[發(fā)明專利]圓柱齒輪動力學(xué)性能實驗裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610009255.3
• 申請日: 2016-01-06
• 公開（公告）號: CN105651511A
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 石照耀;寧俊杰;舒贊輝
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01M13/02
• 分類號: G01M13/02
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種圓柱齒輪動力學(xué)性能實驗裝置，尤其適用于汽車變速箱中圓柱直齒輪和 圓柱斜齒輪的性能實驗以及5級精度以下尺寸相仿的圓柱齒輪動力學(xué)性能實驗，屬于精密測 量領(lǐng)域。

背景技術(shù)

齒輪和齒輪傳動裝置作為機械設(shè)備中一種必不可少的連接和傳遞動力的通用零部件，在 機械設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用。由于高性能、高強度、高可靠性以及低成本的要求，近些年 來，在齒輪傳動的理論分析方面，除了應(yīng)用數(shù)學(xué)、力學(xué)、材料及設(shè)計理論的新成就外，齒輪 實驗裝置也得到了進(jìn)一步的發(fā)展，齒輪的很多問題都是綜合性問題且只能通過實驗形式得到， 例如齒輪的失效形式以及齒輪的壽命等等，為了更好地改進(jìn)齒輪傳動的性能提升齒輪相關(guān)理 論，齒輪實驗裝置成為了一個很好的工具。

傳統(tǒng)齒輪實驗裝置多為疲勞實驗裝置，這類齒輪實驗裝置強度高能耗大精度低自動化程 度低，齒輪噪聲實驗接觸斑點實驗都是依靠人力來完成的，這樣的實驗結(jié)果主觀性大，不能 完全客觀的評價齒輪的嚙合性能。目前的齒輪實驗裝置功能比較單一，沒有能夠綜合評價齒 輪傳動誤差、齒輪振動噪聲以、齒輪傳動效率和接觸斑點等性能的實驗裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明能夠?qū)嶒瀸A柱齒輪的動力學(xué)性能檢測，常見的檢測項目包括有載傳動誤差測量、 無載傳動誤差測量、振動噪聲測量、接觸斑點測量和傳動效率測量，該裝置包括精密運動控 制系統(tǒng)和多種傳感器。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是圓柱齒輪動力學(xué)性能實驗裝置，該裝置包 括精密床身和精密主軸單元。

具體而言，精密床身包括底座(1)、檢高臺(2)、X方向?qū)к墮z測面(3)、Y方向?qū)к? 檢測面(4)、潤滑油接油槽(5)、X方向?qū)к壐?6)、Y方向?qū)к壐?7)、X方向驅(qū)動電機 (8)、Y方向驅(qū)動電機(9)、X方向氣動導(dǎo)軌夾持器(10)、Y方向氣動導(dǎo)軌夾持器(11)、 驅(qū)動絲杠(12)、主動端箱體(13)、主動端箱體墊體(14)、主電機(15)、彈性聯(lián)軸器(16)、 主動端扭矩傳感器(17)、主軸單元(18)、噪聲傳感器(19)、潤滑油管(20)、負(fù)載端箱體 (21)、負(fù)載端扭矩傳感器(22)、加載器安裝板(23)、磁粉制動器(24)、負(fù)載端箱體墊體 (25)、絲杠帶動板(26)、冷卻液箱體(27)、直線光柵(28)、隔震塊(29)。

主軸單元(18)包括主軸套(30)、主軸(31)、軸系通蓋(32)、精密軸承(33)、軸環(huán) (34)、角度編碼器(35)、光柵讀數(shù)頭(36)、光柵讀數(shù)頭支架(37)、三軸向振動傳感器(38)、 高精密齒輪夾具(39)、精密鎖緊螺母(40)、傳動鍵(41)、鏈接法蘭盤(42)、軸端擋圈(43)、 軸端蓋板(44)。

底座(1)內(nèi)部為中空結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部設(shè)有三個Y向立柱和兩個X向立柱，各立柱之間設(shè) 有米字型筋板，這些結(jié)構(gòu)可以減輕鑄件重量和增強鑄件剛性，底座(1)的表面從上到下依次 設(shè)有檢高臺(2)、X方向?qū)к墮z測面(3)、Y方向?qū)к墮z測面(4)，檢高臺(2)、X方向?qū)? 軌檢測面(3)、Y方向?qū)к墮z測面(4)作為齒輪動力學(xué)性能實驗裝置加工和裝配調(diào)試時的基 準(zhǔn)面，底座(1)和隔震塊(29)之間通過螺紋連接，隔震塊(29)設(shè)置在底座(1)的底部， 隔震塊(29)能夠過濾掉來自外界的部分振動；底座(1)上安裝有X向?qū)к?6)和Y向?qū)? 軌(7)，X向?qū)к?6)和Y向?qū)к?7)相互垂直呈L形安裝在底座(1)的頂部，通過X 方向驅(qū)動電機(8)帶動滾珠絲杠驅(qū)動整個主動部分沿X向?qū)к?6)調(diào)節(jié)齒寬方向，通過Y 方向驅(qū)動電機(9)帶動滾珠絲杠驅(qū)動整個負(fù)載部分沿Y向?qū)к?7)調(diào)節(jié)齒輪中心距，中心 距由直線光柵(28)測量得到，直線光柵(28)固定在Y向?qū)к?6)和Y方向?qū)к墮z測面 (4)之間，顯示器顯示直線光柵(28)的測量數(shù)值，同時根據(jù)顯示器上顯示的中心距精確調(diào) 整齒輪嚙合時的中心距，齒輪齒寬和中心距方向調(diào)節(jié)到位之后通過X方向氣動導(dǎo)軌夾持器 (10)固定齒寬方向，通過Y方向氣動導(dǎo)軌夾持器(11)固定中心距方向，接油槽(5)在 底座(1)頂部，位于X向?qū)к?6)和Y向?qū)к?7)之間。

主動端箱體(13)和主動端箱體墊體(14)以及負(fù)載端箱(21)體和負(fù)載端箱體墊體(25) 通過螺釘連接配合，通過調(diào)整主動端箱體(14)和負(fù)載端箱體(25)調(diào)節(jié)主動軸系和被動軸 系的中心高。