一種沖擊疲勞試驗機用全自由度約束的夾具的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本發明屬于夾具技術領域，涉及一種沖擊疲勞試驗機用全自由度約束的夾具，專門用于夾持受到沖擊疲勞試驗機垂向往復沖擊作用的矩形截面試樣。
【背景技術】
[0002]機械系統的零部件有時會經受多次重復沖擊載荷作用，需評價其沖擊疲勞特性。目前，國內沖擊疲勞試驗機還未出現成熟產品，用于夾持沖擊疲勞試驗機試樣的夾具更是相當缺乏。不同于現有疲勞試驗機的垂向夾緊，沖擊疲勞試驗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沖擊作用，一般夾具無法保證裝夾可靠，甚至可能會導致夾具本身產生損壞。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是針對沖擊疲勞試驗機夾具無法夾持不同長度的矩形截面試樣，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機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，并在沖擊方向上設有自鎖裝置，保證試樣裝夾的可靠性與安全性。
[0004]本發明采用的技術方案是:
[0005]本發明由調距機構、X向夾緊機構、Y向夾緊機構、Z向夾緊機構和Z向夾緊自鎖機構組成;所述的調距機構調節兩塊滑塊沿Y向相向或反向同步滑動;所述的滑塊上設有X向夾緊機構和Y向夾緊機構;所述的X向夾緊機構包括螺桿安裝架、導套、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距機構的滑塊固聯;試樣支撐座兩端通過螺釘各固定一個螺桿安裝架;所述的X向螺桿與螺桿安裝架構成轉動副;X向螺桿的兩端分別設有左旋螺紋和右旋螺紋，兩個導套分別與左旋螺紋和右旋螺紋構成螺旋副;每個導套通過螺釘固定一塊夾緊塊。所述的Y向夾緊機構包括Y向螺桿和支撐架;所述的支撐架通過螺釘固定在調距機構的滑塊上;所述的Y向螺桿與支撐架構成螺旋副;Y向夾緊機構上設有Z向夾緊機構和Z向夾緊自鎖機構;所述的Z向夾緊機構包括Z向螺桿和壓塊;所述的Z向螺桿與Y向夾緊機構的支撐架構成螺旋副;2向螺桿的底端固聯壓塊。
[0006]所述的Z向夾緊自鎖機構由彈簧片、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向夾緊機構的支撐架上;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向夾緊機構的支撐架構成轉動副，并在彈簧片作用下與棘輪嚙合;所述的棘輪固聯在Z向夾緊機構的Z向螺桿上。
[0007]所述的調距機構由底座、搖柄、轉動軸、軸承、主動齒輪、從動齒輪、雙向滾珠絲杠、螺母和滑塊組成;所述的轉動軸通過軸承支承在底座中；所述的搖柄固聯在轉動軸的一端，主動齒輪固聯在轉動軸的另一端;兩根雙向滾珠絲杠對稱設置在主動齒輪兩側，且均與底座形成轉動副；雙向滾珠絲杠上固聯的從動齒輪與主動齒輪嚙合;雙向滾珠絲杠兩端的螺旋旋向相反，且分別與一個螺母構成螺旋副;兩根雙向滾珠絲杠上旋向相同的兩個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向螺桿頂端均固聯有手柄。
[0009]所述的夾緊塊上設置有刻度。
[0010]每塊夾緊塊兩側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]本發明具有的有益效果:
[0012]1、本發明能夾緊不同長度的矩形截面試樣用于沖擊疲勞試驗；
[0013]2、本發明可約束試樣的六個自由度，且在沖擊方向上設置冗余夾緊自鎖機構，使試樣裝夾更加可靠、安全；
[0014]3、本發明成本低廉，占據空間小，拆卸容易，易于維修。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明坐標系建立及坐標原點標定的示意圖；
[0016]圖2是本發明裝夾有試樣時的示意圖；
[0017]圖3是本發明未裝夾試樣時的示意圖；
[0018]圖4是本發明中調距機構的示意圖；
[0019]圖5是本發明中調距機構的機構簡圖；
[0020]圖6是本發明中X向夾緊機構的示意圖；
[0021]圖7是本發明中Y向、Z向夾緊機構的示意圖；
[0022 ]圖8是本發明中Z向夾緊自鎖機構的示意圖。
[0023]圖中:1、底座，2、搖柄，3、轉動軸，4、軸承，5、主動齒輪，6從動齒輪，7、雙向滾珠絲杠，8、螺母，9、滑塊，10、螺桿安裝架，11、導套，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向夾緊自鎖機構，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。
【具體實施方式】
[0024]以下結合附圖及實施例對本發明作進一步說明。
[0025]如圖1、2和3所示，一種沖擊疲勞試驗機用全自由度約束的夾具，由調距機構、X向夾緊機構、Y向夾緊機構、Z向夾緊機構和Z向夾緊自鎖機構19組成。調距機構用于調節兩試樣支撐座間距離來適應不同長度的試樣;X向夾緊機構、Y向夾緊機構和Z向夾緊機構用于夾緊試樣，約束試樣全部自由度;Z向夾緊自鎖機構用于防止在沖擊方向上的Z向夾緊機構松動。
[0026]如圖4和5所示，調距機構由底座1、搖柄2、轉動軸3、軸承4、主動齒輪5、從動齒輪6、雙向滾珠絲杠7、螺母8和滑塊9組成;轉動軸3通過軸承4支承在底座I中；搖柄2固聯在轉動軸3的一端，主動齒輪5固聯在轉動軸3的另一端;兩根雙向滾珠絲杠7對稱設置在主動齒輪5兩側，且均與底座I形成轉動副;雙向滾珠絲杠7上固聯的從動齒輪6與主動齒輪5嚙合;雙向滾珠絲杠7兩端的螺旋旋向相反，且分別與一個螺母8構成螺旋副;兩根雙向滾珠絲杠7上旋向相同的兩個螺母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，形成移動副；滑塊9上設有X向夾緊機構和Y向夾緊機構;底座I的尺寸根據專用的沖擊疲勞試驗機需要設計，并固定在沖擊疲勞試驗機機架上。
[0027]如圖6所示，X向夾緊機構包括螺桿安裝架10、導套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與調距機構的滑塊9固聯;試樣支撐座15兩端通過螺釘各固定一個螺桿安裝架10;X向螺桿12與螺桿安裝架10構成轉動副;X向螺桿12—端固聯有手柄;X向螺桿12的兩端分別設有左旋螺紋和右旋螺