[发明专利]测试万向节轴向力的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械组件的结构强度测试方法，具体涉及测试万向节轴向力的方法及装置。

背景技术

万向节即万向接头，是汽车、飞机、例如挖掘机、推土机等大型工程机械的万向连接的关键部件，连接在需要改变传动轴线方向的位置，是用以实现变角度联接及载荷传递的组件。对于不同用途的万向节在结构上会存在差异，但其作用原理都基本相同。如图1所示，在图1中给出了一种典型的万向节结构，其包括前轴套10、后轴套30，以及连接前轴套10和后轴套30之间的万向节环20。

万向节在使用前需经过疲劳试验考核以及外场载荷监视等，其中都需要对轴向力进行测试，以确保万向节能够安全工作。如图2a和2b所示，在传统的测试方法中，通常将四个单向应变计1、2、3、4两两对应地粘贴在后轴套30上，采用传统轴类零件轴向力测试的组桥方法进行测试，单向应变计1、3沿轴向力方向布置，以测量轴向力，单向应变计3、4横向布置，以进行温度补偿。

在现有的这种测试方法的具体操作过程中，由于后轴套30的横截面积较大，会产生应变输出小、受其它载荷干扰大的缺点，进而影响轴向力的测试精度。

发明内容

为了解决现有技术中万向节轴向力测试方法精度差的问题，本发明提供一种测试万向节轴向力的方法及装置。

适用于本发明提供的测试万向节轴向力方法的万向节包括前轴套、后轴套和连接在它们之间的万向节环。根据本发明的一个方面提供的测试万向节轴向力的方法是将应变计组件贴在万向节环上进行测量。

进一步地，采用测量扭转应力的电阻应变式传感器进行测量，该电阻应变式传感器与所述应变计组件相连。

进一步地，将应变计贴在万向节环支臂上横截面积最小的部位。

进一步地，所述应变计组件包括四个单向应变计，其中，每两个单向应变计集成为一组，两组单向应变计对应地贴在支臂横截面积最小部位的内侧和外侧。

进一步地，每组单向应变计中两个单向应变计的敏感栅的延伸线成“V”字形或“人”字形排列。

进一步地，“V”字形或“人”字形的夹角成90度。

进一步地，每组单向应变计中两个单向应变计的敏感栅向外延伸的方向与万向节环支臂的延伸方向成45度。

进一步地，应变计接通惠斯通电桥时，位于万向节环同侧的两个单向应变计在电桥中为邻臂。

根据本发明的另一个方面提供一种测试万向节轴向力的装置，包括：测量扭转应力的电阻应变式传感器，应变计组件，与电阻应变式传感器相连，应变计组件包括四个单向应变计，其中，每两个单向应变计集成为一组，每组单向应变计中两个单向应变计的敏感栅成“V”字形或“人”字形排列，应变计组件贴在被测试的万向节的万向节环上；每组单向应变计中的两个单向应变计在惠斯通电桥中为邻臂。

进一步地，应变计组件贴在万向节环支臂上横截面积最小的部位。

在万向节组件中，选择截面小的万向节环截面部位进行应变计粘贴，不直接用轴向力应变测量方式，而采用测量剪切扭转应变的组桥方式进行测量，从而间接转换测量出通过万向节的轴向力。该方式具有测量应变大、输出灵敏度高、受其它载荷干扰小的优点。

附图说明

说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是现有技术中典型万向节的结构示意图；

图2a和图2b是应变计贴在万向节后轴套贴上从不同方向的应变计的位置示意图；

图3a是适用于本发明测试万向节轴向力的万向节环的主视结构示意图；

图3b是根据图3a中A-A线的剖视结构示意图；

图3c是根据图3a中B方向观察所得到的结构示意图；

图4是用于本发明的一具体实施例应变桥的示意图；以及

图5是用于本发明的另一具体实施例应变桥的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

在本发明中提供了一种测试万向节轴向力的方法，该方法适用于具有与图1中所示万向节作用原理相同的万向节。这种万向节包括前轴套10、后轴套30以及连接在它们之间的具有环状结构的万向节环20。