齿轮齿条一体化传动系统多工况测试设备的制作方法

本发明涉及一种检测设备领域，具体涉及一种齿轮齿条一体化传动系统多工况测试设备。

背景技术：

齿轮齿条一体化传动系统是一种应用于各种设备的传动模块，通过齿轮与齿条的齿传递，改变扭矩的输出方向，如图1及图2所示，齿轮齿条一体化传动系统包括壳体a，作为输入部分的齿轮轴b及作为输出部分的齿条轴c，齿轮轴b转动设置于壳体a，齿条轴c可相对壳体a伸缩，齿轮轴b外周设置有齿轮部分a1，齿条轴c外周设置有与齿轮部分a1啮合的齿条部分c1，此外，齿条轴c外周设置有信息射频模块d，用于识别该减速器的批次型号等信息。

传统的齿轮齿条一体化传动系统测试设备测试项目较少，仅仅在齿轮轴b驱动齿条轴c移动时检测齿条轴c的伸缩距离，然而现实中齿轮轴b齿条轴c往往负载运行，该负载不仅集中于齿条轴，还有部分位于壳体，单一的测试项目无法精确反应齿轮齿条一体化传动系统的真实状况，造成齿轮齿条一体化传动系统的使用寿命长短不一。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种模拟多种检测环境且多项目全方位检测的齿轮齿条一体化传动系统测试设备，从而模拟更符合实际的工况。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：包括机架及设置于机架上的检测平台，所述的检测平台中部设置有隔板将检测平台分隔为第一检测区域及第二检测区域，所述的检测平台位于第一检测区域及第二检测区域分别设置有检测装置，，所述的检测装置包括支撑座、齿轮轴旋转机构、限位机构、形变检测机构、力检测机构、壳体负载模拟机构、齿条轴负载模拟机构及信息识别机构，所述的支撑座支撑于壳体中部，所述的限位机构将壳体限位于支撑座，所述的壳体负载模拟机构给予壳体负载，所述的齿条轴负载模拟机构给予齿条轴负载，所述的齿轮轴旋转机构驱动齿轮轴旋转，从而带动齿条轴相对壳体伸缩，所述的形变检测机构在齿条伸缩时检测壳体外周形变，所述的力检测机构在齿条伸缩时检测齿条作用力，所述的检测平台相对水平面呈倾斜状并与机架之间设置有调节倾斜角度的角度调节机构。

通过采用上述技术方案，多处模拟负载使工况更接近现实，从而使检测的数据更接近现实，测试时，传动系统放置于支撑座，由限位机构限位后，加载壳体负载及齿条轴负载，由齿轮轴旋转机构带动齿轮轴转动模拟现实工作状态，形变检测机构配合力检测机构对各项数据进行全面收集，从而准确获得传动系统的数据情况，保证各传动系统的出厂质量。

本发明进一步设置为：所述的壳体负载模拟机构包括定负载座、动负载座、壳体负载轨道及壳体负载气缸，所述的定负载座及动负载座分别位于壳体相对齿条轴轴向的两端，所述的定负载座及动负载座分别设置有与壳体端面相抵的抵接面，所述的定负载座固定于检测平台，所述的壳体负载轨道沿齿条轴轴向平行的方向设置于检测平台，所述的定负载座滑移于该壳体负载轨道，所述的壳体负载气缸驱动动负载座往复移动于壳体负载轨道，所述的力检测机构包括位于壳体负载气缸与动负载座连接处的第一力传感器。

通过采用上述技术方案，由定负载座与壳体相抵，由动负载座给与壳体施加负载，从而模拟壳体具有负载的工况，使模拟的工况更接近现实。

本发明进一步设置为：所述的齿条轴负载模拟机构包括第一负载座、第二负载座、齿条轴负载轨道、双向气缸、第一负载气缸及第二负载气缸，所述的第一负载座及第二负载座分别位于齿条轴两端，所述的定负载座及动负载座分别设置有供齿条轴伸入的导向槽，所述的第一负载座及第二负载座分别设置有伸入相邻导向槽并于齿条轴端部相抵的负载杆，所述的负载杆与导向槽呈导向滑移配合，所述的齿条轴负载轨道沿齿条轴轴向平行的方向设置于检测平台，所述的第一负载座及第二负载座均滑移于齿条轴负载轨道，所述的第一负载座及第二负载座分别设置有延伸至检测平台下方的联动臂，所述的检测平台对应各联动臂分别设置有供联动臂眼齿条轴负载轨道方向移动的条形槽，所述的双向气缸、第一负载气缸及第二负载气缸分别固定于检测平台底部，所述的双向气缸包括第一缸体及两个相对第一缸体伸缩的第一气缸轴，两个所述的第一气缸轴分别与各联动臂联动设置并驱动第一负载座及第二负载座沿齿条轴负载轨道移动，所述的力检测机构包括分别位于第一气缸轴与第一负载座的连接处及第一气缸轴与第二负载座的连接处的第二力传感器，所述的第一负载气缸及第二负载气缸分别设置有与第一气缸轴伸缩相同并抵于不同联动臂的第二气缸轴。

通过采用上述技术方案，由第一负载座配合第二负载座限位于齿条轴两侧，由双向气缸调节间距，使第一负载座和第二负载座的间距与齿条轴相适配，并由第一负载气缸及第二负载气缸准确控制负载大小，从而齿条轴具有负载的工况，使模拟的工况更接近现实。

本发明进一步设置为：所述的限位机构包括升降气缸、限位臂及限位座，所述的限位臂铰接于检测平台，其远离壳体的一端在第一升降气缸的驱动下竖向摆动，靠近壳体的一端位于壳体上方并抵于壳体上方，所述的限位座固定于检测平台并上端抵于壳体，所述的限位臂与限位座构成对壳体边缘进行限位的限位腔。

通过采用上述技术方案，升降气缸带动限位臂摆动能够快速限位壳体，同时配合限位座构成稳定的限位腔，使传动系统稳定保持于检测状态。

本发明进一步设置为：所述的齿轮轴旋转机构包括伸缩座、伸缩轨道、伸缩气缸、联轴器、驱动座及电机，所述的伸缩座固定于检测平台底部并与齿轮轴对应的位置，所述的检测平台位于伸缩座与齿轮轴之间设置有过孔，所述的伸缩轨道沿靠近齿轮轴方向固定于伸缩座，所述的伸缩气缸带动驱动座往复移动于伸缩轨道，所述的电机安装于驱动座并通过联轴器驱动齿轮轴转动。

通过采用上述技术方案，检测时，伸缩气缸带动驱动座靠近齿轮轴，通过联轴器构成齿轮轴与电机的驱动配合，从而带动齿轮轴进行转动模拟实际工作。

本发明进一步设置为：所述的角度调节机构包括铰接座、配合座、铰接轴、转动轴及调节丝杆，所述的配合座固定于检测平台底部，所述的铰接座固定于机架，所述的铰接轴穿过配合座及铰接座构成配合座与铰接座的铰接配合，所述的转动轴转动设置于铰接座并与铰接轴相平行，所述的调节丝杆一端作为安装端并设置有套于转动轴的套环，另一端作为调节端摆入配合座侧面设置的调节缺口内，所述的调节丝杆分别设置有于调节缺口两侧的配合座相抵的调节螺母。

通过采用上述技术方案，增设角度调节机构，一方面便于模拟不同倾斜的工况，另一方面便于检测人员快速取放传动系统。

本发明进一步设置为：所述的机架位于检测平台底部设置有支撑并限制最大倾斜角度的限位支架。

通过采用上述技术方案，增设限位支架，一方面避免检测平台倾斜过大角度影响检测，另一方面作为保险部件，避免角度调节机构损坏后检测平台因惯性撞击机架而损坏。

本发明进一步设置为：所述的形变检测机构为固定于检测平台且感应端与壳体外侧壁相对的距离传感器。

通过采用上述技术方案，在检测过程中，壳体温度会逐渐上升，增设由距离传感器构成的形变检测机构，观察壳体与装配检测平台之间的间距变化，及时观察在高温及振动工况下的壳体状态，及时发现壳体问题。

附图说明

图1为齿轮齿条一体化传动系统的立体图；

图2为齿轮齿条一体化传动系统的内部立体图；

图3为本发明具体实施方式的立体图一；

图4为本发明具体实施方式的立体图二；

图5为图4中a的放大图；

图6为本发明具体实施方式中检测装置的俯视立体图；

图7为本发明具体实施方式中检测装置的仰视立体图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1—图7所示，本发明公开了一种齿轮齿条一体化传动系统多工况测试设备，包括机架1及设置于机架1上的检测平台2，检测平台2中部设置有隔板将检测平台2分隔为第一检测区域2a及第二检测区域2b，检测平台2位于第一检测区域2a及第二检测区域2b分别设置有检测装置，检测装置包括支撑座21、齿轮轴旋转机构、限位机构、形变检测机构、力检测机构、壳体负载模拟机构、齿条轴负载模拟机构及信息识别机构，支撑座21支撑于壳体中部，限位机构将壳体限位于支撑座21，壳体负载模拟机构给予壳体负载，齿条轴负载模拟机构给予齿条轴负载，齿轮轴旋转机构驱动齿轮轴旋转，从而带动齿条轴相对壳体伸缩，形变检测机构在齿条伸缩时检测壳体外周形变，力检测机构在齿条伸缩时检测齿条作用力，检测平台2相对水平面呈倾斜状并与机架1之间设置有调节倾斜角度的角度调节机构，多处模拟负载使工况更接近现实，从而使检测的数据更接近现实，测试时，传动系统放置于支撑座21，由限位机构限位后，加载壳体负载及齿条轴负载，由齿轮轴旋转机构带动齿轮轴转动模拟现实工作状态，形变检测机构配合力检测机构对各项数据进行全面收集，从而准确获得传动系统的数据情况，保证各传动系统的出厂质量。

壳体负载模拟机构包括定负载座31、动负载座3、壳体负载轨道32及壳体负载气缸33，定负载座31及动负载座3分别位于壳体相对齿条轴轴向的两端，定负载座31及动负载座3分别设置有与壳体端面相抵的抵接面34，定负载座31固定于检测平台2，壳体负载轨道32沿齿条轴轴向平行的方向设置于检测平台2，定负载座31滑移于该壳体负载轨道32，壳体负载气缸33驱动动负载座3往复移动于壳体负载轨道32，力检测机构包括位于壳体负载气缸33与动负载座3连接处的第一力传感器35，由定负载座31与壳体相抵，由动负载座3给与壳体施加负载，从而模拟壳体具有负载的工况，使模拟的工况更接近现实。

齿条轴负载模拟机构包括第一负载座41、第二负载座42、齿条轴负载轨道43、双向气缸44、第一负载气缸45及第二负载气缸46，第一负载座41及第二负载座42分别位于齿条轴两端，定负载座31及动负载座3分别设置有供齿条轴伸入的导向槽36，第一负载座41及第二负载座42分别设置有伸入相邻导向槽36并于齿条轴端部相抵的负载杆47，负载杆47与导向槽36呈导向滑移配合，齿条轴负载轨道43沿齿条轴轴向平行的方向设置于检测平台2，第一负载座41及第二负载座42均滑移于齿条轴负载轨道43，第一负载座41及第二负载座42分别设置有延伸至检测平台2下方的联动臂48，检测平台2对应各联动臂48分别设置有供联动臂48眼齿条轴负载轨道43方向移动的条形槽22，双向气缸44、第一负载气缸45及第二负载气缸46分别固定于检测平台2底部，双向气缸44包括第一缸体441及两个相对第一缸体441伸缩的第一气缸轴442，两个第一气缸轴442分别与各联动臂48联动设置并驱动第一负载座41及第二负载座42沿齿条轴负载轨道43移动，力检测机构包括分别位于第一气缸轴442与第一负载座41的连接处及第一气缸轴442与第二负载座42的连接处的第二力传感器443，第一负载气缸45及第二负载气缸46分别设置有与第一气缸轴442伸缩相同并抵于不同联动臂48的第二气缸轴451，由第一负载座41配合第二负载座42限位于齿条轴两侧，由双向气缸44调节间距，使第一负载座41和第二负载座42的间距与齿条轴相适配，并由第一负载气缸45及第二负载气缸46准确控制负载大小，从而齿条轴具有负载的工况，使模拟的工况更接近现实。

限位机构包括升降气缸51、限位臂5及限位座52，限位臂5铰接于检测平台2，其远离壳体的一端在第一升降气缸51的驱动下竖向摆动，靠近壳体的一端位于壳体上方并抵于壳体上方，限位座52固定于检测平台2并上端抵于壳体，限位臂5与限位座52构成对壳体边缘进行限位的限位腔53，升降气缸51带动限位臂5摆动能够快速限位壳体，同时配合限位座52构成稳定的限位腔53，使传动系统稳定保持于检测状态。

齿轮轴旋转机构包括伸缩座6、伸缩轨道61、伸缩气缸62、联轴器63、驱动座64及电机65，伸缩座6固定于检测平台2底部并与齿轮轴对应的位置，检测平台2位于伸缩座6与齿轮轴之间设置有过孔，伸缩轨道61沿靠近齿轮轴方向固定于伸缩座6，伸缩气缸62带动驱动座64往复移动于伸缩轨道61，电机65安装于驱动座64并通过联轴器63驱动齿轮轴转动，检测时，伸缩气缸62带动驱动座64靠近齿轮轴，通过联轴器63构成齿轮轴与电机65的驱动配合，从而带动齿轮轴进行转动模拟实际工作。

角度调节机构包括铰接座7、配合座71、铰接轴72、转动轴73及调节丝杆74，配合座71固定于检测平台2底部，铰接座7固定于机架1，铰接轴72穿过配合座71及铰接座7构成配合座71与铰接座7的铰接配合，转动轴73转动设置于铰接座7并与铰接轴72相平行，调节丝杆74一端作为安装端并设置有套于转动轴73的套环741，另一端作为调节端摆入配合座71侧面设置的调节缺口711内，调节丝杆74分别设置有于调节缺口711两侧的配合座71相抵的调节螺母742，增设角度调节机构，一方面便于模拟不同倾斜的工况，另一方面便于检测人员快速取放传动系统。

机架1位于检测平台2底部设置有支撑并限制最大倾斜角度的限位支架11，增设限位支架11，一方面避免检测平台2倾斜过大角度影响检测，另一方面作为保险部件，避免角度调节机构损坏后检测平台2因惯性撞击机架1而损坏。

形变检测机构为固定于检测平台2且感应端与壳体外侧壁相对的距离传感器8，在检测过程中，壳体温度会逐渐上升，增设由距离传感器8构成的形变检测机构，观察壳体与装配检测平台2之间的间距变化，及时观察在高温及振动工况下的壳体状态，及时发现壳体问题。

上述电控元件均连接控制器12进行同一控制及数据记录，控制器12具有显示用的显示器及操作用的键盘，而且，力传感器既可以用于检测力的大小，也能用于控制负载大小，然后，传感器采用市售的常规型号。