一种机械式金属材料扭转疲劳试验机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种机械式金属材料扭转疲劳试验机，属于试验设备领域。本试验机采用涡轮和蜗杆的组合产生扭转带动上面传动轴运动，进而带动待测的试验轴产生扭转。在扭转的力矩传递路径上，设有双万向联轴和弹簧，双万向联轴器既可以将下方产生的动力传递给上方的传动轴，也能够降低扭转到最大角度时带来的缓冲，同时提高了轴系动态性能；而弹簧既可以传递扭转动力又能减小扭转对装置带来的磨损。另外，该装置中的工作台通过升降夹可调节式固定于外框架上，可以根据试验轴的不同尺寸调整夹具之间的距离。

【技术实现步骤摘要】
一种机械式金属材料扭转疲劳试验机
本技术属于试验设备领域，具体涉及一种机械式金属材料扭转疲劳试验机。
技术介绍
随着汽车行业的发展，汽车传动轴作为汽车动力传动装置的主要零件之一，对其性能要求越加严格，其具体体现就是其扭转性能，传动轴的工作形式就是通过高速扭转来带动其他零件工作。因此对传动轴的扭转性能的测定是必要的。然而，目前针对金属材料扭转疲劳的试验设备并不多，特别是针对类似传动轴的扭转性能测定的设备更是极为欠缺。因此有待于涉及一种金属材料扭转疲劳试验机，以服务于传动轴扭转性能的测定。
技术实现思路
本技术的目的在于解决现有技术中存在的问题，并提供一种机械式金属材料扭转疲劳试验机。本技术所采用的具体技术方案如下：机械式金属材料扭转疲劳试验机，其包括底座和试验机本体，所述的试验机本体设置于底座上；试验机本体中具有起固定支撑作用的外框架，工作台通过升降夹固定于外框架上；工作台中部设有用于容纳试验轴的贯通孔，且工作台中部在贯通孔上方位置固定有第一卡具，待测试的试验轴通过第一卡具固定并穿过工作台的贯通孔；试验轴底部固定有第二卡具；第二卡具的正下方设有一块金属板，且第二卡具周向通过若干条弹簧与金属板相连；金属板底部通过支架固定于第一传动轴上并随第一传动轴转动；第一传动轴通过双万向联轴器与第二传动轴相连，第二传动轴外部套有位置固定的轴承；第二传动轴底部与涡轮固定且同步转动，涡轮与蜗杆连接，构成传动结构。作为优选，所述的升降夹可滑动式固定于垂直的外框架上。作为优选，所述的蜗杆为往复蜗杆。作为优选，所述的第二传动轴底部固定有金属圆盘，所述的涡轮同轴套设于金属圆盘上方的第二传动轴外部，且涡轮与金属圆盘之间通过销连接，以限制两者发生相对位移。作为优选，所述的第二卡具呈圆盘形，且所述的弹簧至少具有两条，沿第二卡具的周向均布。本技术的机械式金属材料扭转疲劳试验机，采用涡轮和蜗杆的组合产生扭转带动上面传动轴运动，进而带动待测的试验轴产生扭转。在扭转的力矩传递路径上，设有双万向联轴和弹簧，双万向联轴器既可以将下方产生的动力传递给上方的传动轴，也能够降低扭转到最大角度时带来的缓冲，同时提高了轴系动态性能；而弹簧既可以传递扭转动力又能减小扭转对装置带来的磨损。另外，该装置中的工作台通过升降夹可调节式固定于外框架上，可以根据试验轴的不同尺寸调整夹具之间的距离。附图说明图1为本技术机械式金属材料扭转疲劳试验机的结构示意图。图2为往复蜗杆的结构示意图。图中：顶架1、第一卡具2、工作台3、弹簧4、升降夹5、金属板6、支架7、第一传动轴8、双万向联轴器9、轴承10、蜗杆11、涡轮12、外框架13、底座14、试验轴15、第二卡具16、第二传动轴17。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术做进一步阐述和说明。本技术中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。如图1所示，一种机械式金属材料扭转疲劳试验机，其主要构件包括底座14和试验机本体上。底座14为一块底部固定有4个支脚的平台，试验机本体设置于底座上。试验机本体中具有起固定支撑作用的外框架13，外框架13包含多条竖向的杆件，其顶部均固定在顶架1上，形成一个起固定支撑作用的整体框架结构。工作台3为平整的平台，工作台3中部设有用于容纳试验轴15的贯通孔。贯通孔的内径应不小于试验轴15的外径。该平台两侧通过升降夹5固定于外框架13上的竖向杆件上。升降夹5为嵌套在竖向杆件或夹持在竖向杆件上的夹子，但其以可滑动方式固定，即在竖向杆件上的高度可调。该固定方式可以通过设置于夹子上的紧固螺丝等方式实现。外框架13内部的空间作为扭转疲劳试验区域，工作台3中部在贯通孔上方位置固定有第一卡具2，待测试的试验轴15通过第一卡具2固定并穿过工作台3的贯通孔，试验轴15底部固定有第二卡具16。第一卡具2、第二卡具16的形状结构不限，只要能够实现固定试验轴15的两端即可，三者在固定状态下以刚性固定，无法相对转动。但第一卡具2、第二卡具16与固定试验轴15之间均以可拆卸的方式进行固定，当试验结束后即可将试验轴15拆卸或者更换新的试验轴15。而且，工作台3在外框架13上可以自由的上下调节，使得第一卡具2、第二卡具16之间的距离也能够调节，由此可适应不同待测试验轴15的长度，且也可以控制试验轴15的扭转长度。本实施例中，第二卡具16呈圆盘形，第二卡具16的正下方设有一块圆盘形的金属板6，且第二卡具16周向通过多条弹簧4与金属板6相连。弹簧4至少具有两条，可设置4条，沿第二卡具16的周向等角度均布，弹簧4在金属板6上的连接点也沿金属板6周向均布。由此，在金属板6与第二卡具16之间形成了一个非刚性的扭矩传递结构，既将下面产生的扭转效果传递给待测金属轴，又避免了将扭转直接刚性地传给待测金属轴而产生的不必要磨损。金属板6底部通过支架7固定于第一传动轴8上。本实施例中，支架7有一条主轴和若干肋杆组成，金属板6与主轴固定连接，两者之间再通过肋进行加强，使得金属板6随第一传动轴8同步转动。第一传动轴8通过双万向联轴器9与第二传动轴17相连，第二传动轴17外部套有轴承10。轴承10通过固定件固定于底座14或者外框架13上，因此其位置被完全固定，当第二传动轴17相穿过轴承10后其水平位移被限制，仅能够轴向旋转。双万向联轴器9具有传递扭矩、缓冲、减震和提高轴系动态性能的特点，将传动装置下部产生的扭转效果传递至上部，对待测金属进行扭转。第二传动轴17底部固定有一个金属圆盘，涡轮12同轴套设于金属圆盘上方的第二传动轴17外部，且涡轮12与金属圆盘之间通过销连接，销钉贯穿涡轮12与金属圆盘，以限制两者发生相对位移。因此，第二传动轴17底部与涡轮12也同步转动。涡轮12与蜗杆11连接，构成传动结构。蜗杆11连接外部电机的输出轴。通过控制外部电机的转动，即可以同步带动蜗杆11转动，进而依次传动至涡轮12、第二传动轴17、双万向联轴器9、第一传动轴8、支架7、金属板6，金属板6转动时，拉动弹簧4使其具有回缩力，该力作用于第二卡具16上使得第二卡具16也出现周向旋转的扭矩，最终使得扭矩加载于试验轴15上。另外，在另一实施例中，蜗杆11采用往复蜗杆，其结构如图2所示。往复蜗杆的表面具有两条螺距相同且旋向相反的螺纹槽，类似往复丝杆。该蜗杆能够在不改变蜗杆转动方向情况下使涡轮实现往复转动，进而实现试验轴15上扭矩的反方向往复加载。每次扭转的幅度都是通过涡轮和往复蜗杆来进行控制，使得每次试验轴15扭转的幅度前后相同。该装置在使用时，先将待测试验轴15放在工作台3中间的贯通孔中，并用第一卡具2、第二卡具16将其固定。启动外部电动，电动机带动往复蜗杆转动，往复蜗杆11带动涡轮12进行往复扭转，进而逐级向上传递扭矩，使得试验轴15被反复扭转。在经过一定时间的扭转作用，取下待测试验轴15并查看其扭转产生形变程度。以上所述的实施例只是本技术的一种较佳的方案，然其并非用以限制本技术。有关
的普通技术人员，在不脱离本技术的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本技术的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机械式金属材料扭转疲劳试验机，其特征在于，包括底座(14)和试验机本体，所述的试验机本体设置于底座(14)上；试验机本体中具有起固定支撑作用的外框架(13)，工作台(3)通过升降夹(5)固定于外框架(13)上；工作台(3)中部设有用于容纳试验轴(15)的贯通孔，且工作台(3)中部在贯通孔上方位置固定有第一卡具(2)，待测试的试验轴(15)通过第一卡具(2)固定并穿过工作台(3)的贯通孔；试验轴(15)底部固定有第二卡具(16)；第二卡具(16)的正下方设有一块金属板(6)，且第二卡具(16)周向通过若干条弹簧(4)与金属板(6)相连；金属板(6)底部通过支架(7)固定于第一传动轴(8)上并随第一传动轴(8)转动；第一传动轴(8)通过双万向联轴器(9)与第二传动轴(17)相连，第二传动轴(17)外部套有位置固定的轴承(10)；第二传动轴(17)底部与涡轮(12)固定且同步转动，涡轮(12)与蜗杆(11)连接，构成传动结构。

【技术特征摘要】
1.一种机械式金属材料扭转疲劳试验机，其特征在于，包括底座(14)和试验机本体，所述的试验机本体设置于底座(14)上；试验机本体中具有起固定支撑作用的外框架(13)，工作台(3)通过升降夹(5)固定于外框架(13)上；工作台(3)中部设有用于容纳试验轴(15)的贯通孔，且工作台(3)中部在贯通孔上方位置固定有第一卡具(2)，待测试的试验轴(15)通过第一卡具(2)固定并穿过工作台(3)的贯通孔；试验轴(15)底部固定有第二卡具(16)；第二卡具(16)的正下方设有一块金属板(6)，且第二卡具(16)周向通过若干条弹簧(4)与金属板(6)相连；金属板(6)底部通过支架(7)固定于第一传动轴(8)上并随第一传动轴(8)转动；第一传动轴(8)通过双万向联轴器(9)与第二传动轴(17)相连，第二传动轴(17)外部套有位置固...

【专利技术属性】
技术研发人员：董多，王晔，朱冬冬，陈光，
申请(专利权)人：衢州学院，哈尔滨理工大学，
类型：新型
国别省市：浙江,33