專利名稱：一種多功能齒輪傳動試驗臺的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及齒輪機械傳動試驗技術領域，具體為一種多功能齒輪傳動試驗臺。
背景技術：
隨著工業(yè)的發(fā)展，發(fā)動機功率增加，對齒輪傳動的傳扭能力要求也隨之提高。在同等傳動尺寸和質(zhì)量的前提下，提高傳扭能力的途徑有一是齒面硬化處理(及齒輪修形等措施)；二是多分支的功率分流傳動。前者常常需要增加設備，如大型熱處理設備和磨齒機等。由于齒輪傳動強度的薄弱環(huán)節(jié)是輪齒，多分支的功率分流可減輕輪齒負荷，從而減小齒輪傳動的尺寸和質(zhì)量。功率分流技術的基本原理是將所需要傳遞的轉矩或功率分流成兩支或更多，使得每個分支所傳遞的載荷降低為原載荷的二分之一或者更小，從而使每對嚙合齒輪承受的載荷大大降低，壽命得到較大的提高。功率二分支齒輪傳動系統(tǒng)的關鍵技術是功率二分支嚙合的同步性和均載性。功率二分支齒輪傳動系統(tǒng)中各構件的傳動誤差、嚙合動載荷性能及齒輪振動的動位移和動載荷是影響功率二分支嚙合同步性能和均載性能的主要因素，因此，如何測量齒輪傳動系統(tǒng)中各項動力學性能參數(shù)對嚙合的同步性和均載性的影響成為首要問題。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術問題為了測量齒輪傳動系統(tǒng)中各項動力學性能參數(shù)對嚙合的同步性和均載性的影響，本發(fā)明提出了一種多功能齒輪傳動試驗臺，可方便測量功率二分支齒輪等傳動系統(tǒng)的靜動態(tài)傳動誤差、嚙合動載荷量和均載系數(shù)等多項參數(shù)，進而分析諸參數(shù)對齒輪傳動系統(tǒng)嚙合的同步性能和均載性能的影響。技術方案本發(fā)明的技術方案為所述一種多功能齒輪傳動試驗臺，其特征在于包括電動機、轉矩轉速傳感器、齒輪箱和制動器；電動機通過聯(lián)軸器將動力傳至轉矩轉速傳感器，轉矩轉速傳感器測量電動機輸出的轉動力矩、轉速和功率；轉矩轉速傳感器輸出軸通過聯(lián)軸器與齒輪箱的輸入軸相連；齒輪箱的輸出軸通過聯(lián)軸器與制動器相連，制動器為試驗裝置提供載荷；所述齒輪箱包括有一根輸入軸、兩根中間軸和一根輸出軸，輸入軸、中間軸和輸出軸均平行安裝；輸入軸上安裝有輸入端角度編碼器和一個輸入齒輪，輸出軸上安裝有輸出端角度編碼器、集流環(huán)和一個輸出齒輪；兩根中間軸上均安裝有一個大齒輪和一個小齒輪，兩個大齒輪均與輸入齒輪嚙合，兩個小齒輪均與輸出齒輪嚙合；在輸出齒輪的腹板邊緣對稱安裝有兩個加速度傳感器，測量齒輪嚙合方向的振動加速度，加速度傳感器的測量結果通過集流環(huán)傳遞至外部數(shù)據(jù)采集裝置。有益效果
本發(fā)明提供的多功能齒輪傳動試驗臺，其優(yōu)點在于在一個試驗平臺上，可測量齒輪傳動系統(tǒng)的靜動態(tài)傳動誤差、嚙合動載荷量和均載系數(shù)等多項參數(shù)；利用一個齒輪箱，通過更換齒輪和軸，實現(xiàn)不同軸剛度和齒輪腹板剛度的動態(tài)特性的試驗；通過增減軸系可以拼裝功率二分支齒輪傳動輪系、二級展開式齒輪傳動輪系、單級分扭式齒輪傳動輪系、單級齒輪傳動輪系等多種傳動形式的試驗結構；將輸入軸和輸出軸置于一個分箱面上，箱體剛性條件好，便于試驗件的更換。


圖I :齒輪傳動試驗臺總體結構圖；圖2:齒輪箱體圖；圖3 :功率二分支齒輪傳動輪系圖； 圖4 : 二級展開式齒輪傳動輪系圖；圖5 :單級分扭式齒輪傳動輪系圖；圖6 :單級齒輪傳動輪系圖；其中1、電動機；2、第一彈性套柱銷聯(lián)軸器；3、NJ型轉矩轉速傳感器；4、第二彈性套柱銷聯(lián)軸器；5、齒輪傳動系統(tǒng)；6、第三彈性套柱銷聯(lián)軸器；7、磁粉制動器；8、試驗臺；9、齒輪箱上箱體；10、齒輪箱下箱體；11、輸入軸；12、中間軸；13、輸出軸；14、輸入齒輪；15、大齒輪；16、小齒輪；17、輸出齒輪；18、輸入端角度編碼器；19、輸出端角度編碼器；20、加速度傳感器；21、集流環(huán)。
具體實施例方式下面結合具體實施例描述本發(fā)明參照附圖I，本實施例中的一種多功能齒輪傳動試驗臺包括電動機1、NJ型轉矩轉速傳感器3、齒輪傳動系統(tǒng)5和磁粉制動器7，均安裝在試驗臺8上。電動機通過第一彈性套柱銷聯(lián)軸器2將動力傳至NJ型轉矩轉速傳感器，NJ型轉矩轉速傳感器測量電動機輸出的轉動力矩、轉速和功率。NJ型轉矩轉速傳感器輸出軸通過第二彈性套柱銷聯(lián)軸器4與齒輪傳動系統(tǒng)的輸入軸相連。齒輪傳動系統(tǒng)的輸出軸通過第三彈性套柱銷聯(lián)軸器6與磁粉制動器相連。磁粉制動器為試驗裝置提供載荷，可通過變換輸出轉矩實現(xiàn)不同載荷狀態(tài)下的試驗條件。齒輪傳動系統(tǒng)是本實施例中的核心部件，包括有一根輸入軸11、兩根中間軸12和一根輸出軸13。參照附圖3，輸入軸、中間軸和輸出軸均平行安裝；輸入軸上安裝有輸入端角度編碼器18和一個輸入齒輪14，輸入齒輪采用普通平鍵安裝在輸入軸A處。輸出軸上安裝有輸出端角度編碼器19、集流環(huán)21和一個輸出齒輪17，輸出齒輪采用普通平鍵安裝在輸出軸F處。兩根中間軸上均通過普通平鍵安裝有一個大齒輪15和一個小齒輪16。兩個大齒輪均同時與輸入齒輪哨合，實現(xiàn)功率分扭，從輸入齒輪傳遞到大齒輪的功率由小齒輪輸出，兩個小齒輪均同時與輸出齒輪嚙合，實現(xiàn)功率并車，并由輸出軸輸出。為實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，輸入端角度編碼器安裝在輸入軸B處，輸出端角度編碼器安裝在輸出軸G處，分別進行靜動態(tài)傳動誤差數(shù)據(jù)采集，并將數(shù)據(jù)導出至外部數(shù)據(jù)采集裝置，可進行靜動態(tài)傳動誤差分析測量試驗。在輸出齒輪的腹板邊緣對稱安裝有兩個加速度傳感器20，測量齒輪嚙合方向的振動加速度，加速度傳感器的測量結果通過輸出軸E-F段的中空軸結構和E處的集流環(huán)傳遞至外部數(shù)據(jù)采集裝置，利用機械系統(tǒng)動力學相關方法，即可進行動態(tài)特性分析試驗和均載性能分析試驗。當采用完整的齒輪傳動系統(tǒng)時，本裝置就能夠?qū)崿F(xiàn)多種機械動態(tài)特征參數(shù)條件下的功率二分支齒輪傳動試驗將輸出齒輪設計多種不同腹板寬度規(guī)格，中間軸設計多種不同中間軸段直徑規(guī)格，在試驗過程中，可以通過更換不同參數(shù)規(guī)格的輸出齒輪和中間軸，從而改變輪系部件的剛度特征，組裝出多種機械動態(tài)性能的實驗臺，進行多種機械動態(tài)特性狀態(tài)下的齒輪傳動性能綜合試驗。圖4中拆除了一根中間軸及其上的大齒輪和小齒輪，實現(xiàn)二級展開式齒輪傳動試驗通過更換不同參數(shù)規(guī)格的輸出齒輪和中間軸，從而改變輪系部件的剛度特征，組裝出多種機械動態(tài)性能的試驗臺，進行多種機械動態(tài)特性狀態(tài)下的齒輪傳動性能綜合試驗。

圖5中拆除了輸出軸和輸出齒輪，將其中一根中間軸轉化為輸出軸，并通過第三彈性套柱銷聯(lián)軸器連接磁粉制動器，實現(xiàn)單級分扭傳動試驗通過更換不同參數(shù)規(guī)格的中間軸，從而改變輪系部件的剛度特征，組裝出多種機械動態(tài)性能的試驗臺，進行多種機械動態(tài)特性狀態(tài)下的齒輪傳動性能綜合試驗。圖6中拆除了輸出軸和輸出齒輪、并拆除了一根中間軸及其上的大齒輪和小齒輪，將剩余的一根中間軸做為輸出軸，并通過第三彈性套柱銷聯(lián)軸器連接磁粉制動器，實現(xiàn)單級傳動試驗通過更換不同參數(shù)規(guī)格的中間軸，從而改變輪系部件的剛度特征，組裝出多種機械動態(tài)性能的試驗臺，進行多種機械動態(tài)特性狀態(tài)下的齒輪傳動性能綜合試驗。
權利要求
1.一種多功能齒輪傳動試驗臺，其特征在于包括電動機、轉矩轉速傳感器、齒輪箱和制動器；電動機通過聯(lián)軸器將動力傳至轉矩轉速傳感器，轉矩轉速傳感器測量電動機輸出的轉動力矩、轉速和功率；轉矩轉速傳感器輸出軸通過聯(lián)軸器與齒輪箱的輸入軸相連；齒輪箱的輸出軸通過聯(lián)軸器與制動器相連，制動器為試驗裝置提供載荷； 所述齒輪箱包括有一根輸入軸、兩根中間軸和一根輸出軸，輸入軸、中間軸和輸出軸均平行安裝；輸入軸上安裝有輸入端角度編碼器和一個輸入齒輪，輸出軸上安裝有輸出端角度編碼器、集流環(huán)和一個輸出齒輪；兩根中間軸上均安裝有一個大齒輪和一個小齒輪，兩個大齒輪均與輸入齒輪哨合，兩個小齒輪均與輸出齒輪哨合；在輸出齒輪的腹板邊緣對稱安裝有兩個加速度傳感器，測量齒輪嚙合方向的振動加速度，加速度傳感器的測量結果通過集流環(huán)傳遞至外部數(shù)據(jù)采集裝置。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種多功能齒輪傳動試驗臺，包括電動機、轉矩轉速傳感器、齒輪箱和制動器，齒輪箱包括有一根輸入軸、兩根中間軸和一根輸出軸，輸入軸、中間軸和輸出軸均平行安裝。本發(fā)明可以在一個試驗平臺的基礎上，通過拆裝齒輪箱中不同位置軸及相應齒輪，實現(xiàn)單機功率二分支齒輪傳動輪系結構、二級展開式齒輪傳動輪系結構、單級分扭式齒輪傳動輪系結構和單級齒輪傳動輪系結構；通過更換不同腹板厚度的齒輪和不同直徑的軸，實現(xiàn)齒輪腹板剛度和軸的扭轉剛度的變化，從而研究不同齒輪腹板剛度和不同軸的扭轉剛度下的功率二分支傳動系統(tǒng)的動態(tài)性能，為腹板剛度和軸剛度的優(yōu)選提供試驗支撐。
文檔編號G01M13/02GK102706557SQ20121018360
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月6日 優(yōu)先權日2012年6月6日
發(fā)明者李劍鋒, 王三民, 王穎, 董金城, 郭家舜 申請人:西北工業(yè)大學