专利名称：一种多功能齿轮传动试验台的制作方法
技术领域：
本发明涉及齿轮机械传动试验技术领域，具体为一种多功能齿轮传动试验台。
背景技术：
随着工业的发展，发动机功率增加，对齿轮传动的传扭能力要求也随之提高。在同等传动尺寸和质量的前提下，提高传扭能力的途径有一是齿面硬化处理(及齿轮修形等措施)；二是多分支的功率分流传动。前者常常需要增加设备，如大型热处理设备和磨齿机等。由于齿轮传动强度的薄弱环节是轮齿，多分支的功率分流可减轻轮齿负荷，从而减小齿轮传动的尺寸和质量。功率分流技术的基本原理是将所需要传递的转矩或功率分流成两支或更多，使得每个分支所传递的载荷降低为原载荷的二分之一或者更小，从而使每对啮合齿轮承受的载荷大大降低，寿命得到较大的提高。功率二分支齿轮传动系统的关键技术是功率二分支啮合的同步性和均载性。功率二分支齿轮传动系统中各构件的传动误差、啮合动载荷性能及齿轮振动的动位移和动载荷是影响功率二分支啮合同步性能和均载性能的主要因素，因此，如何测量齿轮传动系统中各项动力学性能参数对啮合的同步性和均载性的影响成为首要问题。
发明内容
要解决的技术问题为了测量齿轮传动系统中各项动力学性能参数对啮合的同步性和均载性的影响，本发明提出了一种多功能齿轮传动试验台，可方便测量功率二分支齿轮等传动系统的静动态传动误差、啮合动载荷量和均载系数等多项参数，进而分析诸参数对齿轮传动系统啮合的同步性能和均载性能的影响。技术方案本发明的技术方案为所述一种多功能齿轮传动试验台，其特征在于包括电动机、转矩转速传感器、齿轮箱和制动器；电动机通过联轴器将动力传至转矩转速传感器，转矩转速传感器测量电动机输出的转动力矩、转速和功率；转矩转速传感器输出轴通过联轴器与齿轮箱的输入轴相连；齿轮箱的输出轴通过联轴器与制动器相连，制动器为试验装置提供载荷；所述齿轮箱包括有一根输入轴、两根中间轴和一根输出轴，输入轴、中间轴和输出轴均平行安装；输入轴上安装有输入端角度编码器和一个输入齿轮，输出轴上安装有输出端角度编码器、集流环和一个输出齿轮；两根中间轴上均安装有一个大齿轮和一个小齿轮，两个大齿轮均与输入齿轮啮合，两个小齿轮均与输出齿轮啮合；在输出齿轮的腹板边缘对称安装有两个加速度传感器，测量齿轮啮合方向的振动加速度，加速度传感器的测量结果通过集流环传递至外部数据采集装置。有益效果
本发明提供的多功能齿轮传动试验台，其优点在于在一个试验平台上，可测量齿轮传动系统的静动态传动误差、啮合动载荷量和均载系数等多项参数；利用一个齿轮箱，通过更换齿轮和轴，实现不同轴刚度和齿轮腹板刚度的动态特性的试验；通过增减轴系可以拼装功率二分支齿轮传动轮系、二级展开式齿轮传动轮系、单级分扭式齿轮传动轮系、单级齿轮传动轮系等多种传动形式的试验结构；将输入轴和输出轴置于一个分箱面上，箱体刚性条件好，便于试验件的更换。
图I :齿轮传动试验台总体结构图；图2:齿轮箱体图；图3 :功率二分支齿轮传动轮系图； 图4 : 二级展开式齿轮传动轮系图；图5 :单级分扭式齿轮传动轮系图；图6 :单级齿轮传动轮系图；其中1、电动机；2、第一弹性套柱销联轴器；3、NJ型转矩转速传感器；4、第二弹性套柱销联轴器；5、齿轮传动系统；6、第三弹性套柱销联轴器；7、磁粉制动器；8、试验台；9、齿轮箱上箱体；10、齿轮箱下箱体；11、输入轴；12、中间轴；13、输出轴；14、输入齿轮；15、大齿轮；16、小齿轮；17、输出齿轮；18、输入端角度编码器；19、输出端角度编码器；20、加速度传感器；21、集流环。
具体实施例方式下面结合具体实施例描述本发明参照附图I，本实施例中的一种多功能齿轮传动试验台包括电动机1、NJ型转矩转速传感器3、齿轮传动系统5和磁粉制动器7，均安装在试验台8上。电动机通过第一弹性套柱销联轴器2将动力传至NJ型转矩转速传感器，NJ型转矩转速传感器测量电动机输出的转动力矩、转速和功率。NJ型转矩转速传感器输出轴通过第二弹性套柱销联轴器4与齿轮传动系统的输入轴相连。齿轮传动系统的输出轴通过第三弹性套柱销联轴器6与磁粉制动器相连。磁粉制动器为试验装置提供载荷，可通过变换输出转矩实现不同载荷状态下的试验条件。齿轮传动系统是本实施例中的核心部件，包括有一根输入轴11、两根中间轴12和一根输出轴13。参照附图3，输入轴、中间轴和输出轴均平行安装；输入轴上安装有输入端角度编码器18和一个输入齿轮14，输入齿轮采用普通平键安装在输入轴A处。输出轴上安装有输出端角度编码器19、集流环21和一个输出齿轮17，输出齿轮采用普通平键安装在输出轴F处。两根中间轴上均通过普通平键安装有一个大齿轮15和一个小齿轮16。两个大齿轮均同时与输入齿轮哨合，实现功率分扭，从输入齿轮传递到大齿轮的功率由小齿轮输出，两个小齿轮均同时与输出齿轮啮合，实现功率并车，并由输出轴输出。为实现数据采集，输入端角度编码器安装在输入轴B处，输出端角度编码器安装在输出轴G处，分别进行静动态传动误差数据采集，并将数据导出至外部数据采集装置，可进行静动态传动误差分析测量试验。在输出齿轮的腹板边缘对称安装有两个加速度传感器20，测量齿轮啮合方向的振动加速度，加速度传感器的测量结果通过输出轴E-F段的中空轴结构和E处的集流环传递至外部数据采集装置，利用机械系统动力学相关方法，即可进行动态特性分析试验和均载性能分析试验。当采用完整的齿轮传动系统时，本装置就能够实现多种机械动态特征参数条件下的功率二分支齿轮传动试验将输出齿轮设计多种不同腹板宽度规格，中间轴设计多种不同中间轴段直径规格，在试验过程中，可以通过更换不同参数规格的输出齿轮和中间轴，从而改变轮系部件的刚度特征，组装出多种机械动态性能的实验台，进行多种机械动态特性状态下的齿轮传动性能综合试验。图4中拆除了一根中间轴及其上的大齿轮和小齿轮，实现二级展开式齿轮传动试验通过更换不同参数规格的输出齿轮和中间轴，从而改变轮系部件的刚度特征，组装出多种机械动态性能的试验台，进行多种机械动态特性状态下的齿轮传动性能综合试验。
图5中拆除了输出轴和输出齿轮，将其中一根中间轴转化为输出轴，并通过第三弹性套柱销联轴器连接磁粉制动器，实现单级分扭传动试验通过更换不同参数规格的中间轴，从而改变轮系部件的刚度特征，组装出多种机械动态性能的试验台，进行多种机械动态特性状态下的齿轮传动性能综合试验。图6中拆除了输出轴和输出齿轮、并拆除了一根中间轴及其上的大齿轮和小齿轮，将剩余的一根中间轴做为输出轴，并通过第三弹性套柱销联轴器连接磁粉制动器，实现单级传动试验通过更换不同参数规格的中间轴，从而改变轮系部件的刚度特征，组装出多种机械动态性能的试验台，进行多种机械动态特性状态下的齿轮传动性能综合试验。
权利要求
1.一种多功能齿轮传动试验台，其特征在于包括电动机、转矩转速传感器、齿轮箱和制动器；电动机通过联轴器将动力传至转矩转速传感器，转矩转速传感器测量电动机输出的转动力矩、转速和功率；转矩转速传感器输出轴通过联轴器与齿轮箱的输入轴相连；齿轮箱的输出轴通过联轴器与制动器相连，制动器为试验装置提供载荷； 所述齿轮箱包括有一根输入轴、两根中间轴和一根输出轴，输入轴、中间轴和输出轴均平行安装；输入轴上安装有输入端角度编码器和一个输入齿轮，输出轴上安装有输出端角度编码器、集流环和一个输出齿轮；两根中间轴上均安装有一个大齿轮和一个小齿轮，两个大齿轮均与输入齿轮哨合，两个小齿轮均与输出齿轮哨合；在输出齿轮的腹板边缘对称安装有两个加速度传感器，测量齿轮啮合方向的振动加速度，加速度传感器的测量结果通过集流环传递至外部数据采集装置。
全文摘要
本发明提出了一种多功能齿轮传动试验台，包括电动机、转矩转速传感器、齿轮箱和制动器，齿轮箱包括有一根输入轴、两根中间轴和一根输出轴，输入轴、中间轴和输出轴均平行安装。本发明可以在一个试验平台的基础上，通过拆装齿轮箱中不同位置轴及相应齿轮，实现单机功率二分支齿轮传动轮系结构、二级展开式齿轮传动轮系结构、单级分扭式齿轮传动轮系结构和单级齿轮传动轮系结构；通过更换不同腹板厚度的齿轮和不同直径的轴，实现齿轮腹板刚度和轴的扭转刚度的变化，从而研究不同齿轮腹板刚度和不同轴的扭转刚度下的功率二分支传动系统的动态性能，为腹板刚度和轴刚度的优选提供试验支撑。
文档编号G01M13/02GK102706557SQ20121018360
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月6日 优先权日2012年6月6日
发明者李剑锋, 王三民, 王颖, 董金城, 郭家舜 申请人:西北工业大学