一种中心距无级可调的大功率圆柱齿轮综合性能试验台制造技术

本发明专利技术公开了一种中心距无级可调的大功率圆柱齿轮综合性能试验台。本发明专利技术在地坪铁的一侧安装驱动电机，按顺时针方向安装第一封闭圆柱齿轮箱、第一弹性联轴器、第一中间轴、第二弹性联轴器、大功率液压摆动缸、摆动缸的输出端通过连接法兰、第三弹性联轴器、第二中间轴与第二封闭圆柱齿轮箱连接，第二封闭圆柱齿轮箱通过第四、五弹性联轴器和第三中间轴与陪试齿轮试验台连接，陪试齿轮试验台与主试齿轮试验台之间通过第六弹性联轴器连接，主试齿轮试验台向第一封闭圆柱齿轮箱方向依次安装有第七弹性联轴器、第四中间轴、第八弹性联轴器。本发明专利技术调整方便、拆装快速，利用液压胀套避免了轴系在轴承座的反复拆装，能够满足长期频繁试验的需要。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术公开了一种大功率圆柱齿轮综合性能试验台，尤其是一种精密的、中心距无极可调、可快速换装的圆柱齿轮综合性能试验台。
技术介绍
圆柱齿轮包含直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、弧齿圆柱齿轮等。在实际生产中，齿轮作为机械传动的主要部件，它的失效将直接影响机器的正常运行。为了使齿轮机构可靠地工作，需要对齿轮轮齿的弯曲强度、齿面接触强度和胶合承载能力等进行测定，从而分析齿轮破坏的机理，为齿轮传动的设计提供依据，象这样复杂的过程只能在齿轮试验台上进行。试验台可以综合测试:在不同的载荷和转速、不同润滑条件下，齿轮啮合区齿面瞬时温度、输入输出转速和转矩。为提高齿轮的承载能力、延长使用寿命和润滑条件的选择提供依据。因此圆柱齿轮综合性能试验台的搭建是必要的。在圆柱齿轮副的试验过程中，不同的齿轮具有不同的中心距，往往为了测试某一特定齿轮的综合特性就需要制造一套专门的被试件工装，费时费力。同时在针对某一固定齿轮时，通过调整中心距以研究其啮合特性也是非常有必要的。目前国际通用的DCS-150型齿轮试验台、CL-100型齿轮试验台、JG-150型齿轮试验机、ZHD82-A型封闭齿轮试验台等均不能随意改变中心距，同时拆装耗时费力，加载时不能在试验中改变载荷。而常见的GTA-4、CLP-35S等可改变中心距的齿轮试验机又仅适用于小功率、小扭矩的齿轮试验。这就使得不少齿轮制造商没有办法客观的评价自己生产出来齿轮的质量，对齿轮的检验还停留在利用通用低精度的设备使齿轮副对滚来观察齿面啮合接触区的水平。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种中心距无极可调的大功率圆柱齿轮综合性能试验台，能在一个试验台上满足任意中心齿轮啮合的动态、稳态、大扭矩的试验，并能够满足长期频繁试验需要。本专利技术采用的技术方案是：本专利技术包括变频交流电机、伺服电机、两个封闭圆柱齿轮箱、液压摆动缸、主试试验台、陪试试验台、十个弹性联轴器、四个中间传动轴、两个链接法兰、一个离合器。在地坪铁上的一侧安装变频交流电机，从伺服电机开始，按顺时针方向依次安装第一封闭圆柱齿轮箱、液压摆动缸、第二封闭齿轮箱、陪试齿轮试验台底座、主试齿轮试验台底座、轴承座滑台、陪试齿轮输出轴系、陪试齿轮输入轴系、主试齿轮输出轴系、主试齿轮输入轴系、变频交流电机。在地坪铁的一侧，伺服电机的输出端通过离合器与第一封闭圆柱齿轮箱的第二输入端连接，第一封闭圆柱齿轮箱的第二输出端通过第一弹性联轴器、第一中间轴、第二弹性联轴器与大功率液压摆动缸连接，大功率液压摆动缸的输出端通过连接法兰、第三弹性联轴器、第二中间轴与第二封闭圆柱齿轮箱的输出端连接，第二封闭圆柱齿轮箱的输入端通过第四第五弹性联轴器和第三中间轴与陪试齿轮试验台连接，陪试齿轮试验台与主试齿轮试验台之间通过第六弹性联轴器连接，主试齿轮试验台向第一封闭圆柱齿轮箱方向依次安装有第七弹性联轴器、第四中间轴、第八弹性联轴器。所述主试齿轮试验台与陪试齿轮试验台包括底座、两组由两个角接触球轴承和一个短圆柱滚子轴承、两个液压胀紧套、一个被试齿轮、第一支撑轴、第二支撑轴、第三支撑轴组成的主被动齿轮轴系(主动齿轮轴系与被动齿轮轴系完全对称)、轴承座滑台、三个丝杠、三个步进电机、四个液压螺母、第一固定轴承座、第二固定轴承座、第一活动轴承座、第二活动轴承座、激光位移传感器。底座上包含第一静压导轨下接合面、T型槽及第二静压导轨下接合面；轴承座滑台包含第三静压导轨下接合面及第一静压导轨上接合面(含油腔)。其中轴承座滑台依靠第一静压导轨上接合面与第一静压导轨下接合面形成滑移副，并利用液压螺母和T型槽的配合与底座夹紧固定；第一步进电机固定在底座上，通过第一丝杠与轴承座滑台形成螺纹副；第二活动轴承座与第二固定轴承座安装在轴承座滑台上，第二活动轴承座包含第三静压导轨上接合面(含油腔)，第二活动轴承座依靠第三静压导轨上接合面与第三静压导轨下接合面形成滑移副，第二固定轴承座利用螺钉固定在轴承座滑台上；第三步进电机固定在轴承座滑台上，通过第三丝杠与第二活动轴承座形成螺纹副；第一活动轴承座包含第二静压导轨上接合面(含油腔)，第一活动轴承座依靠第二静压导轨上接合面与第二静压导轨下接合面形成滑移副；第二步进电机固定轴承座滑台上，通过第二丝杠与第一活动轴承座形成螺纹副。主动齿轮轴系通过两个角接触球轴承和一个短圆柱滚子轴承分别与第一固定轴承座与第一活动轴承座连接。其中第一支撑轴通过角接触球轴承定位于第一固定轴承座上，形成滚动摩擦副。第三支撑轴通过短圆柱滚子轴承定位于第一活动轴承座上，形成滚动摩擦副。第二支撑轴通过两个液压胀套与第一支撑轴、第二支撑轴连接。主动齿轮固定于第二支撑轴上。被动齿轮轴系通过两个角接触球轴承和一个短圆柱滚子轴承分别与第二固定轴承座与第二活动轴承座连接。第三支撑轴通过短圆柱滚子轴承定位于第二活动轴承座上，形成滚动摩擦副。第一支撑轴通过角接触球轴承定位于第二固定轴承座上，形成滚动摩擦副。第二支撑轴通过两个液压胀套与第一支撑轴、第二支撑轴连接。被动齿轮固定于第二支撑轴上。主动齿轮与被动齿轮通过轴承座滑台调节中心距配合。激光位移传感器固定于底座，与陪试齿轮试验台的激光位移传感器、上位机组成控制闭环。本专利技术具有的有益效果是：被试件平台可以满足任意中心距齿轮测试的需求，同时可以满足同意齿轮下任意中心距调整的需求。本专利技术调整方便、拆装快速，利用液压胀套避免了轴系在轴承座的反复拆装，使每次换装时只需更换齿轮而不需要拆卸轴承，能够满足长期频繁试验的需要。有变频交流电机和伺服电机两套动力系统，通过离合器和联轴器分别单独完成齿轮的动态性能测试和稳态性能测试的动力输入。其中动态性能包括齿轮的声震特性、热变形检测；稳态特性包括齿轮的接触区域、传递特性检测。前者要求在高速状态下进行，后者要求在低速平稳状态进行。变频交流电机和伺服电机分别能满足两者的要求。本实验台是功率封闭试验台，由液压摆动缸提供扭矩、由电机提供转速，可以满足台架的长期低功耗工作。附图说明图1是专利技术结构的俯视图；图2是图1的三维结构图；图3是主要试验台架的俯视图；图4是主要试验台架的三维视图；图5是主要试验台架的背面的局部三维视图；图6是底座的三维视图；图7是被试齿轮轴系的剖视图；图8是活动轴承座沿X方向调整视图图9是轴承座滑台局部视图；图10是轴承座滑台沿Y方向调整视图；图中：1-第九弹性联轴器，2-变频交流电机，3-伺服电机，4-离合器，5-第一封闭圆柱齿轮箱，6-第一弹性联轴，7-第一中间轴，8-第二弹性联轴器，9-第一法兰，10-液压摆动缸，11-第二法兰，12-第三弹性联轴器，13-第二中间轴，14-，15-第二封闭圆柱齿轮箱，16-第四弹性联轴器，17-第三中间轴，18-第五弹性联轴器，19-陪试齿轮试验台，20-第六弹性联轴器，21-主试齿轮试验台，22-第七弹性联轴器，23-第四中间轴，24-第八弹性联轴器，25-地坪铁，26-底座，27-第一角接触球轴承，28-第二角接触球轴承，29-短圆柱滚子轴承，30-第一液压胀紧套，31-第二液压胀紧套，32-被试齿轮，33-第一支撑轴，34-第二支撑轴，35-第三支撑轴，36-主动齿轮轴系，37-被动齿轮轴系，38-轴承座滑台，39-第一丝杠，40-第二丝杠，41-第三丝杠，42-第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中心距无级可调的大功率圆柱齿轮综合性能试验台，其特征在于包括变频交流电机(2)、伺服电机(3)、两个封闭圆柱齿轮箱(5,15)、液压摆动缸(10)、主试试验台(21)、陪试试验台(19)、多个弹性联轴器(1,6,8,12,14,16,18,20,22,24)、四个中间传动轴(7,13,17,23)、两个连接法兰(9,11)、一个离合器(4)；在地坪铁(25)上的一侧安装变频交流电机(2)，以伺服电机(3)为开端，按顺时针方向依次安装第一封闭圆柱齿轮箱(5)、液压摆动缸(10)、第二封闭圆柱齿轮箱(15)、陪试齿轮试验台(19)、主试齿轮试验台(21)和变频交流电机(2)；在地坪铁的一侧，伺服电机(3)的输出端通过离合器(4)与第一封闭圆柱齿轮箱(5)的第二输入端连接，第一封闭圆柱齿轮箱(5)的第二输出端通过第一弹性联轴器(6)、第一中间轴(7)、第二弹性联轴器(8)与大功率液压摆动缸(10)连接，大功率液压摆动缸(10)的输出端通过连接法兰(11)、第三弹性联轴器(12)、第二中间轴(13)与第二封闭圆柱齿轮箱(15)的输出端连接，第二封闭圆柱齿轮箱(15)的输入端通过第四性联轴器(16)、第三中间轴(17)、第五弹性联轴器(18)与陪试齿轮试验台(19)连接，陪试齿轮试验台(19)与主试齿轮试验台(21)之间通过第六弹性联轴器(20)连接，主试齿轮试验台(21)向第一封闭圆柱齿轮箱(5)方向依次安装有第七弹性联轴器(22)、第四中间轴(23)、第八弹性联轴器(24)。...

【技术特征摘要】
1.一种中心距无级可调的大功率圆柱齿轮综合性能试验台，其特征在于包括变频交流电机(2)、伺服电机(3)、两个封闭圆柱齿轮箱(5,15)、液压摆动缸(10)、主试试验台(21)、陪试试验台(19)、多个弹性联轴器(1,6,8,12,14,16,18,20,22,24)、四个中间传动轴(7,13,17,23)、两个连接法兰(9,11)、一个离合器(4)；在地坪铁(25)上的一侧安装变频交流电机(2)，以伺服电机(3)为开端，按顺时针方向依次安装第一封闭圆柱齿轮箱(5)、液压摆动缸(10)、第二封闭圆柱齿轮箱(15)、陪试齿轮试验台(19)、主试齿轮试验台(21)和变频交流电机(2)；在地坪铁的一侧，伺服电机(3)的输出端通过离合器(4)与第一封闭圆柱齿轮箱(5)的第二输入端连接，第一封闭圆柱齿轮箱(5)的第二输出端通过第一弹性联轴器(6)、第一中间轴(7)、第二弹性联轴器(8)与大功率液压摆动缸(10)连接，大功率液压摆动缸(10)的输出端通过连接法兰(11)、第三弹性联轴器(12)、第二中间轴(13)与第二封闭圆柱齿轮箱(15)的输出端连接，第二封闭圆柱齿轮箱(15)的输入端通过第四性联轴器(16)、第三中间轴(17)、第五弹性联轴器(18)与陪试齿轮试验台(19)连接，陪试齿轮试验台(19)与主试齿轮试验台(21)之间通过第六弹性联轴器(20)连接，主试齿轮试验台(21)向第一封闭圆柱齿轮箱(5)方向依次安装有第七弹性联轴器(22)、第四中间轴(23)、第八弹性联轴器(24)。2.根据权利要求1所述的一种中心距无级可调的大功率圆柱齿轮综合性能试验台，其特征在于主试齿轮试验台(21)与陪试齿轮试验台(19)包括底座(26)、主动齿轮轴系(36)、被动齿轮轴系(37)、轴承座滑台(38)、三个丝杠(39,40,41)、三个步进电机(42,43,44)、四个液压螺母(45,46,47,48)、第一固定轴承座(49)、第二固定轴承座(50)、第一活动轴承座(51)、第二活动轴承座(52)、激光位移传感器(53)；底座(26)上包含第一静压导轨下接合面(54)、T型槽(55)及第二静压导轨下接合面(57)；轴承座滑台(38)包含第三静压导轨下接合面(56)及第一静压导轨上接合面(含油腔)(58)。其中轴承座滑台(38)依靠第一静压导轨上接合面(58)与第一静压导轨下接合面(54)形成滑移副，并利用液压螺母(45,46,47,48)和T型槽(55)的配合与底座(26)夹紧固定；第一步进电机(42)固定在底座(26)上，通过第一丝杠(39)与轴承座滑台(38)形成螺纹副；第二活动轴承座(52)与第二固定轴承座(50)安装在轴承座滑台(38)上，第二活动轴承座(52)包含第三静压导轨上接合面(含油腔)(59)，第二活动轴承座(52)依靠第三静压导轨上接合面(59)与第三静压导轨下接合面(56)形成滑移副，第二固定轴承座(50)利用螺钉固定在轴承座滑台(38)上；第三步进电机(44)固定在轴承座滑台(38)上，通过第三丝杠(41)与第二活动轴承座(52)形成螺纹副；第一活动轴承座(51)包含第二静压导轨上接合面(含油腔)(60)，第一活动轴承座(51)依靠第二静压导轨上接合面(60)与第二静压导轨下接合面(57)形成滑移副；第二步进电机(43)固定轴承座滑台(38)上，通过第二丝杠(40)与第一活动轴承座(51)形成螺纹副。3.根据权利要求2所述的一种中心距无级可调的大功率圆柱齿轮综合性能试验台，其特征在于主动齿轮轴系(36)和被动齿轮轴系(37)完全对称，由两个角接触球轴承(27,28)和一个短圆柱滚子轴承(29)、两个液压胀紧套(30,31)、一个被试齿轮(32)、第一支撑轴(33)、第二支撑轴(34)、第三支撑轴(35)组成；主动齿轮轴系(36)通过两个角接触...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕浩亮，吴鹏辉，王喆，滕国阳，潘豪杰，万博文，周晓军，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33