摆-球“永动” 器结构设计及工艺分析

• 作者: 曾镛 熊伟 芦婷婷 谢良喜 陈乾康
• 来源期刊: 机械
• 学科: 工学
• 关键词: 能量交换 碰撞 轨道
• 年，卷（期）: 2012,（4）
• 所属期刊栏目: 产品开发与设计
• 页码范围: 60-63
• 分类号: TH122
• 字数: 2356字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1006-0316.2012.04.017

摘要

以提高能源利用率为目的,设计了一种摆-球“永动”器.为了减少能量损失,使单摆来回摆动的时间尽量长,在轨道的选择上,通过对摆线轨道、抛物线轨道和圆弧轨道的效率计算发现,若小球由曲线轨道一侧的最高点开姑下落,计算小球经过最低点后回复到轨道的另外一侧的最高点的高度值,摆线轨迹、抛物线轨迹和圆弧轨迹分别为0.88、0.77和0.61.考虑到三个数值相差不大,通过对加工经济性的分析发现,摆线加工难度大,费用高,圆弧轨道使用普通机床即可达到较好的效果.因此,最终确定圆弧轨道方案.在碰撞过程中为实现能量交换,根据完全弹性碰撞的条件,采用质量相等的两小球.V型槽与小球的接触面积小,能量损失小,小球运动也更加稳固.通过比较摆杆和摆线,发现摆杆的计算误差较大,而选择摆线连接摆球还可以避免使用轴承.实物模型中,当摆球初始速度为0,以摆拉到水平位置为起始位置下落时,摆球碰撞次数为4次,来回摆动时间为12.8 s.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	谢良喜	武汉科技大学机械自动化学院	41	178	9.0	12.0
2	芦婷婷	武汉科技大学机械自动化学院	1	0	0.0	0.0
3	曾镛	武汉科技大学机械自动化学院	10	24	3.0	4.0
4	熊伟	武汉科技大学机械自动化学院	12	70	5.0	8.0
5	陈乾康	武汉科技大学机械自动化学院	1	0	0.0	0.0