[发明专利]一种冲击疲劳试验机用全自由度约束的夹具

说明书

技术领域

本发明属于夹具技术领域，涉及一种冲击疲劳试验机用全自由度约束的夹具，专门用于夹持受到冲击疲劳试验机垂向往复冲击作用的矩形截面试样。

背景技术

机械系统的零部件有时会经受多次重复冲击载荷作用，需评价其冲击疲劳特性。目前，国内冲击疲劳试验机还未出现成熟产品，用于夹持冲击疲劳试验机试样的夹具更是相当缺乏。不同于现有疲劳试验机的垂向夹紧，冲击疲劳试验的试样一般采用水平方向的夹紧方式，且因试样不间断地受到往复冲击作用，一般夹具无法保证装夹可靠，甚至可能会导致夹具本身产生损坏。

发明内容

本发明的目的是针对冲击疲劳试验机夹具无法夹持不同长度的矩形截面试样，且不能保证冲击作用下装夹试样的安全、可靠等缺陷，提出一种冲击疲劳试验机用全自由度约束的夹具，该夹具可用于装夹任意尺寸的矩形截面试样，且能够约束试样的所有自由度，并在冲击方向上设有自锁装置，保证试样装夹的可靠性与安全性。

本发明采用的技术方案是：

本发明由调距机构、X向夹紧机构、Y向夹紧机构、Z向夹紧机构和Z向夹紧自锁机构组成；所述的调距机构调节两块滑块沿Y向相向或反向同步滑动；所述的滑块上设有X向夹紧机构和Y向夹紧机构；所述的X向夹紧机构包括螺杆安装架、导套、X向螺杆、夹紧块、夹紧块挡板和试样支撑座；所述的试样支撑座与调距机构的滑块固联；试样支撑座两端通过螺钉各固定一个螺杆安装架；所述的X向螺杆与螺杆安装架构成转动副；X向螺杆的两端分别设有左旋螺纹和右旋螺纹，两个导套分别与左旋螺纹和右旋螺纹构成螺旋副；每个导套通过螺钉固定一块夹紧块。所述的Y向夹紧机构包括Y向螺杆和支撑架；所述的支撑架通过螺钉固定在调距机构的滑块上；所述的Y向螺杆与支撑架构成螺旋副；Y向夹紧机构上设有Z向夹紧机构和Z向夹紧自锁机构；所述的Z向夹紧机构包括Z向螺杆和压块；所述的Z向螺杆与Y向夹紧机构的支撑架构成螺旋副；Z向螺杆的底端固联压块。

所述的Z向夹紧自锁机构由弹簧片、卡扣、棘爪、销钉、棘轮、卡扣槽和弹簧片固定座组成；所述的弹簧片固定座和卡扣槽均通过螺钉固定在Y向夹紧机构的支撑架上；弹簧片的一端通过螺栓固定在弹簧片固定座上，另一端在卡扣卡紧作用下与棘爪接触；卡扣安装在卡扣槽中；所述的棘爪通过销钉与Y向夹紧机构的支撑架构成转动副，并在弹簧片作用下与棘轮啮合；所述的棘轮固联在Z向夹紧机构的Z向螺杆上。

所述的调距机构由底座、摇柄、转动轴、轴承、主动齿轮、从动齿轮、双向滚珠丝杠、螺母和滑块组成；所述的转动轴通过轴承支承在底座中；所述的摇柄固联在转动轴的一端，主动齿轮固联在转动轴的另一端；两根双向滚珠丝杠对称设置在主动齿轮两侧，且均与底座形成转动副；双向滚珠丝杠上固联的从动齿轮与主动齿轮啮合；双向滚珠丝杠两端的螺旋旋向相反，且分别与一个螺母构成螺旋副；两根双向滚珠丝杠上旋向相同的两个螺母与同一块滑块通过螺钉连接；两块滑块底面均与底座表面接触，形成移动副。

所述的X向螺杆一端、Y向螺杆一端以及Z向螺杆顶端均固联有手柄。

所述的夹紧块上设置有刻度。

每块夹紧块两侧与两块夹紧块挡板相接触，夹紧块挡板通过螺钉固定在试样支撑座上。

本发明具有的有益效果：

1、本发明能夹紧不同长度的矩形截面试样用于冲击疲劳试验；

2、本发明可约束试样的六个自由度，且在冲击方向上设置冗余夹紧自锁机构，使试样装夹更加可靠、安全；

3、本发明成本低廉，占据空间小，拆卸容易，易于维修。

附图说明

图1是本发明坐标系建立及坐标原点标定的示意图；

图2是本发明装夹有试样时的示意图；

图3是本发明未装夹试样时的示意图；

图4是本发明中调距机构的示意图；

图5是本发明中调距机构的机构简图；

图6是本发明中X向夹紧机构的示意图；

图7是本发明中Y向、Z向夹紧机构的示意图；

图8是本发明中Z向夹紧自锁机构的示意图。

图中：1、底座，2、摇柄，3、转动轴，4、轴承，5、主动齿轮，6从动齿轮，7、双向滚珠丝杠，8、螺母，9、滑块，10、螺杆安装架，11、导套，12、X向螺杆，13、夹紧块，14、夹紧块挡板，15、试样支撑座，16、试样，17、Z向螺杆，18、压块，19、Z向夹紧自锁机构，19-1、弹簧片，19-2、卡扣，19-3、棘爪，19-4、销钉，19-5、棘轮，19-6、卡扣槽，19-7、弹簧片固定座，20、支撑架，21、Y向螺杆。