一种拆装灵活的齿条弯曲疲劳试验夹具的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种拆装灵活的齿条弯曲疲劳试验夹具，包括齿条上压螺栓、齿条上压垫圈、齿条紧固螺栓、楔形块，楔形块紧固螺栓，齿条前后挡板，齿条夹具底座。夹具底座分两部分：一部分是与试验机振动台连接，主要通过螺栓与试验机振动台上的梯形槽连接，用于固定夹具；一部分是倾斜的用于放置齿条的夹具底座，两部分通过焊接连接在一起成V形结构。夹具主要通过上压螺栓、底座、紧固螺栓、楔形块将试验齿条的六个自由度加以约束，保证试验过程中齿条固定不动，满足试验要求。加载装置与试验设备的加载部分连接。本发明采用紧固螺栓和上压螺栓试验齿条加紧，由于紧固螺栓与上压垫圈是可调的，因此试验的齿条厚度，模数大小也是可调的，从而大大缩短了齿轮弯曲疲劳试验夹具的设计和制造周期，降低了夹具成本，提高了试验效率。
【专利说明】一种拆装灵活的齿条弯曲疲劳试验夹具
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种拆装灵活的齿条弯曲疲劳夹具结构，尤其是指一种用于齿条弯曲疲劳试验时，在疲劳试验机上对齿条进行6个自由度约束固定的装置。本发明能提高试验精度，改善齿条疲劳试验质量，结构简单，成本低，便于安装与拆卸。
【背景技术】
[0002]齿条作为传动系统基础元件广泛应用于工业的各个领域。如三峡升船机，海洋平台等，都采用大模数齿条与小齿轮的共同作用，以实现升船机等结构的上下往复运动。齿条的制造加工、材料热处理方式的不同都会影响其使用寿命的长短，为保证其正常工作，需要研究者对齿条的寿命进行评估预测，以及时的更换备件，避免给国家和人民造成重大损失。随着对结构疲劳检测设备和检测方法的不断更新和改进，目前齿轮接触和弯曲寿命预测也越来越精确，进而大大降低了机械设备由于齿轮失效而造成重大损失。目前对齿轮弯曲疲劳试验均采用单齿或双齿加载方法，即加载压头直接与齿轮齿顶接触，通过施加脉动载荷，实现齿轮失效。对齿条的弯曲疲劳试验一般借助对齿轮的试验来获得其疲劳寿命，实质上齿条与齿轮的差别还是很大的，通过齿轮获得的齿条疲劳寿命数据与实际相比是有一定差距的，因此需要研究者对齿条弯曲疲劳寿命进行试验，其试验夹具的设计也是试验过程中不可或缺的一部分。本发明是在借助于齿轮单齿加载方案的基础上，对齿条弯曲疲劳试验夹具进行了设计。齿条作为传动系统基础元件广泛应用于工业的各个领域。如三峡升船机，海洋平台等，都采用大模数齿条与小齿轮的共同作用，以实现升船机等结构的上下往复运动。齿条的制造加工、材料热处理方式的不同都会影响其使用寿命的长短，为保证其正常工作，需要研究者对齿条的寿命进行评估预测，以及时的更换备件，避免给国家和人民造成重大损失。随着对结构疲劳检测设备和检测方法的不断更新和改进，目前齿轮接触和弯曲寿命预测也越来越精确，进而大大降低了机械设备由于齿轮失效而造成重大损失。目前对齿轮弯曲疲劳试验均采用单齿或双齿加载方法，即加载压头直接与齿轮齿顶接触，通过施加脉动载荷，实现齿轮失效。对齿条的弯曲疲劳试验一般借助对齿轮的试验来获得其疲劳寿命，实质上齿条与齿轮的差别还是很大的，通过齿轮获得的齿条疲劳寿命数据与实际相比是有一定差距的，因此需要研究者对齿条弯曲疲劳寿命进行试验，其试验夹具的设计也是试验过程中不可或缺的一部分。本发明是在借助于齿轮单齿加载方案的基础上，对齿条弯曲疲劳试验夹具进行了设计。
【发明内容】
[0003]为满足对齿条的弯曲疲劳进行试验，本发明的目的是提供一种拆装便捷、灵活性好、适用范围广、操作简单、性能稳定的齿条弯曲疲劳试验夹具。为了实现上述目的，本发明提供了一种拆装灵活的齿条弯曲疲劳试验夹具，包括齿条上压螺栓、齿条上压垫圈、齿条紧固螺栓、楔形块，楔形块紧固螺栓，齿条夹具底座，前后挡板。其特征在于:夹具通过改变紧固螺栓、楔形块、楔形块紧固螺栓、齿条上压螺栓、上压垫圈以及齿条底座，来对齿条的六个自由度进行约束，以保证试验过程齿条的稳定性。
[0004]进一步地，所述的夹具底座是一个V型结构，底座包含水平部分和倾斜一定角度的楔形部分，水平部分主要通过4个高强螺栓与疲劳试验机振动台上的梯形槽连接以固定夹具结构与振动平台固定在一起；楔形部分主要用于放置齿条，楔形部分的上部有上压螺栓和齿条上压螺栓和齿条上压垫圈，上压螺栓通过其轴向预紧力和楔形部分一起约束试验夹具。进一步地，所述的夹具底座的楔形部分具有一定的倾斜角，该角度的存在主要防止试验过程，(I)加载压头与试验件发生干涉；(2)齿条的稳定性要求。进一步地，所述齿条紧固螺栓共有2对，位于与楔形底座相连的前后挡板上，操作者可以通过拧动螺栓，通过螺栓施加给试验齿条的预紧力，以约束试验件齿条的自由度，同时可以通过改变螺栓伸出挡板的长度来实现试验件齿条齿宽大小的改变。进一步地，所述水平底座上安装楔形块和楔形块紧固螺栓，可以通过螺栓的轴向运动实现楔形块对齿条施加载荷，达到约束齿条的效果，另外楔形块可以根据试验的齿条模数大小，更换不同大小的楔形块，以保证夹具可满足具有一定尺寸变化的齿条试验需要。进一步地，所述的与楔形底座连接的前后挡板与楔形底座间是通过焊接进行连接的。挡板间的距离决定试验齿条的最大齿宽。本发明的拆装灵活的齿条弯曲疲劳试验夹具，由齿条上压螺栓、齿条上压垫圈、齿条紧固螺栓、楔形块，楔形块紧固螺栓，齿条夹具底座组成，实现对试验齿条的六个自由度完全约束。夹具的底座采用四个高强螺栓与试验机振动台连接，以保证夹具使用过程的稳定性和拆装的方便性。
[0005]在结构布局方面，采用螺纹副对齿条进行预紧固定，同时借助楔形底座实现对齿条自由度的约束。采用齿条预紧螺栓伸出长度实现对不同齿宽的齿条进行固定。因此本发明具有拆卸方便、结构稳定、适用范围宽、结构简单和造价成本低等优点和效果。
[0006]【专利附图】
【附图说明】
图1为本发明拆装灵活的齿条弯曲疲劳试验夹具示意图；
图2为本发明实施例示意图；
图中，I——上压头紧固螺栓 2——上压头紧固螺母 3—一上压头 4——齿条上压螺栓5——齿条上压垫圈 6——齿条夹具底座 7——底座紧固螺母8——底座紧固螺栓 9——齿条紧固螺栓 10——齿条前后挡板 11—齿条试件 12——楔形块 13——楔形块紧固螺栓 14——试验机振动台
【具体实施方式】
[0007]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步详细说明。
[0008]实施例1
图2示意性的示出了本发明优选实施例的结构,如图所示,本优选实施例包括齿条上压螺栓、齿条上压垫圈、齿条紧固螺栓、楔形块，楔形块紧固螺栓，前后挡板，齿条夹具底座，试验件齿条。所述的，试验件齿条主要通过齿条上压螺栓及垫圈、齿条紧固螺栓、楔形块以及楔形块紧固螺栓和楔形夹具坐来实现对齿条空间6个自由度的约束。
[0009]在结构布局方面，支撑齿条紧固螺栓的前后挡板，挡板间有一定的宽度以保证对不同齿宽的齿条进行试验，另外紧固螺栓通过螺旋副的作用对试件施加载荷以保证齿条稳定。楔形块的大小也可以随齿条大小的不同而进行更换，以保证夹具的使用范围。因此本发明具有更换与安装试验件方便、适用范围宽，结构简单和造价成本低等优点和效果。
[0010]由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
【权利要求】
1.一种拆装灵活的齿条弯曲疲劳试验夹具，包括齿条上压螺栓、齿条上压垫圈、齿条紧固螺栓、楔形块，楔形块紧固螺栓，齿条夹具底座，其特征在于:夹具通过改变紧固螺栓、楔形块、楔形块紧固螺栓、齿条上压螺栓、上压垫圈以及齿条夹具底座，来对齿条的六个自由度进行约束，以保证试验过程齿条的稳定性。
2.如权利要求1所述的一种拆装灵活的齿条弯曲疲劳试验夹具，其特征在于:所述夹具底座是V型结构，水平部分，通过四个高强螺栓与试验机振动台上的梯形槽连接，实现夹具的固定；另一部分，做成一个倾斜一定角度的楔形底座，试验的齿条底面可与夹具紧密的贴在一起，以防止试验过程中，压头与齿条产生干涉，同时保证试验过程中齿条的稳定性。
3.如权利要求2所述的一种拆装灵活的齿条弯曲疲劳试验夹具，其特征在于:所述夹具前后有前后挡板，挡板上装有两对紧固螺栓，可以调节螺栓使螺栓对试验齿条产生预紧压力以保证试验过程中，齿条不发前后移动；另外，改变螺栓伸出的长度，可以实现对不同齿宽的齿条进行试验。
4.如权利要求1所述的一种拆装灵活的齿条弯曲疲劳试验夹具，其特征在于:所述夹具水平底座上的楔形块和楔形快紧固螺栓与夹具的楔形底座一起固定齿条在水平方向的约束，通过改变楔形块紧固螺栓可以实现楔形块对齿条施加载荷，改变紧固螺栓伸出的尺寸可以改变试验件齿条的模数大小。
5.如权利要求1所述的一种拆装灵活的齿条弯曲疲劳试验夹具，其特征在于:所述夹具通过其上压螺栓和上压垫圈共同对齿条上端施加预紧载荷，以保证试验过程中，试验件齿条不会发生反转，保证试验的顺利开展。
【文档编号】G01N3/04GK103792137SQ201210417910
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2012年10月29日 优先权日:2012年10月29日
【发明者】王明旭, 李永祥, 王振, 杨磊 申请人:河南工业大学