一种塑料齿轮单齿破坏扭矩测试装置的制作方法

1.本实用新型涉及齿轮测试技术领域，特别是涉及一种塑料齿轮单齿破坏扭矩测试装置。


背景技术：

2.齿轮作为机械传动部件应用广泛，主要是利用轮缘上的齿传递运动和动力，因此，不同领域对齿轮的单齿抗拉强度要求不同，因此，单齿抗拉强度是齿轮的一个重要参数，需要进行测试。现有的测试装置，如公告号为cn209961597的实用新型专利中公开了一种齿轮强度检测工装，测试力施加在待测齿轮的齿上，且施加力的机构为线性平移运动，并且待测齿轮是通过齿轮仿形工装进行固定的，没有齿轮轴，而齿轮实际运行时是绕齿轮轴的圆周运动，这与齿轮实际运转工况有一定差距；因此，测试结果与齿轮实际工况中的性能存在一定的差异，无法准确反应齿轮的性能。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中的不足，本实用新型提供一种塑料齿轮单齿破坏扭矩测试装置。
4.本实用新型解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种塑料齿轮单齿破坏扭矩测试装置，包括基座、齿轮仿形工装、待测齿轮、待测齿轮轴、钢齿轮、钢齿轮轴以及齿条，所述齿轮仿形工装固定在基座上，且所述齿轮仿形工装一侧设有限制待测齿轮受力转动的限位槽，所述待测齿轮通过待测齿轮轴转动连接在基座上，且待测齿轮至少有一部分嵌入限位槽内；所述钢齿轮通过钢齿轮轴转动连接在基座上，且所述钢齿轮上设有至少一个检测齿，背向检测齿的一侧设有能够与齿条啮合的多个传动齿，所述齿条滑动连接在基座上且与钢齿轮的传动齿啮合。测试时，所述检测齿嵌入待测齿轮内且与待测齿轮的单齿接触，齿条向上或向下运动，使钢齿轮绕钢齿轮轴转动，从而将齿条的线性平移转化为钢齿轮的回转运动，通过检测齿施加在待测齿轮上，待测齿轮收到检测齿施加的力矩后，产生绕待测齿轮轴的回转运动趋势，从而更好的模拟实际工况，提高检测的准确性。
5.进一步，为了实现齿轮仿形工装与基座的快拆装，还包括第一定位销和第二定位销，所述基座上设有第一定位销安装孔和第二定位销安装孔，所述齿轮仿形工装上设有第一定位销插孔和第二定位销插孔，所述第一定位销插入第一定位销插孔内且端部固定在第一定位销安装孔内，所述第二定位销插入第二定位销插孔内且端部固定在第二定位销安装孔内。齿轮仿形工装通过可拆卸的定位销实现与基座的连接，便于拆卸和更换。
6.进一步，为了避免待测齿轮的齿在测试过程中受到损坏，以及保证待测齿轮在测试过程中的稳定性，所述限位槽为弧形槽，且所述限位槽内设置多个能够与待测齿轮啮合的限位齿。
7.具体的，所述基座上设有第一轴孔，所述待测齿轮轴的一端连接在第一轴孔内，另一端向外延伸并处于悬空状态。齿轮测试一般都是同一型号的多个齿轮为一组进行测试，
待测齿轮轴一端固定，另一端悬空，便于快速更换待测齿轮。
8.进一步，为了实现钢齿轮的安装，所述基座上还设有开口朝向待测齿轮一侧的u型凹槽，所述u型凹槽两侧壁上对称设有第二轴孔，所述钢齿轮轴两端固定连接在第二轴孔内。由于在测试过程中，无需频繁更换钢齿轮，因此，钢齿轮轴两端均可以与用于支撑的基座连接，以提高可靠性，避免测试力偏载。
9.进一步，为了保证齿条位置的稳定，所述u型凹槽底部的两侧设有齿条滑槽，所述齿条的两侧设有条形的滑动部，所述滑动部嵌入齿条滑槽内，且所述齿条能够在齿条滑槽能上下运动。测试时，只要在齿条上施加上下方向的力，使齿条向上或向下运动，可以将齿条的直线运动，转化为钢齿轮的回转运动通过测试齿施加在待测齿轮的单齿上，从而实现齿轮单齿的的扭矩测试。
10.本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的一种塑料齿轮单齿破坏扭矩测试装置，采用齿轮齿条机构，使试验机平移运动转化为齿轮的回转运动，更贴近齿轮实际运转工况；待测齿轮内增加齿轮轴，防止试验过程中待测齿轮内孔变形。
附图说明
11.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
12.图1是本实用新型扭矩测试装置的立体结构示意图。
13.图2是本实用新型扭矩测试装置的内部结构示意图。
14.图3是钢齿轮的立体结构示意图。
15.图4是基座的立体结构示意图。
16.图5是齿轮仿形工装的立体结构示意图。
17.图中：1、第一定位销，2、第二定位销，3、齿轮仿形工装，31、限位槽，32、限位齿，33、第一定位销插孔，34、第二定位销插孔，4、待测齿轮，5、待测齿轮轴，6、钢齿轮，61、检测齿，62、传动齿，7、钢齿轮轴，8、齿条，9、基座，91、第一定位销安装孔，92、第二定位销安装孔，93、第一轴孔，94、第二轴孔，95、齿条滑槽。
具体实施方式
18.现在结合附图对本实用新型作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
19.如图1和图2所示，本实用新型的一种塑料齿轮单齿破坏扭矩测试装置，包括基座9、齿轮仿形工装3、待测齿轮4、待测齿轮轴5、钢齿轮6、钢齿轮轴7、齿条8、第一定位销1和第二定位销2，所述齿轮仿形工装3通过第一定位销1和第二定位销2可拆卸的固定在基座9上，且所述齿轮仿形工装3一侧设有限制待测齿轮4受力转动的限位槽31，所述待测齿轮4通过待测齿轮轴5转动连接在基座9上，且待测齿轮4至少有一部分嵌入限位槽31内；所述钢齿轮6通过钢齿轮轴7转动连接在基座9上，如图3所示，钢齿轮6上设有至少一个检测齿61，背向检测齿61的一侧设有能够与齿条8啮合的多个传动齿62，所述齿条8滑动连接在基座9上且与钢齿轮6的传动齿62啮合。本实施例中待测齿轮4材料根据实际测试零件而定，其余均使用unimax模具钢（硬度＞hrc 52），保证刚性。钢齿轮6根据待测齿轮4的齿形配做，并将检测齿61附近可能产生干涉的齿加工去除。
20.如图4所示，本实施例中以开口朝向左侧为例进行结构说明，基座9为一倒置的开口朝向左侧的u型结构，且后侧壁较长，另前侧壁较短，后侧壁的左侧设有第一定位销安装孔91和第二定位销安装孔92，u型结构的底部设有开口朝向左侧的u型凹槽，u型凹槽底部的两侧设有t型的齿条滑槽95，所述齿条8的两侧设有条形的滑动部，所述滑动部嵌入齿条滑槽95内，且所述齿条8能够在齿条滑槽95能上下运动。u型凹槽两侧壁上对称设有第二轴孔94，所述钢齿轮轴7两端固定连接在第二轴孔94内。在第二轴孔94与两个定位销安装孔之间的后侧壁上设有第一轴孔93，待测齿轮轴5的一端连接在第一轴孔93内，另一端向外延伸并处于悬空状态，便于快速更换待测齿轮4。
21.如图5所示，齿轮仿形工装3右侧的限位槽31为弧形槽，且所述限位槽31内设置多个能够与待测齿轮4啮合的限位齿32。限位槽31左侧的齿轮仿形工装3上设有第一定位销插孔33和第二定位销插孔34，第一定位销1插入第一定位销插孔33内且端部固定在第一定位销安装孔91内，所述第二定位销2插入第二定位销插孔34内且端部固定在第二定位销安装孔92内。齿轮仿形工装3通过可拆卸的定位销实现与基座9的连接，便于拆卸和更换。
22.测试过程：
23.齿轮仿形工装3与基座9通过第一定位销1和第二定位销2连接。将待测齿轮4安装到齿轮仿形工装3上，并将待测齿轮轴5安装穿过基座9与待测齿轮4；将齿条8插入基座9的齿条滑槽95内，之后将钢齿轮6安装到与待测齿轮4刚进入啮合的位置，并与齿条8配合，最后将钢齿轮轴7安装穿过基座9与钢齿轮6。将基座9放置在试验工作台上，试验机压头接触在齿条8的顶部。准备完毕，开始试验。以小于5mm/min的试验速度下压8齿条，直到待测齿轮4单齿发生明显屈服或断裂即认定为失效。破坏扭矩t=失效时测得的力f
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钢齿轮基圆半径r。
24.以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本实用新型的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。