一种花键疲劳试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开的一种花键疲劳试验装置，属于齿轮类零件疲劳测试装置技术领域。本发明专利技术包括拉压疲劳试验机和花键疲劳测试夹具。所述花键疲劳测试夹具包括外花键夹持机构、内花键位置微调机构、内花键位置粗调机构、支撑机构、疲劳试验机连接机构。本发明专利技术无需专用花键疲劳试验机，通过增加花键疲劳测试夹具降低花键疲劳试验机的要求，即通过在拉压疲劳试验机上安装花键疲劳夹具，将拉压疲劳试验机的拉压循环载荷转化为内花键与外花键之间的旋转循环载荷，实现花键疲劳测试，实现在拉压疲劳试验机上开展花键疲劳试验，不仅能够降低花键疲劳试验的成本和复杂度，还能够提高花键疲劳试验精度。本发明专利技术，具有测试成本低、测试精度高、适用性好的特点。特点。特点。

【技术实现步骤摘要】
一种花键疲劳试验装置


[0001]本专利技术涉及一种花键疲劳试验装置，属于齿轮类零件疲劳测试装置


技术介绍

[0002]花键作为轴类零部件常用的连接和传动结构，在车辆、航空航天等领域得到了广泛的应用，同时，由于花键部位所承受的循环载荷通常大于其他部位，使得花键部位优先产生疲劳失效并导致整个零部件甚至整个设备的失效。为了提高装备的可靠性，有必要对花键的疲劳性能开展试验研究和测试。
[0003]对于齿轮等较大零部件而言，常通过夹具将齿轮安装与试验平台上，再使用加载件对齿轮施加载荷，以对齿轮单齿的弯曲疲劳强度进行测试。花键相对于齿轮而言，其齿高较小，传统齿轮疲劳测试机构难以对其准确施加疲劳载荷，同时由于花键轴直径较小，花键齿在工作时的受力状态比大齿轮更加复杂，传统疲劳试验机难以准确模拟，同时，现有齿轮和花键疲劳测试夹具还易出现加载力不均匀的现象，导致试验结果不准确。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的如下问题：(1)缺少花键疲劳试验专用装置；(2)疲劳试验结果不准确。本专利技术目的是提供一种花键疲劳试验装置，在拉压疲劳试验机基础上，通过增加花键疲劳测试夹具，实现花键疲劳试验，且能够提高花键疲劳试验精度。本专利技术无需专用花键疲劳试验机，通过增加花键疲劳测试夹具降低花键疲劳试验机的要求，实现在拉压疲劳试验机上开展花键疲劳试验，不仅能够降低花键疲劳试验的成本和复杂度，还能够提高花键疲劳试验精度。
[0005]本专利技术的目的是通过下述技术方案实现的：
[0006]本专利技术公开的一种花键疲劳试验装置，包括拉压疲劳试验机和花键疲劳测试夹具。
[0007]所述花键疲劳测试夹具，包括外花键夹持机构、内花键位置微调机构、内花键位置粗调机构、支撑机构、疲劳试验机连接机构。
[0008]所述外花键夹持机构用于夹持外花键，主要由外花键紧固螺栓和外花键紧固螺母组成。所述外花键位于两个内夹持臂之间，外花键中心以及四周具有与内夹持臂上端配合的通孔，外花键中心通孔与内夹持臂通孔共轴，并通过外花键紧固螺栓穿过内夹持臂和外花键四周通孔与内夹持臂固定，当内夹持臂绕公共轴转动时，带动外花键绕公共轴同时转动。
[0009]所述内花键位置微调机构用于微调节内花键与外花键的配合间隙以及内花键与外花键的相互作用压力，以保证疲劳试验过程中内花键与外花键紧密配合。所述内花键位置微调机构主要由内花键左夹持块、内花键右夹持块、第一自锁滑动块、第二自锁滑动块、滑动槽盖板、第一自锁滑动块定位螺栓、滑动槽盖板紧固螺栓组成。所述内花键左夹持块右侧开有“十字”形槽，所述“十字”形槽的横向槽用于放置第一自锁滑动块，所述“十字”形槽
的纵向槽的下部从下至上依次放置内花键和第二自锁滑动块。所述第一自锁滑动块下端面部分为斜面，所述第二自锁滑动块上端面为斜面。所述滑动槽盖板中心加工有用于第一自锁滑动块定位螺栓穿过的螺纹通孔。通过转动调节第一自锁滑动块定位螺栓横向前后移动，带动第一自锁滑动块前后移动，通过第一自锁滑动块下端面部分斜面与第二自锁滑动块上端面斜面配合，将第一自锁滑动块前后移动转化为第二自锁滑动块的纵向上下移动，通过第二自锁滑动块纵向上下移动，调节内花键与外花键的配合间隙以及内花键与外花键的相互作用压力，以保证疲劳试验过程中内花键与外花键紧密配合。所述第一自锁滑动块下端面与第二自锁滑动块上端面配合的斜面角度小于摩擦角，进而保证内花键位置微调机构运动到预设位置后自锁。
[0010]所述摩擦角由材料静摩擦因数决定，
[0011]β＝arctan(f)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0012]其中，β为摩擦角，f为静摩擦因数。
[0013]所述内花键位置粗调机构用于粗调节内花键与外花键的纵向相对位置。所述内花键位置粗调机构主要由外夹持臂、内花键左夹持块、内花键右夹持块、内花键位置粗调滑块、内花键位置粗调机构紧固螺栓和内花键位置粗调机构紧固螺母组成。所述的外夹持臂为内花键位置粗调机构与支撑机构共用。所述的内花键左夹持块、内花键右夹持块为内花键位置粗调机构与内花键位置微调机构共用。所述外夹持臂上加工有用于调节内花键左夹持块、内花键右夹持块上下移动的导轨槽。所述内花键左夹持块、内花键右夹持块外侧分别与内花键位置粗调滑块固定连接。所述内花键位置粗调滑块形状与导轨槽适配。通过纵向上下移动内花键位置粗调机构紧固螺栓带动内花键位置粗调滑块沿导轨槽上下移动，通过内花键位置粗调滑块带动内花键左夹持块、内花键右夹持块上下移动，实现内花键与外花键的纵向相对位置粗调节。当内花键左夹持块、内花键右夹持块上下移动至粗调节预设位置后，通过内花键位置粗调机构紧固螺栓和内花键位置粗调机构紧固螺母配合锁紧。
[0014]为实现内花键左夹持块、内花键右夹持块与外夹持臂相对位置的有级调节和配合稳定性，作为优选，内花键左夹持块、内花键右夹持块外侧加工有用于与外夹持臂配合的波状纹理，外夹持臂内侧加工有用于与内花键左夹持块、内花键右夹持块配合的纹理，通过纹理之间的相互配合实现内花键左夹持块、内花键右夹持块与外夹持臂相对位置的有级调节，并为内花键左夹持块、内花键右夹持块与外夹持臂的提供更加稳定的配合。
[0015]支撑机构主要由外夹持臂、内夹持臂和内外臂连接装置组成，实现内花键试样、外花键试样的固定并将拉压疲劳试验机中的拉压循环载荷转化为内花键与外花键之间的旋转循环载荷，使得花键的受力状态更加接近于实际工作状态。所述内夹持臂下端与外夹持臂上端分别加工有用于疲劳试验机连接机构的紧固装置筒轴穿过的通孔。所述内夹持臂上端与外夹持臂下端分别加工有用于内外臂连接装置的内外臂连接筒轴穿过的通孔。通过调整外夹持臂与内夹持臂之间的夹角，使内外臂连接筒轴的轴线与疲劳试验机连接机构紧固装置筒轴不共面，实现将疲劳试验机连接机构紧固装置筒轴的上下循环载荷转化为外夹持臂与内夹持臂绕内外臂连接筒轴的轴线的旋转循环载荷。
[0016]为实现内夹持臂与外夹持臂之间的相对转动，并减少载荷传递过程中的能量损耗，作为优选，所述内外臂连接装置主要由内外臂连接筒轴、内外臂紧固螺栓、内外臂紧固螺母、内外臂连接轴承和内外臂连接轴承垫片组成，所述内夹持臂上端加工有与内夹持臂
上端通孔同轴且与内外臂连接轴承外圈配合的下沉孔，内外臂连接筒轴穿过内夹持臂上端与外夹持臂下端的通孔，通过内外臂紧固螺栓、内外臂紧固螺母、内外臂连接轴承和内外臂连接轴承垫片实现内夹持臂与外夹持臂的连接，并达到内夹持臂与外夹持臂之间的相对转动以及减少能量损耗的预设目标。
[0017]所述疲劳试验机连接机构用于固定连接拉压疲劳试验机和花键疲劳测试夹具，并将拉压疲劳试验机疲劳载荷传递至花键疲劳测试夹具。所述疲劳试验机连接机构包括上连接机构和下连接机构。所述上连接机构用于连接拉压疲劳试验机上夹具和花键疲劳试验夹具，主要由上连接杆和上连接杆紧固装置组成，所述上连接杆上端与拉压疲劳试验机上夹具配合，直接夹持于拉压疲劳试验机上夹具，实现与拉压疲劳试验机连接。所述下连接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种花键疲劳试验装置，其特征在于：包括拉压疲劳试验机和花键疲劳测试夹具；所述花键疲劳测试夹具，包括外花键夹持机构(1)、内花键位置微调机构(2)、内花键位置粗调机构(3)、支撑机构(4)、疲劳试验机连接机构(5)；所述外花键夹持机构用于夹持外花键，主要由外花键紧固螺栓(1.1)和外花键紧固螺母(1.2)组成；所述外花键位于两个内夹持臂(4.2)之间，外花键中心以及四周具有与内夹持臂上端配合的通孔，外花键中心通孔与内夹持臂通孔共轴，并通过外花键紧固螺栓穿过内夹持臂和外花键四周通孔与内夹持臂固定，当内夹持臂绕公共轴转动时，带动外花键绕公共轴同时转动；所述内花键位置微调机构(2)用于微调节内花键与外花键的配合间隙以及内花键与外花键的相互作用压力，以保证疲劳试验过程中内花键与外花键紧密配合；所述内花键位置微调机构(2)主要由内花键左夹持块(2.1)、内花键右夹持块(2.2)、第一自锁滑动块(2.3)、第二自锁滑动块(2.4)、滑动槽盖板(2.5)、第一自锁滑动块定位螺栓(2.6)、滑动槽盖板紧固螺栓(2.7)组成；所述内花键左夹持块(2.1)右侧开有“十字”形槽，所述“十字”形槽的横向槽用于放置第一自锁滑动块(2.3)，所述“十字”形槽的纵向槽的下部从下至上依次放置内花键和第二自锁滑动块(2.4)；所述第一自锁滑动块(2.3)下端面部分为斜面，所述第二自锁滑动块(2.4)上端面为斜面；所述滑动槽盖板(2.5)中心加工有用于第一自锁滑动块定位螺栓(2.6)穿过的螺纹通孔；通过转动调节第一自锁滑动块定位螺栓(2.6)横向前后移动，带动第一自锁滑动块(2.3)前后移动，通过第一自锁滑动块(2.3)下端面部分斜面与第二自锁滑动块(2.4)上端面斜面配合，将第一自锁滑动块(2.3)前后移动转化为第二自锁滑动块(2.4)的纵向上下移动，通过第二自锁滑动块(2.4)纵向上下移动，调节内花键与外花键的配合间隙以及内花键与外花键的相互作用压力，以保证疲劳试验过程中内花键与外花键紧密配合；所述第一自锁滑动块(2.3)下端面与第二自锁滑动块(2.4)上端面配合的斜面角度小于摩擦角，进而保证内花键位置微调机构运动到预设位置后自锁；所述内花键位置粗调机构(3)用于粗调节内花键与外花键的纵向相对位置；所述内花键位置粗调机构(3)主要由外夹持臂(4.1)、内花键左夹持块(2.1)、内花键右夹持块(2.2)、内花键位置粗调滑块(3.1)、内花键位置粗调机构紧固螺栓(3.2)和内花键位置粗调机构紧固螺母(3.3)组成；所述的外夹持臂(4.1)为内花键位置粗调机构(3)与支撑机构(4)共用；所述的内花键左夹持块(2.1)、内花键右夹持块(2.2)为内花键位置粗调机构(3)与内花键位置微调机构(2)共用；所述外夹持臂(4.1)上加工有用于调节内花键左夹持块(2.1)、内花键右夹持块(2.2)上下移动的导轨槽；所述内花键左夹持块(2.1)、内花键右夹持块(2.2)外侧分别与内花键位置粗调滑块(3.1)固定连接；所述内花键位置粗调滑块(3.1)形状与导轨槽适配；通过纵向上下移动内花键位置粗调机构紧固螺栓(3.2)带动内花键位置粗调滑块(3.1)沿导轨槽上下移动，通过内花键位置粗调滑块(3.1)带动内花键左夹持块(2.1)、内花键右夹持块(2.2)上下移动，实现内花键与外花键的纵向相对位置粗调节；当内花键左夹持块(2.1)、内花键右夹持块(2.2)上下移动至粗调节预设位置后，通过内花键位置粗调机构紧固螺栓(3.2)和内花键位置粗调机构紧固螺母(3.3)配合锁紧；支撑机构(4)主要由外夹持臂(4.1)、内夹持臂(4.2)和内外臂连接装置组成，实现内花键试样、外花键试样的固定并将拉压疲劳试验机中的拉压循环载荷转化为内花键与外花键之间的旋转循环载荷，使得花键的受力状态更加接近于实际工作状态；所述内夹持臂(4.2)
下端与外夹持臂(4.1)上端分别加工有用于疲劳试验机连接机构(5)的紧固装置筒轴穿过的通孔；所述内夹持臂(4.2)上端与外夹持臂(4.1)下端分别加工有用于内外臂连接装置的内外臂连接筒轴(4.3)穿过的通孔；通过调整外夹持臂(4.1)与内夹持臂(4.2)之间的夹角，使内外臂连接筒轴(4.3)的轴线与疲劳试验机连接机构(5)紧固装置筒轴不共面，实现将疲劳试验机连接机构(5)紧固装置筒轴的上下循环载荷转化为外夹持臂(4.1)与内夹持臂(4.2)绕内外臂连接筒轴(4.3)的轴线的旋转循环载荷；所述疲劳试验机连接机构(5)用于固定连接拉压疲劳试验机和花键疲劳测试夹具，并将拉压疲劳试验机疲劳载荷传递至花键疲劳测试夹具；所述疲劳试验机连接机构(5)包括上连接机构(5.1)和下连接机构(5.2)；所述上连接机构(5.1)用于连接拉压疲劳试验机上夹具和花键疲劳试验夹具，主要由上连接杆(5.1.1)和上连接杆紧固装置组成，所述上连接杆(5.1.1)上端与拉压疲劳试验机上夹具配合，直接夹持于拉压疲劳试验机上夹具，实现与拉压疲劳试验机连接；所述下连接机构(5.2)用于连接拉压疲劳试验机下夹具和花键疲劳试验夹具，主要由下连接杆(5.2.1)和下连接杆紧固机构组成，所述下连接杆(5.2.1)下端与拉压疲劳试验机下夹具配合，直接夹持于拉压疲劳试验机下夹具，实现与拉压疲劳试验机连接；此外，上连接杆(5.1.1)下端加工有用于上紧固装置的横向筒轴穿过的通孔，下连接杆(5.2.1)上端加工有用于下紧固装置的横向筒轴穿过的通孔；通过上连接杆紧固装置和下连接杆紧固装置，实现上连接杆(5.1.1)和下连接杆(5.2.1)与支撑机构(4)的连接，进一步实现连接拉压疲劳试验机和花键疲劳试验夹具，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞思勤，高飞农，解丽静，宋博文，刘桐语，姜佳明，王西彬，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：