内啮合齿轮跑合试验装置及其试验方法与流程

本发明涉及内齿轮测试技术领域，具体来说是一种内啮合齿轮跑合试验装置及其试验方法。

背景技术：

高精度齿轮在是精密设备中的关键部件，是传递精度运动和动力的主要零件。内啮合变厚齿轮行星系统具有大速比，高精度的特点，而现有的技术只有适合外啮合变厚齿轮的啮合测试装置，而不具有适合于内啮合齿轮的齿印检测、磨料添加以及精度跑合测试能力的装置。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种内啮合齿轮跑合试验装置及其试验方法，能实现对内啮合齿轮的齿印检测以及精度跑合测试。

为了实现上述目的，设计一种内啮合齿轮跑合试验装置，包括驱动机构和卡盘装置，所述的卡盘装置包括相固定的卡盘结构及旋转结构，所述的卡盘结构用于实现对测试内齿圈的固定，所述的旋转结构包括卡盘止板，所述的卡盘止板包括一端部和由端部向一侧延伸的第一周向延伸段，所述的卡盘结构设有第二周向延伸段，所述的第一周向延伸段位于所述的第二周向延伸段的内侧，且在所述的第一周向延伸段和第二周向延伸段之间固定有锥形轴承以使卡盘结构能够沿第一周向延伸段的外壁旋转，在所述的锥形轴承靠近卡盘止板的一端还固定有止推轴承，所述的驱动机构用于配合连接测试齿轮并带动测试齿轮转动，进而带动与所述的测试齿轮相啮合的测试内齿圈及用于固定所述的测试内齿圈的卡盘结构转动。

本发明还具有如下优选的技术方案：

所述的卡盘结构的第二周向延伸段的外端连接有与止推轴承的外端相贴合的压板，且所述的卡盘结构在锥形轴承的内端面位置处设有卡簧，以实现对锥形轴承和止推轴承的限位。

所述的卡盘结构在锥形轴承的内端面位置处设置有凹槽，凹槽处固定有所述的卡簧。

所述的第一周向延伸段外表面设有用于对锥形轴承的外端面进行限位的第一台阶，所述的第二周向延伸段内表面设有用于对止推轴承进行限位的第二台阶。

所述的装置还包括底座，所述的底座上设有相互垂直的第一导向轨和第二导向轨，所述的第一导向轨上配合连接有电机底座，所述的第二导向轨上配合连接有卡盘底座，所述的电机底座上设有所述的驱动机构，所述的卡盘底座上设有所述的卡盘止板。

在第一导向轨和第二导向轨的运行方向两侧或一侧分别设置防撞装置。

所述的卡盘结构包括卡盘座、螺旋卡座、卡脚和旋转卡，所述的卡盘座内设有螺旋卡座，螺旋卡座一侧配合连接有旋转卡，螺旋卡座通过螺纹在周向上均匀啮合有若干卡脚。

所述的卡盘结构一端设有环形凹槽，以在环形凹槽外侧形成第二周向延伸段，并在卡盘结构中部形成一圆柱形结构，所述的卡盘止板的第一周向延伸段设置于所述的第二周向延伸段和圆柱形结构之间，圆柱形结构的外壁和第二周向延伸段之间连接有连接件以构成机械油封。

所述的测试齿轮和测试内齿圈的啮合位置下侧设有磨料收集结构，所述的磨料收集结构两侧设有向上的延伸段，磨料收集结构内设有磨料，磨料收集结构的一侧通过可转动地连接有挡罩。

本发明还设计一种所述的内啮合齿轮跑合试验装置的试验方法，所述的方法如下：将测试齿轮与驱动机构配合连接，将测试内齿圈通过卡盘结构固定，并通过第一导向轨和第二导向轨调节测试齿轮和测试内齿圈的相对轴向距离来控制啮合间隙并调整中心距，而后通过驱动机构驱动被测试的测试行星齿轮在测试变厚内齿圈内旋转，并带动测试变厚内齿圈旋转，进而带动卡盘结构旋转，卡盘结构通过旋转结构的锥形轴承围绕卡盘止板的第一周向延伸段的外壁面转动，在磨料收集结构内设有研磨材料，测试齿轮在驱动机构的驱动下，与研磨材料产生摩擦，以对测试行星齿轮表面与变厚内齿圈表面进行抛光测试并提高光洁度，并通过对驱动机构的控制在研磨材料上留下不同速度状态下的啮合印记。

本发明同现有技术相比，组合结构简单可行，其优点在于：本发明结构设计合理，结构严密、紧凑，可调节范围大，实用性较强，能实现对内齿圈的快速装夹，尤其适合内啮合系统的检测和研磨，能够实现内啮合齿轮齿印的检测并提高检测效率，且有利于驱动跑合的控制。

附图说明

图1是一实施方式中本发明装置的结构示意图；

图2是一实施方式中本发明装置的主视图；

图3是一实施方式中本发明装置的侧视图；

图4是一实施方式中本发明装置的后视图；

图5是是一实施方式中本发明卡盘装置的结构示意图。

图中：1.驱动机构2.测试齿轮3.测试内齿圈4.卡盘装置5.底座6.第一导向轨7.第二导向轨8.第一防撞装置9.支撑块10.挡罩11.卡盘底座12.磨料收集结构13.第二防撞装置14.铰链15.电机底座41.卡脚42.卡盘座43.旋转卡44.锥形轴承45.止推轴承46.压板47.机械油封48.螺栓49.卡簧410.螺旋卡座411.卡盘止板51.第一周向延伸段52.第一台阶53.凹槽54.第二周向延伸段55.第一横段56.竖段57.第二横段58.阶梯结构。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明，这种装置及方法的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1-图4，本实施方式提供一种内啮合齿轮跑合试验装置，包括底座5，底座5上通过六角螺母固定有第一导向轨6，第一导向轨6上配合连接有电机底座15，且能通过第一导向轨6使得所述的电机底座15及设置于电机底座15上的部件沿x轴方向运动。在所述的底座5上，沿垂直与所述的第一导向轨6的方向通过六角螺母固定有第二导向轨7，所述的第二导向轨7上配合连接有卡盘底座11，且能通过第二导向轨7使得所述的卡盘底座11及设置于卡盘底座11上的部件沿y轴方向运动。在电机底座15上通过螺母固定有用于与测试行星齿轮相配合并驱动测试行星齿轮转动的伺服电机，在卡盘底座11上通过螺母固定有卡盘装置4，所述的卡盘装置4用于固定测试变厚内齿圈，并通过第一导向轨6带动测试行星齿轮在x轴方向移动，通过第二导向轨7带动测试变厚内齿圈在y轴方向移动，以调整测试行星齿轮和测试变厚内齿圈的位置并控制两者的齿侧间隙，实现两者的啮合。优选地，为了防止误碰撞，能够在第一导向轨6和第二导向轨7的运行方向两侧或一侧分别设置防撞装置。本实施方式中的第一导向轨6和第二导向轨7可采用直线导轨。

参见图5，所述的卡盘装置4包括卡盘结构及旋转结构两部分，卡盘结构能采用现有的、能实现夹紧和松开功能的相关固定结构。本实施方式中，所述的卡盘结构采用三脚卡盘结构，三角卡盘结构包括卡盘座42、螺旋卡座410、卡脚41和旋转卡43，所述的卡盘座42内设有螺旋卡座410，螺旋卡座410一侧配合连接有旋转卡43，本实施方式中采用螺旋伞齿轮作为旋转卡43，螺旋卡座410通过螺纹在周向上均匀啮合有三个卡脚41，卡脚41通过卡槽或者螺杆固定在三脚卡盘结构端部，通过驱动旋转卡43转动，能带动螺旋卡座410转动，从而带动与螺旋卡座410相啮合的卡角沿卡槽或螺杆的设置方向移动，从而实现对测试变厚内齿圈的夹紧或松开。

所述的旋转结构包括卡盘止板411，所述的卡盘底座11上通过螺母连接有卡盘止板411，所述的卡盘止板411包括一端部和由端部向一侧延伸的第一周向延伸段51，所述的三角卡盘结构的卡盘座42向背离卡脚41的方向设有第二周向延伸段54，第二周向延伸段54所围成空间的内径大于第一周向延伸段51所围成空间的内径，即当卡盘止板411和卡盘结构相配合设置时，第一周向延伸段51能容置于第二周向延伸段54的内侧，且在所述的第一周向延伸段51和第二周向延伸段54之间由左至右，即沿逐渐远离卡脚41的方向，依次设置有锥形轴承44和止推轴承45，所述的卡盘座42在第二周向延伸段54的外端通过螺栓48固定有与止推轴承45外端相贴合的压板46，卡盘止板411在锥形轴承44的内端面位置处设置有凹槽53，凹槽53处固定有卡簧49，从而实现对锥形轴承44和止推轴承45的固定，所述的第二周向延伸段54内表面设有用于对止推轴承45进行限位的第二台阶，且所述的第一周向延伸段51外表面设有第一台阶52，以对锥形轴承44的外端面进行限位，但是所述的第一台阶52并不阻碍所述的锥形轴承44的外端面和止推轴承45的内端面相接触，使得锥形轴承44所受到的轴向力，即本实施方式中左右方向的作用力，能向止推轴承45传递。本实施方式中的锥形轴承44可采用圆锥滚子轴承。

在一个优选的实施方式中，所述的卡盘结构的卡盘座42远离卡脚41的一端设有环形凹槽53，以在环形凹槽53外侧形成第二周向延伸段54，并在卡盘座42中部形成一圆柱形结构，本实施方式中圆柱形结构中部设置为中空的，所述的卡盘止板411的第一周向延伸段51设置于环形凹槽53内，即设置于第二周向延伸段54和圆柱形结构之间，圆柱形结构的外壁和第一周向延伸段51之间连接有连接件以构成机械油封47，本实施方式中所述的连接件包括相平行的第一横段55和第二横段57，第一横段55和第二横段57之间通过一竖段56相连，第二横段57外侧设有突出部，第一横段55的端部通过第一周向延伸段51内表面设有的阶梯结构58实现限位，第二横段57的突出部与所述的圆柱形结构的外壁相抵。

在所述的第一导向轨6和第二导向轨7之间，即测试行星齿轮和测试变厚内齿圈的啮合位置下侧设有磨料收集结构12，所述的磨料收集结构12两侧设有向上的延伸段，即其竖截面呈u形，磨料收集结构12内设有磨料，磨料收集结构12的一侧还能通过铰链14或其他铰接结构连接挡罩10，所述的挡罩10能够通过铰链14或其他铰接结构转动从而在装置运行时遮盖所述的测试行星齿轮和测试变厚内齿圈的啮合传动区域，从而防止磨料飞溅以及工件旋转过程中伤人。

使用时，测试行星齿轮与驱动机构1配合连接，测试变厚内齿圈固定在可以圆周旋转的卡盘结构靠近测试新型齿轮的一侧，卡盘装置4具有快速自动定心，实现高效率装夹的功能。通过驱动机构1，如伺服电机，驱动被测试的测试行星齿轮，测试行星齿轮在测试变厚内齿圈内旋转，并带动测试变厚内齿圈旋转，进而带动卡盘结构旋转，卡盘结构通过与旋转结构的锥形轴承44围绕卡盘止板411的第一周向延伸段51的外壁面稳定转动。通过第一导向轨6和第二导向轨7能够调节测试行星齿轮和测试变厚内齿圈的相对轴向距离来控制啮合间隙并调整中心距。研磨材料可以添加在磨料收集结构12内，测试行星齿轮在伺服电机的高速驱动下，和研磨材料产生摩擦，用于抛光测试行星齿轮表面和测试变厚内齿圈表面以达到更好的光洁度，跑合后的齿轮副可以清晰的检测出其配对的啮合印，且能通过可控的伺服电机速度检测不同速度下的啮合印记。