[發明專利]一種凸輪式雙向拉伸實驗裝置

有效

• 申請號: 201811628832.2
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN109813598B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 韓碩;常穎;李曉東;王寶堂
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/02
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李馨

1.一種凸輪式雙向拉伸實驗裝置，其特征在于，包括：

電機(12)，固定在電機支撐座(14)上，用于提供所述實驗裝置所需的動力；

滑軌座(9)，作為所述實驗裝置的承載部，其底部一端與所述電機支撐座(14)固定，其中部設有用于所述電機(12)的電機軸(11)穿過的中心孔；所述滑軌座(9)背對所述電機(12)的一側端面上設有供滑塊(7)滑動的軌道，所述軌道兩兩相對設置且在上下左右四個方向延伸；

凸輪(6)，其中部的凸緣穿過所述滑軌座(9)的中心孔與所述電機軸(11)螺接，所述凸輪(6)的旋緊方向與所述電機(12)的旋轉方向相反；

雙拉試樣(3)，通過雙拉試樣壓板(2)與所述滑塊(7)固定；

所述凸輪(6)在所述雙拉試樣(3)與所述滑軌座(9)之間，所述凸輪(6)在所述電機(12)的帶動下與所述滑塊(7)構成對心平底推桿盤形凸輪機構，所述滑塊(7)在所述凸輪(6)的帶動下保持勻速運動，從而帶動所述雙拉試樣(3)沿著軌道方向進行雙向拉伸；

其中，所述凸輪(6)帶動所述滑塊(7)沿著軌道上下勻速運動，采用反轉法設計所述凸輪(6)的輪廓線符合如下條件：

設點O為所述凸輪(6)的轉動中心，圓O為所述凸輪(6)的基圓，即在所述凸輪(6)中以所述凸輪(6)輪廓最小向徑為半徑所作的圓，基圓半徑為r₀，所述凸輪(6)與所述滑塊(7)的相接觸點B(x，y)，接觸點B與點O的距離為r，過點O做OP垂直于PB于P點，則P點為瞬心，建立B點封閉矢量方程：

所述凸輪(6)的轉動中心點O在垂直于所述滑塊(7)運動方向上與接觸點B的距離為OP，所述凸輪(6)的轉動中心O在沿著所述滑塊(7)運動方向上與接觸點B的距離為PB，PB減去基圓半徑r₀，剩余距離為s，即為所述滑塊(7)沿軌道移動的距離；

根據幾何關系，所述滑塊(7)順時針轉動角度為δ，則OP與x軸的夾角為δ，PB與y軸的夾角也為δ，然后向x，y軸投影，得到所述凸輪(6)的輪廓線：

x＝(r₀+s)sinδ+OPcosδ

y＝(r₀+s)cosδ+OPsinδ

s＝v×t，δ＝ω×t

B點的坐標可以轉換為以下形式：

其中，s為所述滑塊(7)的位移，m；v是所述滑塊(7)的運動速度，m/s；δ為所述凸輪(6)逆時針轉動的角度；ω是所述凸輪(6)的轉動速度，rad/s，t是時間，s。

2.根據權利要求1所述的凸輪式雙向拉伸實驗裝置，其特征在于，所述凸輪(6)與所述滑軌座(9)之間設有防止二者因接觸摩擦而影響實驗結果的預設間隙。

3.根據權利要求1所述的凸輪式雙向拉伸實驗裝置，其特征在于，所述凸輪(6)與所述滑軌座(9)的中心孔相接觸的部分設有降低摩擦力的軸承(10)，所述中心孔為階梯孔，所述軸承(10)的外側與所述階梯孔內側相匹配。

4.根據權利要求1所述的凸輪式雙向拉伸實驗裝置，其特征在于，所述滑軌座(9)與所述電機支撐座(14)之間還通過固定桿(5)加固相連，所述滑軌座(9)、所述電機支撐座(14)與所述固定桿(5)構成力學穩定三角形。