[發明專利]一種齒輪嚙合力檢測裝置

有效

• 申請號: 201810522971.0
• 申請日: 2018-05-28
• 公開（公告）號: CN108827627B
• 公開（公告）日: 2020-03-13
• 發明（設計）人: 甄冬;張琛;劉英輝;師占群;張浩
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: G01M13/021
• 分類號: G01M13/021;G01M13/028;G01M13/025
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 張國榮

1.一種齒輪嚙合力檢測裝置，其特征在于，該裝置包括轉速傳感器、轉速傳感器支架、底座、三項異步電動機、電機底座、電機同步輪、同步帶、主動軸滾動軸承支撐支架、工業高速相機、高速相機支架、導線支架、導線、齒輪壓緊端蓋、從動齒輪、從動軸滾動軸承支撐支架、從動軸、從動軸滾動軸承、從動軸軸承端蓋、柔性聯軸器、電磁離合器固定支架、電磁離合器、電磁離合器電流控制器、加速度傳感器、主動軸滾動軸承、主動軸、主動齒輪、套筒、導線壓緊裝置、主動軸軸承端蓋、電壓信號轉換器、信號采集儀、計算機、電機調速裝置；

所述三項異步電動機通過電機底座固定在底座上，三項異步電動機的輸出軸與電機同步輪連接；所述主動軸為階梯軸，從左到右依次為主動一號軸段、主動二號軸段、主動三號軸段、主動四號軸段、主動五號軸段、主動六號軸段，主動四號軸段與主動齒輪配合，主動齒輪由主動三號軸段和套筒的左端固定；主動軸右側的主動六號軸段的末端安裝有一個主動軸同步輪，同步帶套裝在主動軸同步輪和電機同步輪的外周，三項異步電動機轉動時，通過電機同步輪、同步帶帶動主動軸轉動；

所述主動軸的兩端均安裝有一個主動軸滾動軸承支撐支架，主動軸與主動軸滾動軸承支撐支架之間裝配有一個主動軸滾動軸承，左側主動軸滾動軸承的內圈與主動一號軸段軸肩壓緊，左側主動軸滾動軸承外圈與一個主動軸軸承端蓋壓緊，該主動軸軸承端蓋固定在主動軸滾動軸承支撐支架上，該主動軸滾動軸承支撐支架固定在底座上；所述主動軸的右側主動五號軸段通過一個主動軸滾動軸承固定在一個主動軸滾動軸承支撐支架上，該主動軸滾動軸承支撐支架固定在底座上，該主動軸滾動軸承內圈與套筒左端壓緊，外圈與一個主動軸軸承端蓋壓緊，該主動軸軸承端蓋固定在主動軸滾動軸承支撐支架上；

所述從動軸也為階梯軸，從左到右依次為從動一號軸段、從動二號軸段、從動三號軸段、從動四號軸段、從動五號軸段、從動六號軸段，從動六號軸段的末端端面上設置有螺紋孔；從動齒輪安裝在從動六號軸段上，從動齒輪與主動齒輪嚙合連接，從動齒輪左側與從動六號軸段軸肩壓緊，右側與齒輪壓緊端蓋通過螺紋孔壓緊固定；

從動軸兩端的從動二號軸段、從動四號軸段分別通過一個從動軸滾動軸承安裝在一個從動軸滾動軸承支撐支架上，右側的從動軸滾動軸承內圈與從動四號軸段軸肩壓緊，外圈與一個從動軸軸承端蓋壓緊，該從動軸軸承端蓋固定在從動軸滾動軸承支撐支架上；左側的從動軸滾動軸承內圈與從動二號軸段軸肩壓緊，外圈與一個從動軸軸承端蓋壓緊，該從動軸軸承端蓋固定在該從動軸滾動軸承支撐支架上，從動軸滾動軸承支撐支架均固定在底座上；

所述從動齒輪采用絕緣材料利用3D打印技術制得，其內安置一個壓電陶瓷片，壓電陶瓷片平行于齒面，并沿軸向居中放置，壓電陶瓷片與導線接口連接，導線接口與導線連接；

導線安裝在導線支架的上端，導線壓緊裝置安裝在導線支架頂部并將導線固定在導線支架上，導線支架固定在底座上；

所述電磁離合器通過電磁離合器固定支架固定在底座上，柔性聯軸器一端與電磁離合器連接，其另一端與從動軸左端的從動一號軸段連接，電磁離合器通過柔性聯軸器由從動軸驅動，電磁離合器電流控制器與電磁離合器相連并對其進行控制；

所述工業高速相機通過高速相機支架固定在底座上，高速相機支架位于從動齒輪的右側，工業高速相機的鏡頭正對從動齒輪與主動齒輪嚙合處；工業高速相機與計算機連接，構成齒輪嚙合位置定位信號采集通道；

所述壓電陶瓷片通過導線接口及導線與電壓信號轉換器連接，電壓信號轉換器通過信號采集儀與計算機連接，構成嚙合力電壓信號采集通道；

所述電機調速裝置與三項異步電動機連接，控制三項異步電動機的轉速；

所述轉速傳感器通過轉速傳感器支架固定在三項異步電動機上，轉速傳感器與信號采集儀連接，信號采集儀與計算機連接，構成轉速信號采集通道；

所述兩個主動軸滾動軸承支撐支架和一個從動軸滾動軸承支撐支架的頂部中心位置通過磁力底座吸附均安裝有一個加速度傳感器，三個加速度傳感器分別與信號采集儀連接，信號采集儀與計算機連接，構成振動信號采集通道；

根據從動齒輪與主動齒輪的材料與尺寸特征，對在齒輪嚙合位置的定位信號、轉速信號、電磁離合器加載的負載對應的嚙合力電壓信號進行分析，可以得到從動齒輪與主動齒輪的嚙合力特征曲線。

2.根據權利要求1所述的一種齒輪嚙合力檢測裝置，其特征在于，加速度傳感器的型號為CA-YD-185TNC壓電式加速度傳感器。