CN108986603A - 一种平板结构刚度自动测试的教学装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种平板结构刚度自动测试的教学装置，主要用于板件弯曲刚度和扭转刚度的测量。包括测量仪外壳，及可在测量仪外壳上滑动的测量仪本体，固连在测量仪本体上的压力计总成，及与测量仪本体相啮合的转柄齿轮，及与转柄齿轮同轴转动的转柄，及与测力计本体相啮合的位移齿轮，及设置在测量仪外壳上与位移齿轮同轴转动的位移表总成，及设置在测量仪前壳上的自锁卡扣，及中部开有圆形滑槽孔的上盖。
Description
技术领域
本发明涉及一种平板结构刚度自动测试的教学装置。
背景技术
平板结构刚度自动测试的教学装置是一种测量板件刚度的工具，刚度的测量是一项重要的工作，首先，板件弯曲刚度和扭转刚度是工程机械中需要掌握的板件的重要的物理属性，它是我们研究机械零件可靠性，疲劳耐久性的前提。当前各高校工程机械专业均有车辆工程专业，开设有材料力学，理论力学，工程材料，汽车车身设计等相关课程，都涉及到相关板件等的刚度知识，并开设有相对应的刚度测量的试验，然而目前却没有相对应的板件刚度测量的仪器，刚度试验仅仅是就地取材，约束条件与理想约束偏差较大，板件压力和变形的数据测量也显得相当粗略，导致实验系统总误差很大，计算结果和真实数据偏差较大，导致虽开设有相应刚度测量的实验课，却并未真正起到学生对板件刚度测量操作理解的效果。
发明内容
对板件进行弯曲刚度测定时，其理论约束模型为图2所示：板件一端固定，另一端水平方向不加以约束，在力F作用下，板件沿力的方向发生弯曲产生线位移Δ=H/L，用F/Δ评价板间的刚度值。
对板件进行扭转刚度测定时，其理论约束模型为图3所示：其中一个角固定，其余三个角分别进行不完全约束。在力F的作用下，板件发生弯曲变形产生单位角位移α=θ/L,用TB/α表示扭转刚度值。
本发明要解决的技术问题是提供一种操作简便，容易掌握和使用，结构轻便，测量数据精确，可实现模块化，实用性和适用性广，前期安装组合简单，后期拆卸维护方便，使用寿命长，安全可靠的一种平板结构刚度自动测试的教学装置。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：包括测量仪外壳，及可在在测量仪外壳上滑动的测量仪本体，固连在测量仪本体上的压力计总成，及与测量仪本体相啮合的转柄齿轮，及与转柄齿轮同轴转动的转柄，及与测力计本体相啮合的位移齿轮，及设置在测量仪外壳上与位移齿轮同轴转动的位移表总成，及设置在测量仪前壳上的自锁卡扣，及中部开有圆形滑槽孔的上盖，及安装整个测量仪总成的托板，及支撑托板的横向滑杆和纵向滑杆，及与横向滑杆固连的横向齿轮，及与纵向滑杆固连的纵向齿轮，及控制横向滑杆转动的横向手轮，及控制纵向滑杆转动的纵向齿轮，及支撑横向滑杆横向移动的横梁，及支撑纵向滑杆横向移动的纵梁，及设置在横梁上与横向齿轮相啮合的横向齿条，及设置在纵梁上与纵向齿轮相啮合的横向齿条，及设置在测量仪支柱上支撑待测的且可伸缩的板件伸缩臂，及支撑伸缩臂的可转动支撑臂，及保持伸缩臂和支撑臂相互位置固定的旋紧盖，及可在支柱上滑动并可保持支撑臂一定高度的滑套，及支撑测量仪总成的测量仪支柱，及安装支柱的底板。测量仪外壳和前壳，压力计总成和测量仪本体，位移表总成和前壳，桌面面板和支架，测量仪外壳和托板，滑套与支柱之间均用螺钉螺母连接。
作为优选的技术方案，所述上盖通过榫卯结构嵌入外壳和前壳之间，外壳和前壳均通过螺栓与上盖连接，进而完成整个测量装置总成的装配。
作为优选的技术方案，所述托板通过螺母旋紧与横向滑杆和纵向滑杆保持相对位置固定进而实现托板自锁。
作为优选的技术方案，所述测量仪本体前侧面三角形阶梯与自锁卡扣相配合完成自锁效果，自锁卡扣通过销轴连接在前壳上，通过扭转弹簧压紧在测量仪本体前侧的三角形阶梯上。
作为优选的技术方案，所述测量仪本体左侧面渐开线齿条与转柄齿轮相啮合，其传动比可通过转柄齿轮尺寸控制，操作者可通过转动转柄，转动与之通过普通平键相连接保证同轴转动的转柄齿轮转动，进而控制测量仪本体向下运动。
作为优选的技术方案，所述测量仪本体右侧面渐开线齿条与位移齿轮相啮合，通过测量仪本体向下运动，通过齿轮齿条传动促使位移齿轮定轴转动。
作为优选的技术方案，所述位移齿轴与位移表针轴通过榫卯结构相配合，实现同轴转动，进而促使位仪表盘指针转动以显示测量仪本体位移示数。
作为优选的技术方案，所述位移盘通过螺栓连接固定在测量仪前壳上，保持绝对位置不变，其上表盘可绕轴转动，以进行初始调零和消除系统误差。
作为优选的技术方案，所述压力计上端与测量仪本体通过螺栓连接实现同步移动，下端通过压针压紧待测板件表面，压针所受压力大小即可在压力计上显示。
作为优选的技术方案，所述测量部分总成通过螺栓固定在托板上，托板底部开有供测量仪本体和压力计通过的方形孔。
作为优选的技术方案，所述横梁和纵梁通过螺栓与支架相连，以支撑整个测量装置总成。
作为优选的技术方案，所述滑套通过滑块机构套在支柱外缘，可沿支柱上下滑动，以调整支撑臂高度，伸缩臂可在支撑臂上伸缩，通过旋紧盖确定伸缩臂伸出长度以适应不同尺寸的板件，通过伸缩臂上的螺栓压紧板件，进而给板件施加相应约束。
作为优选的技术方案，所述横向滑杆和纵向滑杆纵向和横向穿过托板，滑杆两端均装有同轴转动的齿轮和手轮。
作为优选的技术方案，所述该刚度测量装置可根据测量弯曲刚度和扭转刚度的不同工况确定支撑臂使用数量，以进行板件弯曲刚度和扭转刚度的测试。
本发明一种平板结构刚度自动测试的教学装置的有益效果是：操作简便，容易掌握和使用，结构轻便，测量数据精确，可实现模块化，实用性和适用性广，前期安装组合简单，后期拆卸维护方便，使用寿命长，安全可靠。
附图说明
图1是本发明平板结构刚度自动测试的教学装置的刚度测量原理图。
图2是本发明平板结构刚度自动测试的教学装置的总装图。
图3是本发明平板结构刚度自动测试的教学装置的测量总成内部原理图。
图4是本发明平板结构刚度自动测试的教学装置的测量部分总成总装图。
Claims (7)
1.一种平板结构刚度自动测试的教学装置，主要用于板件弯曲刚度和扭转刚度的测量，其特征在于：包括测量仪外壳，及可在测量仪外壳上滑动的测量仪本体，固连在测量仪本体上的压力计总成，及与测量仪本体相啮合的转柄齿轮，及与转柄齿轮同轴转动的转柄，及与测力计本体相啮合的位移齿轮，及设置在测量仪外壳上与位移齿轮同轴转动的位移表总成，及设置在测量仪前壳上的自锁卡扣，及中部开有圆形滑槽孔的上盖，及安装整个测量仪总成的托板，及支撑托板的横向滑杆和纵向滑杆，及与横向滑杆固连的横向齿轮，及与纵向滑杆固连的纵向齿轮，及控制横向滑杆转动的横向手轮，及控制纵向滑杆转动的纵向齿轮，及支撑横向滑杆横向移动的横梁，及支撑纵向滑杆横向移动的纵梁，及设置在横梁上与横向齿轮相啮合的横向齿条，及设置在纵梁上与纵向齿轮相啮合的横向齿条，及设置在测量仪支柱上支撑待测的且可伸缩的板件伸缩臂，及支撑伸缩臂的可转动支撑臂，及保持伸缩臂和支撑臂相互位置固定的旋紧盖，及可在支柱上滑动并可保持支撑臂一定高度的滑套，及支撑测量仪总成的测量仪支柱，及安装支柱的底板。
2.测量仪外壳和前壳，压力计总成和测量仪本体，位移表总成和前壳测量仪外壳和托板，滑套与支柱之间均用螺钉连接。
3.根据权利要求1所述的一种平板结构刚度自动测试的教学装置，其特征在于：所述测量仪上盖通过嵌入测量仪外壳和前壳的凹槽内后两端用螺柱固定在总成上，其上设有滑槽孔，可穿过测量仪本体上端的圆柱形导向杆，对测量仪本体滑动时进行导向。
4.根据权利要求1所述的一种平板结构刚度自动测试的教学装置，其特征在于：所述转柄穿过前壳后通过普通平键与转柄齿轮相连。
5.根据权利要求1所述的一种平板结构刚度自动测试的教学装置，其特征在于：所述矩形块状的测量仪本体上有左右两面渐开线齿形齿条，分别与转柄齿轮和位移齿轮啮合，促使测量仪本体相对于支架在垂直方向滑动并测量出相对滑动位移，前面一面三角形阶梯用于与前壳上的自锁卡扣啮合，用于测量仪本体滑动之后进行自锁，方便读取示数。
6.根据权利要求1所述的一种平板结构刚度自动测试的教学装置，其特征在于：所述压力计固连在测量仪本体下方其内部采用弹簧弹性变形的原理测量底部压针受力大小并通过弹簧收缩来显示其数值。
7.根据权利要求1所述的一种平板结构刚度自动测试的教学装置，其特征在于：所述位移表固连在前壳上，位移齿轮通过榫卯结构实现与表盘指针轴同轴转动，其采用齿轮传动的原理对测量仪本体的位移做出定量测量并在表盘上显示。
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