减速机试验用的夹具、减速机的旋转试验装置、减速机的弯矩载荷试验装置的制作方法

本实用新型涉及一种减速机试验用的夹具。更具体地说，涉及一种能够与减速机组装起来形成减速机与夹具的组装体、并通过将该减速机与夹具的组装体安装于试验装置来对减速机进行试验的减速机试验用的夹具。

背景技术：

对于减速机而言，在出厂等之前需要对其各项参数指标是否满足要求进行检测。例如，需要进行扭转刚度、角度传递误差、弯矩载荷等性能评价试验以及寿命评价试验等。上述性能评价试验、寿命评价试验通常是通过将作为被测件的减速机安装于专用的试验装置来进行的。

当直接将减速机安装于试验装置时，有时无法实现稳定地固定连接。而且，在安装过程中，安装操作较为繁琐，安装结构较为复杂。

另外，为了准确地进行性能评价试验、寿命评价试验，需要对减速机和试验装置等装置进行同心(即，同轴)管理。若同心精度较差，则在试验装置会产生异常的载荷，导致无法实施准确的评价试验。此外，还有可能导致减速机发生早期破损、振动等。因此，为了进行准确的评价试验，谋求具有精密的精度的夹具。此外，还要注意各夹具的平行度、同心度、垂直度的管理。

技术实现要素：

本实用新型即是鉴于以上情况为背景而做成的，其目的之一在于提供一种减速机试验用的夹具，能够以简单的结构将减速机稳定地固定连接于试验装置，安装操作简单。

本实用新型的另一目的在于提供一种减速机试验用的夹具，能够确保试验所要求的同心等，从而能够实施准确的评价试验。

本实用新型的第1技术方案提供一种减速机试验用的夹具，其特征在于，该减速机试验用的夹具与减速机组装起来形成减速机与夹具的组装体，通过将该减速机与夹具的组装体安装于试验装置，来对所述减速机进行试验，所述减速机试验用的夹具包括：输出法兰，在组装于所述减速机的状态下，该输出法兰借助第1紧固件紧固于所述减速机的输出部；输出轴，其能够借助第2紧固件紧固于所述输出法兰；输入法兰，其在中心具有贯通的中心孔，包括大径端和小径端，在组装于所述减速机的状态下，该输入法兰的大径端借助第3紧固件紧固于所述减速机的壳体；固定块，其在中心具有贯通的中心孔，该固定块能够借助第4紧固件紧固于所述输入法兰的小径端；输入轴，在其顶端形成有齿轮，用于对所述减速机输入旋转，在组装于所述减速机的状态下，该输入轴穿过所述输入法兰的中心孔和所述固定块的中心孔插入到所述减速机中，并与所述减速机的输入部相连接，该输入轴借助轴承以旋转自如的方式被所述输入法兰支承；以及连接固定板，其设有用于向所述试验装置安装的安装部和用于固定所述减速机的壳体的固定部，在组装于所述减速机的状态下，该连接固定板组装于所述减速机的壳体的与所述输入法兰所处一侧相反的一侧，该连接固定板的固定部、所述减速机的壳体以及所述输入法兰的大径端借助所述第3紧固件固定在一起。

本实用新型的第2技术方案的特征在于，所述输出法兰、输出轴、输入法兰、输入轴以及所述减速机同轴配置。

本实用新型的第3技术方案的特征在于，在所述输出法兰和所述输入法兰上设有供排脂孔。

本实用新型的第4技术方案的特征在于，所述输出法兰与所述减速机的输出部之间、所述输出轴与所述输出法兰之间、所述输入法兰与所述减速机 的壳体之间分别具有用于同轴定位的嵌合结构。

本实用新型的第5技术方案的特征在于，在所述输入轴与所述轴承之间设置有轴用扣环，在所述轴承和所述输入法兰的中心孔之间设置有孔用扣环。

本实用新型的第6技术方案的特征在于，还包括骨架油封，其设置于所述输入轴与所述输入法兰的小径端之间，用于进行油封。

本实用新型的第7技术方案的特征在于，所述输出法兰的一端与所述减速机的输出部紧密嵌合，从而将减速机的输出部密封。

本实用新型的第8技术方案的特征在于，还包括胀紧套，其能够在所述输入轴与所述固定块之间进行装卸，通过将胀紧套嵌入所述输入轴与所述固定块之间，使得所述输入轴固定而无法旋转。

本实用新型的第9技术方案提供一种减速机的旋转试验装置，其特征在于，该减速机的旋转试验装置具有技术方案1～8中任一技术方案所述的减速机试验用的夹具，用于安装固定减速机。

本实用新型的第10技术方案提供一种减速机的弯矩载荷试验装置，其特征在于，该减速机的弯矩载荷试验装置具有技术方案1～7中任一技术方案所述的减速机试验用的夹具，用于安装固定减速机。

采用本实用新型的减速机试验用的夹具，能够确保试验所要求的同心等，从而能够实施准确的评价试验。

附图说明

图1是表示减速机与夹具的组装体100的剖视图。

图2表示输出轴1，(a)是主视图，(b)是剖视图。

图3表示输出法兰2，(a)是主视图，(b)是A-A剖视图。

图4表示输入法兰5，(a)是主视图，(b)是B-B剖视图。

图5表示固定块6，(a)是主视图，(b)是剖视图。

图6是表示输入轴7的剖视图。

图7表示连接固定板3，(a)是主视图，(b)是C-C剖视图。

图8是用于说明减速机的旋转试验装置110的示意图。

图9是用于说明减速机的弯矩载荷试验装置120的示意图。

附图标记说明

1、输出轴；1a、主体部；1b、凸缘部；1c、嵌合孔；2、输出法兰；2a、供排脂孔；2c、突出部；2d、嵌合孔；3、连接固定板；3a、安装部；3b、固定部；4、减速机；4a、输出部；4b、壳体；5、输入法兰；5a、中心孔；5b、大径端；5c、小径端；5d、供排脂孔；5e、嵌合孔；6、固定块；6a、中心孔；7、输入轴；7a、齿轮；8、轴承；8a、轴用扣环；8b、孔用扣环；9、胀紧套；10、骨架油封；11、第1紧固件；12、第2紧固件；13、第3紧固件；14、第4紧固件；15、闭塞件；100、减速机与夹具的组装体；101、工作台；102、电动机；103、支撑座；104、转矩转速传感器；105、增速器；106、加载器；110、减速机的旋转试验装置；120、减速机的弯矩载荷试验装置。

具体实施方式

以下，参照附图对本实用新型的减速机试验用的夹具进行说明。另外，在以下的说明中，是以减速机试验用的夹具与减速机4组装起来的状态进行说明的。

如图1所示，减速机试验用的夹具包括输出轴1、输出法兰2、连接固定板3、输入法兰5、固定块6以及输入轴7。以上各构件如图1所示那样组装于减速机4从而形成减速机与夹具的组装体100。

输出轴1是用于将减速机4的旋转输出出去的构件。如图1、图2所示，输 出轴1包括形成为筒状的主体部1a和形成于该主体部1a一端侧的凸缘部1b。主体部1a作为减速机与夹具的组装体100的输出侧连接部分发挥作用，能够与试验装置相连接。凸缘部1b借助第2紧固件12(例如螺栓)紧固于后述的输出法兰2。

输出法兰2是用于组装输出轴1以及对减速机4的输出部4a进行密封的构件。如图1、图3所示，输出法兰2借助第1紧固件11(例如螺栓)紧固于减速机4的输出部4a。如上所述，输出轴1的凸缘部1b借助第2紧固件12紧固于的输出法兰2，由此，输出轴1组装于减速机4。

在输出法兰2上设有供排脂孔2a，供排脂孔2a被闭塞件15(例如螺塞)闭塞。在注入润滑剂、排出润滑剂、确认润滑剂状态等时，可通过旋下闭塞件15来进行操作。

另外，在输出法兰2的靠输出轴1一侧(纸面左侧)设有向输出轴侧突出的突出部2c，在输出轴1的凸缘部1b的内周侧形成有供输出法兰2的突出部2c嵌合的嵌合孔1c。通过将输出法兰2的突出部2c嵌合于输出轴1的嵌合孔1c，实现两者之间的同轴定位，在该状态下，通过第2紧固件12将输出轴1紧固于输出法兰2。即，输出法兰2的突出部2c和输出轴1的嵌合孔1c构成用于同轴定位的嵌合结构。

另外，在输出法兰2的靠减速机4一侧(纸面右侧)形成有与减速机4的输出部4a相对应的嵌合孔2d。通过将减速机4的输出部4a嵌合于输出法兰2的嵌合孔2d，实现两者之间的同轴定位，在该状态下，通过第1紧固件11将输出法兰2紧固于减速机4。即，输出法兰2的嵌合孔2d和减速机4的输出部4a构成用于同轴定位的嵌合结构。

此外，除了实现上述同轴定位之外，输出法兰2的嵌合孔2d与减速机4的输出部4a紧密嵌合，从而将减速机4的输出部4a密封。需要特别说明的是，为了可靠地密封，需要对输出法兰2的平坦度、表面粗糙度等进行管理。

输入法兰5是用于连结减速机4和后述的输入轴7的构件。如图1、图4所示，输入法兰5在中心具有供贯通的中心孔5a，供输入轴7穿过，输入法兰5包括大径端5b和小径端5c，输入法兰5的大径端5b借助第3紧固件13(例如螺栓)紧固于减速机4的壳体4b。后述的输入轴7借助轴承8以旋转自如的方式被输入法兰5支承。

在输入法兰5上设有供排脂孔5d，供排脂孔5d被闭塞件15(例如螺塞)闭塞。在注入润滑剂、排出润滑剂、确认润滑剂状态等时，可通过旋下闭塞件15来进行操作。

另外，在输入法兰5的靠减速机4一侧(纸面左侧)形成有与减速机4的输入端相对应的嵌合孔5e。通过将减速机4的输入端嵌合于输入法兰5的嵌合孔5e，实现两者之间的同轴定位，在该状态下，通过第3紧固件11将输入法兰5紧固于减速机4的壳体4b。即，输入法兰5的嵌合孔5e和减速机4的输入端构成用于同轴定位的嵌合结构。

固定块6是供用于固定后述的输入轴7的胀紧套(英文：power lock)9设置的构件。如图1、图5所示，固定块6在中心具有贯通的中心孔6a，供输入轴7穿过，固定块6借助第4紧固件14(例如螺栓)紧固于输入法兰5的小径端5c。

另外，在固定块6形成有供胀紧套9设置的安装部。胀紧套9能够在输入轴7与固定块6之间进行装卸。例如，在对减速机4进行刚性试验等而需要使输入轴7固定时，通过将胀紧套9嵌入输入轴7与固定块6之间，使得输入轴7固定而无法旋转。另一方面，例如，在进行耐久试验等而需要使输入轴7旋转时，卸下胀紧套9而允许输入轴7旋转。

输入轴7是用于对减速机4输入旋转的构件，在其顶端形成有齿轮7a。如图1、图6所示，输入轴7穿过输入法兰5的中心孔5a和固定块6的中心孔6a插入到减速机4中，并与减速机4的输入部相连接。并且，如上所述，输入轴7 借助轴承8以旋转自如的方式被输入法兰5支承。

另外，输入轴7与轴承8之间设置有轴用扣环8a，在轴承8和输入法兰5的中心孔5a之间设置有孔用扣环8b。此外，在输入轴7与输入法兰5的小径端5c之间设有用于进行油封的骨架油封10。

需要特别说明的是，为了确保试验的精度等，需要对输入轴7的硬度、表面粗糙度、同心度等进行精度管理。

连接固定板3是用于与试验装置相连接固定的构件。如图1、图7所示，连接固定板3设有用于向试验装置安装的安装部3a和用于固定减速机4的壳体4b的固定部3b。连接固定板3组装于减速机4的壳体4b的与输入法兰5所处一侧相反的一侧(纸面左侧)。连接固定板3的固定部3b、减速机4的壳体4b以及输入法兰5的大径端5b借助第3紧固件13固定在一起。

如上所述，通过将减速机试验用的夹具的各上述构件与减速机4组装起来，形成减速机与夹具的组装体100，并且，通过将该减速机与夹具的组装体100安装于试验装置，来对减速机4进行试验。此外，参照图8、图9以减速机的旋转试验装置110、减速机的弯矩载荷试验装置120为例进行说明。其中，在各试验装置中，除了本实用新型的减速机与夹具的组装体100以外，能够使用试验机关、大学的设备。

图8是示意性地表示减速机的旋转试验装置110的图。如图8所示，本实用新型的减速机与夹具的组装体100被连接固定于工作台101上，输入轴7经由转矩转速传感器104与电动机102相连，输出轴1经由转矩转速传感器104与加载器106相连。转矩转速传感器104能够检测输入轴7以及输出轴1的转矩、转速。另外，在旋转试验装置110中还设置有多个支撑座103，在输出轴1与加载器106之间还设置有增速器105。

减速机的旋转试验装置110用于进行减速机的旋转类试验，其驱动与加载方式不受限制。性能试验时，应能保证加载转矩和转速稳定，运转中能进 行加载和卸载。精度试验时，仪器各活动部分或运动部件，运动应平稳、灵活、灵敏，无阻滞现象，并能保证测量精度。对此，需要保证法兰安装面平面度、测试系统的同轴度等。另外，作为被测件的减速机安装前应加注符合要求的润滑油脂，安装时保证被测件与试验装置同轴，安装好的试验系统应运转灵活。

利用减速机的旋转试验装置110能够进行空载试验、负载试验、超载试验、传动效率检测、齿隙和空程及扭转刚度检测、角度传递误差试验、寿命试验等旋转类试验。

在空载试验中，将减速机安装在试验台上，在额定转速下正反向各运转30分钟。

在负载试验中，加载加速/减速允许转矩试运行，从0开始逐渐提高转速，在调整转速的同时，测量减速机壳体的温度使其保持在60℃。当60℃下该转速小于减速机额定转速，设定试验转速为该转速，否则试验转速设定为额定转速。

在如上述那样得到的试验转速条件下，按照额定负载的25％、50％、75％和100％逐级进行加载，前三阶段运转时间为20min，100％额定载运行2h，反向进行同样的操作。

在超载试验中，在输出端逐渐将负载加载至瞬时最大允许转矩，持续5s，正反方向各实施一次。

在传动效率检测中，首先进行数据采集，将被测件输入、输出端分别与试验系统驱动、加载端连接，并将被测件外壳固定；驱动端驱动被测件从零速到达设定转速，转速稳定后加载端加载至设定转矩值，然后记录输入、输出端转矩、输入转速值，每次至少采集5组数据。其次，进行传动效率的计算。减速机的传递效率利用下式来计算。

$\mathrm{\η}=\frac{{\stackrel{\‾}{T}}_2}{{\stackrel{\‾}{T}}_{1}i}\×100\%$

其中，η为减速机的传动效率，为一次采集的输出转矩的平均值(N·m)，为一次采集的输入转矩的平均值(N·m)，i为减速机的传动比。

齿隙和空程及扭转刚度的测量是通过检验被测件的滞回曲线特性来得到的。在齿隙和空程及扭转刚度检测中，固定被测件外壳及输入端，将被测件输出端与试验系统连接，通过试验系统驱动被测件输出端回转。通过测量输出端正反向各一个额定转矩范围内转矩和转角值的变化，绘制以转矩载荷为横坐标，以扭转角度为纵坐标的滞回曲线。

在角度传递误差试验中，将被测件输入、输出端分别与试验系统驱动、加载端连接，将被测件外壳固定。通过试验系统驱动被测件回转，让其在空载状态下正反转。判断输入端转速稳定(转速波动小于等于3转)后，开始采集光栅传感器信号，实时同步记录输入、输出端转角值，在输出端转动一周范围内，计算减速机每一采样时刻的角度传递误差，同时，以输出轴转角为横坐标，以传动误差值为纵坐标，绘制传递误差曲线。

对于寿命试验，具体步骤如下。

加载运行前，应检查减速机的安装是否正确和是否按照要求添加了使用的润滑油脂；试运行时减速机须运行平稳，不得出现接合处漏油，气孔溢油，产生异常声响等现象。

加载加速/减速允许转矩试运行，从0开始逐渐提高转速，调整减速机转速的同时，测量减机器壳体的温度，使其保持在60℃。此时的转速即为输出转速。

在上述实验条件(加速/减速允许转矩，调整得出的最终输出转速)下稳定运行，保持无异常状态。运行至该条件下计算寿命时间(L_T)时停止。

减速机计算寿命(L_T)，根据使用条件通过如下寿命计算公式计算所得。

$L_T=K_T\×\frac{N_0}{N_m}\×{\left(\frac{T_0}{T_m}\right)}^{\frac{10}{3}}$

其中，L_T为计算寿命(hrs)，K_T为减速机额定寿命(hrs)，T_m为平均输出转矩(N·m)，N_m为平均输出转速(rpm)，T₀为额定输出转矩(N·m)，N₀为额定输出转速(rpm)。

图9是示意性地表示减速机的弯矩载荷试验装置120的图。如图9所示，在弯矩载荷试验装置120中，采用了本实用新型的减速机与夹具的组装体100。在弯矩载荷试验装置120中，由电动机驱动，负载为梁柱，末端有加载装置。加载装置运行时能够加载/卸载，载荷稳定。另外，作为被测件的减速机应按照要求安装好。

对于减速机的弯矩载荷试验，具体步骤如下。

加载运行前，应检查减速机的安装是否正确和是否按照要求添加了使用的润滑油脂；试运行时减速机须运行平稳，不得出现接合处漏油，气孔溢油，产生异常声响等现象。

通过调节F的大小，将弯矩载荷设定为2M₀。加载2M₀试运行，从0开始逐渐提高转速，调整减速机转速的同时，测量减速机壳体的温度，使其保持在60℃。此时的转速为输出转速。

在上述实验条件下(2M₀载荷，调整得出的最终输出转速)稳定运行，保持无异常状态。运行至该条件下计算寿命时间(L_M)时停止，检测减速机主轴承有无异常。

减速机主轴承计算寿命(L_M)，根据使用条件通过如下寿命计算公式计算所得。

$L_M=K_M\×\frac{N_0}{N_m}\×{\left(\frac{M_0}{M_m}\right)}^3$

其中，L_M为计算寿命(hrs)，K_M为主轴承额定寿命(hrs)，M_m为平均弯矩载荷(N·m)，N_m为平均输出转速(rpm)，M₀为允许弯矩载荷(N·m)，N₀为额定输出转速(rpm)。

如上所述，采用本实用新型的减速机试验用的夹具，能够以简单的结构将减速机稳定地固定连接于试验装置，安装操作简单。

此外，通过利用各用于同轴定位的嵌合结构，确保输出轴1、输出法兰2、输入法兰5以及减速机4同轴配置。此外，输入法兰5借助轴承8支承输入轴7，由此，也确保了输入轴7的同轴配置。这样，能够可靠地使减速机试验用的夹具的各部件与减速机4同轴配置，确保试验所要求的同心等，从而能够实施准确的评价试验。

本实用新型并不局限于所述实施方式，可在不脱离其主旨的范围内进行各种改良和变更等。

例如，在所述实施方式中，采用了嵌合结构作为用于同轴定位的结构，但不限于此，也可以采用定位销等公知的其他同轴定位的结构。