本发明属于齿轮的疲劳试验等技术领域，具体涉及一种齿轮疲劳试验装置。
背景技术：
在齿轮设计中，特别是对于在可靠性方面要求比较高的齿轮，依据可靠性理论对安全系数进行的评估的结果几乎完全无法反映齿轮的可靠性水平。因此，通常需要对齿轮进行疲劳试验，以检验齿轮的可靠性和耐久性，尤其是。
现有的对齿轮进行疲劳试验的疲劳试验机采用如下的方式对齿轮进行疲劳试验：首先将待测试的齿轮固定在一夹具轴上；其次，在待测试齿轮的基准面上选择一个接近齿尖部的控制点；然后，利用一个具有适当硬度的压头工装在上述控制点压载一个齿顶，进行疲劳试验。
上述对齿轮进行疲劳试验的技术方案存在以下两方面的技术问题：其一，进行疲劳试验所需的劳动量大；其二，疲劳试验的过程较为复杂。
技术实现要素：
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，提出了一种齿轮疲劳试验装置，其可以改善上述现有技术存在的问题。
为实现本发明的目的而提供一种齿轮疲劳试验装置，所述齿轮疲劳试验装置包括被测齿轮安装轴、驱动机构和加载齿轮；所述被测齿轮安装轴用于安装被测齿轮；所述驱动机构与加载齿轮连接，用于驱动所述加载齿轮转动；且所述加载齿轮用于与所述被测齿轮啮合。
如上所述的齿轮疲劳试验装置，其中，优选的是，所述加载齿轮包括基部和轮齿部，所述轮齿部与基部之间可拆卸连接；所述轮齿部的数量为多个，且多个轮齿部上的轮齿形状不同。
如上所述的齿轮疲劳试验装置，其中，优选的是，所述加载齿轮与所述被测齿轮的轮齿形状相同。
如上所述的齿轮疲劳试验装置，其中，优选的是，所述加载齿轮和被测齿轮之间的装配中心距可调。
如上所述的齿轮疲劳试验装置，其中，优选的是，所述齿轮疲劳试验装置还包括调节定位机构，所述调节定位机构用于调节所述加载齿轮轮齿相对于所述被测齿轮轮齿的角度。
如上所述的齿轮疲劳实验装置，其中，优选的是，所述调节定位机构对所述加载齿轮轮齿相对于所述被测齿轮轮齿的角度的调整为无级调整。
如上所述的齿轮疲劳实验装置，其中，优选的是，所述调节定位机构还包括记录器，所述记录器用于记录所述加载齿轮轮齿的角度。
如上所述的齿轮疲劳实验装置，其中，优选的是，所述齿轮疲劳试验装置包括扭矩传感器，所述扭矩传感器与所述被测齿轮同轴连接，用于检测施加在所述被测齿轮轮齿上的扭矩。
如上所述的齿轮疲劳实验装置，其中，优选的是，所述齿轮疲劳试验装置还包括润滑液滴口，所述润滑液滴口用于在所述加载齿轮和/或被测齿轮的上方向轮齿上滴润滑液。
如上所述的齿轮疲劳实验装置，其中，优选的是，所述驱动机构为与所述加载齿轮连接的可转动杆，所述可转动杆在转动过程中带动所述加载齿轮转动。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的齿轮疲劳试验装置，其通过由驱动机构驱动加载齿轮，进而由加载齿轮将力和扭矩作用于被测齿轮的轮齿的端面上，从而测试被测齿轮的耐久度和可靠性。与现有使用压头工装顶压在被测齿轮的轮齿上的技术方案相比，更加简单，也更加省力。本发明提供的齿轮疲劳试验装置可以用于重载坦克的直齿轮测试中，光孔齿轮和花键齿轮为测试的主体，根据夹具设计的不同还可应用于武装直升机主减传动器、工程机械、矿山设备、重型装甲车等重载装置的齿轮性能测试中。
附图说明
图1为本发明实施方式提供的齿轮疲劳试验装置的结构示意图；
图2为具有齿轮箱的齿轮疲劳试验装置的结构示意图。
附图标记说明：
10-被测齿轮安装轴20-扭矩传感器30-加载齿轮40-被测齿轮50-齿轮箱60-变位调节分度螺钉70-加载力臂。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本发明提供一种齿轮疲劳试验装置，在其基础实施方式中，所述齿轮疲劳试验装置包括被测齿轮安装轴10、驱动机构(图中未示出)和加载齿轮30；如图1所示。所述被测齿轮安装轴10用于安装被测齿轮40；所述驱动机构与加载齿轮30连接，用于驱动所述加载齿轮30转动；且所述加载齿轮30用于与所述被测齿轮40啮合。
体地，如图2所示，所述加载齿轮30和被测齿轮安装轴10可以设置在一个箱体中，该箱体可称之为齿轮箱50。
优选的方案中，加载齿轮30的综合性能要优于被测齿轮40，加载齿轮30受力状态稳定、可以重复再现试验过程。
优选的方案中在变角度实验时，还包括齿轮角度检测装置，以对磨损位移进行检测。
在上述基础实施方式中，对被测齿轮40进行疲劳试验时，首先，将被测齿轮40装载在被测齿轮安装轴10上，且在装载过程中，使被测齿轮40与加载齿轮30能够啮合；其后，利用驱动机构驱动加载齿轮30转动，加载齿轮30在转动过程中，会带动与其啮合的被测齿轮40同步转动，加载齿轮30的轮齿触击在被测齿轮40的轮齿上，将扭矩输入到被测齿轮40，从而可以对被测齿轮40的耐久度和可靠性进行试验，最终评估和确定被测齿轮40的安全系数及实际寿命等。
本实施方式提供的齿轮疲劳试验装置，其通过由驱动机构驱动加载齿轮30，进而由加载齿轮30将力和扭矩作用于被测齿轮40的轮齿的端面上，从而测试被测齿轮40的耐久度和可靠性。与现有使用压头工装顶压在被测齿轮的轮齿上的技术方案相比，更加简单，也更加省力。
具体地，所述驱动机构可以为电机、旋转气缸等自动驱动机构；此外，也可以为可转动杆，该可转动杆与加载齿轮30连接，由人力手动带动所述可转动杆转动，进而驱动所述加载齿轮30转动。
同时，在驱动机构为电机、旋转气缸等时，与现有技术相比，施加在所述被测齿轮40上的扭矩可以达到10000牛米或更高，频率可以达到100-250hz或更高，从而可以在更大的范围内对被测齿轮40进行疲劳试验。
如图2所示，驱动记过20和加载齿轮30之间还可以设置有加载力臂70，通过该加载力臂70将扭矩传递至加载齿轮30上，进而传递至被测齿轮40上。
在上述基础实施方式之上，优选地，所述齿轮疲劳试验装置包括扭矩传感器20，所述扭矩传感器20与所述被测齿轮40同轴连接，用于检测施加在所述被测齿轮40轮齿上的扭矩。在加载齿轮30带动被测齿轮40转动时，所述扭矩传感器20可以获得加载齿轮30的轮齿施加在被测齿轮40上的扭矩的值，根据获得的扭矩的数值，可以更好地确定被测齿轮40的轮齿的弯曲疲劳强度。
扭矩传感器20采用高精度应变式扭矩传感器，其测量扭矩精度±1.5％fs。
在上述基础实施方式之上，还可以优选，所述齿轮疲劳试验装置还包括润滑液滴口(图中未示出)，所述润滑液滴口用于在所述加载齿轮30和/或被测齿轮40上方向轮齿上滴润滑液。
具体地，所述润滑液可以为润滑油或者其他液体。
在本实施方式中，通过设置润滑液滴口，向加载齿轮30或被测齿轮40上滴润滑液，或者既向加载齿轮30上，也向被测齿轮40上滴润滑液，可以使加载齿轮30和被测齿轮40之间能够有更好的啮合，更符合实际工况，从而能够获得更准确的试验结果。
在上述基础实施方式之上，还可以进一步改进，以实现更好的技术效果。下面对本发明提供的齿轮疲劳试验装置的优选实施方式进行描述和说明。
在齿轮疲劳试验装置的一个优选实施方式中，所述加载齿轮30包括基部300和轮齿部301，所述轮齿部301和基部300之间可拆卸连接；在此基础上，所述轮齿部301的数量为多个，且多个轮齿部301上的轮齿形状不同。具体地，多个轮齿部301的轮齿形状不同是指轮齿部301的齿数、模数、齿距、齿槽宽、齿廓等用来表述齿轮的各参数中的至少一个参数不同。
这样设置可以更换不同的轮齿部301，使加载齿轮30能够具有不同的齿廓，从而能够使加载齿轮30能够对具有不同齿廓的被测齿轮40轮齿上的合适位置施加所需的力和扭矩，对被测齿轮进行疲劳试验。
在上述基础实施方式和第一个优选实施方式中，所述加载齿轮30与被测齿轮40的轮齿形状相同。具体地，轮齿形状相同是指加载齿轮30、被测齿轮40的齿数、模数、齿距、齿槽宽、齿廓等用来表述齿轮的各参数中的各个参数均相同。这样设置可以保证加载齿轮30和被测齿轮40之间能够有更好的啮合，从而获得更准确地试验结果。
在齿轮疲劳试验装置基础实施方式和上述两个优选实施方式中，所述加载齿轮30和被测齿轮40之间的装配中心距可调。这样设置可以改变加载齿轮30中心和被测齿轮40中心之间的距离，可以利于实现齿轮变位。
具体的方案中，所述加载齿轮30和被测齿轮40之间的装配中心距可调可调节范围：0-20mm，压力角：20°。
在对被测齿轮进行疲劳试验的过程中，沿着被测齿轮40的轮齿啮合渐开线包络面选取不同的受载荷的接触点，通过调整加载齿轮30和被测齿轮40之间的装配中心距，可以模拟施加切向、径向、法向和轴向(对于斜齿轮和人字齿轮)的载荷，模拟齿轮副的实际装配、工艺、磨损和边界载荷在传动过程中的试验情况。
在齿轮疲劳试验装置的第三个优选实施方式中，所述齿轮疲劳试验装置还包括调节定位机构，所述调节定位机构用于调节所述加载齿轮30轮齿相对于所述被测齿轮40轮齿的角度。
具体地，如图2所示，所述调节定位机构可以为设置在齿轮箱50上的变位调节分度螺钉60，通过旋转变位调节分度螺钉60，改变加载齿轮30轮齿相对于被测齿轮40轮齿的角度。
在本优选实施方式中，调节加载齿轮30轮齿相对于被测齿轮40轮齿的角度，可以使加载齿轮30和被测齿轮40之间有不同的啮合工况，并获得最佳的一个或多个啮合工况，从而可以在不同的啮合工况下对被测齿轮40进行疲劳试验，获得更准确地试验结果。
通过调节加载齿轮30轮齿相对于被测齿轮40轮齿的角度，可以保证施加在加载齿轮30上的载荷作用线与被测齿轮40基圆相切，确定载力的作用点，以保证载荷沿受力齿方向分布均匀；能够保证载荷作用在被测齿40的齿面上，且加载齿轮30作用被测齿轮40的面积必须大于被测齿轮40的齿面积。
在第三个优选实施方式中，进一步地，所述调节定位机构对所述加载齿轮轮齿相对于所述被测齿轮轮齿的角度的调整为无级调整。这样设置可以连续地调整加载齿轮30轮齿相对于被测齿轮40轮齿之间的角度，从而获得更好的啮合角度，以获得更好和更准确的试验结果。
在第三个优选实施方式的基础上，进一步优选地，所述调节定位机构还包括记录器，所述记录器用于记录所述加载齿轮30轮齿的角度。这样设置可以在获得试验结果之后，将获得的一个或多个结果数据与加载齿轮30的角度关联和对应起来，从而获得所需试验结果对应的角度数据。
综上所述，本发明提供的齿轮疲劳实验装置，其通过由驱动机构驱动加载齿轮30，进而由加载齿轮30将力和扭矩作用于被测齿轮40的轮齿的端面上，从而测试被测齿轮40的耐久度和可靠性。与现有使用压头工装顶压在被测齿轮的轮齿上的技术方案相比，更加简单，也更加省力。
本发明提供的方案可以实现同一个齿轮多次弯曲疲劳试验，大大节省了试验成本和试验准备时间。可以做到同一材料、加工工艺、热处理方法下精确比对。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。