基于CATIA的扭角测量仪的参数化设计与仿真

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当前我国厂家生产的扭转试验机基本上都能利用微机进行数据采集、处理，并能自动生成 T-p关系曲线。但这些扭转试验机测量、绘制的 T-P曲线都局限于是装卡试样的两个夹头之间的相对转角，只能定性地代表试样的扭转试验特性，不能用来准确计算材料的切变模量 G。为了方便、精确测量出工程材料的切变模量 G、剪切屈服点应力和抗剪强度等力学性能指标。本文的扭角测量仪应用在 WB-100B型扭转试验机上 ，实现微机化数据采集 ，高精度、定标距测出T-qo曲线且具有大范围量程的特点。根据WB-100B型扭转试验机的特点设计确定定标距为 50mm，采用点接触的方式将试件上的扭转角通过齿轮副传动、光电编码器输出信号的机械式扭角测量仪，其原理如图1所示 。

编码器置于试验机试件的正下方，根据试验机的中心高和光电编码器的外型尺寸，齿轮副中心距定为 109mm，模数为 lmm，压力角为 20o。

2夹紧机构设计如图 1所示，夹紧机构安装在两 (数据采集)齿轮的轮毂内，由夹紧外套、夹紧内套、夹紧销等零件组成，夹紧机构及齿轮通过轴承固定在支撑架上。夹紧机构的三根夹紧销与试件的接触属于三点 自动定心、点接触方式，可保证两齿轮与装在试验机上的试件保持同心，使试件不受附加弯矩影响，保证了测量数据采集信号的准确性。夹紧机构的夹紧套上有个三个相同均布的圆弧形槽，夹紧套绕试件轴线转动时，三根夹紧销同时径向移动，即可夹紧或松开试件，如图 2所示，夹紧套顺时针转时，夹紧销在圆弧图 1 机械式扭角测量仪形槽的作用下向内移动夹紧试件 ，夹紧套逆时针转时，夹紧销在弹簧的作用下 自动向外移动，与试件分离，即可拆除 (或安装)试件。

标准试件中间直径是 el00.1mm，两装夹端直径是o16mm，因此，夹紧销要移动长度要大于 3mm，考虑导向长度和安装弹簧需要，初研紧销的长度为 12mm，计算确定夹紧套的直径为 o52mmo为防止在使用过程中夹紧套反转，利用曲柄摇杆机构的死点原理设计-个防松机构，四杆机构安装在收稿 日期 ：2012-11-19作者简介 ：杨 南 (1980-)，男，广西柳州人 ，柳州职业技术学院机电工程系助教，主要研究方向：CAD/C /c肛 及机械 、数控加工技术。