一种扭矩加载器的制作方法

本实用新型涉及加载试验台领域，更具体地，涉及一种扭矩加载器。

背景技术：

扭矩加载器是为加载试验台提供扭矩的关键产品，通过联轴器串联接入机械功率封闭试验台中，随试验台一起以相同的转速进行正、反双向旋转，通过内部加载电机可以实现静态、动态、正向、反向无级随意加减载。

扭矩加载器通过内部传动装置实现减速增矩，对试验件进行加载，内部传动装置的性能将直接影响扭矩加载器的性能；而现有技术下扭矩加载器所使用的传动装置即减速器，大部分为谐波减速结构和行星齿轮减速结构的结合，这种减速器的缺点在于承载能力差且无法过载，易因超过谐波减速器本身柔性原件的变形承载能力而发生失效，且为不可逆失效，寿命较短；而单独采用两级少齿差结构的减速器，因少齿差结构的转动惯量较大，扭矩加载器的转速最大值受限；同时对于扭矩加载器而言，其工作过程需快速加载到需要的扭矩并进行保载，而现有技术下采取的2k-h型行星齿轮减速机构（即ngw型），其传动比较小，不适合扭矩加载器短期工作的特点。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术的缺陷与缺点，提出了一种扭矩加载器用的减速器，该减速器包括两级减速传动机构，第一级n型少齿差减速传动机构，第二级3k型行星传动减速机构。

本实用新型具体技术方案如下：

一种扭矩加载器，包括减速器、驱动电机、机壳组件、输入轴、输出轴、机座，其特征在于，所述减速器由一级少齿差减速机构和二级行星轮系减速机构共同组成；所述一级少齿差减速机构输入端连接驱动电机，其输出端连接二级行星轮系减速机构输入端，二级行星轮系减速机构输出端与输出轴相连；

所述一级少齿差减速机构包括行星轮、偏心轴、内齿圈、输出轴盘；所述行星轮共设有两个，分别安装于偏心轴的两个轴颈处，并与所述内齿圈啮合；所述输出轴盘上安装数个销轴，并插入行星轮上的销孔内，连接输出轴盘与行星轮；

所述二级行星轮系减速机构包括行星轮、行星架、行星轴、太阳轮轴、固定齿圈、输出齿圈；所述行星轮为双联行星轮，通过行星轴安装于行星架上；所述行星轮一侧与太阳轮轴外啮合，另一侧分别与固定齿圈、输出齿圈内啮合，共同构成一3k型行星传动机构进一步地，所述一级少齿差减速机构输出轴盘连接二级行星轮系减速机构的太阳轮轴。

进一步地，所述一级少齿差减速机构输出轴盘连接二级行星轮系减速机构的太阳轮轴。

进一步地，所述一级少齿差减速机构的内齿圈即为一级少齿差减速机构机匣内表面。

进一步地，所述机壳组件包括减速器机匣、驱动电机机匣、输入端盖座、输出端盖座；所述各部分通过螺栓和圆柱销进行连接。

进一步地，所述机座设有两个轴承支撑点；所述输入端盖座与输出端盖座分别安装在所述轴承支撑点上。

进一步地，所述输入端盖座端部设有法兰盘。

进一步地，所述驱动电机包括电机组件与制动器、集流环；所述集流环布置于输入端盖座上，通过电线与电机组件和制动器相连。

进一步地，所述二级行星轮系中的输出齿圈与输出轴通过花键连接。

进一步地，所述输出轴末端标记有刻度。

进一步地，所述输出端盖座端部固定有刻度盘。

本实用新型的有益效果在于：

（1）本实用新型所提供的扭矩加载器所使用的减速器包括第一级n型少齿差减速传动机构，第二级3k型行星传动减速机构，这两种传动减速结构的结合具有极高的可靠性，允许较大的过载，载荷保持率高，且具有较高的转速，能实现短时间快速加载扭矩。

（2）本实用新型所提供的扭矩加载器内部零部件冷加工方便，均是采用普通的齿轮加工机床，不需要专门的机床加工，工艺性极好，对零件材质及热处理无过高要求。

（3）本实用新型所提供的扭矩加载器输出端设置有刻度盘，输出轴上同样设有刻度，可通过观察刻度得出扭转角，推算已输出的扭矩。

附图说明

图1为本实用新型所提供的扭矩加载器结构示意图；

图2为本实用新型所提供的扭矩加载器的减速器外观图。

具体实施方式

下面结合附图以及实施例对本发明作进一步说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

如图1所示，本实施例提供一种扭矩加载器，包括减速器、驱动电机、机壳组件、机座，减速器、驱动电机安装于机壳组件内；机壳组件包括一级减速器机匣1、二级减速器机匣2、驱动电机机匣3、输入端盖座4、输出端盖座5；减速器由一级少齿差减速机构和二级行星轮系减速机构共同组成，分别安装于一级减速器机匣1与二级减速器机匣2内；一级少齿差减速机构输入端连接驱动电机，其输出端连接二级行星轮系减速机构输入端，二级行星轮系减速机构输出端与输出轴相连；

如图2所示，一级少齿差减速机构包括行星轮11、偏心轴12、内齿圈14、输出轴盘15；行星轮11共设有两个，分别安装于偏心轴12的两个轴颈处，并与内齿圈14啮合；输出轴盘15上安装数个销轴13，并插入行星轮11上的销孔内，连接输出轴盘15与行星轮11；

所述二级行星轮系减速机构包括行星轮22、行星架25、行星轴26、太阳轮轴21、固定齿圈23、输出齿圈24；所述行星轮22为双联行星轮，通过行星轴26安装于行星架25上；所述行星轮22一侧与太阳轮轴21外啮合，另一侧分别与固定齿圈23、输出齿圈22内啮合，共同构成一3k型行星传动机构。

本减速器的主要工作过程如下：套在输入端盖座4上集电环33通过电线与驱动电机组件31及其制动器32连接；引入外部电源，驱动电机进入工作状态，其组件中的转子及转轴开始转动，其转轴与一级偏心轴12连接，即驱动电机提供的动力由一级偏心轴20输入一级减速机构，一级偏心轴12上有两个对称于轴线的偏心轴颈构成转壁，一级行星轮11有两个，对称安装在一级偏心轴12的两个偏心轴颈处，周向位置相互错开180°，一级偏心轴12的转动带动一级行星轮11与一级齿圈14啮合并作平面运动，即一级行星轮11即绕一级内齿圈14轴线作圆周平移运动，又绕自身轴线作回转运动，一级内齿圈14即是一级减速机匣1内表面，固定不动，一级行星齿轮11与一级内齿圈14齿数差极少，从而传动比较大，一级行星齿轮11绕一级偏心轴12作低速自转运动，达到减速的目的；在一级输出轴盘15上安装有多根销轴13，每根销轴13上有两个销轴套16和一个垫片，垫片位于两销轴套16和两个一级行星轮11之间，一起插在两个一级行星轮11的销孔内，这样就完整地构成一级少齿差减速机构，行星轮上的销孔直径比销轴套的外径约大两倍偏心距，这样在运动过程中，销轴套将始终与行星轮的销孔内壁接触，从而将一级行星齿轮11的自转转动通过销轴13传递给一级输出轴盘15。

之后，一级输出轴盘15输出的动力通过花键连接直接输入给二级太阳轮轴21，二级行星轮22是双联行星轮，为了方便加工及装配，此双联行星轮两部分设计为一模一样的规格大小；二级太阳轮轴21、二级行星轮22、固定齿圈23和输出齿圈24构成一个3k型（即ngwn型）行星传动机构。二级行星轮22通过二级行星轴26安装到二级行星架25上，二级太阳轮轴21和二级行星轮22进行外啮合运动；固定齿圈23固定布置于二级行星轮系减速机构靠近输入端的一侧，二级行星轮22作为双联行星轮，其靠近输入端一侧的齿轮同时也和固定齿圈23进行内啮合运动，并使得二级行星架25自传，二级行星架23两端与机匣之间分别设有一对轴承，组成转动支撑配合；二级行星轮22自传，同时因二级行星架25自传而绕着二级行星架25的旋转中心而公转，故二级行星轮22靠近输出端的齿轮和输出齿圈10进行内啮合运动，输出齿圈24随着内啮合运动而进行自传；输出齿圈24通过花键连接输出轴52，从而将动力输出，输出轴52将接入到试验系统的一个轴端，而与输入端盖座4通过花键相联接的法兰盘42将接入到试验系统的另一个轴端；驱动电机所输入的较小力矩，经过两级减速器的力矩放大作用，在试验系统的两个轴端间产生较大的封闭扭矩，输出轴52与法兰盘42之间产生转角差，这个转角差就是试验系统中轴系的扭转角。

在输入端盖座4的外圆上有一个外部轴承支撑点，在输出端盖座5的外圆上设有另一个轴承支撑点，通过两个外部轴承支撑点将机壳组件的各部分安装机座6上，机壳组件的各部分通过螺栓和圆柱销进行连接，在固定的同时能起到传递扭矩的作用，即各机壳组件及法兰盘42可同步绕轴线进行旋转；在输出端盖座5的末端设有刻度盘，而在输出轴52的端部同样刻有刻度，工作状态下观察两者的刻度的相对变化，即可得到输出轴52与法兰盘42之间的转角差，即扭转角，从而可得出所加载扭矩的大小。

如上所述，本实用新型所提供的扭矩加载器的减速机构包括两级，其中第一级为n型少齿差减速传动机构，第二级为3k型行星传动减速机构，其中少齿差减速传动机构结构紧凑，传动比范围大，效率高，运转平稳，承载能力强；而3k型行星传动减速机构相比常用的2k-h型行星传动减速机构，其传动比范围大得多，且承载能力更强，更适用于扭矩加载器短时间内快速加载并进行保载的工作方式；同时以上两种类型减速传动机构的结合，具有极高的可靠性，允许较大的过载，载荷保持率高，在重载的情况下仍能保持较高的转速。

上述实施方式只是对本实用新型的进一步解释与说明，而并非对本发明的限定。对于本实用新型所属领域的普通技术人员，在上述发明构思的基础上所作出的任何修改，等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。