[發明專利]一種便于更換故障零件的機械故障綜合模擬試驗臺

在審

• 申請號: 201510851859.8
• 申請日: 2015-11-27
• 公開（公告）號: CN105513482A
• 公開（公告）日: 2016-04-20
• 發明（設計）人: 王保建;李兵;王忠睿;趙曉洋;康颯;楊娜
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G09B25/02
• 分類號: G09B25/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

技術領域

本發明涉及教學工具技術領域，特別涉及一種機械故障綜合模擬試驗臺。

背景技術

機械系統中各零部件的安全運行是整個機械系統安全運行的保障，而齒輪、軸承等零件的 故障通常會影響系統的運行，引起振動、停車甚至發生事故，造成嚴重后果。因此，及時地監 測、發現零件的故障，采取相應措施，對于避免意外事故的發生，降低事故造成的經濟損失具 有重要意義。各大學院校機械工程相關專業也都將《機械故障診斷》課程作為重要的專業主干 課程，機械故障綜合模擬試驗臺是《機械故障診斷》課程實驗的重要實驗儀器，對于學生理解 課堂知識，增加實踐經驗有重要作用。

目前市場中相關產品種類繁多，可以實現各種齒輪、軸承、軸系等零件的常見故障模擬， 實現教學目的。但是，現有產品普遍存在故障零件更換困難的問題，導致實際教學實驗中，學 生需耗費大量時間和精力更換故障零件進行實驗，降低了課堂效率，潤滑油易造成實驗室環境 污染，而頻繁地更換零件，也容易造成實驗臺本身精度降低，影響實驗教學效果。

因此，針對以上問題，有必要設計一種新型的機械故障綜合模擬試驗臺，實現更方便地更 換故障零件，為相關的實驗教學與科研工作提供方便。

發明內容

本發明的目的在于提供一種便于更換故障零件的機械故障綜合模擬試驗臺，可以簡便實 現各種故障零件的更換，加載裝置易調節，方便于教學演示與科研工作的使用。

為實現上述功能，本發明采用如下技術方案：

一種便于更換故障零件的機械故障綜合模擬試驗臺，包括電動機、故障模擬齒輪箱、阻 尼器和臺座；電動機和故障模擬齒輪箱固定在臺座上；故障模擬齒輪箱包括箱座、箱蓋、高速 軸、低速軸和撥叉機構；箱座固定在臺座上，箱座內平行安裝有高速軸和低速軸；高速軸為輸 入軸，低速軸為輸出軸；高速軸和低速軸兩端均通過軸承支撐在故障模擬齒輪箱的箱座上；高 速軸上裝1個高速軸齒輪；低速軸上裝多個低速軸齒輪；低速軸與低速軸齒輪之間通過鍵進行 周向定位，軸向通過軸套與軸肩進行定位；高速軸與高速軸齒輪之間通過鍵進行周向定位，軸 向能夠通過撥叉機構帶動進行滑動；高速軸齒輪為無故障的正常齒輪，低速軸齒輪中一個齒輪 為無故障正常齒輪，其余齒輪為故障齒輪；電動機的輸出軸通過聯軸器連接傳動階梯軸的輸入 端，傳動階梯軸的輸出端通過聯軸器連接故障模擬齒輪箱的高速軸的輸入端；故障模擬齒輪箱 的低速軸的輸出端連接阻尼器。

進一步的，所述撥叉機構包括撥叉手柄、撥叉、方軸和方軸手柄；箱蓋上開有窄槽作為 撥叉手柄的導軌；撥叉手柄通過彈簧滾珠結構在導軌中進行定位，彈簧滾珠結構置于撥叉手柄 內部與箱蓋接觸處；撥叉手柄下部開槽，槽寬與撥叉寬度相等；撥叉安裝于撥叉手柄下部的槽 中，能夠在撥叉手柄的帶動下沿導軌方向移動；撥叉手柄兩側開圓孔，圓孔直徑略大于方軸對 角線長度，保證方軸轉動過程不與撥叉手柄發生干涉；撥叉上端開方形孔槽，與方軸間隙配合， 使撥叉能夠在方軸上左右滑動；方軸穿過撥叉上端的方形孔槽和撥叉手柄的圓孔；固定連接方 軸的方軸手柄位于箱蓋外側；方軸手柄的周向轉動能夠通過方軸帶動撥叉實現放下、抬起的操 作。

進一步的，箱蓋上開有若干對應不同低速軸齒輪的V型槽作為定位槽。

進一步的，所述故障齒輪為斷齒齒輪、磨損齒輪、點蝕齒輪或膠合齒輪。

進一步的，還包括故障模擬軸盤、故障模擬軸承和徑向加載系統；故障模擬軸盤包括左 側盤和右側盤；故障模擬軸承包括左側軸承座蓋、左側軸承、左側軸承座、徑向加載處軸承、 徑向加載處軸承座、右側軸、右側軸承座蓋和右側軸承座；左側軸承、徑向加載處軸承座和右 側軸承依次安裝在傳動階梯軸上；左側軸承座和右側軸承座固定在臺座上；左側軸承和右側軸 承分別安裝在左側軸承座和右側軸承座中；左側軸承座蓋和右側軸承座蓋通過螺釘可拆卸的安 裝在左側軸承座和右側軸承座上，并將左側軸承和右側軸承分別固定于左側軸承座蓋和左側軸 承座之間、右側軸承座蓋和右側軸承座之間；徑向加載處軸承安裝在徑向加載處軸承座上；左 側盤和右側盤安裝在于傳動階梯軸上，左側盤位于左側軸承和徑向加載處軸承之間；右側盤位 于徑向加載處軸承和右側軸承之間；徑向加載系統用于對徑向加載處軸承座施加徑向載荷。