一種用于汽車零部件疲勞測試的試驗裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于汽車機械技術領域，涉及一種用于汽車零部件疲勞測試的試驗裝置。
【背景技術】
[0002]許多機械零件和工程構(gòu)件，是承受交變載荷工作的。當材料或結(jié)構(gòu)在交變載荷的作用下，雖然應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)過長時間的應力反復循環(huán)作用后，也會發(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、作用時間長、斷裂瞬時發(fā)生且疲勞斷裂區(qū)為脆性等特點。在汽車生產(chǎn)制造過程中，汽車零部件的疲勞試驗時提高汽車耐久性的重要方法。而疲勞試驗機是檢測材料、零部件、結(jié)構(gòu)疲勞性能的重要儀器設備，是材料行業(yè)和各級質(zhì)監(jiān)部門對材料性能檢測最常用的設備之一。
[0003]目前，大多數(shù)疲勞試驗機均通過液壓系統(tǒng)控制，這使得試驗機存在整體尺寸大、結(jié)構(gòu)復雜、控制不夠精確等技術缺陷，而且液壓疲勞試驗機的成本較高，對維護的要求與試驗環(huán)境的要求也高。另外，大部分疲勞試驗機只能實現(xiàn)單一的拉伸或扭轉(zhuǎn)疲勞試驗，難以在同一臺機器上進行多種疲勞試驗，而且不能實現(xiàn)在同一臺機器上對不同大小與形狀的試件進行試驗，設備的通用性不足。這無疑會給汽車零部件的檢測工作帶來不利影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

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