一種沖擊疲勞試驗(yàn)機(jī)用全自由度約束的夾具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于夾具技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種沖擊疲勞試驗(yàn)機(jī)用全自由度約束的夾具，專門用于夾持受到?jīng)_擊疲勞試驗(yàn)機(jī)垂向往復(fù)沖擊作用的矩形截面試樣。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)械系統(tǒng)的零部件有時(shí)會(huì)經(jīng)受多次重復(fù)沖擊載荷作用，需評(píng)價(jià)其沖擊疲勞特性。目前，國(guó)內(nèi)沖擊疲勞試驗(yàn)機(jī)還未出現(xiàn)成熟產(chǎn)品，用于夾持沖擊疲勞試驗(yàn)機(jī)試樣的夾具更是相當(dāng)缺乏。不同于現(xiàn)有疲勞試驗(yàn)機(jī)的垂向夾緊，沖擊疲勞試驗(yàn)的試樣一般采用水平方向的夾緊方式，且因試樣不間斷地受到往復(fù)沖擊作用，一般夾具無(wú)法保證裝夾可靠，甚至可能會(huì)導(dǎo)致夾具本身產(chǎn)生損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對(duì)沖擊疲勞試驗(yàn)機(jī)夾具無(wú)法夾持不同長(zhǎng)度的矩形截面試樣，且不能保證沖擊作用下裝夾試樣的安全、可靠等缺陷，提出一種沖擊疲勞試驗(yàn)機(jī)用全自由度約束的夾具，該夾具可用于裝夾任意尺寸的矩形截面試樣，且能夠約束試樣的所有自由度，并在沖擊方向上設(shè)有自鎖裝置，保證試樣裝夾的可靠性與安全性。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0005]本發(fā)明由調(diào)距機(jī)構(gòu)、X向夾緊機(jī)構(gòu)、Y向夾緊機(jī)構(gòu)、Z向夾緊機(jī)構(gòu)和Z向夾緊自鎖機(jī)構(gòu)組成;所述的調(diào)距機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)兩塊滑塊沿Y向相向或反向同步滑動(dòng);所述的滑塊上設(shè)有X向夾緊機(jī)構(gòu)和Y向夾緊機(jī)構(gòu);所述的X向夾緊機(jī)構(gòu)包括螺桿安裝架、導(dǎo)套、X向螺桿、夾緊塊、夾緊塊擋板和試樣支撐座;所述的試樣支撐座與調(diào)距機(jī)構(gòu)的滑塊固聯(lián);試樣支撐座兩端通過螺釘各固定一個(gè)螺桿安裝架;所述的X向螺桿與螺桿安裝架構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副;X向螺桿的兩端分別設(shè)有左旋螺紋和右旋螺紋，兩個(gè)導(dǎo)套分別與左旋螺紋和右旋螺紋構(gòu)成螺旋副;每個(gè)導(dǎo)套通過螺釘固定一塊夾緊塊。所述的Y向夾緊機(jī)構(gòu)包括Y向螺桿和支撐架;所述的支撐架通過螺釘固定在調(diào)距機(jī)構(gòu)的滑塊上;所述的Y向螺桿與支撐架構(gòu)成螺旋副;Y向夾緊機(jī)構(gòu)上設(shè)有Z向夾緊機(jī)構(gòu)和Z向夾緊自鎖機(jī)構(gòu);所述的Z向夾緊機(jī)構(gòu)包括Z向螺桿和壓塊;所述的Z向螺桿與Y向夾緊機(jī)構(gòu)的支撐架構(gòu)成螺旋副;2向螺桿的底端固聯(lián)壓塊。
[0006]所述的Z向夾緊自鎖機(jī)構(gòu)由彈簧片、卡扣、棘爪、銷釘、棘輪、卡扣槽和彈簧片固定座組成;所述的彈簧片固定座和卡扣槽均通過螺釘固定在Y向夾緊機(jī)構(gòu)的支撐架上;彈簧片的一端通過螺栓固定在彈簧片固定座上，另一端在卡扣卡緊作用下與棘爪接觸;卡扣安裝在卡扣槽中；所述的棘爪通過銷釘與Y向夾緊機(jī)構(gòu)的支撐架構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副，并在彈簧片作用下與棘輪嚙合;所述的棘輪固聯(lián)在Z向夾緊機(jī)構(gòu)的Z向螺桿上。
[0007]所述的調(diào)距機(jī)構(gòu)由底座、搖柄、轉(zhuǎn)動(dòng)軸、軸承、主動(dòng)齒輪、從動(dòng)齒輪、雙向滾珠絲杠、螺母和滑塊組成;所述的轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過軸承支承在底座中；所述的搖柄固聯(lián)在轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一端，主動(dòng)齒輪固聯(lián)在轉(zhuǎn)動(dòng)軸的另一端;兩根雙向滾珠絲杠對(duì)稱設(shè)置在主動(dòng)齒輪兩側(cè)，且均與底座形成轉(zhuǎn)動(dòng)副；雙向滾珠絲杠上固聯(lián)的從動(dòng)齒輪與主動(dòng)齒輪嚙合;雙向滾珠絲杠兩端的螺旋旋向相反，且分別與一個(gè)螺母構(gòu)成螺旋副;兩根雙向滾珠絲杠上旋向相同的兩個(gè)螺母與同一塊滑塊通過螺釘連接;兩塊滑塊底面均與底座表面接觸，形成移動(dòng)副。
[0008]所述的X向螺桿一端、Y向螺桿一端以及Z向螺桿頂端均固聯(lián)有手柄。
[0009]所述的夾緊塊上設(shè)置有刻度。
[0010]每塊夾緊塊兩側(cè)與兩塊夾緊塊擋板相接觸，夾緊塊擋板通過螺釘固定在試樣支撐座上。
[0011]本發(fā)明具有的有益效果:
[0012]1、本發(fā)明能夾緊不同長(zhǎng)度的矩形截面試樣用于沖擊疲勞試驗(yàn)；
[0013]2、本發(fā)明可約束試樣的六個(gè)自由度，且在沖擊方向上設(shè)置冗余夾緊自鎖機(jī)構(gòu)，使試樣裝夾更加可靠、安全；
[0014]3、本發(fā)明成本低廉，占據(jù)空間小，拆卸容易，易于維修。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本發(fā)明坐標(biāo)系建立及坐標(biāo)原點(diǎn)標(biāo)定的示意圖；
[0016]圖2是本發(fā)明裝夾有試樣時(shí)的示意圖；
[0017]圖3是本發(fā)明未裝夾試樣時(shí)的示意圖；
[0018]圖4是本發(fā)明中調(diào)距機(jī)構(gòu)的示意圖；
[0019]圖5是本發(fā)明中調(diào)距機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖；
[0020]圖6是本發(fā)明中X向夾緊機(jī)構(gòu)的示意圖；
[0021]圖7是本發(fā)明中Y向、Z向夾緊機(jī)構(gòu)的示意圖；
[0022 ]圖8是本發(fā)明中Z向夾緊自鎖機(jī)構(gòu)的示意圖。
[0023]圖中:1、底座，2、搖柄，3、轉(zhuǎn)動(dòng)軸，4、軸承，5、主動(dòng)齒輪，6從動(dòng)齒輪，7、雙向滾珠絲杠，8、螺母，9、滑塊，10、螺桿安裝架，11、導(dǎo)套，12、X向螺桿，13、夾緊塊，14、夾緊塊擋板，15、試樣支撐座，16、試樣，17、Z向螺桿，18、壓塊，19、Z向夾緊自鎖機(jī)構(gòu)，19-1、彈簧片，19-2、卡扣，19-3、棘爪，19-4、銷釘，19-5、棘輪，19-6、卡扣槽，19-7、彈簧片固定座，20、支撐架，21、Y
向螺桿。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0025]如圖1、2和3所示，一種沖擊疲勞試驗(yàn)機(jī)用全自由度約束的夾具，由調(diào)距機(jī)構(gòu)、X向夾緊機(jī)構(gòu)、Y向夾緊機(jī)構(gòu)、Z向夾緊機(jī)構(gòu)和Z向夾緊自鎖機(jī)構(gòu)19組成。調(diào)距機(jī)構(gòu)用于調(diào)節(jié)兩試樣支撐座間距離來(lái)適應(yīng)不同長(zhǎng)度的試樣;X向夾緊機(jī)構(gòu)、Y向夾緊機(jī)構(gòu)和Z向夾緊機(jī)構(gòu)用于夾緊試樣，約束試樣全部自由度;Z向夾緊自鎖機(jī)構(gòu)用于防止在沖擊方向上的Z向夾緊機(jī)構(gòu)松動(dòng)。
[0026]如圖4和5所示，調(diào)距機(jī)構(gòu)由底座1、搖柄2、轉(zhuǎn)動(dòng)軸3、軸承4、主動(dòng)齒輪5、從動(dòng)齒輪6、雙向滾珠絲杠7、螺母8和滑塊9組成;轉(zhuǎn)動(dòng)軸3通過軸承4支承在底座I中；搖柄2固聯(lián)在轉(zhuǎn)動(dòng)軸3的一端，主動(dòng)齒輪5固聯(lián)在轉(zhuǎn)動(dòng)軸3的另一端;兩根雙向滾珠絲杠7對(duì)稱設(shè)置在主動(dòng)齒輪5兩側(cè)，且均與底座I形成轉(zhuǎn)動(dòng)副;雙向滾珠絲杠7上固聯(lián)的從動(dòng)齒輪6與主動(dòng)齒輪5嚙合;雙向滾珠絲杠7兩端的螺旋旋向相反，且分別與一個(gè)螺母8構(gòu)成螺旋副;兩根雙向滾珠絲杠7上旋向相同的兩個(gè)螺母8與同一塊滑塊9通過螺釘連接;兩塊滑塊9底面均與底座I表面接觸，形成移動(dòng)副；滑塊9上設(shè)有X向夾緊機(jī)構(gòu)和Y向夾緊機(jī)構(gòu);底座I的尺寸根據(jù)專用的沖擊疲勞試驗(yàn)機(jī)需要設(shè)計(jì)，并固定在沖擊疲勞試驗(yàn)機(jī)機(jī)架上。
[0027]如圖6所示，X向夾緊機(jī)構(gòu)包括螺桿安裝架10、導(dǎo)套11、X向螺桿12、夾緊塊13、夾緊塊擋板14和試樣支撐座15;試樣支撐座15與調(diào)距機(jī)構(gòu)的滑塊9固聯(lián);試樣支撐座15兩端通過螺釘各固定一個(gè)螺桿安裝架10;X向螺桿12與螺桿安裝架10構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副;X向螺桿12—端固聯(lián)有手柄;X向螺桿12的兩端分別設(shè)有左旋螺紋和右旋螺