前言：寻找写作灵感？中文期刊网用心挑选的冲击扭矩实验装置结构设计探究，希望能为您的阅读和创作带来灵感，欢迎大家阅读并分享。
摘要：针对目前装配线中螺纹连接工作效率低、对工作质量精度高要求等问题。本文通过UG8.5设计出理论装配模型，通过行星轮系、机械冲击、扭矩传感等装置，可以实现冲击扭矩实验装置对螺栓紧固过程中进行检测、反馈、显示和控制等功能。
关键词：冲击扭矩；行星轮系；扭矩传感
0引言
随着工业的迅速发展，在装配过程中螺纹连接因其可重复拆装而获得广泛的应用，其主要的典型应用情况见表1所示[1]。在汽车、飞机、航天领域、精密制造领域、智能制造领域等等，需要对装配精度提出更高的要求，尤其对于一些重要的螺纹连接，不但要求工作效率高，对工作的质量如拧紧力、扭矩等也有准确度要求[2-6]。本文提出的设计方案是一种冲击扭矩实验装置。整个实验装置由动力系统、传动系统、冲击系统、检测控制系统等组成。通过各装置可以实现在螺栓紧固过程中进行实时检测、显示、反馈和控制等功能。其装置分布图如图1所示。
1冲击式扭矩扳手实验装置总体设计
冲击扭矩实验装置工作时，实验若在设定扭矩情况下进行时，实验装置进行扭矩加载，到达设定扭矩会提示停车制动；若没有提前设定扭矩，通过实时观测采集的实验数据来决定是否停车制动。实验通过电流表、电压表、压频转换器、应变片等采集的实验数据对实验装置进行控制。冲击扭矩实验装置关键部件及结构示意图如图2所示。
2主要部件结构设计
2.1行星轮系减速装置。本实验装置采用行星轮系对电机输出的转速进行减速。行星轮系实物图如图3所示。在行星轮系设计中，为满足工况边界条件下最大扭矩300Nm的前提下，其齿轮传动强度校核计算公式（1）-公式（3）如下：齿面接触疲劳强度校核：在轴Ⅵ上的齿轮齿数z1=7，星轮齿数z2=21，太阳轮z3=50。行星架H与轴Ⅴ相连。即由公式（4）和公式（5）可得轴Ⅴ与轴Ⅵ传动比为：轴Ⅵ转43转时，轴Ⅴ转7转，其转向相反。
2.2机械冲击装置。在实验中螺栓试件与靶座芯螺纹拧紧大致可以分为三个过程。其冲击装置结构实物图如图4所示。首先，螺栓试件与靶座芯螺纹有一段空程阶段，其力矩计算公式（6）如下：其次，螺栓试件与靶座芯拧紧时，榫头受反作用力不再旋转，摆锤受反作用力反压弹簧Ⅱ，摆锤左移当锤头高过榫头底部时，此时力矩计算公式（7）如下：最后，由于弹簧Ⅱ回弹压力使得摆锤对榫头施加冲击打击，周而复始产生连续冲击载荷。其整个冲击过程力矩与冲击次数关系如图5所示。
3结束语
本文基于UG8.5设计了冲击扭矩实验装置。通过机械结构、机械传动、信息采集与处理的装置，来实现对螺栓紧固过程中进行检测和控制的实验装置；通过实验加载摆锤壳和靶座壳产生微小机械变形，变片Ⅰ和应变片Ⅱ测量电阻变化大小，并转换为测点的应变值；通过轴Ⅰ、轴Ⅱ、离合器、钢带、钢带摩擦环等进行制动。最终实现对螺栓紧固过程中进行实时检测、显示、反馈和控制等功能。
作者:李莎 张长富 单位:西安工业大学机电工程学院
