[發明專利]齒輪模型光彈性試驗用加載裝置

有效

• 申請號: 201810364296.3
• 申請日: 2018-04-23
• 公開（公告）號: CN108593288B
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發明（設計）人: 黃臻榮;郭天才;文華;夏清;朱濤;徐友良;陳亞農;鐘瑜
• 申請（專利權）人: 中國航發湖南動力機械研究所
• 主分類號: G01M13/021
• 分類號: G01M13/021;G01M13/025;G01M13/027
• 代理公司: 43211 長沙智嶸專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 羅紅枚

本發明公開了一種齒輪模型光彈性試驗用加載裝置，包括安裝架，安裝架上并排設有第一支座總成和第二支座總成，第一支座總成上裝設有用于施加扭矩載荷的主動齒輪模型，第二支座總成包括與安裝架相連的第二軸承座、穿設于第二軸承座中的第二安裝軸、用于限制第二安裝軸沿施加在其上的扭矩載荷的方向轉動的第二轉動件，第二安裝軸通過第二轉動件裝設于第二軸承座中，第二安裝軸的外圓上固定裝設有與主動齒輪模型嚙合設置的被動齒輪模型。安裝架上還設有角度調節器，角度調節器與第二安裝軸相連。本發明的加載裝置可精確控制嚙合角度位置，加載的附加力矩小，穩定性和經濟性佳，拆裝使用方便，能較好的應用于光彈性齒輪試驗研究中。

技術領域

本發明涉及光彈性試驗領域，特別地，涉及一種齒輪模型光彈性試驗用加載裝置。

背景技術

齒輪是航空發動機和直升機傳動系統必不可少的一部分，對嚙合過程中的齒輪接觸應力和齒根應力的測量是齒輪強度考核的核心內容之一。光彈性試驗是一種全局和內部應力測量的試驗技術，采用該試驗能獲取齒輪接觸部位的應力分布趨勢和應力集中點，因此，人們常常在進行真實試驗件的試驗前先開展光彈性試驗，對齒輪零部件設計結構的合理性進行評估和對計算結果進行驗證。光彈性試驗中試驗加載裝置設計的好壞，包括加載裝置的幾何結構、加載和調節的準確性、可操作性和成本等都直接影響到試驗的準確性、效率和成本。

現有的齒輪模型加載裝置中，采用砝碼施加扭矩，通過底座的移動來控制齒輪中心距，采用刻度盤讀取嚙合角度大小。現有的真實齒輪試驗件的加載機構中，通常采用電機在主動齒輪端施加扭矩載荷，采用相應的檢測機構測量采集試驗數據，實現對齒輪試驗件的接觸檢測、單齒檢測等功能。

現有的齒輪模型加載裝置中，(1)齒輪中心距由底座安裝間距控制，兩軸間相對位置固定性差，載荷較大時易使中心距變化超過誤差準許范圍；(2)缺乏精細的嚙合角度調節裝置，無法精確控制嚙合角度大小，對高精度齒輪尤其是小模數齒輪進行試驗時會存在較大的試驗誤差；(3)采用砝碼在主動端施加扭矩，載荷大小受限制，不能無級調控載荷大小，引入附加力矩大。現有真實齒輪試驗件的加載機構中，(1)設計結構沒有考慮到光彈性試驗對試驗件應力條紋的采集，加載過程中無法對受載下齒輪的應力條紋進行實時的記錄；(2)結構復雜、安裝調試繁瑣、價格高昂，使用功能和成本遠超過模型試驗的需求，不滿足光彈性試驗對經濟性和便捷性的要求。

發明內容

本發明提供了一種齒輪模型光彈性試驗用加載裝置，以解決現有的模型加載裝置存在的齒輪中心距易發生變化導致試驗誤差大的技術問題。

本發明采用的技術方案如下：

一種齒輪模型光彈性試驗用加載裝置，包括安裝架，安裝架上并排設有第一支座總成和第二支座總成，第一支座總成包括與安裝架相連的第一軸承座、轉動裝設于第一軸承座上的第一安裝軸，第一安裝軸上固定裝設有用于施加扭矩載荷的主動齒輪模型，第二支座總成包括與安裝架相連的第二軸承座、穿設于第二軸承座中的第二安裝軸、用于限制第二安裝軸沿施加在其上的扭矩載荷的方向轉動的第二轉動件，第二安裝軸通過第二轉動件裝設于第二軸承座中，第二安裝軸的外圓上固定裝設有與主動齒輪模型嚙合設置的被動齒輪模型；第一安裝軸和第二安裝軸還安裝有中心距限位板，中心距限位板用于對主動齒輪模型和被動齒輪模型兩者間的中心距進行限位，中心距限位板同時裝設于第一安裝軸和第二安裝軸的外圓上，或者同時裝設于第一軸承座和第二軸承座上。

進一步地，中心距限位板呈“U”型，中心距限位板的兩塊側板分別裝設于第一安裝軸和第二安裝軸的外圓上。

進一步地，齒輪模型光彈性試驗用加載裝置還包括角度調節器，角度調節器與第二安裝軸相連，角度調節器用于精確調節被動齒輪模型的旋轉角，進而精確調節被動齒輪模型和主動齒輪模型兩者的嚙合角度。