CN207923445U - 一种转向器齿条静强度和疲劳强度的实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种转向器齿条静强度和疲劳强度的实验装置，试验台上设置下外压头和下内压头，外压头和下内压头上放置转向器齿条，转向器齿条一端为齿条，另一端为螺纹，转向器齿条的齿条面朝向试验台；活塞底部设置上外压头和上内压头，上部固定在液压缸上，活塞内设置力传感器，侧面设置位移传感器；力传感器，位移传感器和液压缸分别连接控制器，控制器分别连接液晶屏和存储器。本实用新型试验速度快、效率高、提高试验可靠性和准确性、节省试验资源以及试验成本。

Description

一种转向器齿条静强度和疲劳强度的实验装置

技术领域

本实用新型涉及转向器齿条实验设备技术领域，特别是一种试验速度快、效率高、提高试验可靠性和准确性、节省试验资源以及试验成本的转向器齿条静强度和疲劳强度的实验装置。

背景技术

转向器的作用是把来自转向盘的转向力矩和转向角进行适当的变换 (主要是减速增矩)，再输出给转向拉杆机构，从而使汽车转向，所以转向器本质上就是减速传动装置。转向器有多种类型，如齿轮齿条式、循环球式、蜗杆曲柄指销式，动力转向器等。

齿条是转向器核心部件之一，其强度直接决定了转向器甚至车辆的安全。因此当齿条设计较大变化，或者加工工艺有较大变更时，我们都应当对其强度进行试验验证，以保证转向器的安全。关于齿条安全，常做的相关转向机级别试验有冲击强度试验(用于验证冲击强度)，整车拉杆角度试验(用于验证静强度)，耐久试验(用于验证疲劳强度)等。

当前试验的缺点有：1、成本高。为了验证齿条的变动，我们得安排整个转向机进行试验，这对其他的所有部件都是一种浪费。2、时间长。耐久试验需要模拟整车使用环境进行全寿命试验，需要的时间非常长(一个转向机就需要近两个月)。3、试验资源紧张。如果做一个变更就需要安排转向器级别试验进行验证，那么对于试验室来说，需要验证的转向器会非常多，试验资源非常紧张。4、样本量较小。正是由于试验成本高，时间长，资源紧张，所以不可能安排大量的样件进行试验验证。

需要一种试验速度快、效率高、提高试验可靠性和准确性、节省试验资源以及试验成本的转向器齿条静强度和疲劳强度的实验装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种试验速度快、效率高、提高试验可靠性和准确性、节省试验资源以及试验成本的转向器齿条静强度和疲劳强度的实验装置。

一种转向器齿条静强度和疲劳强度的实验装置，包括：

试验台，所述试验台上设置下外压头和下内压头，所述下外压头和下内压头上放置转向器齿条，所述转向器齿条一端为齿条，另一端为螺纹，所述转向器齿条的齿条面朝向试验台；

活塞，所述活塞底部设置上外压头和上内压头，上部固定在液压缸上，所述活塞内设置力传感器，侧面设置位移传感器；

所述力传感器，位移传感器和液压缸分别连接控制器，所述控制器分别连接液晶屏和存储器。

所述试验台为水平台。

所述下外压头和下内压头的高度相等，分别为月牙形的凹槽。

所述上外压头和上内压头高度相等，为柱状，与转向器齿条的接触处为光滑弧形凸起。

所述活塞包括上运动块和下运动块，所述上运动块下方设置压槽，所述压槽内放置力传感器，所述上运动块和下运动块侧面设置留有间隙的滑动卡子。

所述位移传感器为光栅位移传感器。

本实用新型试验台上设置下外压头和下内压头，下外压头和下内压头上放置转向器齿条，转向器齿条一端为齿条，另一端为螺纹，转向器齿条的齿条面朝向试验台；活塞底部设置上外压头和上内压头，上部固定在液压缸上，活塞内设置力传感器，侧面设置位移传感器；力传感器，位移传感器和液压缸分别连接控制器，控制器分别连接液晶屏和存储器。本实用新型试验速度快、效率高、提高试验可靠性和准确性、节省试验资源以及试验成本。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型活塞的结构示意图；

图3为本实用新型下外压头或下内压头的结构示意图；

图中：1、试验台，2、下外压头，3、下内压头，4、上外压头，5、上内压头，6、活塞，7、力传感器，8、位移传感器，9、转向器齿条，10、液压缸，11、控制器，12、液晶屏，13、存储器，14、上运动块，15、下运动块，16、压槽，17、滑动卡子。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本实用新型做进一步说明。

一种转向器齿条静强度和疲劳强度的实验装置，包括：试验台1，试验台1上设置下外压头2和下内压头3，下外压头2和下内压头3上放置转向器齿条9，转向器齿条9一端为齿条，另一端为螺纹，转向器齿条9的齿条面朝向试验台1；活塞6，活塞6底部设置上外压头4和上内压头5，上部固定在液压缸10上，活塞6内设置力传感器7，侧面设置位移传感器8；力传感器7，位移传感器8和液压缸10分别连接控制器11，控制器11分别连接液晶屏12和存储器13。

试验台1为水平台。下外压头2和下内压头3的高度相等，分别为月牙形的凹槽。上外压头4和上内压头5高度相等，为柱状，与转向器齿条9 的接触处为光滑弧形凸起。活塞6包括上运动块14和下运动块15，上运动块14下方设置压槽16，压槽16内放置力传感器7，上运动块14和下运动块15侧面设置留有间隙的滑动卡子17。位移传感器8为光栅位移传感器。

对于齿条的更改验证，做转向器级别试验是为了验证转向器齿条9的静强度和疲劳强度。因此，可以模拟转向器齿条9在转向机及整车中的工作环境，设计零部件级别的试验，对其进行验证。

先根据转向器齿条9在转向机试验中的环境以及齿条的设计，确定零部件级别试验的台架设置，试验参数，评判标准等。首次零部件级别试验应该在转向机级别试验(设计验证或者产品验证)之前做，记录零部件级别试验的结果。如果同等状态的转向器齿条9通过了设计验证或者产品验证，那么该零部件级别试验的结果则可以作为以后试验的参考标准。以后当齿条有更改需要验证时，只要试验结果稳定且不低于此标准，即可认为更改后的齿条是安全的。对于零部件级别试验，样本量应不少于六个。

对于静强度，试验步骤如下：

(1)将转向器齿条9按照试验按要求固定好，齿面向下。

(2)活塞6向下运动，上外压头4和上内压头5压转向器齿条9，同时记录力-位移数据，即通过力传感器7和位移传感器8分别将力信号，位移信号送给控制器11。

(3)当转向器齿条9压断时停止试验，记录发生塑性形变时的力及变形量、塑性形变两达到0.5mm时的力及整体形变量、转向器齿条9被压断时的力和形变量，以及转向器齿条9断裂位置。

对于疲劳强度，试验步骤如下：

(1)将转向器齿条9按照试验按要求固定好，齿面向下。

(2)输入试验参数(平均载荷，载荷振幅，振动频率)，即通过液晶屏 12对控制器11进行设定，之后开始试验。控制器11驱动活塞6上下振动，活塞6带动上外压头4和上内压头5反复压弯转向器齿条9。

(3)持续试验直至转向器齿条9断裂，设备将自动记录试验参数以及齿条断裂时振动的总次数，再手动记录转向器齿条9断裂位置。

因为零部件级别试验速度快，效率高，可以对大量的产品样本进行验证，提高了试验结果的可靠性和准确性。同时极大的提高了试验的效率，节省试验资源以及试验成本。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (6)

1.一种转向器齿条静强度和疲劳强度的实验装置，其特征在于，包括：

试验台(1)，所述试验台(1)上设置下外压头(2)和下内压头(3)，所述下外压头(2)和下内压头(3)上放置转向器齿条(9)，所述转向器齿条(9)一端为齿条，另一端为螺纹，所述转向器齿条(9)的齿条面朝向试验台(1)；

活塞(6)，所述活塞(6)底部设置上外压头(4)和上内压头(5)，上部固定在液压缸(10)上，所述活塞(6)内设置力传感器(7)，侧面设置位移传感器(8)；

所述力传感器(7)，位移传感器(8)和液压缸(10)分别连接控制器(11)，所述控制器(11)分别连接液晶屏(12)和存储器(13)。

2.根据权利要求1所述的一种转向器齿条静强度和疲劳强度的实验装置，其特征在于，所述试验台(1)为水平台。

3.根据权利要求1所述的一种转向器齿条静强度和疲劳强度的实验装置，其特征在于，所述下外压头(2)和下内压头(3)的高度相等，分别为月牙形的凹槽。

4.根据权利要求1所述的一种转向器齿条静强度和疲劳强度的实验装置，其特征在于，所述上外压头(4)和上内压头(5)高度相等，为柱状，与转向器齿条(9)的接触处为光滑弧形凸起。

5.根据权利要求1所述的一种转向器齿条静强度和疲劳强度的实验装置，其特征在于，所述活塞(6)包括上运动块(14)和下运动块(15)，所述上运动块(14)下方设置压槽(16)，所述压槽(16)内放置力传感器(7)，所述上运动块(14)和下运动块(15)侧面设置留有间隙的滑动卡子(17)。

6.根据权利要求1所述的一种转向器齿条静强度和疲劳强度的实验装置，其特征在于，所述位移传感器(8)为光栅位移传感器。