一种小型发动机测试用复合联轴器及测试方法与流程

本发明涉及一种联轴器，特别是一种小型发动机测试用复合联轴器及其测试方法，属于发动机测试领域。

背景技术：

小型发动机多为单缸发动机，输出扭矩波动较大，在测试时对测功机及测功机扭矩仪有较大的冲击，容易造成设备损坏；同时，小型发动机多采用风冷散热，其输出轴温度较高，测试时高温会传递到联轴器，若单纯使用减振联轴器，减振联轴器内减振橡胶会快速老化脱落；小型发动机输出端一般没有配合止口，测试时会与测功机主轴存在较大的偏心、偏角和偏距，需要联轴器能够消除这种偏差。市场上没有单纯的一种联轴器具有上述的综合能力。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种小型发动机测试用复合联轴器，复合联轴器将两种联轴器复合使用，能够消除发动机输出轴与测功机主轴偏心、偏角、偏距的影响，通过发动机惯量、测功机惯量、花键联轴器刚度、减振联轴器刚度计算该传动系统的固有频率，调整花键联轴器刚度及减振联轴器刚度，避免共振发生或者将共振转速控制在发动机低扭矩范围内，保证设备的完好性。

为解决以上问题，本发明的具体技术方案如下：一种小型发动机测试用复合联轴器，由花键轴联轴器和减振联轴器组成，花键联轴器的结构为：花键轴两端分别连接有发动机法兰和中间法兰；减振联轴器的结构为：由轴承法兰通过深沟球轴承与测功机法兰定位连接，轴承法兰和测功机法兰之间设有橡胶减振元件，中间法兰与轴承法兰通过内六角螺钉固定连接。

所述的花键轴）一端设有卡环，所述的测功机法兰的轴上有卡环。

所述的花键轴与发动机法兰和中间法兰均为花键连接，轴孔之间为间隙配合。

所述的橡胶减振元件为橡胶减振垫。

一种小型发动机测试用复合联轴器的测试方法，步骤如下：1）、根据发动机最大输出扭矩，初步选择标准型橡胶减振元件，橡胶减振元件允许扭矩不小于发动机扭矩；

2）、根据动机最大输出扭矩，初步计算花键轴直径d；

3）、根据花键轴直径d，有效长度l，以及材料弹性模量g,计算花键联轴器扭转刚度，公式如下：

c1=πd⁴g/32l；

4）、根据计算的花键联轴器扭转刚度c1,以及橡胶减振元件扭转刚度c2,计算复合联轴器的扭转刚度c0,公式如下：

1/c0=1/c1+1/c2；

5）、根据发动机转动惯量ie,测功机转动惯量id,以及复合联轴器扭转刚度c0，计算系统固有频率nc,公式如下：

nc=60/2π*(c0*(ie+id)/(ie*id))^0.5；

6）、在满足步骤1）和步骤2）的条件下，调整花键联轴器d及l,或者重新选择其他扭转刚度的橡胶减振元件，使得系统固有频率nc大于发动机最高转速或者低于发动机怠速，以避免共振。

本发明带来的有益效果为：1.花键联轴器两端为花键连接，轴孔之间为间隙配合，因此消除发动机输出轴与测功机主轴偏心、偏角、偏距的影响，即使在发动机输出轴与测功机主轴对中条件不严格的情况下，仍然保持正常运行。

2.花键联轴器中间为细长结构，在高速旋转时，非常便于消散发动机传递的热量，防止减振橡胶受热，避免减振橡胶因受热老化、脱落而失效。

3.减振联轴器中间为减振橡胶元件，能够吸收发动机扭矩波动，防止发动机对测功机冲击，避免损坏测功机及其测功机的扭矩传感器。

4.复合联轴器将两种联轴器复合使用，能够消除发动机输出轴与测功机主轴偏心、偏角、偏距的影响；能够消散发动机传递的热量，防止减振橡胶受热；能够吸收发动机扭矩波动，防止发动机对测功机冲击；同时在使用过程中，减振橡胶元件只承受周向扭矩，不承受因发动机输出轴与测功机主轴的不同心而产生的弯曲力、周向力、径向力，从而提高减振橡胶元件的寿命。

5.通过发动机惯量、测功机惯量、花键联轴器刚度、减振联轴器刚度计算该传动系统的固有频率，调整联轴器部分尺寸而改变花键联轴器刚度及减振联轴器刚度，避免共振发生或者将共振转速控制在发动机低扭矩怠速范围以下，保证设备的完好性。

附图说明

图1为小型发动机测试用复合联轴器结构图。

图2为花键联轴器结构图。

图3为减振联轴器结构图。

其中，1-发动机法兰，2-测功机法兰，3-花键轴，4-中间法兰，5-轴承法兰，6-深沟球轴承，7-橡胶减振元件，8-卡环，9-内六角螺钉。

具体实施方式

如图1至图3所示，一种小型发动机测试用复合联轴器，由花键轴联轴器和减振联轴器组成，花键联轴器的结构为：花键轴3两端分别连接有发动机法兰1和中间法兰4；减振联轴器的结构为：由轴承法兰5通过深沟球轴承6与测功机法兰2定位连接，轴承法兰5和测功机法兰2之间设有橡胶减振元件7，中间法兰4与轴承法兰5通过内六角螺钉9固定连接。

所述的花键轴3一端设有卡环8，所述的测功机法兰2的轴上有卡环8。

所述的花键轴3与发动机法兰1和中间法兰4均为花键连接，轴孔之间为间隙配合。

所述的橡胶减振元件7为橡胶减振垫。

测试方法：1）、根据发动机最大输出扭矩，初步选择标准型橡胶减振元件，橡胶减振元件允许扭矩不小于发动机扭矩。

2）、根据动机最大输出扭矩，初步计算花键轴直径d。

3）、根据花键轴直径d，有效长度l，以及材料弹性模量g,计算花键联轴器扭转刚度，公式如下：

c1=πd⁴g/32l；

4）、根据计算的花键联轴器扭转刚度c1,以及橡胶减振元件扭转刚度c2,计算复合联轴器的扭转刚度c0,公式如下：

1/c0=1/c1+1/c2；

5）、根据发动机转动惯量ie,测功机转动惯量id,以及复合联轴器扭转刚度c0，计算系统固有频率nc,公式如下：

nc=60/2π*(c0*(ie+id)/(ie*id))^0.5；

6）、在满足步骤1）和步骤2）的条件下，调整花键联轴器d及l,或者重新选择其他扭转刚度的橡胶减振元件，使得系统固有频率nc大于发动机最高转速或者低于发动机怠速，以避免共振。

以上所述的仅是本发明的优选实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干变型和改进，也应视为属于本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种小型发动机测试用复合联轴器及其测试方法，由花键轴联轴器和减振联轴器组成，花键联轴器的结构为：花键轴两端分别连接有发动机法兰和中间法兰；减振联轴器的结构为：由轴承法兰通过深沟球轴承与测功机法兰定位连接，轴承法兰和测功机法兰之间设有橡胶减振元件，中间法兰与轴承法兰通过内六角螺钉固定连接。复合联轴器将两种联轴器复合使用，能够消除发动机输出轴与测功机主轴偏心、偏角、偏距的影响，通过发动机惯量、测功机惯量、花键联轴器刚度、减振联轴器刚度计算该传动系统的固有频率，调整花键联轴器刚度及减振联轴器刚度，避免共振发生或者将共振转速控制在发动机低扭矩范围内，保证设备的完好性。

技术研发人员：朱志强;杜宪峰;孙晓帮;高宇
受保护的技术使用者：辽宁工业大学
技术研发日：2018.09.21
技术公布日：2018.12.07