[发明专利]一种基于伺服电机的齿轮丝杠式板材变比例加载双拉试验系统

权利要求书

1.一种基于伺服电机的齿轮丝杠式板材变比例加载双拉试验系统，其特征在于，包括：

支撑座子系统，是由底板（1）、电机固定座（2）、支撑架（3）、工作台（4）和轴承座（5）构成的所述变比例加载双拉试验系统的主体架构；所述底板（1）十字型板结构，具有矩形中心部Ⅰ及沿矩形中心部Ⅰ四边水平方向向外延伸的延伸部Ⅰ；所述支撑架（3）分别成对设置在所述延伸部Ⅰ上表面宽度方向的两侧位置上，且靠近所述矩形中心部Ⅰ；在其中一侧的所述延伸部Ⅰ上设有所述电机固定座（2）；所述工作台（4）具有与所述底板（1）相匹配的十字型板结构，固定在所述支撑架（3）的上表面上，所述工作台（4）的延伸部Ⅱ上分别设有滑槽（10），矩形中心部Ⅱ上设有齿轮壳安装部；所述轴承座（5）设置在所述延伸部Ⅱ的外端上；

动力输送子系统，包括安装在所述电机固定座（2）上的伺服电机（13）、设置在与所述伺服电机（13）同侧的且用于实现样件不同应变速率的精确控制的伺服控制器（14）、传动齿轮组及与所述传动齿轮组配合的丝杠轴（22）；所述传动齿轮组包括穿过所述工作台（4）且下端安装主动齿轮（16）上端安装主动锥齿轮（18）的主动齿轮轴（17）及安装于所述伺服电机（13）和所述主动齿轮（16）间的用于实现动力传动的齿形带（15），所述主动锥齿轮（18）与四个从动锥齿轮（20）配合且带动所述从动锥齿轮（20）转动，辅助锥齿轮（19）通过轴承安装于齿轮壳（21）上与所述从动锥齿轮（20）配合，所述从动锥齿轮（20）通过轴承安装于所述齿轮壳（21）上，带动与所述从动锥齿轮（20）连接的所述丝杠轴（22）转动，所述丝杠轴（22）通过轴承安装在所述轴承座（5）上，所述齿轮壳（21）安装在所述工作台（4）上的齿轮壳安装部上；

拉伸夹持子系统，包括样件夹头（23）、力传感器（24）和滚珠丝杠螺母（25），所述样件夹头设有多个用于安装固定样件的样件安装孔（26）；所述滚珠丝杠螺母（25）为长方体，内部设有由循环滚珠组成的并与所述丝杠轴（22）上的外螺纹配合的内螺纹，所述丝杠轴（22）和所述滚珠丝杠螺母（25）构成滚珠丝杠机构；所述滚珠丝杠螺母（25）下方与所述工作台（4）上的滑槽（10）配合，在所述丝杠轴（22）带动下沿所述滑槽（10）运动；所述力传感器（24）通过螺栓紧固连接在所述样件夹头（23）与所述滚珠丝杠螺母（25）之间；

通过变换所述主动锥齿轮（17）与所述从动锥齿轮（20）间传动比以及所述滚珠丝杠螺母（25）与所述丝杠轴（22）间的传动比，用以实现十字形双拉样件横纵两个方向上不同比例的加载拉伸。

2.根据权利要求1所述的基于伺服电机的齿轮丝杠式板材变比例加载双拉试验系统，其特征在于，在工作状态下，所述伺服电机（13）带动所述主动齿轮（16）转动，驱动所述主动锥齿轮（17）转动，进而驱动所述从动锥齿轮（20）、所述丝杠轴（22）转动，最终驱动所述滚珠丝杠螺母（25）带动所述样件夹头（23）沿所述滑槽（10）向外滑动；试验力通过所述力传感器（24）测得，应变借助外部应变测试系统测得。

3.根据权利要求1所述的基于伺服电机的齿轮丝杠式板材变比例加载双拉试验系统，其特征在于，所述主动齿轮（16）的直径远大于所述伺服电机（13）输出齿轮的直径。

4.根据权利要求1所述的基于伺服电机的齿轮丝杠式板材变比例加载双拉试验系统，其特征在于，所述主动锥齿轮（17）、所述辅助锥齿轮（19）和所述从动锥齿轮（20）为弧齿锥齿轮。