一种扭簧抗疲劳性能试验台

1.本发明涉及试验装置技术领域，特别是涉及一种扭簧抗疲劳性能试验台。


背景技术：

2.扭簧是一种可提供弹性力的组件，一般采用弹簧钢制作，用以控制机件的运动、缓和冲击或震动、贮蓄能量，在汽车、机床、电器、航空飞行器等领域广泛应用。扭簧在安装使用之前需通过试验台进行抗疲劳试验，通过对不同材料的扭簧进行抗疲劳性能扭转试验，从而选出抗疲劳性能较好材料的扭簧。现有的试验台中一般直接采用伺服电机连接驱动对扭簧实现扭转，使得伺服电机频繁的正反转，容易产生大量的反电动势以及大量的热量，因此需要额外的消除反电动势设备和散热设备，同时会减少伺服电机的使用寿命。


技术实现要素：

3.为解决以上技术问题，本发明提供一种扭簧抗疲劳性能试验台，无需增加额外的设备，同时避免影响旋转驱动部件的使用寿命。
4.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
5.本发明提供一种扭簧抗疲劳性能试验台，包括机架、动力机构、导轨机构、摇杆机构、联轴器和夹具机构，所述动力机构包括旋转驱动部件、转盘、曲柄拨杆和第一轴承，所述旋转驱动部件设置于所述机架上，所述旋转驱动部件的动力输出轴上固定有所述转盘，所述曲柄拨杆的一端能够拆卸地安装于所述转盘上，所述曲柄拨杆的另一端安装有所述第一轴承；所述导轨机构包括支撑架、第一支撑组件、导轨轴和导轨，所述支撑架设置于所述机架上且位于所述转盘的一侧，所述第一支撑组件设置于所述支撑架上，所述导轨轴转动安装于所述第一支撑组件上，所述导轨轴靠近所述转盘一端的下部固定有所述导轨，所述导轨的上部和下部分别设置有上导轨槽和下导轨槽，所述第一轴承滑动安装于所述上导轨槽中；所述摇杆机构包括第二支撑组件、摇杆轴、摇杆、摇杆拨杆和第二轴承，所述第二支撑组件设置于所述机架上且位于所述支撑架的下方，所述摇杆轴转动安装于所述第二支撑组件上，所述摇杆轴靠近所述导轨一端的下部固定有所述摇杆，所述摇杆下端靠近所述导轨的一侧固定有所述摇杆拨杆，所述摇杆拨杆远离所述摇杆的一端安装有所述第二轴承，所述第二轴承滑动安装于所述下导轨槽中；所述夹具机构包括第三支撑组件、夹具轴和两个定位部件，所述第三支撑组件设置于所述机架上且位于所述第二支撑组件远离所述导轨的一侧，所述夹具轴转动安装于所述第三支撑组件上，所述夹具轴的两端分别设置有一个安装槽，所述定位部件用于安装于所述安装槽中，所述第三支撑组件的两侧分别设置有多个安装孔，所述安装槽用于安装扭簧的一端并能够通过所述定位部件进行顶紧定位，所述安装孔用于安装所述扭簧的另一端，所述夹具轴的一端用于通过所述联轴器与所述摇杆轴的一端连接。
6.优选地，所述旋转驱动部件包括伺服电机和电机座，所述电机座固定于所述机架上，所述伺服电机安装于所述电机座上，所述伺服电机的动力输出轴上固定有所述转盘。
7.优选地，所述转盘上设置有多个定位孔，各所述定位孔的中心点与所述转盘的中心点之间的距离互不相同，所述曲柄拨杆的一端用于安装于任一所述定位孔中。
8.优选地，所述动力机构还包括多个第一螺栓，各所述定位孔的周边设置有多个第一螺孔，所述曲柄拨杆的一端设置有安装板，所述安装板上设置有多个第一通孔，所述曲柄拨杆设置有所述安装板的一端用于伸入任一所述定位孔中，各所述第一螺栓用于穿过一个所述第一通孔并安装于一个所述第一螺孔中。
9.优选地，所述动力机构还包括第一轴用挡圈，所述第一轴用挡圈安装于所述曲柄拨杆远离所述转盘的一端且位于所述第一轴承的外侧。
10.优选地，所述第一支撑组件包括两个第一支座，两个所述第一支座固定于所述支撑架的上部，所述导轨轴转动安装于两个所述第一支座上；所述第二支撑组件包括两个第二支座，两个所述第二支座固定于所述机架上，所述摇杆轴转动安装于两个所述第二支座上。
11.优选地，所述摇杆机构还包括第二轴用挡圈，所述第二轴用挡圈安装于所述摇杆拨杆远离所述摇杆的一端且位于所述第二轴承的外侧。
12.优选地，所述第三支撑组件包括两个第三支座，两个所述第三支座固定于所述机架上，所述夹具轴转动安装于两个所述第三支座上，各所述第三支座上设置有多个所述安装孔。
13.优选地，所述夹具机构还包括多个第二螺栓，所述夹具轴的两端分别设置有多个第二螺孔，所述定位部件包括定位板和垂直设置于所述定位板一侧的固定板，所述固定板上设置有多个第二通孔，所述定位板用于插入所述安装槽中，各所述第二螺栓用于穿过一个所述第二通孔并安装于一个所述第二螺孔中。
14.优选地，所述夹具机构还包括手柄、刻度盘和指针，所述刻度盘固定于靠近所述第二支撑组件的所述第三支座的内侧，所述指针固定套设于所述夹具轴上，且所述指针位于两个所述第三支座之间，所述手柄安装于所述夹具轴远离所述联轴器的一端。
15.本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
16.本发明提供的扭簧抗疲劳性能试验台，包括机架、动力机构、导轨机构、摇杆机构、联轴器和夹具机构，夹具机构包括第三支撑组件、夹具轴和两个定位部件，夹具轴的两端分别设置有一个安装槽，第三支撑组件的两侧分别设置有多个安装孔，扭簧的一端安装于安装槽并通过定位部件进行顶紧定位，扭簧的另一端安装于安装孔中，夹具轴的一端用于通过联轴器与摇杆轴的一端连接。旋转驱动部件带动转盘上的曲柄拨杆转动，曲柄拨杆在上导轨槽中作相对滑动，从而使导轨绕导轨轴转动，接着导轨带动摇杆拨杆沿下导轨槽作相对滑动，从而使摇杆绕摇杆轴转动，摇杆轴通过联轴器把扭矩传递到夹具轴上，从而对扭簧作往复扭转试验。本发明中通过采用曲柄摇杆机构使得仅需要旋转驱动部件向一个方向转动即可实现摇杆的往复摆动，进而使得摇杆轴和夹具轴往复旋转，来完成对扭簧抗疲劳性能试验的研究，无需增加额外的设备，同时避免影响旋转驱动部件的使用寿命。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施
例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本发明提供的扭簧抗疲劳性能试验台的主视图；
19.图2为本发明提供的扭簧抗疲劳性能试验台的立体结构示意图；
20.图3为本发明提供的扭簧抗疲劳性能试验台去除机架和支撑架后的结构示意图；
21.图4为本发明提供的扭簧抗疲劳性能试验台的工作原理图；
22.图5为本发明提供的扭簧抗疲劳性能试验台中动力机构的结构示意图；
23.图6为本发明提供的扭簧抗疲劳性能试验台中导轨机构的结构示意图；
24.图7为本发明提供的扭簧抗疲劳性能试验台中摇杆机构的结构示意图；
25.图8为本发明提供的扭簧抗疲劳性能试验台中摇杆机构的剖视图；
26.图9为本发明提供的扭簧抗疲劳性能试验台中夹具机构和联轴器的结构示意图；
27.图10为本发明提供的扭簧抗疲劳性能试验台中夹具机构的剖视图；
28.图11为本发明提供的扭簧抗疲劳性能试验台的夹具机构中夹具轴的结构示意图；
29.图12为本发明提供的扭簧抗疲劳性能试验台的夹具机构中定位部件的结构示意图；
30.图13为本发明提供的扭簧抗疲劳性能试验台的夹具机构中第三支座的结构示意图；
31.图14为采用本发明提供的扭簧抗疲劳性能试验台进行试验的旋向为顺时针的扭簧的结构示意图；
32.图15为采用本发明提供的扭簧抗疲劳性能试验台进行试验的旋向为逆时针的扭簧的结构示意图。
33.附图标记说明：100、扭簧抗疲劳性能试验台；1、机架；11、第一支架；12、第二支架；13、第一支板；14、第二支板；2、动力机构；21、电机座；22、伺服电机；23、转盘；24、曲柄拨杆；25、第一轴承；26、安装板；27、定位孔；28、第一螺孔；29、第一螺栓；3、导轨机构；31、支撑架；311、支撑板；312、支腿板；32、第一支座；33、导轨轴；34、导轨；35、上导轨槽；36、下导轨槽；4、摇杆机构；41、第二支座；42、摇杆轴；43、摇杆；44、摇杆拨杆；45、第二轴承；46、第二轴用挡圈；47、第四轴承；5、联轴器；6、夹具机构；61、第三支座；62、夹具轴；63、安装槽；64、定位部件；641、定位板；642、固定板；643、第二通孔；65、第二螺孔；66、安装孔；67、手柄；671、穿设杆；672、把手杆；68、刻度盘；69、指针；610、第二螺栓；611、第五轴承；7、扭簧。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.本发明的目的是提供一种扭簧抗疲劳性能试验台，无需增加额外的设备，同时避免影响旋转驱动部件的使用寿命。
36.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
37.如图1-图15所示，本实施例提供一种扭簧抗疲劳性能试验台100，包括机架1、动力机构2、导轨机构3、摇杆机构4、联轴器5和夹具机构6，动力机构2包括旋转驱动部件、转盘23、曲柄拨杆24和第一轴承25，旋转驱动部件设置于机架1上，旋转驱动部件的动力输出轴上固定有转盘23，曲柄拨杆24的一端能够拆卸地安装于转盘23上，曲柄拨杆24的另一端安装有第一轴承25；导轨机构3包括支撑架31、第一支撑组件、导轨轴33和导轨34，支撑架31设置于机架1上且位于转盘23的一侧，第一支撑组件设置于支撑架31上，导轨轴33转动安装于第一支撑组件上，导轨轴33靠近转盘23一端的下部固定有导轨34，导轨34的上部和下部分别设置有上导轨槽35和下导轨槽36，上导轨槽35和下导轨槽36均沿导轨34的长度方向延伸设置，第一轴承25滑动安装于上导轨槽35中；摇杆机构4包括第二支撑组件、摇杆轴42、摇杆43、摇杆拨杆44和第二轴承45，第二支撑组件设置于机架1上且位于支撑架31的下方，摇杆轴42转动安装于第二支撑组件上，摇杆轴42靠近导轨34一端的下部固定有摇杆43，摇杆43下端靠近导轨34的一侧固定有摇杆拨杆44，摇杆拨杆44远离摇杆43的一端安装有第二轴承45，第二轴承45滑动安装于下导轨槽36中；夹具机构6包括第三支撑组件、夹具轴62和两个定位部件64，第三支撑组件设置于机架1上且位于第二支撑组件远离导轨34的一侧，夹具轴62转动安装于第三支撑组件上，夹具轴62的两端分别设置有一个安装槽63，定位部件64用于安装于安装槽63中，第三支撑组件的两侧分别设置有多个安装孔66，安装槽63用于安装扭簧7的一端并能够通过定位部件64进行顶紧定位，安装孔66用于安装扭簧7的另一端，可以根据扭簧7的另一端到扭簧7轴线距离的不同，选择不同的安装孔66，夹具轴62的一端用于通过联轴器5与摇杆轴42的一端连接；旋转驱动部件的动力输出轴、曲柄拨杆24、导轨轴33、摇杆轴42、摇杆拨杆44和夹具轴62的中心轴线相互平行。
38.如图14和图15所示，扭簧7分为顺、逆时针两个方向旋转，因此在夹具轴62的两端可以同时安装两个不同旋向的扭簧7，进行扭转抗疲劳性能试验，具体地，扭簧7的一端安装于安装槽63并通过定位部件64进行顶紧定位，扭簧7的另一端安装于安装孔66中，夹具轴62的一端用于通过联轴器5与摇杆轴42的一端连接。旋转驱动部件带动转盘23上的曲柄拨杆24转动，曲柄拨杆24在上导轨槽35中作相对滑动，从而使导轨34绕导轨轴33转动，接着导轨34带动摇杆拨杆44沿下导轨槽36作相对滑动，从而使摇杆43绕摇杆轴42转动，摇杆轴42通过联轴器5把扭矩传递到夹具轴62上，从而对扭簧7作往复扭转试验。本实施例中通过采用曲柄摇杆机构使得仅需要旋转驱动部件向一个方向转动即可实现摇杆43的往复摆动，进而使得摇杆轴42和夹具轴62往复旋转，来完成对扭簧7抗疲劳性能试验的研究，无需增加额外的设备，即无需增加额外的消除反电动势设备和散热设备，同时避免影响旋转驱动部件的使用寿命。
39.如图5所示，旋转驱动部件包括伺服电机22和电机座21，电机座21固定于机架1上，伺服电机22安装于电机座21上，伺服电机22的动力输出轴上固定有转盘23，通过采用曲柄摇杆机构使得伺服电机22向一个方向转动即可实现摇杆43的往复摆动，避免减少伺服电机22的使用寿命。
40.转盘23上设置有多个定位孔27，各定位孔27的中心点与转盘23的中心点之间的距离互不相同，曲柄拨杆24的一端用于安装于任一定位孔27中。通过将曲柄拨杆24安装于不同的定位孔27中能够改变不同的曲柄半径，可以改变摇杆43的摆动角度，进而实现对扭簧7不同的扭转转角实验。
41.动力机构2还包括多个第一螺栓29，各定位孔27的周边设置有多个第一螺孔28，曲柄拨杆24的一端设置有安装板26，安装板26上设置有多个第一通孔，曲柄拨杆24设置有安装板26的一端用于伸入任一定位孔27中，各第一螺栓29用于穿过一个第一通孔并安装于一个第一螺孔28中，进而实现将曲柄拨杆24固定于转盘23上。
42.于本具体实施例中，转盘23上设置有三个定位孔27，各定位孔27周边设置有三个第一螺孔28。
43.动力机构2还包括第一轴用挡圈，第一轴用挡圈安装于曲柄拨杆24远离转盘23的一端且位于第一轴承25的外侧，进而对第一轴承25的外侧进行轴向定位，第一轴承25的内侧通过曲柄拨杆24的轴肩进行轴向定位，第一轴承25的内圈固定套设于曲柄拨杆24上。本实施例中的第一轴承25为62900zz轴承。
44.如图6所示，第一支撑组件包括两个第一支座32，两个第一支座32固定于支撑架31的上部，导轨轴33转动安装于两个第一支座32上。具体地，各第一支座32中设置有一个用于安装导轨轴33的第三轴承。
45.如图7和图8所示，第二支撑组件包括两个第二支座41，两个第二支座41固定于机架1上，摇杆轴42转动安装于两个第二支座41上。具体地，各第二支座41中设置有一个用于安装摇杆轴42的第四轴承47。
46.摇杆机构4还包括第二轴用挡圈46，第二轴用挡圈46安装于摇杆拨杆44远离摇杆43的一端且位于第二轴承45的外侧，进而对第二轴承45的外侧进行轴向定位，第二轴承45的内侧通过摇杆拨杆44的轴肩进行轴向定位，第二轴承45的内圈固定套设于摇杆拨杆44上。本实施例中的第二轴承45为62900zz轴承。
47.如图9-图13所示，第三支撑组件包括两个第三支座61，两个第三支座61固定于机架1上，夹具轴62转动安装于两个第三支座61上，各第三支座61上设置有多个安装孔66。具体地，各第三支座61中设置有一个用于安装夹具轴62的第五轴承611，各第三支座61上设置有两个安装孔66。
48.夹具机构6还包括多个第二螺栓610，夹具轴62的两端分别设置有多个第二螺孔65，定位部件64包括定位板641和垂直设置于定位板641一侧的固定板642，固定板642上设置有多个第二通孔643，本实施例中的安装槽63为贯穿夹具轴62端面的长槽，且安装槽63的延伸方向与夹具轴62的轴线方向一致，定位板641用于插入安装槽63中，各第二螺栓610用于穿过一个第二通孔643并安装于一个第二螺孔65中，进而将定位部件64固定于夹具轴62的端部，实现对位于安装槽63中的扭簧7的轴向顶紧定位。
49.夹具机构6还包括手柄67、刻度盘68和指针69，刻度盘68固定于靠近第二支撑组件的第三支座61的内侧，指针69固定套设于夹具轴62上，且指针69位于两个第三支座61之间，手柄67安装于夹具轴62远离联轴器5的一端。夹具轴62上的手柄67可以对扭簧7施加一定角度的预紧转角，通过配合指针69和刻度盘68能够设定具体的预紧转角，然后通过联轴器5和摇杆轴42相连，从而对扭簧7作往复扭转试验。
50.具体地，手柄67包括穿设杆671和垂直固定于穿设杆671一端的把手杆672，穿设杆671垂直贯穿夹具轴62的一端，穿设杆671的轴线方向与夹具轴62的轴向方向相垂直。
51.具体地，机架1包括第一支架11、第二支架12、第一支板13和第二支板14，第二支架12固定于第一支架11的一侧，第一支板13固定于第一支架11的顶部，第二支板14固定于第
二支架12的顶部，且第一支板13的设置高度高于第二支板14的设置高度，第一支板13与第二支板14之间存在空隙。支撑架31包括支撑板311和两个支腿板312，两个支腿板312设置于支撑板311下部的两侧，两个第一支座32通过螺钉固定于支撑板311上。电机座21通过螺钉固定于第一支板13上，支腿板312、第二支座41和第三支座61均通过螺钉固定于第二支板14上，且第二支座41位于支撑板311的下方，导轨34和摇杆43位于第一支板13和第二支板14之间的空隙中。
52.具体使用过程为：在夹具轴62两端的两个安装槽63中分别安装两个旋向不同的扭簧7，并将扭簧7的另一端插入一个安装孔66中，将定位板641插入安装槽63中并通过第二螺栓610将固定板642固定于夹具轴62端部，以实现对扭簧7的顶紧定位，将手柄67的穿设杆671插入夹具轴62的一端，握住把手杆672转动夹具轴62对扭簧7施加一定角度的预紧转角，然后将夹具轴62的另一端通过联轴器5与摇杆轴42连接，之后开启伺服电机22，伺服电机22向一个方向转动即可实现摇杆43的往复摆动，进而使得摇杆轴42和夹具轴62往复旋转，来完成对扭簧7抗疲劳性能试验的研究。
53.本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。