漸開線齒輪磨損壽命綜合實驗臺的制作方法
【專利摘要】一種漸開線齒輪磨損壽命綜合實驗臺，其特征是包括底板（13）、主動齒輪軸（5）、從動齒輪軸（2）、一對主動齒輪軸承座（6）、一對從動齒輪軸承座（1），主動齒輪（8），從動軸聯(lián)軸器（18）、從動齒輪（22）、主動軸聯(lián)軸器（11）、驅(qū)動電機（12）和負載制動器（15），驅(qū)動電機（12）與主動齒輪軸（5）通過聯(lián)軸器（11）相連，驅(qū)動一對主動齒輪（8）與從動齒輪（22）進行嚙合運動；通過聯(lián)軸器（18）與從動齒輪軸（2）相連的負載制動器（15）調(diào)整系統(tǒng)負載。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，裝配方便，可實現(xiàn)安裝誤差、負載與轉(zhuǎn)速調(diào)整，對不同加工精度齒輪進行磨損壽命實驗。
【專利說明】漸開線齒輪磨損壽命綜合實驗臺
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種中、小型齒輪磨損實驗臺。尤其是一種漸開線齒輪磨損壽命綜合實驗臺。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，應(yīng)用廣泛的漸開線齒輪目前正朝著高承載、高速度、高效率、低噪音的方向發(fā)展。提高承載能力，延長使用壽命和降低噪音已成為提高齒輪質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)。由于加工精度和齒形修形的影響，漸開線斜齒輪廓形通常不是理想的漸開線；在經(jīng)過長時間的工作以后，輪齒齒面也會慢慢發(fā)生磨損，廓型發(fā)生進一步變化，從而導(dǎo)致齒輪的接觸條件也隨著變化，傳動速度不再穩(wěn)定，振動加強，噪聲加大，傳動不平穩(wěn)等一系列問題，甚至對機械系統(tǒng)產(chǎn)生破壞性的影響，因而齒輪磨損規(guī)律的研究對工業(yè)發(fā)展具有重要意義。
[0003]現(xiàn)有磨損研究多是依據(jù)單一磨損機理進行數(shù)值計算仿真，理論依據(jù)不充分，且建立齒輪磨損模型時，大都采用簡化處理導(dǎo)致模型精確度不夠高，仿真模型的預(yù)測結(jié)果與實際情況還存在較大誤差。提高現(xiàn)有的齒輪磨損實驗裝置和監(jiān)測儀器的可靠性和實用性，仍是今后的一項重要任務(wù)。此外現(xiàn)階段齒輪磨損的研究多是關(guān)于其設(shè)計、應(yīng)用及修復(fù)方面，很少涉及制造過程的磨損分析，但生產(chǎn)加工過程中的磨損行為如齒形加工誤差也是影響齒輪工作表面性質(zhì)和使用壽命的關(guān)鍵因素之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提出一種漸開線齒輪磨損壽命綜合實驗臺，該漸開線齒輪磨損壽命綜合實驗臺可對齒頂圓直徑為250_-600_的漸開線齒輪進行磨損壽命實驗的實驗臺，可以用于評估漸開線齒輪的預(yù)計磨損壽命，為建立齒輪的齒形誤差與磨損壽命之間的協(xié)調(diào)方程提供實驗數(shù)據(jù)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0006]一種漸開線齒輪磨損壽命綜合實驗臺，包括底板13、主動齒輪軸5、從動齒輪軸2、一對主動齒輪軸承座6、一對從動齒輪軸承座1，主動齒輪8，從動軸聯(lián)軸器18、從動齒輪22、主動軸聯(lián)軸器11、驅(qū)動電機12和負載制動器15，所述驅(qū)動電機12與主動齒輪軸5通過主動軸聯(lián)軸器11相連，驅(qū)動一對主動齒輪8與從動齒輪22進行嚙合運動；從動齒輪軸承座I可通過底板13上的滑槽3調(diào)整安裝位置；模擬負載量由通過從動軸聯(lián)軸器18與從動齒輪軸2相連的負載制動器15進行調(diào)整；主動齒輪8和從動齒輪22下部安裝有潤滑液槽7 ; —對主動齒輪軸承座6固定安裝于底板13上，主動齒輪軸5通過聯(lián)軸器11與驅(qū)動電機12相連。
[0007]—對所述從動齒輪軸承座I的其中一個為固定安裝于底板13上,另外一個通過安裝螺栓在底板13上的滑槽3中的滑動和增加調(diào)整墊圈實現(xiàn)從動齒輪軸2相對于主動齒輪軸5的空間位置調(diào)整，從動齒輪軸2通過聯(lián)軸器15與負載制動器15相連。
[0008]所述主動齒輪8和從動齒輪22正下方的底板13上安裝有潤滑液槽7，底板13上設(shè)有透明有機玻璃罩23對實驗臺運動部件進行防護。
[0009]所述的漸開線齒輪磨損壽命綜合實驗臺還包括主動軸加速度傳感器9、主動軸電渦流傳感器10、從動軸電渦流傳感器20、從動軸加速度傳感器21和聲發(fā)射傳感器4，所述主動齒輪軸承座6和主動齒輪軸5上設(shè)有加速度傳感器9和電渦流傳感器10，從動齒輪軸承座I和從動齒輪軸2上設(shè)有加速度傳感器21和電渦流傳感器20，主動齒輪8和從動齒輪22的哨合位置側(cè)面設(shè)有聲發(fā)射傳感器4。
[0010]所述底板13上設(shè)有驅(qū)動電機12的驅(qū)動電機控制接口模塊14、負載制動器15的負載制動器控制接口模塊16、聲發(fā)射傳感器4的聲發(fā)射傳感器接口模塊17、主動軸加速度傳感器9、從動軸加速度傳感器21、主動軸電渦流傳感器10和從動軸電渦流傳感器20共用的通用傳感器接口模塊19。
[0011]本發(fā)明的漸開線齒輪磨損壽命綜合實驗臺的實驗對象為一對滿足嚙合條件的漸開線齒輪對:主動齒輪8和從動齒輪22。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:
[0013]本發(fā)明的漸開線齒輪磨損壽命綜合實驗臺可以在齒輪磨損實驗過程中實時監(jiān)測齒輪軸的振動位移、頻率，齒面磨損后發(fā)出的非線性、非平穩(wěn)信號，得出齒輪磨損的頻率特征，以研究相同負載條件下的齒輪軸安裝誤差與齒形誤差對齒面滑動摩擦的影響，不同負載條件下，“負載-齒形誤差”，“轉(zhuǎn)速-齒形誤差”對磨損速率的影響及研究建立引入工況影響因子的“齒形誤差-磨損壽命”協(xié)調(diào)方程。
[0014]本發(fā)明的漸開線齒輪磨損壽命綜合實驗臺結(jié)構(gòu)緊湊，裝配方便，可實現(xiàn)安裝誤差、負載與轉(zhuǎn)速調(diào)整，對不同加工精度漸開線齒輪進行磨損壽命實驗。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)局部俯剖視圖；
[0016]圖2為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)側(cè)視示意圖；
[0017]圖3為本發(fā)明的底板結(jié)構(gòu)俯視示意圖；
[0018]圖中:1、從動齒輪軸承座，2、從動齒輪軸，3、環(huán)形槽，4、聲發(fā)射傳感器，5、主動齒輪軸，6、主動齒輪軸承座，7、潤滑液槽，8、主動齒輪、9、主動軸加速度傳感器，10、主動軸電渦流傳感器，11、主動軸聯(lián)軸器，12、驅(qū)動電機，13、底板，14、驅(qū)動電機控制接口模塊，15、負載制動器，16、負載制動器控制接口模塊，17、聲發(fā)射傳感器接口模塊，18、從動軸聯(lián)軸器，19、通用傳感器接口模塊，20、從動軸電渦流傳感器，21、從動軸加速度傳感器，22、從動齒輪，23、透明有機玻璃罩。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步描述:
[0020]如圖1至3所述，一種漸開線齒輪磨損壽命綜合實驗臺，包括底板13、主動齒輪軸
5、從動齒輪軸2、一對主動齒輪軸承座6、一對從動齒輪軸承座1，主動齒輪8，從動軸聯(lián)軸器18、從動齒輪22、主動軸聯(lián)軸器11、驅(qū)動電機12和負載制動器15，所述驅(qū)動電機12與主動齒輪軸5通過主動軸聯(lián)軸器11相連，驅(qū)動一對主動齒輪8與從動齒輪22進行嚙合運動；從動齒輪軸承座I可通過底板13上的滑槽3調(diào)整安裝位置；模擬負載量由通過從動軸聯(lián)軸器18與從動齒輪軸2相連的負載制動器15進行調(diào)整；主動齒輪8和從動齒輪22下部安裝有潤滑液槽7 ;—對主動齒輪軸承座6固定安裝于底板13上，主動齒輪軸5通過聯(lián)軸器11與驅(qū)動電機12相連。
[0021]一對從動齒輪軸承座I的其中一個為固定安裝于底板13上，另外一個通過安裝螺栓在底板13上的滑槽3中的滑動和增加調(diào)整墊圈實現(xiàn)從動齒輪軸2相對于主動齒輪軸5的空間位置調(diào)整，從動齒輪軸2通過聯(lián)軸器15與負載制動器15相連。
[0022]主動齒輪8和從動齒輪22正下方的底板13上安裝有潤滑液槽7，底板13上設(shè)有透明有機玻璃罩23對實驗臺運動部件進行防護。
[0023]漸開線齒輪磨損壽命綜合實驗臺還包括主動軸加速度傳感器9、主動軸電渦流傳感器10、從動軸電渦流傳感器20、從動軸加速度傳感器21和聲發(fā)射傳感器4，所述主動齒輪軸承座6和主動齒輪軸5上設(shè)有加速度傳感器9和電渦流傳感器10，從動齒輪軸承座I和從動齒輪軸2上設(shè)有加速度傳感器21和電渦流傳感器20，主動齒輪8和從動齒輪22的嚙合位置側(cè)面設(shè)有聲發(fā)射傳感器4。
[0024]底板13上設(shè)有驅(qū)動電機12的驅(qū)動電機控制接口模塊14、負載制動器15的負載制動器控制接口模塊16、聲發(fā)射傳感器4的聲發(fā)射傳感器接口模塊17、主動軸加速度傳感器
9、從動軸加速度傳感器21、主動軸電渦流傳感器10和從動軸電渦流傳感器20共用的通用傳感器接口模塊19。
[0025]本發(fā)明的漸開線齒輪磨損壽命綜合實驗臺的實驗對象為一對滿足嚙合條件的漸開線齒輪對:主動齒輪8和從動齒輪22。
[0026]如圖1，驅(qū)動電機12與主動齒輪軸5通過主動軸聯(lián)軸器11相連，驅(qū)動一對主動齒輪8與從動齒輪22進行嚙合運動；從動齒輪軸承座I可通過底板13上的環(huán)形槽3調(diào)整安裝位置；模擬負載量由通過從動軸聯(lián)軸器18與從動齒輪軸2相連的負載制動器15進行調(diào)整；主動齒輪8和從動齒輪22下部安裝有潤滑液槽7。
[0027]如圖1，主動齒輪軸承座6和主動齒輪軸5上設(shè)有主動軸加速度傳感器9和主動軸電渦流傳感器10，從動齒輪軸承座I和從動齒輪軸2上設(shè)有從動軸加速度傳感器21和從動軸電渦流傳感器20，主動齒輪8和從動齒輪22的嚙合位置側(cè)面設(shè)有聲發(fā)射傳感器4。所述實驗對象為一對滿足嚙合條件的漸開線齒輪對:主動齒輪8和從動齒輪22。
[0028]如圖2，底板13上開有環(huán)形槽3，從動齒輪軸承座I的一個通過螺栓和墊圈固定在滑槽中與底板13相連。通過調(diào)整螺栓在滑槽中的位置和增減墊圈的數(shù)量可實現(xiàn)從動齒輪軸2相對于主動齒輪軸5的空間位置的改變。
[0029]如圖3，底板13上設(shè)有透明有機玻璃罩23對實驗臺運動部件進行防護。
[0030]本發(fā)明的工作方式為:
[0031]實驗時安裝好一對滿足嚙合條件的漸開線齒輪對:主動齒輪8和從動齒輪22。通過安裝螺栓在底板13上的環(huán)形槽3中的滑動和增加調(diào)整墊圈實現(xiàn)從動齒輪軸2相對于主動齒輪軸5的空間位置調(diào)整，研究相同負載條件下的齒輪軸安裝誤差與齒形誤差對齒面滑動摩擦的影響，從動齒輪軸2通過聯(lián)軸器與負載制動器15相連，通過調(diào)節(jié)負載制動器15和驅(qū)動電機12來研究不同負載條件下“負載-齒形誤差”，“轉(zhuǎn)速-齒形誤差”對磨損速率的影響。通過聲發(fā)射傳感器4實時監(jiān)測齒輪軸的振動位移、頻率，齒面磨損后發(fā)出的非線性、非平穩(wěn)信號，得出齒輪磨損的頻率特征。通過主動軸加速度傳感器9、從動軸加速度傳感器21、主動軸電渦流傳感器10和從動軸電渦流傳感器20監(jiān)測主動齒輪軸5和從動齒輪軸2的振動與位移。
[0032]上面所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的構(gòu)思和范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計構(gòu)思前提下，本領(lǐng)域中普通工程技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出各種變型和改進，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護范圍，本發(fā)明請求保護的技術(shù)內(nèi)容已經(jīng)全在記載在權(quán)利要求書中。
【權(quán)利要求】
1.一種漸開線齒輪磨損壽命綜合實驗臺，其特征是包括底板(13)、主動齒輪軸(5)、從動齒輪軸(2 )、一對主動齒輪軸承座(6 )、一對從動齒輪軸承座(I),主動齒輪(8 )，從動軸聯(lián)軸器(18)、從動齒輪(22)、主動軸聯(lián)軸器(11)、驅(qū)動電機(12)和負載制動器(15)，所述驅(qū)動電機(12)與主動齒輪軸(5)通過主動軸聯(lián)軸器(11)相連，驅(qū)動一對主動齒輪(8)與從動齒輪(22)進行嚙合運動；從動齒輪軸承座(I)可通過底板(13)上的滑槽(3)調(diào)整安裝位置；模擬負載量由通過從動軸聯(lián)軸器(18)與從動齒輪軸(2)相連的負載制動器(15)進行調(diào)整；主動齒輪(8)和從動齒輪(22)下部安裝有潤滑液槽(7);—對主動齒輪軸承座(6)固定安裝于底板(13 )上，主動齒輪軸(5 )通過聯(lián)軸器(11)與驅(qū)動電機(12 )相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漸開線齒輪磨損壽命綜合實驗臺，其特征是一對所述從動齒輪軸承座(I)的其中一個為固定安裝于底板(13)上，另外一個通過安裝螺栓在底板(13)上的滑槽(3)中的滑動和增加調(diào)整墊圈實現(xiàn)從動齒輪軸(2)相對于主動齒輪軸(5)的空間位置調(diào)整，從動齒輪軸(2)通過聯(lián)軸器(15)與負載制動器(15)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漸開線齒輪磨損壽命綜合實驗臺，其特征是所述主動齒輪(8 )和從動齒輪(22 )正下方的底板(13 )上安裝有潤滑液槽(7 )，底板(13 )上設(shè)有透明有機玻璃罩(23)對實驗臺運動部件進行防護。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漸開線齒輪磨損壽命綜合實驗臺，其特征是所述的漸開線齒輪磨損壽命綜合實驗臺還包括主動軸加速度傳感器(9)、主動軸電渦流傳感器(10)、從動軸電渦流傳感器(20)、從動軸加速度傳感器(21)和聲發(fā)射傳感器(4)，所述主動齒輪軸承座(6 )和主動齒輪軸(5 )上設(shè)有加速度傳感器(9 )和電渦流傳感器(10 )，從動齒輪軸承座(I)和從動齒輪軸(2)上設(shè)有加速度傳感器(21)和電渦流傳感器(20)，主動齒輪(8)和從動齒輪(22)的嚙合位置側(cè)面設(shè)有聲發(fā)射傳感器(4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求5所述的漸開線齒輪磨損壽命綜合實驗臺，其特征是所述底板(13)上設(shè)有驅(qū)動電機(12)的驅(qū)動電機控制接口模塊(14)、負載制動器(15)的負載制動器控制接口模塊(16 )、聲發(fā)射傳感器(4)的聲發(fā)射傳感器接口模塊(17 )、主動軸加速度傳感器(9 )、從動軸加速度傳感器(21)、主動軸電渦流傳感器(10)和從動軸電渦流傳感器(20)共用的通用傳感器接口模塊(19)。
【文檔編號】G01M13/02GK103884503SQ201410143622
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月10日
【發(fā)明者】袁鴻, 王翔, 方成剛, 陳捷 申請人:南京工業(yè)大學(xué), 南京工大數(shù)控科技有限公司