[实用新型]一种端齿结构微动疲劳试验装置

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种端齿结构微动疲劳试验装置，其属于材料及结构件寿命评估试验技术领域。

背景技术：

端齿结构广泛应用于航空机械涡轮引擎传动主轴以及各种高速、大型重载机械设备的传动装置中，其具有传动齿数少、结构紧凑、高承载能力等优点，但是在端齿接触副传动过程中，凹凸端齿配合接触面之间存在的微动疲劳会导致疲劳寿命的大幅下降。然而针对端齿三维结构件进行微动疲劳试验研究较为困难，这主要因为两个方面的技术问题：(1)端齿结构需要由专门的磨齿机进行加工，三维结构件加工成本过高；(2)三维结构件进行疲劳试验，需要考虑到端齿结构实际受力情况，主要有轴向预紧力、扭矩和离心力，如果要完全模拟出其真实三维结构的受力情况，需要旋转试验台，在非旋转测试中，单考虑预紧力和扭矩时，也需采用多轴疲劳试验机才能实现。在现有技术中，能够实现上述功能的双轴微动疲劳试验机造价较高。

为了降低试验成本，需要将端齿三维结构的受力情况进行等效，采用等效模拟件进行微动疲劳试验，同时为了能够在普通单轴疲劳试验机进行端齿结构模拟件的微动疲劳试验，需要一种能够同时模拟上述载荷效果的专用加载装置。

现有的配合单轴疲劳试验机进行微动疲劳试验的加载装置，多采用加载环结构，通过螺栓加载，但螺纹加载方案驱动力小，且在疲劳过程中的振动等各种因素容易导致螺纹连接松动，从而导致加载法向力发生变化。此外，现有的微动试验辅助装置多用于标准试验件进行的设计，因此需要针对端齿结构件的微动进行专用的加载装置设计。

实用新型内容：

本实用新型提供一种能够配合普通单轴拉压疲劳试验机进行端齿模拟结构件的双向加载微动疲劳试验的端齿结构微动疲劳试验装置。

本实用新型采用如下技术方案：一种端齿结构微动疲劳试验装置，包括凹齿固定组件、凸齿夹持组件及法向力加载组件，其中：

所述凹齿固定组件包括上夹具体及安装于上夹具体上的凹齿试验件和凹齿压板，所述上夹具体包括空心状的下部及位于下部上方的上部，所述下部上形成有贯穿于下部前、后表面及下表面的矩形孔，所述上夹具体上位于矩形孔左右两侧对称设置有矩形滑动槽，所述凹齿试验件放置于矩形滑动槽中且沿着矩形滑动槽水平方向自由滑动，所述凹齿压板放置于矩形滑动槽中且凹齿压板的底面压紧于凹齿试验件的顶面，所述上夹具体上位于矩形滑动槽正上方设置有用于压紧凹齿压板的M10压紧螺栓；

所述凸齿夹持组件包括下夹具体以及安装于下夹具体上的凸齿试验件、楔形块及凸齿定位盖板，所述凸齿夹持组件放置于上夹具体的矩形孔内，所述下夹具体的左右侧壁上与矩形滑动槽相对的位置对称设置有凹槽，所述凸齿试验件放置于凹槽中，所述楔形块放置于凹槽中且楔形块的顶面紧贴于凸齿试验件的底面，所述凸齿试验件的厚度小于下夹具体的厚度，所述凸齿定位盖板共包括两个，其分别安装于下夹具体和凸齿试验件前表面和后表面上，自所述下夹具体的上表面上沿着下夹具体中轴线的位置设置有一贯穿下夹具体前后表面的狭槽；

所述法向力加载组件包括液压缸、与液压缸焊接为一体的法兰、设置于液压缸中的液压缸活塞杆、法兰拉杆及将法兰支撑于其上的支撑座，所述液压缸活塞杆的末端延伸超出法兰之外且液压缸活塞杆的末端抵靠于凹齿试验件上以使得所述凹齿试验件能够沿着矩形滑动槽水平方向自由滑动，所述凹齿试验件与凸齿试验件相接触压紧，所述上夹具体与支撑座固定于一起。

进一步地，所述液压缸包括位于上夹具体左右两侧的第一液压缸和第二液压缸，所述法兰包括焊接于第一液压缸的右末端的第一法兰和焊接于第二液压缸左末端的第二法兰，所述法兰拉杆连接于第一法兰和第二法兰之间。

进一步地，法兰拉杆共有四根。

进一步地，所述狭槽的下末端延伸至与所述凸齿试验件下端水平面水平高度相一致的位置。

进一步地，所述凹齿试验件的顶面与凹齿压板的底面均呈水平状态。

进一步地，所述下夹具体上所设凹槽的下壁面为斜面，所述楔形块的底面为与凹槽的下壁面相配合的斜面状。

进一步地，所述凸齿夹持组件上还包括有将凸齿定位盖板安装于下夹具体上的M5盖板螺栓和M5螺母以及将楔形块和下夹具体紧固于一起的M6紧固螺钉。

本实用新型具有如下有益效果：