军警鞋寿命测试装置的设计.pdfVIP

机械设计 !竺坠竺21兰垒竺坚些翌型 !：! 军警鞋寿命测试装置的设计 刘永军．刘茂武，高波，冯仁余 (军事交通学院．天津300161) 摘要：耐折性，耐压性和耐磨性是评估军警鞋寿命的重要参数，本论文设计了～套曲柄滑块枫构和凸轮机构的组合 机构．模拟军警人页行走和加载．以测试样鞋在弯折，挤压和摩擦情况下的寿命． 关键词：寿命参数；组合机构；模拟载荷 军人和警察由于其特殊的身份与特殊的任务需要其鞋具 有较高的耐磨性、耐压性和耐折性，耐磨性、耐压性和耐折性 是衡量鞋性能好坏的重要参数，需要一种装置来科学地测试样 鞋的参数，从而来判定其寿命。 传统的样鞋羽《试方法是对样鞋的单一参数进行溺试．H口用 一种装置来测试样鞋的耐磨性、耐压性或耐折性．以判定其寿 命。例如：耐磨性试验是把旋转的磨轮垂真压在试样上．以一 定负荷．一定转速，一定时间对试样进行磨损实验，测量试样 圉1模拟运动 磨痕长度，以此判断样鞋的耐磨程度是否合格。报显然．这种 测试机构只能测试出当量寿命．首先，这种方法只是对样鞋进 I．2模拟载荷 行简单的磨损试验，而没有考虑鞋面弯曲与挤压对样鞋的综合 本机构利用升降面一凸轮机构完成对人步行时所需载荷 影响：其次，测试条件与现实条件差别太大，更无法与军警A (包括重力，摩擦力)的模拟。在曲柄滑一滑块机构的下方安 员特殊的工作环境相比．为此，设计一套曲柄滑块机构和凸轮 装升降面一凸轮机构，将人实际行走过程中从上方施加的载荷 机构的组合机构，模拟军警人员行走和模拟加裁，以测试样鞋 改为从下方施加。依然能够保证达到相同的效果-凸轮转动压 在弯折，挤压和摩擦情况下的寿命。 缩已有预紧力的弹簧，支撑起模拟地面(即工作面)．使其挤 压上方已满足一定角度和位移要求的脚，从而实现载荷的模 1设计原理 拟．模拟载荷也是周期性的，凸轮每转动一周完成一次步行周 期载荷的模拟(见图2)． 本设计是利用两套机构的同步运行采迭到模拟较为真实 的人脚运动的效果，从而实现对军警鞋的各种参数(包括折、 磨、压)同时测试的目的。整个产品有两个机构模型组成：曲 柄滑块模型和升降面一凸轮模型。利用上述两个模型分别实现 模拟运动和模拟戢荷． I．I模拟运动 本机构利用曲柄滑块机构实现对小腿一脚(固连一体)运 动的模拟．用滑块模拟膝盖．通过对人行走过程中膝盖的轨迹 曲线的计算和分析，通过合理的数学和力学简化．确定滑块的 轨道曲线。利用一个无急回的曲柄滑块机构完成对膝盖运动的 准确模批．膝盖(即滑块)和小腿通过轴铰接在一起，小腿可 圉2棱拟载荷 以绕膝盖作自由转动。脚和小腿固连成一体(通过分析和计算 可知这样的简化对被铡鞋的各项磨损指标影响很小)，并设计 1．3模拟运动和模拟载荷的同步配合 附属装置来限制小腿的摆动范围。曲柄的转动将带动滑块沿轨 本装置设计了同步传动机构，由电机驱动使曲柄和凸轮能 道运动，进而使腿摆动，同时在附属限位装置的配合下，达到 够同步转动，从而实现了曲柄一措块机构和升降面一凸轮机构 人步行时所要求的角度和位移。周而复始，实现运动的模拟． 的同步配合，即：运动的模拟和载荷的模拟同步进行．这样， 曲柄每转动一周将完成一欢步行周期的模拟运动(见图1)． 就完成了对人步行过程的模拟，整十过程中的各要素也都能够 体