柔性联轴器的轴偏角联接状态疲劳试验设备及联接方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及直升机传动系统测试试验技术领域，特别地，涉及一种柔性联轴器的轴偏角联接状态疲劳试验设备。此外，本发明还涉及一种实现柔性联轴器达到试验所需的轴偏角联接方法。
【背景技术】
[0002]在直升机传动系统中，因机身和机匣受载变形等原因，导致两个传动部件之间的联接同轴度恶化，联接件之间形成大的轴偏角Θ。轴偏角Θ的大小与部件偏移距离S及两部件联接法兰之间的距离L有关，其间关系为:S = L.tan0。出现大的联接轴偏角时往往需要采用具有较大变形补偿能力的叠片或膜盘型柔性联轴器来联接和传动两个部件之间的运动。
[0003]叠片或膜盘等柔性联轴器在定型批产前需要进行联轴器试验件的疲劳寿命试验等，以验证其性能是否达到设计目标。为模拟新研制的柔性联轴器实际工作时的轴偏角联接状态且缩短试验时间，试验件往往在较大的轴偏角联接状态下在其实际工作转速和传动扭矩载荷(甚至加大扭矩载荷)的状态下进行运转试验。
[0004]无轴偏角联接时试验设备的联接，此时高速封闭齿轮箱高速输入轴的轴线A-B、高速轴转接座的旋转轴线、高速增速箱的轴线、增速封闭箱的轴线位于同一直线上(简称为高速轴系轴心线)；而高速封闭齿轮箱低速输出轴的轴线C-D、低速轴转接座的旋转轴线、加载器的轴线、增速封闭箱的轴线位于另一平行的直线上(简称为低速轴系轴心线)。
[0005]在无轴偏角联接状态下一般进行叠片或膜盘等柔性联轴器(试验件)的持久运转试验，这时柔性联轴器和设备的各联轴器均在正常联接状态下运行试验。需要进行疲劳寿命试验时，则柔性联轴器试验件需要在较大的轴偏角联接状态下进行试验。
[0006]试验件较大联接轴偏角的实现方式有两种，第一种方法是通过在水平面内径向平移试验件所在轴线上的高速轴转接座来产生联接轴偏角，试验时要求的联接轴偏角范围一般为0.7°?3°。径向平移高速轴转接座的结果带来了不利的问题，即导致设备高速传动轴的轴线与高速轴转接座法兰轴线之间，以及与高速增速箱输出法兰的轴线之间也存在较大的轴偏角，使得设备需要解决此处的轴偏角联接问题。
[0007]第二种实现试验件较大联接轴偏角的方法是通过径向平移高速封闭齿轮箱来达成。同样的问题是，径向平移高速封闭齿轮箱的结果导致高速封闭齿轮箱的输出法兰轴线C-D与设备低速联接轴的轴线之间，以及低速联接轴与低速轴转接座法兰轴线之间也存在较大的轴偏角，同样使得设备需要解决此处的轴偏角联接问题。
【发明内容】
[0008]本发明提供了一种柔性联轴器的轴偏角联接状态疲劳试验设备及柔性联轴器的轴偏角联接方法，以解决现有叠片或膜盘等柔性联轴器(试验件)在大轴偏角联接状态下进行疲劳试验时，试验设备的联轴器(非试验件，也叫陪试件)也处于大轴偏角联接状态，试验设备满足试验要求的难度大、试验成本高、试验周期长的技术问题。
[0009]根据本发明的一个方面，提供一种柔性联轴器的轴偏角联接状态疲劳试验设备，包括试验平台，试验平台上装有高速封闭齿轮箱、低速花键轴、低速轴转接座、传动轴试验件以及高速轴转接座，低速花键轴与传动轴试验件平行布置，高速封闭齿轮箱通过高速封闭齿轮箱的箱内低速驱动件连接并悬挂于低速花键轴的第一端，高速封闭齿轮箱外设有带有支承轴段的轴承端盖;高速封闭齿轮箱外设有用于对轴承端盖的支承轴段进行转动锁止的锁止机构，低速花键轴的第二端可转动地连接于低速轴转接座的旋转轴上;传动轴试验件包括有两个用于变形补偿传动轴试验件的轴偏角联接状态的柔性联轴器，传动轴试验件的第一端连接于高速封闭齿轮箱的箱内高速驱动件，传动轴试验件的第二端可转动的连接于高速轴转接座的旋转轴;高速封闭齿轮箱与试验平台之间设有用于高速封闭齿轮箱绕低速花键轴所在的轴线转动的转动调节机构。
[0010]进一步地，锁止机构包括固接于试验平台上的绕转支承座，绕转支承座上开设有用于支承固定在高速封闭齿轮箱上的轴承端盖的支承轴段的轴孔，绕转支承座上沿轴孔的径向开设有螺纹孔，螺纹孔内装有用于顶抵在支承轴段上以锁止支承轴段的锁止螺钉。
[0011]进一步地，锁止机构设于高速封闭齿轮箱的低速驱动件的两端，用于支承高速封闭齿轮箱并提供高速封闭齿轮箱输出端的绕转的条件;和/或两个锁止机构分别设于高速封闭齿轮箱两端，锁止机构内支承的支承轴段与低速花键轴共轴线，低速花键轴通过外花键与带内花键法兰盘相连接。
[0012]进一步地，轴承端盖包括支承轴段和周向定位止口段，支承轴段与周向定位止口段共轴线，以保证支承轴段与高速封闭齿轮箱的低速轴的轴线共线;绕转支承座的轴孔与轴承端盖的支承轴段形成滑动轴承副。
[0013]进一步地，绕转支承座上还开设有用于限制高速封闭齿轮箱转动范围的限位槽。
[0014]进一步地，转动调节机构包括固接于试验平台上带T形槽的带槽平台、滑动连接于带槽平台的T形槽内的撑杆转动副支座、转动连接于撑杆转动副支座内的T形撑杆以及开设于高速封闭齿轮箱上用于套设在T形撑杆的光杆上并可沿光杆的轴向移动调节的调节孔。
[0015]进一步地，带槽平台的T形槽内设有用于对撑杆转动副支座沿T形槽滑动进行滑动锁止的滑动锁止件;撑杆转动副支座的T形撑杆装配孔上设有用于对T形撑杆绕撑杆转动副支座的座孔转动进行锁止的转动锁止件;T形撑杆的光杆与调节孔之间设有用于对光杆与调节孔之间相对位移进行锁止的位移锁止件;高速封闭齿轮箱周边还设有用于驱使高速封闭齿轮箱绕高速封闭齿轮箱的低速轴转动的驱动机构。
[0016]进一步地，位移锁止件采用锥面垫圈、球面垫圈以及双螺母相互叠组形成的锁紧组件;调节孔的两端均设置锁紧组件，以形成对高速封闭齿轮箱的双向锁止。
[0017]进一步地，低速花键轴通过带内花键法兰连接低速轴转接座;低速轴转接座的输出端连接低速传动轴;高速轴转接座的输入端连接高速传动轴。
[0018]根据本发明的另一方面，还提供了一种柔性联轴器的轴偏角联接方法，包括以下步骤:解除对高速封闭齿轮箱转动端的竖向移动限制;解除对高速封闭齿轮箱转动端的水平移动限制;解除对高速封闭齿轮箱转动端的自由转动限制;使高速封闭齿轮箱两端的轴承端盖的支承轴段可以在绕转支承座的座孔内转动;完成上述步骤后，通过驱动机构驱使高速封闭齿轮箱整体绕着绕转支承座的轴孔的轴心线转动，在转动过程中，高速封闭齿轮箱的高速输入轴平行偏移高速轴转接座旋转轴的轴线，当绕转的结果使得高速输入轴平行偏移的距离与预定偏移距离相等时，传动轴试验件获得预定的联接轴偏角;然后对高速封闭齿轮箱转动端分别进行竖向移动限制、水平移动限制、自由转动限制、绕转支承座的座孔内转动的限制，从而完成与高速封闭齿轮箱相连的带柔性联轴器的传动轴试验件轴偏角的调整和安装。
[0019]进一步地，包括以下步骤:解除位移锁止件，以解除对高速封闭箱转动端的转动竖向限制;解除滑动锁止件，撑杆转动副支座902可以在带槽平台上沿其T形槽方向移动，以适应高速封闭箱的转动以解除对高速封闭箱转动端的横向限制;解除转动锁止件，以解除对T形撑杆在撑杆转动副支座的座孔内自由转动的限制，也即解除了对高速封闭齿轮箱自由转动的限制;解除锁止螺钉的锁止，以使高速封闭箱两端的轴承端盖的支承轴段可以在绕转支承座的座孔内转动;完成上述步骤后，通过驱动机构驱使高速封闭箱整体绕着绕转支承座的轴孔的轴心线转动，在转动过程中，高速封闭箱的高速输入轴平行偏移高速轴转接座旋转轴的轴线，当绕转的结果使得高速输入轴平行偏移的距离与预定偏移距离相等时，传动轴试验件获得预定的联接轴偏角;然后将锁止螺钉、滑动锁止件、转动锁止件、位移锁止件依次锁止，从而完成传动轴试验件轴偏角的调整和安装。
[0020]本发明具有以下有益效果:
[0021]本发明柔性联轴器的轴偏角联接状态疲劳试验设备，将低速联接轴处的叠片或球笼式联轴器改为花键轴联接，以便于结构安装;通过锁止机构的转动锁止及解锁，以锁定高速封闭齿轮箱绕转的偏转角度，并防止高速封闭齿轮箱沿轴线移动;高速封闭齿轮箱通过设于高速封闭齿轮箱与试验平台之间转动调节机构，以调节高速封闭齿轮箱绕低速花键轴的轴线转动的转动角度;通过锁止机构与转动调节机构的协同控制以实现传动轴试验件轴偏角的调整和安装，在带有叠片或膜盘等柔性联轴器的传动轴