73、新型夹具设计与行星齿轮箱故障诊断方法研究

新型夹具设计与行星齿轮箱故障诊断方法研究

1. 现有夹具问题分析

在材料拉伸试验中，当前使用的水平推式夹具存在一些问题。其主要功能结构包括穿孔接头、夹具主体、刻度、垫圈、挡圈、手柄、螺纹、导杆、螺栓、定位接头和夹片等。工作原理是通过旋转手柄控制导杆进退，拉动定位接头左右移动，实现夹片对试样的夹紧和松开。

然而，这种直接夹紧方式存在弊端。从理论力学分析，当夹紧力(N)不足时，摩擦力(Ff)小于拉力(F)，会导致“打滑”现象，即试样从夹具夹块上脱落。而当施加较大夹紧力时，试样头部端部的挤压压力增大，导致试样严重变形，横截面积(A)减小。根据公式(\sigma = \frac{F}{A})，在拉力(F)不变的情况下，横截面积(A)越小，拉应力(\sigma)越大，试样在平齐端承受最大压力(\sigma_{max})，当(\sigma \geq [\sigma])时，试样会在夹紧段和工作段的交界处首先被拉断，即“夹内断裂”现象，导致无法测试试样的真实力学性能，试验失败。

同时，使用SOLIDWORKS软件进行三维建模并导入有限元分析模块进行应力和应变分析，结果表明应力集中部位是固定夹具的夹紧部分，应变最大的区域也集中在夹块的有效夹紧部分。因此，等截面试样的极限拉力测试失效和断裂大多发生在夹紧段和工作段的交界处，无法通过测试获得真实的极限拉力。

2. 夹具的主要性能要求

针对上述试验中的不利现象，对现有夹具提出以下性能要求：
- 便于试样对中 ：试验前应方便将试样两端夹在上下夹具之间，避免同轴度误差导致的过大应力影响，确保试样在拉伸试验过程中受力均匀。
- 便于夹紧试样和