一種用于汽車零部件疲勞測(cè)試的試驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于汽車機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于汽車零部件疲勞測(cè)試的試驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]許多機(jī)械零件和工程構(gòu)件，是承受交變載荷工作的。當(dāng)材料或結(jié)構(gòu)在交變載荷的作用下，雖然應(yīng)力水平低于材料的屈服極限，甚至比彈性極限還低的情況下就可能發(fā)生破壞，但經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的應(yīng)力反復(fù)循環(huán)作用后，也會(huì)發(fā)生突然脆性斷裂，這種現(xiàn)象叫做疲勞破壞。而疲勞破壞具有受交變力、作用時(shí)間長(zhǎng)、斷裂瞬時(shí)發(fā)生且疲勞斷裂區(qū)為脆性等特點(diǎn)。在汽車生產(chǎn)制造過程中，汽車零部件的疲勞試驗(yàn)時(shí)提高汽車耐久性的重要方法。而疲勞試驗(yàn)機(jī)是檢測(cè)材料、零部件、結(jié)構(gòu)疲勞性能的重要儀器設(shè)備，是材料行業(yè)和各級(jí)質(zhì)監(jiān)部門對(duì)材料性能檢測(cè)最常用的設(shè)備之一。
[0003]目前，大多數(shù)疲勞試驗(yàn)機(jī)均通過液壓系統(tǒng)控制，這使得試驗(yàn)機(jī)存在整體尺寸大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、控制不夠精確等技術(shù)缺陷，而且液壓疲勞試驗(yàn)機(jī)的成本較高，對(duì)維護(hù)的要求與試驗(yàn)環(huán)境的要求也高。另外，大部分疲勞試驗(yàn)機(jī)只能實(shí)現(xiàn)單一的拉伸或扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)，難以在同一臺(tái)機(jī)器上進(jìn)行多種疲勞試驗(yàn)，而且不能實(shí)現(xiàn)在同一臺(tái)機(jī)器上對(duì)不同大小與形狀的試件進(jìn)行試驗(yàn)，設(shè)備的通用性不足。這無(wú)疑會(huì)給汽車零部件的檢測(cè)工作帶來(lái)不利影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種結(jié)構(gòu)緊湊，實(shí)用性好，適用范圍廣，能方便實(shí)現(xiàn)扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)與拉伸疲勞試驗(yàn)的用于汽車零部件疲勞測(cè)試的試驗(yàn)裝置。
[0005]本實(shí)用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0006]—種用于汽車零部件疲勞測(cè)試的試驗(yàn)裝置，該試驗(yàn)裝置包括工作臺(tái)、設(shè)置在工作臺(tái)上的垂直固定梁以及與垂直固定梁相對(duì)設(shè)置的安裝底座，所述的安裝底座上設(shè)有電機(jī)以及與電機(jī)傳動(dòng)連接的傳動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，所述的垂直固定梁與傳動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)之間設(shè)有試件夾具，該試件夾具將待測(cè)試的試件夾緊固定在垂直固定梁與傳動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)之間，所述的傳動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的輸入端與電機(jī)的輸出軸固定連接，輸出端設(shè)有拉扭復(fù)合式傳感器，并通過拉扭復(fù)合式傳感器與試件夾具固定連接。
[0007]所述的試驗(yàn)裝置還包括電子控制器，該電子控制器通過電路分別與電機(jī)、拉扭復(fù)合式傳感器連接。
[0008]所述的傳動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)包括施力主軸、與電機(jī)的輸出軸固定連接的第一傳動(dòng)軸、齒輪齒條單元、蝸輪蝸桿單元、與第一傳動(dòng)軸平行設(shè)置的第二傳動(dòng)軸以及設(shè)置在第二傳動(dòng)軸上的傳動(dòng)齒輪；
[0009]所述的齒輪齒條單元中的齒輪與第一傳動(dòng)軸鍵連接，并可移動(dòng)地設(shè)置在第一傳動(dòng)軸上，所述的齒輪齒條單元中的齒條設(shè)置在施力主軸上；
[0010]所述的蝸輪蝸桿單元中的蝸桿與第二傳動(dòng)軸固定連接，所述的蝸輪蝸桿單元中的蝸輪與施力主軸鍵連接，并與蝸桿相嚙合。
[0011]所述的第一傳動(dòng)軸上還設(shè)有用于撥動(dòng)齒輪的換擋撥叉。
[0012]所述的試件夾具為一對(duì)，分別相向設(shè)置在垂直固定梁與拉扭復(fù)合式傳感器上，并將試件的兩端夾緊固定。
[0013]所述的拉扭復(fù)合式傳感器既可以測(cè)量扭矩，也可以測(cè)量拉力。
[0014]所述的換擋撥叉可以控制傳動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的離合，可以控制疲勞試驗(yàn)裝置的平動(dòng)、扭轉(zhuǎn)等動(dòng)作。
[0015]所述的工作臺(tái)的材質(zhì)為表面滲碳淬火的45鋼，其既具有較好的表面硬度，又不會(huì)破壞整體結(jié)構(gòu)的適宜剛度。
[0016]在進(jìn)行拉壓疲勞試驗(yàn)時(shí)，所述的齒輪齒條組中的齒輪、齒條相嚙合，此時(shí)，齒輪與傳動(dòng)齒輪相分離，所述的電機(jī)輸出軸將轉(zhuǎn)矩直接傳遞至第一傳動(dòng)軸，該第一傳動(dòng)軸通過鍵連接將轉(zhuǎn)矩傳遞至齒輪齒條組，齒輪、齒條將轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)槭┝χ鬏S的平動(dòng)，進(jìn)而拉伸試件，調(diào)節(jié)電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，施力主軸的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生改變，進(jìn)而壓縮試件，完成一次拉壓疲勞試驗(yàn)；
[0017]在進(jìn)行扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)時(shí)，通過換擋撥叉撥動(dòng)齒輪齒條組中的齒輪，使其與所述的傳動(dòng)齒輪相嚙合，此時(shí)，齒輪齒條組中的齒輪、齒條相分離，所述的傳動(dòng)齒輪通過第二傳動(dòng)軸把轉(zhuǎn)矩傳遞至蝸輪蝸桿組，蝸輪、蝸桿改變轉(zhuǎn)動(dòng)的方向，并把轉(zhuǎn)矩通過鍵連接傳遞到施力主軸，進(jìn)而扭轉(zhuǎn)試件，完成一次扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)。
[0018]在進(jìn)行拉壓疲勞試驗(yàn)時(shí)，由于蝸輪蝸桿組中的蝸輪與施力主軸通過鍵連接，在施力主軸前后平動(dòng)的時(shí)候，并不會(huì)帶動(dòng)蝸輪蝸桿組前后運(yùn)動(dòng)，兩者不會(huì)產(chǎn)生干涉，所以，蝸輪蝸桿組并不會(huì)影響拉壓疲勞試驗(yàn)的正常進(jìn)行。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型通過改變齒輪的嚙合位置，可方便實(shí)現(xiàn)扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)與拉伸疲勞試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多用，在單輸入的條件下，通過調(diào)節(jié)傳動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)中不同的嚙合方式，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)試件的拉伸或疲勞試驗(yàn)，有效縮短疲勞試驗(yàn)的周期，進(jìn)而為降低整車開發(fā)的周期提供基礎(chǔ)，并且直接使用電機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制，使得整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制更加準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸較小，有效降低試驗(yàn)成本。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本實(shí)用新型中傳動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖中標(biāo)記說(shuō)明:
[0023]I—工作臺(tái)、2—電機(jī)、3—傳動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)、4 一第一傳動(dòng)軸、5—第二傳動(dòng)軸、6—傳動(dòng)齒輪、7—齒輪齒條單兀、8—蝸輪蝸桿單兀、9一施力主軸、10—試件夾具、11一拉扭復(fù)合式傳感器、12—試件、13—垂直固定梁、14一安裝底座、15—換擋撥叉。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0025]實(shí)施例:
[0026]如圖1-2所示，一種用于汽車零部件疲勞測(cè)試的試驗(yàn)裝置，該試驗(yàn)裝置包括工作臺(tái)1、垂直設(shè)置在工作臺(tái)I上的垂直固定梁13以及與垂直固定梁13相對(duì)設(shè)置的安裝底座14，安裝底座14上設(shè)有電機(jī)2以及與電機(jī)2傳動(dòng)連接的傳動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)3，垂直固定梁13與傳動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)3之間設(shè)有試件夾具10，該試件夾具10將待測(cè)試的試件12夾緊固定在垂直固定梁13與傳動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)3之間，傳動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)3的輸入端與電機(jī)2的輸出軸固定連接，輸出端設(shè)有拉扭復(fù)合式傳感器11，并通過拉扭復(fù)合式傳感器11與試件夾具10固定連接。
[0027]試驗(yàn)裝置還包括電子控制器，該電子控制器通過電路分別與電機(jī)2、拉扭復(fù)合式傳感器11連接。
[0028]傳動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)3包括施力主軸9、與電機(jī)2的輸出軸固定連接的第一傳動(dòng)軸4、齒輪齒條單元7、蝸輪蝸桿單元8、與第一傳動(dòng)軸4平行設(shè)置的第二傳動(dòng)軸5以及設(shè)置在第二傳動(dòng)軸5上的傳動(dòng)齒輪6 ;齒輪齒條單元7中的齒輪與第一傳動(dòng)軸4鍵連接，并可移動(dòng)地設(shè)置在第一傳動(dòng)軸4上，齒輪齒條單元7中的齒條設(shè)置在施力主軸9上；蝸輪蝸桿單元8中的蝸桿與第二傳動(dòng)軸5固定連接，蝸輪蝸桿單兀8中的蝸輪與施力主軸9鍵連接，并與蝸桿相嚙合。第一傳動(dòng)軸4上還設(shè)有用于撥動(dòng)齒輪的換擋撥叉15，換擋撥叉15可以控制傳動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)3的離合，可以控制疲勞試驗(yàn)裝置的平動(dòng)、扭轉(zhuǎn)等動(dòng)作。
[0029]試件夾具10為一對(duì)，分別相向設(shè)置在垂直固定梁13與拉扭復(fù)合式傳感器11上，并將試件12的兩端夾緊固定。拉扭復(fù)合式傳感器11既可以測(cè)量扭矩，也可以測(cè)量拉力。
[0030]工作臺(tái)I的材質(zhì)為表面滲碳淬火的45鋼，其既具有較好的表面硬度，又不會(huì)破壞整體結(jié)構(gòu)的適宜剛度。
[0031]在進(jìn)行拉壓疲勞試驗(yàn)時(shí)，齒輪齒條組中的齒輪、齒條相嚙合，此時(shí)，齒輪與傳動(dòng)齒輪6相分離，電機(jī)2輸出軸將轉(zhuǎn)矩直接傳遞至第一傳動(dòng)軸4，該第一傳動(dòng)軸4通過鍵連接將轉(zhuǎn)矩傳遞至齒輪齒條組，齒輪、齒條將轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)槭┝χ鬏S9的平動(dòng)，進(jìn)而拉伸試件，調(diào)節(jié)電機(jī)2反向轉(zhuǎn)動(dòng)，施力主軸9的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生改變，進(jìn)而壓縮試件，完成一次拉壓疲勞試驗(yàn)；
[0032]在進(jìn)行扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)時(shí)，通過換擋撥叉15撥動(dòng)齒輪齒條組中的齒輪，使其與傳動(dòng)齒輪6相嚙合，此時(shí)，齒輪齒條組中的齒輪、齒條相分離，傳動(dòng)齒輪6通過第二傳動(dòng)軸5把轉(zhuǎn)矩傳遞至蝸輪蝸桿組，蝸輪、蝸桿改變轉(zhuǎn)動(dòng)的方向，并把轉(zhuǎn)矩通過鍵連接傳遞到施力主軸9，進(jìn)而扭轉(zhuǎn)試件，完成一次扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)。
[0033]在進(jìn)行拉壓疲勞試驗(yàn)時(shí)，由于蝸輪蝸桿組中的蝸輪與施力主軸9通過鍵連接，在施力主軸9前后平動(dòng)的時(shí)候，并不會(huì)帶動(dòng)蝸輪蝸桿組前后運(yùn)動(dòng)，兩者不會(huì)產(chǎn)生干涉，所以，蝸輪蝸桿組并不會(huì)影響拉壓疲勞試驗(yàn)的正常進(jìn)行。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于汽車零部件疲勞測(cè)試的試驗(yàn)裝置，該試驗(yàn)裝置包括工作臺(tái)(I)、設(shè)置在工作臺(tái)(I)上的垂直固定梁(13)以及與垂直固定梁(13)相對(duì)設(shè)置的安裝底座(14)，其特征在于，所述的安裝底座(14)上設(shè)有電機(jī)(2)以及與電機(jī)(2)傳動(dòng)連接的傳動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(3)，所述的垂直固定梁(13)與傳動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(3)之間設(shè)有試件夾具(10)，該試件夾具(10)將待測(cè)試的試件(12)夾緊固定在垂直固定梁(13)與傳動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(3)之間，所述的傳動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(3)的輸入端與電機(jī)(2)的輸出軸固定連接，輸出端設(shè)有拉扭復(fù)合式傳感器(11)，并通過拉扭復(fù)合式傳感器(11)與試件夾具(10)固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于汽車零部件疲勞測(cè)試的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的試驗(yàn)裝置還包括電子控制器，該電子控制器通過電路分別與電機(jī)(2)、拉扭復(fù)合式傳感器(11)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于汽車零部件疲勞測(cè)試的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的傳動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)(3)包括施力主軸(9)、與電機(jī)(2)的輸出軸固定連接的第一傳動(dòng)軸(4)、齒輪齒條單元(7)、蝸輪蝸桿單元(8)、與第一傳動(dòng)軸(4)平行設(shè)置的第二傳動(dòng)軸(5)以及設(shè)置在第二傳動(dòng)軸(5)上的傳動(dòng)齒輪(6); 所述的齒輪齒條單元(7)中的齒輪與第一傳動(dòng)軸(4)鍵連接，并可移動(dòng)地設(shè)置在第一傳動(dòng)軸(4)上，所述的齒輪齒條單元(7)中的齒條設(shè)置在施力主軸(9)上； 所述的蝸輪蝸桿單元(8)中的蝸桿與第二傳動(dòng)軸(5)固定連接，所述的蝸輪蝸桿單元(8)中的蝸輪與施力主軸(9)鍵連接，并與蝸桿相嚙合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于汽車零部件疲勞測(cè)試的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的第一傳動(dòng)軸(4)上還設(shè)有用于撥動(dòng)齒輪的換擋撥叉(15)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于汽車零部件疲勞測(cè)試的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的試件夾具(10)為一對(duì)，分別相向設(shè)置在垂直固定梁(13)與拉扭復(fù)合式傳感器(11)上，并將試件(12)的兩端夾緊固定。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種用于汽車零部件疲勞測(cè)試的試驗(yàn)裝置，該試驗(yàn)裝置包括工作臺(tái)、垂直固定梁以及與垂直固定梁相對(duì)設(shè)置的安裝底座，所述的安裝底座上設(shè)有電機(jī)以及與電機(jī)傳動(dòng)連接的傳動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，所述的垂直固定梁與傳動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)之間設(shè)有試件夾具，所述的傳動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的輸入端與電機(jī)的輸出軸固定連接，輸出端設(shè)有拉扭復(fù)合式傳感器，并通過拉扭復(fù)合式傳感器與試件夾具固定連接，所述的試驗(yàn)裝置還包括電子控制器，該電子控制器通過電路分別與電機(jī)、拉扭復(fù)合式傳感器連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊，實(shí)用性好，適用范圍廣，通過改變齒輪的嚙合位置，可方便實(shí)現(xiàn)扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)與拉伸疲勞試驗(yàn)，有效縮短疲勞試驗(yàn)的周期。
【IPC分類】G01M17-007
【公開號(hào)】CN204514609
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520111954
【發(fā)明人】周鋐, 李冰杰, 劉浩
【申請(qǐng)人】同濟(jì)大學(xué)
【公開日】2015年7月29日
【申請(qǐng)日】2015年2月16日