子振动系统。通过适当地调节子系统的振动特性，把主系统的振动能量转移到子系统上，并消耗在其中的阻尼环节上。图1为常用的研究动力吸振器的二自由度振动模型。其中作为振动控制对象的主系统由质量和弹簧组成，其固有振动角频率为。为简单起见，在此不考虑主系统的阻尼。动力吸振器是由质量、弹簧以及阻尼所组成的一个附加的振动系统，通常，其固有振动角频率为。

二自由度系统的振动由以下运动方程决定

考虑简谐激励力的情况，，则相应可以表示为

可以推导出：

应用的关系，可以推导出主振动系的振幅为

上式中各项除以，并引入以下各项：质量比，阻尼比，静变形，强迫振动频率比：，固有频率比，整理可得

上式即为动力吸振器作用下的主振动系的振幅频率。在给定质量比和固有频率比的情况下，就可以算出振幅。

3 结论

当阻尼无限大时，相当于动力吸振器被固定在主振动系上，从而变成一个无阻尼单自由度系统的振动，共振振幅为无限大；当阻尼为0时，动力吸振器的作用是把原系统的共振频率分解为两个新的共振频率，振幅仍为无限大。在之间，必然存在一个最优阻尼值。

参考文献：

张洪田，刘志刚. 动力吸振技术的现状与发展[J]. 噪声与振动控制,1996.6

刘耀宗，郁殿龙，赵宏刚，温熙森. 被动式动力吸振技术研究进展[J]. 机械工程学报，2007.3.

王彦琴，盛美萍，孙进才. 多自由度主系统多模态动力吸振的优化设计[J]. 振动与冲击，2004.12.

姚勇政. 多自由度动力吸振器的优化设计[D]. 西安建筑科技大学，2011,5.

机械振动范文第3篇

1.图1表示产生机械波的波源O做匀速运动的情况,图中的圆表示波峰,下列说法中正确的是:()

A.该图表示的是衍射现象｡

B.该图表示的是多普勒效应｡

C.该图表示的情况显示波源正在向着A点方向移动｡

D.观察者在图中的A点接收到的机械波频率最低｡

2.细长轻绳的下端拴一小球构成单摆(图2),在悬点正下方12 摆长处有一个能挡住摆线的钉子A｡现将单摆向左方拉开一小角度后无初速释放,对于其后的运动,下列说法中正确的是:()

A.摆球往返一次的周期比无钉子的单摆周期小｡

B.摆球在左､右两侧上升的最大高度一样｡

C.摆球在平衡位置左､右两侧走过的最大弧长相等｡

D.摆线在平衡位置右侧的最大摆角是左侧的2倍｡

3.一列简谐横波沿X轴传播,其波长为λ｡图3中P1､P2是X轴上的两质点,相距ΔX,则:()

A､若某时刻P1､P2对平衡位置的位移大小相等､方向相同,则ΔX一定是λ的整数倍｡

B､若某时刻P1､P2的速度大小相等､方向相反,则ΔX一定是λ2 的奇数倍｡

C､若ΔX=λ,则P1､P2在每一时刻都具有相同的速度｡

D､若ΔX=λ2,则P1､P2在每一时刻都具有相同的动能｡

4.设地球半径为R1､质量为M1;月球半径为R2､质量为M2｡一单摆在地球上做简谐运动时,每分钟振动N次;现将它放到月球上,则该单摆在月球上做简谐运动时,每分钟振动的次数应为:()

A.NR1R2M2M1

B.NR2R1M1M2

C.NR1R2M1M2

D.NR2R1M2M1

5.从入口S处送入某一频率的声音,通过左右两条管道路径SAT和SBT将声音传到了出口T处,并可以从T处监听声音,右侧的B管可以拉出或推入以改变B管的长度｡开始时左右两侧管道关于S､T对称,从S处送入某一频率的声音后,将B管逐渐拉出,当拉出的长度为L时,第一次听到最小的声音,设声速为V,则该声音的频率为:()

A.V8LB.V4L

C.V2LD.VL

6.如图5所示,a､b､c三点是某一时刻简谐波图像上的一条与X轴平行直线上的三个质点,下列关于这三个质点运动情况的说法中正确的是:()

A.在该时刻这三个质点具有相同的速度和加速度｡

B.这三个质点在任何时刻的速率都相同｡

C.经过半个周期,这三个质点的位移一定相同｡

D.这三个质点的振动情况始终相同｡

7.甲､乙两列平面波是振幅相同的相干波,甲波沿X轴正方向传播,乙波沿Y轴正方向传播,图6中实线表示某一时刻波峰的位置,虚线表示波谷的位置,对于图中a､b､c､d四点的振动情况,正确的判断是:()

A.a､b点振动加强,c､d点振动减弱｡

B.a､c点振动加强,b､d点振动减弱｡

C.a､d点振动加强,b､c点振动减弱｡

D.a､b､c､d的振动都加强｡

8.质量为m的物体A和质量为M的物体B用细线捆在一起时(细线始终保持水平),B 与竖直悬挂的轻弹簧相连,两者一起在竖直方向上做简谐运动,在振动过程中两物块的接触面总在竖直平面内.设弹簧的劲度系数为k,当物块组通过平衡位置时,A､B之间的静摩擦力大小为f0,当它们向下运动离开平衡位置的位移为X时,A､B 之间的静摩擦力大小为fX,则:()

A.f0=0｡

B.f0=(M-m)g｡

C.fX=mg+mM+m kX｡

D.fX= mM+m kX -mg｡

9.一列沿X轴方向传播的简谐波,波速V=8m/s,图8中实线和虚线分别表示前后两时刻t1和t2的波形,下列说法中正确的是:()

A.若质点a的速度正在增加,则这列波沿X轴正向传播｡

B.若质点a的加速度正在增加,则这列波沿X轴正向传播｡

C.若Δt=t2-t1=1.375s,则这列波沿X轴正向传播｡

D.若在Δt=t2-t1时间内,b质点通过10cm的路程 ,则这列波沿X轴正向传播｡

10､一弹簧振子沿X轴振动,振幅为4cm,振子的平衡位置位于X轴上的O点,图9中的a､b､c､d为四个不同的振动状态:黑点表示振子的位置,黑点上的箭头表示运动方向,图给出的①②③④四条振动图线,可用于表示振子的振动图象,则:()

A.若规定状态a时t=0,则图像为①｡

B.若规定状态b时t=0,则图像为②｡

C.规定状态c时t=0,则图像为③｡

D.若规定状态d时t=0,则图像为④｡

11.图10为演示简谐运动图像的沙摆装置,使长木板沿直线OO′做匀加速直线运动,摆动着的漏斗中漏出的砂在木板上显示的曲线如右图所示,图中A､B､C､D均为OO′轴上的点,测得AB=S1,BC=S2,摆长L可视作不变,摆角小于10°,则木板的加速度大小约为:()

A.(S2-S1)g4π2L｡

B.(S2-S1)gπ2L｡

C.4(S2-S1)g9π2L｡

D.(S2+S1)g2π2L｡

12.如图11所示,波源S1在绳的左端发出频率为f1､振幅为A1的半个波形a;同时另一波源S2在绳的右端发出频率为f2､振幅为A2的半个波形b(f1

A.这两列波将同时到达P点｡

B.这两列波在P点叠加时P点的位移最大可达A1+A2｡

C.a的波峰到达S2时,b的波峰还没有到达S1｡

D.这两列波相遇时,绳上位移可达A1+A2的点只有一个,此点在P点的左侧｡

二､填空题:

13.从A点发出频率为50Hz的声波,以330m/s的速度向B点传播,A､B两点间的距离等于这列声波波长λ的n倍;当温度升高Δt=20℃时重复这个实验,发现在AB距离上的波数是(n-2)个.已知温度每升高1℃时声速增加0.5m/s,则A､B两点间的距离为m｡

14.如图12所示,在均匀介质中,各质点的平衡位置在同一直线上,相邻两质点间的距离为a,振动由质点1向右传播,质点1开始振动的速度方向竖直向上,经过时间t,前13个质点第一次形成图示的波形,则该波的周期为波长为｡

15.某同学采用双线摆和光电计数器测量重力加速度,已知两根悬线的长度均为L0,两悬点间的距离为S,金属小球的半径为r,AB为光电计数器.现将小球垂直于纸面向外拉动,使悬线偏离竖直方向一个较小的角度并由静止释放,同时启动光电计数器,当小球第一次经过图13中虚线(光束)的位置O时,由A射向B的光束被挡住,计数器计数一次,显示为“1”,同时由零开始计时;而后每当小球经过A点时,计数器都要计数一次｡当计数器显示的计数次数为n次时,计时时间为t,由此可知双线摆的振动周期T为,计算重力加速度g时,双线摆的等效摆长L为;最后依据公式g=,代入周期T和等效摆长L的值,即可求出重力加速度｡

16.图14所示为某一单摆的振动曲线,根据图像可以计算出此单摆的摆长约为m,共振时此单摆的振幅约为m,在发生共振时摆球的最大加速度约为m/s2,最大速度约为m/s｡

17.设想可用图15所示的弹簧振子来测量物体的质量:P是质量为M的带有固定装置的标准金属块,若P与AB的接触面可视为光滑的水平面,k为轻质弹簧的劲度系数,该弹簧振子做简谐运动的周期T=2mk0 ,其中m为振子的质量,k0为与轻质弹簧劲度系数有关的常数.现测得仅有P时,振子的振动周期为T1;将待测物体Q固定在P上之后,振子的振动周期为T2,则待测物体的质量为M′=,这种测量物体质量方法的优点是｡

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三､实验题:

18､在“用单摆测定重力加速度”实验中:

①使用20分度的游标卡尺测摆球直径,(图16)其读数是cm｡

②甲同学对不同摆长的单摆测定其周期后,作出T2―L图线如图17所示,求出该图线的斜率为k,则g=｡

③乙同学在实验中误将单摆在t时间内的N次全振动记录为(N-1)次,他测出的重力加速度值与准确值相比较将(填偏大､偏小或不变)｡

④丙同学的刻度尺只有15cm,不宜用来直接测量摆线的长度,于是他做了两个摆长不等的单摆,用这把刻度尺量出了两摆的摆长之差为a(a

四､计算题:

19.图18为用频闪照像的方法拍到的一个水平放置的弹簧振子的振动情况,甲图是振子静止在平衡位置时的照片,乙图是振子被拉伸到左侧距平衡位置20mm处,放手后振子向右运动14 周期内的频闪照片,已知频闪的频率为10Hz,求:

①相邻两次闪光的时间间隔t0｡

②弹簧振子的振动周期T｡

③若振子的质量为200g,弹簧的劲度系数为50N/m,则振子的最大加速度是多少?

20.A､B两点相距6m,A处有一个做简谐运动的振源｡当空间充有某种介质时,A点的振动要经过0.5s传到B点,此后A､B两点的振动情况始终相反;当空间充有另一种介质时,A点的振动要经过0.6s传到B点,此后A､B两点的振动情况始终相同;求这个振源做简谐运动的最小频率｡

21.将一“力传感器”连接到计算机上就可以测量快速变化的力｡图19―甲表示小滑块(可视为质点)沿固定的光滑半球内壁在竖直面的A､A′之间来回滑动,A､A′点与O点连线和竖直方向的夹角相等且均为θ(θ

22.一列简谐横波以V=24m/s的速度沿水平方向向右传播,该横波在t1､t2两时刻的波形如图20所示,以T表示质点的振动周期,若5T

《机械振动､机械波》检测题参考答案

1.BC 2.AB 3.CD 4.A 5.B 6.C

7.B 8.C 9.BC 10.AD 11.B 12.AD

13.448.8 14.t2 ,8a

15.2tn-1 ,L02-S24 +r,4π2LT2

16.1m,8cm,0.8m/s2,0.25m/s

17.M・T22-T12T12 ,可以在完全失重的情况下对质量进行测量

18.2.420cm,4π2k ,偏小,4π2a T12-T22

19.0.1s,1.2s,5.0m/s2

20.5Hz,由V=St 可知,在某种介质中V1=12m/s,A､B两点为反相点,S=(2n-1)・λ12;在另一种介质中V2=10m/s,A､B两点为同相点,S=m・λ2,由于频率不变,因此在等式m=3(2n-1)5 中,m=3,n=3是最小的一组整数解,即fmin=5Hz

21.m=0.05kg,R=0.1m,滑块机械能E=12 mV2=5×104J｡滑块(槽摆)做简谐运动的周期t=π5 s;其摆长R=gT24π2 =0.1m｡在最高点A(或A′),Fmin=mgcosθ=0.495N;从A到

B滑块机械能守恒:12 mV2=mgR(1-cosθ),在最低点B,Fmax=mg+mV2R =mg(3-2cosθ)=0.510N

22.T=0.25s,根据波的传播距离与波速､传播时间的关系可知:5T+Δt=3124s①,将5T

注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文

机械振动范文第4篇

关键词：机械加工；振动原因；对策分析

广义而言，在实际生产生活中应用到振动原理进行正常工作运行的项目有很多种类，其中包括中标和打桩机等，同时在进行水泥浇筑的过程中也会运用到振动机。但是过多振动会带来一定负面影响，并且也会危害身心健康，过大机械振动会造成机床加工精度降低和机床仪表测精度降低以及机床控制系统失灵等状况发生。

1.机械加工时机械振动原因探究

1.1.机械加工时机械振动原因经验推断

在进行对相应更换轴承进行安装之前我们要对其进行较为严格的挑选，要确保手感框量和滚珠表面质量以及相关空负噪音等无误，并且轴承内圈加精度和轴承外圈加工精度二者中不存在任何质量问题。而在实施轴承配合过程中，其与轴承箱之间的精度误差应控制在规定合理范围之内，且确保轴承外圈并无一定转动状况产生。轴承箱中添油量一定要适中且必须要对机体地脚螺栓加以紧固，在紧固的基础上施加隔震橡胶。电机安装统轴度要求与风机轴安装同轴度要求都相对较高，应该在满足机械加工使用需求的状态下才能予以安装。在进行试车的过程中，车辆轴承箱振动效果明显，此时不排除风机叶轮产生动平衡状况的可能性。基于电机拖动且高速运转时，对应叶轮轴会暴露在风机壳和相关轴承箱二者之间，我们在用肉眼看时其是一条模糊曲线，但当电机低俗运转时，通过千分表进行测量之后会发现其按周期性进行跳动。弓状回转现状是由同一轴承滚珠直径间差异所造成，另外一种情况就是由风机轴弯曲所造成的。C630车床是当前我国进行机械加工生产中较为常用的一种车床，通过对C630轴承和对C630风机轴实施测试实践我们会发现，相关风机轴正常做回转运动时会出现一定的径向跳动状况且风机轴局部最大跳动量为±0.32mm，此时排除珠体直径差异的可能性。综上所述，当我们在进行新轴更换且风机能够正常平稳运行时，风机叶轮便不会出现动平衡等有关问题。图为风机叶轮矫正示意：

图一风机叶轮矫正示意图

1.2.机械加工时机械振动力学动因分析

风机轴在固定径向跳动量状态下运转时所产生振动的原因是我们严密切关注的问题之一。一般而言，风机轴和电机轴二者之间的联接是以相关弹性联轴器作为主要联接手段的，假设此时联轴器端是较为自由的运行状态且忽略风机轴自重情况，之后在此基础上进行通轴简化。

当轴角速度呈逐渐递增趋势时，其分母会减小，此时挠度会随着角速度的增大而增大，若没有收到阻尼影响其挠度值会不断加大，上述状况说明了回转体会遭到一定变形且会被破坏。当风机转速与轴临界转速二者已处避开状态时便不会产生破坏性振动效应。

2.机械加工时防机械振动策略探究

2.1.合理控制切削用量和选择刀具几何参数

当机械出现自动状况且要考虑提高相应机械加工生产效率时应该采用高速切削方法最为适宜，选取较大进给量切削深度和较小进给量切削深度才能在一定程度上减小机械加工机械振动机率。需要强调，影响参数的主要原因大体分为主偏角和前角两种，当几何参数为90时振幅为最小，切削力在前脚方向上最小且也最大，但是传统机械加工工艺中其刚度方向与前脚方向相比较为优越，所以此时不会出现机械振动状况。

2.2.提高机械加工时加工工艺抗振性能

正确的做法是，我们应在提高机械加工工艺接触刚度的基础上对相应接触面进行刮研，之后通过减小轴承间隙对机械滚动轴承实施预紧力施加以至提高顶尖孔研磨品质。在对细长轴进行加工的过程中，细长轴工件刚性相对较差且极易发生弯曲和变形，当出现机械振动状态时，我们应该用辅助支承来进行机械设备抗振性能提高。与此同时，应该适当减小刀具的运行延伸长度，采用切向刚度性能较好的刀杆可以有效避免相应弯曲高频振动。

2.3.调整刚度比以及合理运用减振装置

振型刚度比和振型组合都会在机械加工造成一定振动影响，产生此种状况的主要原因是因为受到振型耦合原理影响，应该科学有效的对二者之间关系进行细节调整，之后在此基础上提高机械加工运行系统的抗振性以至防止自激状况产生。安装减振装置时上述方法不可行时才予以运用，消振装置和减振装置是防止和制约机械振动状况产生的优良方案之一，减振装置应安装在机械加工工艺系统流程之中，同时其也会对防止机械设备自激振动起到良好效果。

结束语：

综上所述，只有对机械加工时机械振动具体原因进行分析并加以解决才能在一定程度上保证生产质量和加工效率。本文针对机械加工时机械振动原因进行分析，从相关振动产生经验和动力学原因两个方面进行阐述，之后提出了控制切削用量和选择刀具几何参数、提高机械加工时加工工艺抗振性能和调整刚度比以及合理运用减振装置等有效防振措施，希望为我国机械加工行业领域的发展那提供合理化建议。

参考文献：

[1]刘建新； 杨庆玲.机械加工过程中机械振动的成因及解决措施 [J].常州工学院学报 .2013（5）

[2]王建平 .机械加工中产生振动的原因、影响与相关应用 [J].中工业设计.2012（2）

[3]王汉章，连伟.工程机械的现场抢修方法[J].黑龙江交通科技.2011（9）

机械振动范文第5篇

关键词：机械加工;振动原因;解决办法

随着我国科学技术的不断推广和普及，数控技术开始在机械生产加工过程当中被大力推广和普及，在人们使用数控技术的过程当中，感受到了数控技术给大家带来了高效、精准和便捷。但是在机械加工的过程之中，因为加工零件与刀具之间是呈现无休止的周期性运动，所以久而久之便会产生振动现象。振动现象一旦出现，机械加工的精准性便无法得到有效的保障。因此针对机械加工过程当中振动现象的处理，将会关系到机械加工的整体质量，这是从事该行业的相关工作人员都必须要思考的一个重要问题。

一、在机械加工时发生振动的原因和对应特点

1.自由振动。在机械对零部件进行生产加工的过程当中，自由振动是最为常见并且也是原理最为简单的一种振动类型。机械振动发生的原因主要是在机械对零部件进行生产加工时，切削力产生波动而引发自由振动，或者是机械在对零部件进行生产加工时，受到外力的影响而产生自由振动。由于机械在自由振动的过程当中，不会出现外力进行补充，所以一般会在振动产生之后迅速衰弱，所以自由振动不会对机械正产运转产生过大的影响，但是自由振动会诱发机械进行自激振动。

2.强迫振动。在机械对零部件进行生产加工过程当中，强迫振动发生的主要原因分别是内部原因和外部原因两种。其中内部原因是因为机械在运转过程当中，产生的离心惯性所导致的振动。在机械加工设备当中，皮带轮、电机转子、砂轮、以及快速运转的加工零件都会产生不平衡现象，这种不平衡就会导致离心惯性的出现，由此产生强迫振动。还有就是机械自身存在有设计缺陷，如轴承轨道的尺寸规格存在问题，同样会诱发强迫振动。再有就是机械加工的时间点有一定的间隔，在机械对零部件进行加工的过程当中，会存在有节奏变换的现象，导致在机械运转过程当中，出现周期性的反应，由此引发强迫振动。而导致强迫振动发生的外部原因，只要是机械周边存在有能够引发周期性的振动的其他大型机械，如空压机、冲床等，这些同样会导致机械的强迫振动。强迫振动主要拥有以下特点：首先，机械本身不会对干扰力进行改变，和加工过程之间没有太大的关联，凭借相关的技术手段去掉干扰力，强迫振动便会停止。再有就是强迫振动频率和外界所出现的干扰力的周期往往十分相似，或者是其周期的整数倍。第三，强迫振动很容易让机械产生共振现象，由此对机械的运转产生严重的干扰。最后是外界干扰力越大，机械所产生的强迫振动的振幅也就越大。

3.自激振动。自激振动又被称之为颤振，指的是机械在运转过程中发生的高频率剧烈振动，自激振动产生的原因主要有以下几点：首先在机械在针对零部件进行生产加工的过程当中，刀具和零部件的摩擦力在短时间当中发生剧烈的变化会导致自激振动。再有就是因为机械针对零部件进行加工的过程中，刀具因为所加工零件硬度变化过大，由此发生崩刀现象之后，机械自身也会产生自激振动。还有就是机械在对零部件进行生产加工的过程当中，刀具刚性较差，刀杆产生了自激振动。最后是在机械加工的过程当中，因为切削量选择不合理，导致了自激振动。同其他振动类型进行对比，自己振动主要有以下特点：首先，自激振动的出现时没有周期性的外力影响的。再有就是发生振动的频率和该机械在进行零部件加工过程当中其中一个固定频率类似。最后在出现自激振动时，机械自身出出现某一种不会衰弱的周期性变化，系统振动会凭借这一外力来进行能量的补充，以保持长期的振动。在机械振动停止之后，该种外力的周期性波动和能量的补给均终止。

二、降低机械振动的相关办法

1.降低强迫振动的相关办法。机械在运转过程中产生强迫振动，通过对上文的分析，可以清楚地了解到产生强迫振动的原因是因为存在有周期性的外力，因此针对这一问题的解决发生便是找出周期性外力的来源。

1.1减低激振力。激振力是机械在针对零部件进行生产加工过程当中，转动速度不均衡而产生的，降低激振力的方法就是降低机械因为转动速度不均衡而出现的离心惯性力和冲击力。在实际操作过程当中，技术人员可以首先针对砂轮、电机转子、高速运转元件等进行平衡调试，并安装平衡装置。再有就是增强传动装置自身的稳定性。常见的做法就是将机械当中的传动皮带设置为长短规格一致，并且在传送带当中，尽量少使用接头，尽可能使用斜齿轮替代直齿轮。最后是增强机械传动过程中的稳定性，常见的做法是从高速轴上除去联动油泵的凸轮。

1.2调试振源的频率。在机械对零部件进行生产加工的过程当中，合理针对加工系统的原有频率进行调试，可以有效其杜绝共振现象的出现。其常见做法为：进行激振力频率的调剂，或者在针对机械设备的内部结构进行设计时，把各个系统当中的零件原有频率超过共振区的频率。

1.3对外来振动进行隔离。在机械针对零部件进行生产加工的过程当中，如果有条件的地区，可以直接将振动源进行分离，或者在机械和地面当中添加一块软性垫板，同样有降低强迫振动频率的作用。

2.减低自激振动的相关办法。通过上文的分析，发现自激振动产生的原因是在切削过程当中，机械内部系统导致的。因此可以通过以下途径对这一问题进行处理。

2.1降低重叠系数。重叠系数针对系统再生效果的影响巨大，重叠系数μ是通过加工形式、使用刀具的纹理样式和切削作业过程中的用量这三种数据进行判定的。针对螺纹零部件进行加工作业时，μ值为0.系统不会发生自激振动，在切断零部件时，μ值为1，再生效果最为明显，所以改刀具文理样式，可以降低μ值。

2.2针对刀具的数据进行合理选择。在机械加工过程当中，所使用刀具的参数选择，往往会对自激振动产生很大的影响。所以工作人员在使用机械进行加工的过程中需要合理针对前角和主偏角进行扩大，这样可以有效实现降低振动的目的。并且，选取的后角角度需要进行尽可能小，在进行精加工过程当中，如果切割面的深度相对较低，就会让摩擦加剧，由此增强自激振动发生的可能性。

2.3合理布置零部件、刀具和机床的位置关系。通过对自激振动原理的分析，可以看出，刀具、零部件和机床的位置关系如果合理化，能够有效抑制自激振动的发生。因此在位置安排的过程当中，技术人员需要根据机械的运转原理，对相关部件进行合理安排，为了增强切削作用的稳定程度，工件进行反转切削作业的过程当中，切削作用力应与机械的高刚度反向整体相同。

三、结语

在机械运转过程中，产生机械振动的原因是多元化的，因此技术人员若需要降低机械振动带来的问题，就必须要找准问题产生的原因，并采取相关的办法来解决问题。本文着重分析了造成机械振动的一些常见原因，并提出了对应的解决办法，希望能够给予该行业工作人员提供帮助。

作者:李笑林 单位:西京学院万钧书院

参考文献：

[1]刘建新,杨庆玲.机械加工过程中机械振动的成因及解决措施[J].常州工学院学报,2013,01:6-9.

[2]秦海亮.机械加工过程中机械振动的成因及解决措施探讨[J].现代职业教育,2016,17:30-31.

[3]吴舒.机械加工过程中机械振动成因及改善措施研究[J].橡塑技术与装备,2015,24:81-82+88.

[4]孙海峰.机械加工过程中机械振动的成因及解决措施[J].科技与企业,2016,08:219.

[5]马海彦.机械加工过程中机械振动的成因及解决措施[J].山东工业技术,2016,16:281.

机械振动范文第6篇

关键词：机械加工；机械振动；自激振动；受迫振动

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.11.006

1 前言

众所周知，在机械加工的过程中，存在着一个普遍的现象那就是机械振动，其实，机械振动是由多方面的因素造成的。因此，在技工过程中，产生的机械振动危害性是非常大的，它将会影响到机械加工的效率与速度，甚至会影响大加工出来的产品的质量，最后导致生产无法进行下去。若机械加工中生产出残次品和废品，将会造成浪费。所以，应根据机械加工中出现的振动类型和产生的原因加以分析，采取有效的手段来降低或消除振动，从而提高机械生产的效率和质量。

2 机械振动的分类

振邮且恢痔厥獾脑硕形式，指的主要是物体在平衡的位置进行的往复的运动。不管进行何种的机械加工生产，再加工的过程中机械设备都会产生各种各样的振动。因为振动的物体是机械结构，这种运动又称为机械振动。机械振具有周期性的特点，在切割的过程中，机械设备加工的过程中，刀具切割工件时会产生相对运动。有很多的人认为，切削用量降低了，就可以通过减少摩擦从而来减少机械振动。使机械加工的基本工作性能得不到根本的保证，还会削弱刀具和设备的耐用度，减少了使用寿命。还会形成噪声污染。在长时间的分析和实践中，按照机械振动产生的原因来分可以分为三类：自由振动、受迫振动和自激振动。

3 机械振动产生的原因及解决措施

3.1 受迫振动的成因

受迫振动是机械加工中比较常见的振动。机械加工过程当中一旦受到外界的干扰就会产生受迫振动，这种影响是周期性的，这会导致设备出现强烈的受迫振动。而且只要有外力的干扰，这样的振动就不会停止。受迫运动有着干扰力不会随受迫运动的影响发生改变，受迫运动的频率和外界的频率有一定的联系。当外界干扰力的频率和机器的固有频率一致的时候，就会出现共振。

3.2 受迫振动的解决措施

在机械加工过程中，受迫振动有着巨大的危害。为了减少并尽最大的可能去消除机械振动产生的生产质量低下还有生产效率低下的问题，必须要采用强有效的措施。第一要做的是，找到振源并及时的去检查修理设备，确保每个设备都有正常的运行状态，同时要做到是保证设备的平衡，加强对设备的检查，并要专门让人负责清理设备里面的灰尘、杂志。第二，避免激振力的频率接近机器的固有频率，从而可以更有效的去减少电动机本身固有的振动，还要用隔离的办法来使得电机和床身相互的分离开来，做到互相不影响。第三，还要保证机械设备轴承的精准度和平衡性能，尤其是在机械设备的流水作业中，轴承偏动和平衡都会影响设备的运行速度、运转质量，所以在机械设备的日常采购和维护。第四，通过隔振措施来控制振动。在加工过程中，可以将机床和液压部分进行隔离或者将床身和电机部分之间用柔性连接的方式进行连接，从而减少振动；也可以用橡胶设备和木头等与机床隔离；还可以利用防振沟来阻隔地面上的设备振动传递给机床。第五，减少或消除激振力。转速为600r/min的零件需要被平衡，尤其是高速旋转的零件，主要原因是因为零件表面不平或磨损不均等情况使得猪油振动。所以，要将新的砂轮进行修整使其能够平衡。在加工过程中，需要提高齿轮的各种精度和齿轮工作的平衡性。最后使周期性冲击能够得到缓解，减小噪声的产生；还可以提高滚轴的装配精度，减少由于滚轴的缺陷而带来的振动。

3.3 自激振动的成因

在机械加工过程中，由于自激振动而产生的危害也是不容忽视的，它指的是在加工设备中的运转而产生的振动，具有周期性，发生在系统的内部， 这种危害是非常大的。这种振动只会增加而不会减少，若加工过程中出现自激振动，那么将会无法消除，将会一直存在于系统内部。这种振动的能量将会一直累加，有可能这种能量会和系统内部的能量消除，也有可能消除的能量大于新产生的能量，但是能量还是一直累加。目前，产生自激振动的原因还是相当复杂的，对于如何控制自激振动，人类还在一直进行探索和实践。

3.4 自激振动的解决措施

由于在即震动不会受到外界因素的干扰，它属于系统本身产生的振动，这中振动具有非线性的特点，自激振动不会关系到初始条件，振动的频率差不多等于系统本身的振动频率。总体而言，以下几种方案可以在整体上减少由于自激振动而带来的危害：（1）应该选择合适的切削用量，切削用量包括切削速度、进给量与切削深度。决定刀具寿命的因素是切削速度，随着切削速度的提高，相应的切削温度也将会升高，从而使得刀具的寿命明显缩短，因为加工不同的硬件，硬件的硬度不一样，所以，切削的速度也将会不同。（2）选择刀具几何角度时要合理，正交平面内的前角与后角是基本角度；切削平面内的刃倾角；基面的主偏角与副偏角等各种刀具几何角度。（3）提高机械设备的准确度，定时为机械设备进行维修和保养，尤其是精确分析轴承。（4）吸振器的运用，利用弹性元件将质量块加到系统上，目的是让弹性元件的力来抵消系统激振力，最终减少振动。

4 结语

综上所述，分析机械加工过程中产生的机械振动并进行有效的解决，可以有效保证生产的质量效率。本文提到的几种解决措施希望可以为我国机械行业的发展有所帮助。

参考文献：

[1]刘建新，杨庆玲.机械加工过程中机械振动的成因及解决措施 [J].常州工学院学报，2013（05）.

[2]王建平.机械加工中产生振动的原因、影响与相关应用[J].中工业设计，2012（02）.

[3]王汉章，连伟.工程机械的现场抢修方法[J].黑龙江交通科技，2011（09）.

机械振动范文第7篇

【关键词】机械加工；振动成因；有效措施；维护措施

1前言

随着我国科学技术不断发展，数控技术在机械生产中的应用愈加广泛。机械生产能够一改传统生产的弊端，不仅能过提高生产效率，同时也能够提高生产精度，保障产品质量，是企业获得更多的经济效益与社会效益。但由于我国企业自动化生产模式、技术还不够完善，机械加工过程中很容易出现振动问题。机械振动问题不仅会影响生产环境，同时也会影响生产精度，产品质量无法获得保障。因此，企业必须要重视机械振动问题，搞好机械运作质量。

2机械加工过程中振动产生的原因

2．1自然振动

由于机械的构造非常复杂，在通电之后，机械会受到电力驱使进行运作。由于机械内部的机械零部件非常多，在使用过程中机械零件急速运转，不同零件受空气阻力，进而产生振动。可以说，自然振动是机械运转中不可避免的振动问题，也是最常见、原理最为简单的振动类型。同时，自然振动还包括外部因素影响，生产地不平、风力因素等影响。通常情况下，机械各个运作零件都有一个磨合期，在刚刚接通电流时会产生明显振动，随着不同零件正常运转，起振动力机会逐渐削弱。总之，自然振动是受技术、环境的影响，是不可避免的振动问题，对机械整体运作不会产生明显影响。

2．2自激振动

有关调查研究显示，自然振动虽然是一种不可控问题，但如果不加以限制即会产生自激振动。自激振动相比自然振动来说，就会对机械主体产生一定的伤害，轻则运作零部件松动、重则造成机械短路烧毁电线以及零件破损。自激振动即是机械主体颤振，机械在正常加工中出现高频率振动，严重影响工业生产。机械加工产生颤动的原因主要表现在以下几点:(1)机械在加工过程中，由于加工主体硬度突然变化，刀具运作频率突然改变，进而发生刀崩问题后，即会因为内部零件运作不协调而产生自激振动。(2)机械中的各个零部件在生产中，由于刀具与零件之间契合度不足或生产规格不规范，而产生运作冲突，进而产生自激振动。(3)机械刀具质量不过关，刚性较差，在生产过程中刀杆振动，进而带动机械整体振动。(4)在机械生产过程中，由于生产刀具与产品生产规格相冲突，导致切削量无法满足标准，进而出现自激振动。总体来说自激振动主要是由机械内部因素所引起的问题，主要是机械刀具或零部件之间的问题而产生的自激振动。但是在自激振动中，振动周期会出现一定变化。

2．3强迫振动

强迫振动与自激振动不同，强迫振动通常受外界因素与内部因素所产生的振动问题。其内部因素主要是指:机械加工生产中，会由于机械各个部门零件所产生的离心振动，继而导致机械整体振动。在加工中由于机械内的砂轮、皮带轮、齿轮、电机转子在快速运作中会产生一定的能量偏移(见图1)，即机械运作中不平衡现象，进而造成运作惯性，迫使机械产生振动。再者，导致强迫振动的原因可能由于机械质量不过关或机械故障引起，例如轴承轨道规格不过关或损坏等问题。外部因素主要是由于人为因素影响，在实际操作中，由于工作人员常关常开，由于机械在启动中需要一定的适应期，让各个零件相磨合，进而出现振动问题。

3机械加工过程中振动问题解决措施

3．1自然振动解决措施

自然振动是机械运作中不可避免的振动现象，因此，为了减少噪音影响，避免产生自激振动，要避免机械直接接触刚性物质，如钢铁工具等，同时，也可以在机械支撑点安放“脚垫”，避免机械金属直接接触地面，减少机械与地面之间的互刚性。

3．2自激振动解决措施

产生自激振动的主要原因是由于机械内部问题，因此，必须要从机械自身作出发点。对于大型生产企业来说，在生产机械过程中，可以将振动源进行分离，或者在机械内部添加一些软性垫板，形成振动缓冲，减少振动频率，进而减低机械整体振动频率。想要缓解自激振动，可以从以下几点出发:(1)机械零部件参数对机械自激振动有着较大影响。因此，可以针对自激振动原理或者生产主体参与，合理选择机械零部件，通常情况下，由于刀具参数都是固定的，其具有一定的运作范围，通常在生产中，想要减低刀具在生产中的自激振动，必须要保障生产参与刀具参数在0．7mm之内，进而满足刀具标准生产范围中。同时，工作人员可以对刀具偏角进行调整，扩大刀具主偏角或前角。刀具的后角角度尽量控制在一定角度内，尽量保障后角角度较小，提高切割面深度，减低生产中的摩擦，进而减少自激振动的发生几率(见图2)。(2)降低重叠系数能够减少机械振动频率。通常情况下，重叠系数主要是以“μ”来表示，通过加工形式、刀具纹理、加工工具纹理、运作用量来表示。经实践表明，通过增加刀具、交工工具纹理能够有效降低自激振动率。在进行螺纹零部件加工生产中，μ值通常为0，这时机械整体不会发生自激振动。刀具在切断零部件时，其μ值会达到1，机械再生效果非常明显，因此，可以通过改变交工工具、刀具的纹理来降低μ值，进而减少机械自激振动概率。

3．3强迫振动的解决方法

机械受内部、外部因素影响，在正常运作中会产生强迫振动，其主要因素是由于周期性外部因素所导致，因此，需要以周期外部因素为着手点:(1)隔离外来振动:在生产加工时，需要尽量保障内部生产与外界相隔离，即阻隔外部振动干扰因素。同时，也可以在机械表面添加一块软件垫板，进而降低外部振动因素对机械影响。(2)降低激振力:激振力主要是由于机械内部零件运转速度不均而产生的振动，通过降低机械运作中的离心力与冲击力即可降低强迫振动。首先针对砂轮、电机转子、高速运转元件等进行平衡调试，并安装平衡装置。再者，就是提高机械内传动装置的稳定性，减少传动中的振动力，将传动皮带规格设置成长短一致，尽量减少皮带接头，并用斜齿轮来替代直齿轮，减少运作中的内部振动，进而减少强迫振动率。

4结语

机械振动产生原因有很多种，大体上可分为外部因素与内部因素;可控因素与不可控因素。但主要原因是机械主体因素，是由于科学技术并未达到一定高度。因此，机械振动问题通常只能缓解、改善，无法从根本上解决。

参考文献:

［1］秦海亮．机械加工过程中机械振动的成因及解决措施探讨［J］．现代职业教育，2016(17):30～31．

［2］吴舒．机械加工过程中机械振动成因及改善措施研究［J］．橡塑技术与装备，2015(24):81～82．

［3］孙海峰．机械加工过程中机械振动的成因及解决措施［J］．科技与企业，2016(08):219．

机械振动范文第8篇

【关键词】高考理科综合试题；机械振动和机械波；高三物理

机械振动和机械波是高中物理的非重点知识，但也是高考中的必考内容，有时还是高考试题“创新之作”。下面就近六年来全国高考试卷中涉及机械振动和机械波知识点的考题分析如下：

104-09年全国高考试卷“机械振动和机械波”内容对比分析

由以上统计可看出：机械振动和机械波在物理学科的全部知识点中属于较次要的内容，尽管机械振动知识近年来很少考查（06年全国卷Ⅰ：19题；07年全国卷Ⅱ：22题除外）；但每年几乎都考到一个机械波传播有关问题的选择题，因此，高

三复习应以机械波为主，机械振动为辅的原则。对机械振动和机械波知识的复习，尽可以少花时间，但要力求把握要点，确保这6分的获得。下面笔者以2004-2009年高考试题为例，分别进行解析和说明。

2例题分析

2.1波形图象的传播特性及描述的物理量：

（04全国卷Ⅰ）17.一列简谐横波沿x轴负方向传播，图1是t = 1s时的波形图，图2是波中某振动质元位移随时间变化的振动图线（两图用同一时间起点），则图2可能是图1中哪个质元的振动图线：

A. x=0处的质元；

B. x=1m处的质元；

C. x=2m处的质元；

D. x=3m处的质元。

[答案]A

[解析]当t=1s时，由图2的振动图象可知，质点在t=1s时在平衡位置正要沿y轴负方向运动，由图1知，波沿x轴负方向传播，则0点在平衡位置，正沿x轴负方向运动，A对。

[点评]本题考查了波动图像和振动图像的综合。

（04高考卷Ⅱ）17.如图，一简谐横波在x轴上传播，轴上a、b两点相距12m。t=0时a点为波峰，b点为波谷；t=0.5s时，a点为波谷，b点为波峰。则下列判断中正确的是：

A. 波一定沿x轴正方向传播

B. 波长可能是8m

C. 周期可能是0.5s

D. 波速一定是24m/s

[答案]B

[解析]由a点在波峰，b点在波谷，有当n=1时，λ=8m，B对；经过t秒，a在波谷，b在波峰，可知，则T不可能为0.5s，C错；不知道质点的振动方向，无法判断波的传播方向，A错；由于波长和周期都不是唯一解，则波速的值不唯一，D错。

[点评] 本题考查了波传播过程的多解性。

（05全国卷Ⅰ）18. 一列沿x轴正方向传播的简谐横波，周期为0.50s。某一时刻，离开平衡位置的位移都相等的各质元依次为P1，P2，P3，……。已知P1和P2之间的距离为20cm，P2和P3之间的距离为80cm，则P1的振动传到P2所需的时间为

A. 0.50sB. 0.13sC. 0.10sD. 0.20s

[答案]C

[解析]由题意可知，P1P2的距离为一个波长，所以。

[点评]本题考查了波的振动规律及波速的计算。

（05全国卷Ⅱ）19.一简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻其波形如图所示。下列说法正确的是

A. 由波形图可知该波的波长

B. 由波形图可知该波的周期

C. 经1/4周期后质元P运动到Q点

D. 经1/4周期后质元R的速度变为零

[答案]AD

[解析]由图象可知λ=4cm，A对；由于不知波速，无法计算周期，B错；波沿x轴正方向传播，经过1/4周期后，质元P运动到正向最大位移处，不随波迁移，C错；质元R运动到负向最大位移处，故速度为零，D对。

[点评]本题考查了波形图象中各物理量的有关问题。

（05全国卷Ⅲ） 20.一列简谐横波在x轴上传播，某时刻的波形如图所示，a、b、c为三个质元，a 正向上运动，由此可知：

A. 该波沿x 轴正方向传播

B. c正向上运动

C. 该时刻以后，b比c先到达平衡位置

D. 该时刻以后，b比c先到达离平衡位置最远处

[答案] AC

[解析]波形上的任何一点总是重复前一点的振动形式，因为a质点向上运动，重复左边一点的振动形式，所以波沿x轴正方向传播，b、c质点分别向上和向下振动，则b比c先到达平衡位置，A、C正确。此题如果使用推论“沿波反向法：上坡下，下坡上”首先判断出波沿x轴正方向传播，从而知道b向上c向下，方法更简单。

[点评] 本题考查了波的传播方向和质点振动方向之间的关系。

（06全国卷Ⅱ） 21.频率一定的声源在空气中向着静止的接收器匀速运动。以u表示声源的速度，V表示声波的速度（u

A. f增大，V增大

B. f增大，V不变

C. f不变，V增大

D. f减少，V不变

[答案] B

[解析]当声源沿接受器方向运动的速度增大时，接受到的频率增大，而速度是由介质决定的，不改变，故B正确。

[点评] 本题考查对多普勒效应的理解。

（07全国卷Ⅰ）15.一列简谐横波沿x轴负方向传播，波速V=4m/s，已知坐标原点（x=0）处质点的振动图象如图a所示，在下列4幅图中能够正确表示t=0.15s的是：

[答案]A

[解析] 由于波沿x轴负方向传播，且x=0处波源的起振方向沿y轴正方向，所以波传播过程中任何质点起振方向均沿y轴正方向，根据“平移法”可知波形应为A、B、C所示的形状，又，则波应向左传播且，故选A。

[点评] 本题考查了质点的振动方向和波的传播方向之间的关系。

（07全国卷Ⅱ）15.一列横波在x轴上传播，在x=0与x=1cm的两点的振动图线分别如图中实线与虚线所示。由此可以得出：

A. 波长一定是4cm

B. 波的周期一定是4s

C. 波的振幅一定是2cm

D. 波的传播速度一定是1cm/s

[答案] BC

[解析] 由图像可以看出波振动的周期是4s，振幅是2cm，BC正确；如果这列波是向右传播的，可得：如果这列波是向左传播的，可得：即不能确定波长，也不能确定波速，故AD错误。

[点评]本题考查了波传播过程的多解性。

（08全国卷Ⅰ）16.一列简谐横波沿x轴传播，周期为T，t=0时刻的波形如图所示。此时平衡位置位于x=3m处的质点正在向上运动，若a、b两质点平衡位置的坐标分别为，则

A. 当a质点处在波峰时，b质点恰在波谷

B. t=T/4时，a质点正在向y轴负方向运动

C. t=3T/4时，b质点正在向y轴负方向运动

D. 在某一时刻，a、b两质点的位移和速度可能相同

[答案]C

[解析]因为a、b两质点平衡位置之间的距离，所以，当a质点处在波峰时，b质点恰在平衡位置，A错；由于t=0时刻，位于x=3m处的质点正在向上运动，根据“沿波反向法”可知波沿x轴负方向传播，经过t=T/4时，a质点向y轴正方向运动，经过t=3T/4时，b质点向y轴负方向运动，B错C对；因为只有平衡位置间的距离等于波长整数倍的两质点位移和速度才分别相同，D错。

[点评]本题考查了波动图象中质元的运动。

（08全国卷Ⅱ）17. 一列简谐横波沿x轴正方向传播， 振幅为A。t=0时，平衡位置在x=0处的质元位于y=0处，且向y轴负方向运动，此时，平衡位置在x=0.15m处的质元位于y=A处。该波的波长可能等于：

A. 0.60mB. 0.20mC. 0.12mD. 0.086m

[答案]AC

[解析]由题意知，其波形如右图，则，当n=0时，λ=0.6m，A正确；当n=1时，λ=0.12m，C正确，故选AC。

[点评]本题考察了波传播过程的周期性。

（09全国卷Ⅰ）20.一列简谐横波在某一时刻的波形图如图1所示，图中P、Q两质点的横坐标分别为x=1.5m和x=4.5m。P点的振动图像如图2所示。

在下列四幅图中，Q点的振动图像可能是

[答案]BC

[解析]由图1知，该波的波长为4m，PQ两点间的距离为3m。当波沿x轴正方向传播时当P在平衡位置向上振动时而Q点此时应处于波峰，B正确。当沿x轴负方向传播时，P点处于向上振动时Q点应处于波谷，C正确。

[点评] 本题考查了波的传播特性。

（09全国卷Ⅱ）14. 下列关于简谐振动和简谐波的说法，正确的是

A. 媒质中质点振动的周期一定和相应的波的周期相等

B. 媒质中质点振动的速度一定和相应的波的波速相等

C. 波的传播方向一定和媒质中质点振动的方向一致

D. 横波的波峰与波谷在振动方向上的距离一定是质点振幅的两倍。

[答案]AD

[解析]由于介质中质点的振动周期和相应的波传播周期一致，A正确；各质点做简谐运动速度随时间作周期性的变化，而波在介质中是匀速向前传播的，所以不相等，B错；对于横波而言传播方向和振动方向是相互垂直的，C错误；根据波的特点D对。

[点评]本题考查了机械波和机械振动之间的关系。

2.2受迫振动及其特点

（06全国卷Ⅰ）19.一砝码和一轻弹簧构成弹簧振子，图1所示的装置可用于研究该弹簧振子的受迫振动。匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子以驱动力，使振子做受迫振动。把手匀速转动的周期就是驱动力的周期，改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期。若保持把手不动，给砝码一向下的初速度，砝码便做简谐运动，振动图线如图2所示。当把手以某一速度匀速转动，受迫振动达到稳定时，砝码的振动图线如图3所示。

若用T0表示弹簧振子的固有周期，T表示驱动力的周期，Y表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅，则

A. 由图线可知T0=4s

B. 由图线可知T0=8s

C. 当T在4s附近时，Y显著增大；当T比4s小得多或大得多时，Y很小

D. 当T在8s附近时，Y显著增大；当T比8s小得多或大得多时，Y很小

[答案]AC

[解析]固有周期可从图直接读出为4s，而要发生共振则驱动力的频率必须等于物体的固有频率，故AC正确。

[点评]本题考察了受迫振动，共振，简谐振动图像等多个知识点。

2.3一个重要实验：单摆

（1）在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，有人提出以下几点建议；

A. 适当加长摆线

B. 质量相同，体积不同的摆球，应选用体积较大的

C. 单摆偏离平衡位置的角度不能太大

D. 当单摆经过平衡位置时开始计时，经过一次全振动后停止计时，用此时间间隔作为单摆振动的周期，其中对测量结果精确度有利的是。

[答案]AC

[解析] 用单摆测重力加速度是一个非常重要的实验，它涉及到米尺、游标卡尺、秒表等基本仪器仪表的使用，同时对实验的规范操作提出较高的要求，比如：为减少实验误差，要求摆线长1米左右，摆角不大于100，且摆动过程中刚性小球只在中心位置往返运动，记录时间为30-50次全振动的时间，AC正确。

[点评]本题考察了单摆实验的规范操作要求。

由上述解析可知，近六年来机械振动和机械波的考点几乎集中在波动部分，准确的说集中在简谐横波的传播特性上。因此2010年高考，关于机械振动和机械波的复习重点仍应放在：1.简谐运动的规律和图像；2.波的形成和波长、波速、频率的关系；3.波的图象和波的多解问题；4.振动图象和波动图象的综合运用；5.机械振动与机械波在实际生活中的应用等方面。

三.复习对策

我们知道高考理科综合试卷中物理题数减少了（基本维持在13道题目），所以各题的分值较高。如此，如某个知识点没有掌握好，考试时失分就大。特别是对机械振动和机械波、热学、光学、原子物理学等这些非重点内容，决不能留下知识死角。解答这部分知识的考题，能力要求不高，难度系数较低，基本上是识记的层次。由于对这部分知识不把握而失分是十分可惜的。

综合以上原因，我们应该对全部考试内容进行认真复习，不能心存侥幸，搞猜题押题，不要认为不是重点内容就不会考，生疏、冷僻的知识就不会考，应该扎扎实实地全面复习。但全面复习并不等于要平均用力，对所有知识都要在课堂上详讲细讲。而对于高考中重点知识和热点知识，则可多花时间，力求通透和熟练；对非重点知识和冷点知识，可以少花时间，或点到为止，或要学生自学完成，或者在平时的考试、练习中涉及以引起学生注意。只有正确处理好点和面、轻和重的关系，有的放失地进行复习，就能达到最佳的教学效果。

机械振动范文第9篇

关键词：沙棘（Hippophae rhamnoides Linn.）；采收；收集装置；试验

中图分类号：S793.6 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2016）10-2649-03

DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2016.10.050

Abstract： In order to improve the reliability，controllability and working efficiency，the mechanical vibratory sea buckthorn picker has been modified. Ratchet mechanism was set up between vibration head and shaft-tube. Stainless steel pipe whose wallthickness is 2.5 mm was used to instead of aluminium alloy whose wallthickness is 2.0 mm，and the shaft-tube has been shoetened 33.3%. A new kind of fruit collection device has been designed. Tests showed that the mechanical vibratory sea buckthorn picker which has been modified had better controllability and reliability. Its working efficiency has been improved 35%， fruit recovery ratio improved 3%， and fruit loss rate dropped to 50%.

Key words： Hippophae rhamnoides Linn.； picking； collection device；test

沙棘（Hippophae rhamnoides Linn.）是一种生命力极强的灌木，具有很强的防风固沙、水土保持作用，果实富含多种人体所需的营养成分，具有较高的食用和药用价值[1-3]。随着沙棘种植规模的持续扩大及沙棘果在医药、食品、化妆品等领域的应用，逐步形成了符合绿色产业、绿色食品要求的新兴产业[4，5]。沙棘果簇生于带刺的沙棘枝干上，具有很强的附着力，其果实采摘多年来一直是十分棘手的难题[6]。通过对沙棘果多种采收方式的研究与对比，设计出机械振动式沙棘采收机，以缓解沙棘机械采收困难的问题。在连续作业过程中，机械振动式沙棘采收机显现出可靠性和作业效率低、可操作性和作业效果较差等问题。基于此，本研究对其主要作业部件进行优化改进，并设计出与该类型采收机匹配的对接式沙棘果实收集装置，使机具可操作性、作业稳定性及综合作业性能得到显著提高。

1 结构组成及工作原理

改进后的机械振动式沙棘采收机主要由振动头、机体、曲柄滑块机构、齿轮副、棘轮机构、轴管、花键轴、汽油机等零部件组成，如图1所示。作业时，汽油机直接驱动花键轴，花键轴带动传动罩内的齿轮副，齿轮副改变花键轴的旋转面方向并驱动曲柄滑块机构的曲柄，曲柄滑块将圆周运动转化为滑块的往复运动，沙棘枝杆上的振动头随之作共频往复运动，从而振落沙棘果实，实现沙棘果实的机械振动采收，振落后的沙棘果被围在沙棘枝干周围的收集装置收集。

2 关键作业部件的改进设计

2.1 振动头的改进设计

振动头是与沙棘枝干直接接触的作业部件，作业过程中高频往复运动，承受较大的冲击载荷。原有夹持振动头主要由内杆、外套杆、回位弹簧、钢丝绳和上、下夹持头组成，通过钢丝绳可以对上、下夹持头间的距离进行调整，以适应对不同直径枝干的夹持，且上、下夹持头间的预紧力可以通过回位弹簧进行调整[7]。在使用过程中，用户常将上、下夹持头的间距固定，回位弹簧在机具作业时易卸荷，导致机具抖动、果实采收不理想，于是将回位弹簧压紧，使其弹基本丧失。基于此，对振动头的结构进行优化改进，将夹持头改为固定结构，主要由卡头、连接杆等组成，如图2所示。盛果期的沙棘枝干直径多在15～35 mm间，将夹持头间距确定为40 mm，满足沙棘果实采收的需要。

2.2 振动头调节部件的改进设计

沙棘属灌木，枝干附生，再加上沙棘产业为新兴产业，在沙棘种植区主要是利用其生态效益，而其经济价值尚未引起足够的重视，对沙棘林的管理不规范，沙棘林间杂草丛生。原有的沙棘采收机振动头设置在轴管上，振动头的倾角不能调整，难以更好适应不同操作人员的作业习惯，作业过程中普遍显现出其可操控性和作业舒适性差。基于此，在振动头与轴管间加装棘轮调节部件，该部件主要由棘轮、调节手柄等组成，如图3所示。棘轮调节部件一端连接轴管，另一端连接振动头，根据操作者身高、操作习惯及沙棘林实际情况，可对振动头的作业角度进行调节，以提高其操控性和作业效果。试验表明，操作人员更倾向于将振动头倾斜一角度进行作业。

机械振动范文第10篇

【关键词】机械加工；振动；原因；控制方法

1 机械加工过程中的振动分类

1.1 自由振动

当振动系统受到初始干扰力（又称激振力）的作用而破坏了平衡状态后，去掉激振力或约束后所发生的振动，称为自由振动。由于系统总是存在阻尼，故自由振动总是衰减的，因此，一般来说，自由振动对加工过程的影响不大。自由振动的特性取决于系统本身，即其固有频率，振型取决于振动系统的质量和刚度。

1.2 强迫振动

在外界周期性干扰力的作用下，系统受迫产生的振动称为强迫振动。由于有外界周期性干扰力作能量补充，所以振动能够持续进行。只要外界周期性干扰力存在，振动就不会因阻尼而停止。强迫振动的频率等于外界周期性干扰力的频率或者是它的整数倍。

1.3 自激振动

由振动系统自身产生的交变力激发和维持的一种周期性振动称为自激振动。切削过程中产生的自激振动也称为颤振。

2 机械加工过程中振动产生的原因分析

2.1 自由振动产生的原因

在机械加工中，自由振动是最简单的振动，所占振动比率仅5%左右，引起自由振动的主要原因有：（1）在机械设备加工过程中，切削力突然发生变化引起自由振动。（2）机械加工设备在加工时，外界力对其产生冲击而引起自由振动。机械加工过程产生的自由振动过程没有外来能量的补充，其振动一般会因阻尼的作用而迅速衰减，可见，自由振动对机械加工过程影响较小，但是自由振动在一定条件下诱发产生自激振动。

2.2 强迫振动产生的原因

机械加工过程中强迫振动产生的主要原因有工艺系统内部和外部两方面因素。

工艺系统内部因素造成强迫振动的原因：一是离心惯性力引起的振动。在机械加工工艺系统中，电动机的转子、联轴节、皮带轮、砂轮以及被加工的高速回转工件会发生不平衡现象，这种不平衡会产生离心惯性力，从而引发强迫振动，所引发振动频率与这些元件每秒钟的相应转数大致相等。二是机械加工系统传动机构存在缺陷。有些传动中的旋转零件存在制造误差或者装配误差，这些误差会引发周期性的干扰力，导致强迫振动的产生。三是机械加工时存在的间歇特性。当加工件的加工部位与间断部分具有一定的节奏交替时，很容易产生周期性的激振力，从而引发强迫振动。

工艺系统外部因素造成强迫振动的原因：一是地基振动因素，典型的有机械加工现场周围存在引起地基强烈振动，如，空气压缩机、大型冲床、大型锻锤等设备等。二是具有往复运动部件的机械加工设备在加工过程中，液压系统中液压件的冲击现象，运动部件进行换向时产生的惯性力均会引起强迫振动。

2.3 自激振动产生的原因

自激振动产生的原因主要有以下方面：一是在机械加工的切削过程中，切屑与刀具、刀具与工件之间的摩擦力发生了变化引起自激振动。二是由于机械加工工件内部硬度不均匀造成刀具崩刀后与加工设备发生自激振荡。三是机械加工装备中的刀具安装刚性差，导致刀杆颤动而引发自激振荡。四是机械加工设备加工细长轴等工件时，由于其刚性相对较差，加工工件的表面不可避免地产生现波纹或者锥度，导致自激振荡的发生。

3 降低机械振动的措施

据相关资料统计，在机械加工产生的振动比率中，强迫振动约占30%，自激振动约占65%，而自由振动只占5%左右，并且其振动通常情况下迅速衰减，对机械加工过程的影响极小。而其他类型的振动不能自然衰减，危害很大。因此，降低机械振动的关键在于降低强迫振动和自激振动。

3.1 减少强迫振动的措施

机械加工中产生的强迫振动是由周期性激振力引起，强迫振动的频率总是与干扰力的频率相等或是其倍数，因此消除或者减少这种振动的首要问题是找出振动源。

3.1.1 减小激振力

激振力是由机械加工过程中回转的不平衡质量引起的，减小激振力就是减小因回转元件的不平衡所引起的离心惯性力及冲击力，一是对砂轮、电动机转子及刀盘等600rad/min以上的高速回转元件进行静平衡与动平衡，或者设置自动平衡装置。二是提高传动装置的稳定性，如，机械加工设备所用的传动皮带长短一致、无接头或者少接头、尽量用斜齿轮代替直齿轮、在主轴上安装飞轮、高精度与小功率加工设备使动力源与机床脱离等措施。三是提高传动的稳定性，改善以联轴器相联的各轴轴心线间的同轴度，从高速轴或主轴上除去带动油泵的凸轮，同时提高制造精度和装配质量。

3.1.2 隔离外来振动的影响

将机械加工系统的电动机、油泵等某些动力源与机床分开，或用隔振材料将机械加工设备与地面隔开，如，将具有弹性的木板或者硬胶皮垫在磨床砂轮电动机底座与垫板之间，在机械加工设备机床周围挖防振沟，等等。

3.1.3 增加系统阻尼

增大阻尼是提高动刚度和振动稳定性的有效措施，主要方法是在机床主轴上加装电流变液阻尼器、对滚动轴承适当预紧、将型砂或混凝土等阻尼材料填充在支承件的零部件臂中，在机械加工系统中的承受弯曲振动的支承件的表面喷涂一层有高内阻和较高弹性模量的黏性材料等。提高系统结构动刚度的主要方法是提高加工设备的结构件刚度。

3.2 减少自激振动的措施

自激振动主要影响因素来源于受切削过程中的工艺系统内部，因此对自激振动控制应该从机械加工中的切削用量、刀具几何参数以及切削过程中的阻尼进行控制，减小或消除自激振动。

3.2.1 合理选择切削用量

切削用量是指切削速度、进给量和切削深度三者的总称。切削速度对刀具寿命有非常大的影响.提高切削速度时，切削温度就上升，而使刀具寿命大大缩短.加工不同种类、硬度的工件，切削速度会有相应的变化。

3.2.2 合理选择刀具几何角度

基本角度分别是在正交平面内的前角、后角；在切削平面内的刃倾角；在基面内的主偏角、副偏角。派生角度是刀尖角、楔角。因为前角、后角和楔角之和等于90°。在不同的测量面内，都可以定义前角或后角。例如：在正交平面、法平面、切深平面、进给平面内都有其对应的前角和后角。

（1）阻尼器的应用。阻尼器是利用固体或液体的阻尼来消耗振动的能量，实现减振。阻尼器的减振效果与其运动速度的快慢、行程的大小有关。运动越快、行程越长，则减振效果越好。故阻尼器应装在振动体相对运动最大的地方。

（2）吸振器的应用。吸振器又分为动力式吸振器和冲击式吸振器两种：①动力式吸振器它是利用弹性元件把一个附加质量块连接到系统上，利用附加质量的动力作用，以此来减弱振动；

②冲击式吸振器它是由一个在壳体内自由冲击的质量块和一个与振动系统刚性连接的壳体组成的。每当机械系统发生振动时，由物体往复运动冲击壳体消耗了振动的能量，所以可减小振动。

3.2.3 合理调整振型的刚度比，提高加工系统动态特性

（1）提高加工系统的刚度

提高加工系统的刚度，特别是薄弱环节的刚度，便可有效提高机械系统的稳定性。对滚动轴承施加预载荷、提高各零件结合面间的接触刚度、镗孔时镗杆加上镗套、加工细长轴时采用中心架或跟刀架等等措施都可提高加工系统刚度。

（2）增加加工系统的阻尼

阻尼比用于表达结构阻尼的大小，是结构的动力特性之一，是描述结构在振动过程中某种能量耗散的术语，引起结构能量耗散的因素（或称之为影响结构阻尼比的因素）很多，加工系统的阻尼来源于结合面上的摩擦阻尼、工件材料的内阻尼（材料内摩擦产生的阻尼称内阻尼）及其它附加阻尼。不同材料的内阻尼不同，机床床身、立柱等大型支承件一般用铸铁制造，因为铸铁的内阻尼比钢大，如何增加加工系统的阻尼这方面需要我们进行认真的研究。

参考文献：

[1]江志国.浅析机械振动的原因及其防止措施[J].现代经济信息，2009（8）.

[2]，张炳生，卫美红.机床的动态优化设计[J].制造技术与机床，2012（4）.

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