CN102879191B

CN102879191B - 一种柔轮疲劳寿命评价装置

Info

Publication number: CN102879191B
Application number: CN201210370309.0A
Authority: CN
Inventors: 郝宏; 温庆平; 周晖; 翟少雄; 谭立
Original assignee: 510 Research Institute of 5th Academy of CASC
Current assignee: 510 Research Institute of 5th Academy of CASC
Priority date: 2012-09-29
Filing date: 2012-09-29
Publication date: 2015-01-21
Anticipated expiration: 2032-09-29
Also published as: CN102879191A

Abstract

本发明公开了一种柔轮疲劳寿命评价装置，包括机构底板，以及水平设置、且用于安装被测柔轮的传动轴；在机构底板上，安装有用于固定柔轮和安装传动轴的固定支架，与固定支架配合安装、且用于加载被测柔轮的加载装置，依次配合连接至被测柔轮的驱动装置，以及按预设同轴度要求安装、且依次配合连接至被测柔轮的磁粉制动器、力矩传感器和增速器；驱动装置和加载装置之间，按预设同轴度要求配合安装；加载装置和增速器之间，按预设平行度要求和齿轮啮合间隙要求配合安装。本发明所述柔轮疲劳寿命评价装置，可以克服现有技术中操作过程复杂、费时费力、成本高和测试效果不理想等缺陷，以实现操作过程简便、省时省力、成本低和测试效果理想的优点。

Description

一种柔轮疲劳寿命评价装置

技术领域

本发明涉及通用型谐波减速器的试验评价设备技术领域，具体地，涉及一种柔轮疲劳寿命评价装置。

背景技术

谐波减速器，广泛应用于航空、航天飞行器机构产品中，其主要失效形式是柔轮的疲劳断裂和谐波减速器传动部件磨损失效。

传统的柔轮疲劳寿命评价技术，需要通过对整台谐波减速器进行加载跑合来进行，其失效结果往往是柔轮疲劳断裂之前谐波减速器轴承等活动部件已发生损坏，无法单独对柔轮疲劳寿命进行测试，耗费了大量的资源和精力，因此，设计一种单独对柔轮进行疲劳寿命评价的装置，具有很重要的意义。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在操作过程复杂、费时费力、成本高和测试效果不理想等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种柔轮疲劳寿命评价装置，以实现操作过程简便、省时省力、成本低和测试效果理想的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种柔轮疲劳寿命评价装置，包括机构底板，以及水平设置、且用于安装被测柔轮的传动轴；在所述机构底板上，安装有用于固定柔轮和安装所述传动轴的固定支架，与所述固定支架配合安装、且用于加载被测柔轮的加载装置，依次配合连接至被测柔轮的驱动装置，以及按预设同轴度要求安装、且依次配合连接至被测柔轮的磁粉制动器、力矩传感器和增速器；所述驱动装置和加载装置之间，按预设同轴度要求配合安装；所述加载装置和增速器之间，按预设平行度要求和齿轮啮合间隙要求配合安装。

这里，所述磁粉制动器，用于实现被测柔轮的力矩加载；所述力矩传感器，用于对磁粉制动器的加载力矩进行控制；所述增速器，用于对磁粉制动器加载的力矩进行放大的增速器。

进一步地，在所述力矩传感器与增速器之间，配合设置有第三联轴器。

进一步地，柔轮与所述传动轴相配合，同轴安装。

进一步地，所述加载装置，包括加载支架，安装在所述加载支架上、且与所述传动轴配合安装的加载机构轴承和支撑轴承，与被测柔轮中的凸轮配合安装的柔性轴承，以及位于被测柔轮齿面上方、且用于压紧被测柔轮的压紧组件。

进一步地，所述压紧组件，包括上、下配合安装的上压环和下压环，配合安装在所述上压环与下压环之间空隙处的压紧弹簧，安装在所述上压环与下压环之间、用于将上压环拧紧在下压环上的拧紧螺母，以及位于所述下压环底部、且配合设置在下压环与柔性轴承之间的刚轮块；所述刚轮块的数量为多个，均与被测柔轮紧密啮合。

进一步地，所述驱动装置，包括驱动电机，以及与所述驱动电机连接、且用于对驱动电机的转速进行减速来为被测柔轮提供大范围驱动力矩的减速器；所述驱动电机、减速器和加载装置之间，按预设同轴度要求配合安装。

进一步地，所述驱动电机包括交流伺服电机，所述减速器包括行星减速器。

进一步地，在所述驱动电机与减速器之间，配合设置有第二联轴器。

进一步地，在所述减速器与被测柔轮之间，配合设置有第一联轴器。

进一步地，所述增速器，包括一个2级减速的直齿轮传动器。

本发明各实施例的柔轮疲劳寿命评价装置，由于包括机构底板，以及水平设置、且用于安装被测柔轮的传动轴；在机构底板上，安装有用于固定柔轮和安装传动轴的固定支架，与固定支架配合安装、且用于加载被测柔轮的加载装置，依次配合连接至被测柔轮的驱动装置，以及按预设同轴度要求安装、且依次配合连接至被测柔轮的磁粉制动器、力矩传感器和增速器；驱动装置和加载装置之间，按预设同轴度要求配合安装；加载装置和增速器之间，按预设平行度要求和齿轮啮合间隙要求配合安装；可以集驱动、控制、测试于一体，能够实现各种尺寸柔轮疲劳寿命的评价，试验评价过程中可以对转速和力矩大小进行调整；从而可以克服现有技术中操作过程复杂、费时费力、成本高和测试效果不理想的缺陷，以实现操作过程简便、省时省力、成本低和测试效果理想的优点。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明柔轮疲劳寿命评价装置的主视方向的局部剖视结构示意图；

图2为图1中I部的局部放大示意图；

图3为本发明柔轮疲劳寿命评价装置的俯视方向的局部剖视结构示意图。

结合附图，本发明实施例中附图标记如下：

1-固定支架；2-加载机构轴承；3-加载支架；4-柔性轴承；5-第一联轴器；6-减速器；7-第二联轴器；8-驱动电机；9-支撑轴承；10-增速器；11-力矩传感器；12-磁粉制动器；13-机构底板；14-拧紧螺母；15-上压环；16-压紧弹簧；17-下压环；18-刚轮块；19-柔轮。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

根据本发明实施例，提供了一种柔轮疲劳寿命评价装置，该柔轮疲劳寿命评价装置可以单独对柔轮进行大负载下的疲劳性能评价，用该柔轮疲劳寿命评价装置进行评价，可以避免谐波减速器传动部件磨损对评价带来的影响。

如图1-图3所示，本实施例包括机构底板13，以及水平设置、且用于安装被测柔轮的传动轴；在机构底板13上，安装有用于固定柔轮和安装传动轴的固定支架1，与固定支架1配合安装、且用于加载被测柔轮的加载装置，依次配合连接至被测柔轮的驱动装置，以及按预设同轴度要求安装、且依次配合连接至被测柔轮的磁粉制动器12、力矩传感器11和增速器10；驱动装置和加载装置之间，按预设同轴度要求配合安装；加载装置和增速器10之间，按预设平行度要求和齿轮啮合间隙要求配合安装。在力矩传感器11与增速器之间，配合设置有第三联轴器。与传动轴相配合，同轴安装的柔轮19。该增速器10，包括一个2级减速的直齿轮传动器。

其中，上述加载装置，包括加载支架3，安装在加载支架3上、且与传动轴配合安装的加载机构轴承2和支撑轴承9，与被测柔轮中的凸轮配合安装的柔性轴承4，以及位于被测柔轮齿面上方、且用于压紧被测柔轮的压紧组件。该压紧组件，包括上、下配合安装的上压环15和下压环17，配合安装在上压环15与下压环17之间空隙处的压紧弹簧16，安装在上压环15与下压环17之间、用于将上压环15拧紧在下压环17上的拧紧螺母14，以及位于下压环17底部、且配合设置在下压环17与柔性轴承4之间的刚轮块18；刚轮块18的数量为多个，均与被测柔轮紧密啮合。

上述驱动装置，包括驱动电机8，以及与驱动电机8连接、且用于对驱动电机8的转速进行减速来为被测柔轮提供大范围驱动力矩的减速器6；驱动电机8、减速器6和加载装置之间，按预设同轴度要求配合安装。该驱动电机8包括交流伺服电机，减速器6包括行星减速器6。在驱动电机8与减速器6之间，配合设置有第二联轴器7。在减速器6与被测柔轮之间，配合设置有第一联轴器5。

在上述实施例的柔轮疲劳寿命评价装置中，固定支架1，用于固定凸轮和柔性轴承4；加载机构轴承2和加载支架3用于实现加载装置的支撑和转动；用第一联轴器5将减速器6和加载装置连接；支撑轴承9实现柔轮19的支撑；驱动装置主要由驱动电机8和减速器6组成，第二联轴器7实现二者的连接；增速器10由一个2级减速的直齿轮传动组成；磁粉制动器12实现力矩加载，增速器10对加载力矩进行放大；加载装置由拧紧螺母14、上压环15、压紧弹簧16、下压环17和刚轮块18组成。

在上述实施例中，柔轮疲劳寿命评价装置的工作原理是：首先，根据需要施加负载力矩的大小，计算出施加在刚轮块18上的力，根据力的大小拧紧拧紧螺母14，使压紧弹簧16上压缩的力略大于计算出的应施加在刚轮块18上的力；其次，按装配图要求将所有部件安装到位，注意要保证驱动电机8、减速器6和加载装置之间的同轴度，保证加载装置和增速器10的平行度和齿轮啮合间隙，保证增速器10、力矩传感器11和磁粉制动器12之间的同轴度；根据设定好的转速，启动驱动电机8，待驱动电机8运转平稳后，调节磁粉制动器12的工作电流，使力矩传感器11上显示的力矩值达到试验要求，保持运转速度和加载力矩不变，直到柔轮发生疲劳断裂为止。

上述实施例的柔轮疲劳寿命评价装置，集驱动、控制、测试于一体，可以实现各种尺寸柔轮疲劳寿命的评价，试验评价过程中可以对转速和力矩大小进行调整。本发明中采用交流伺服电机进行驱动，经行星减速器6减速后可以为被测柔轮提供一个较大范围的驱动力矩；柔轮的压紧由带压紧弹簧16的8个刚轮块实现，刚轮块18与柔轮完全啮合；力矩的加载由磁粉制动器12实现，通过力矩传感器11进行力矩大小的控制；通过增速器10对力矩的放大，可以实现较大的力矩加载。

在上述实施例中，柔轮疲劳寿命评价装置的特点，是在避免谐波减速器摩擦磨损失效对评价带来的影响外，保留了柔轮周期性变形带来的影响。该柔轮疲劳寿命评价装置，可以实现直接对柔轮本体进行疲劳寿命评价；避免了谐波减速器摩擦磨损失效对评价带来的影响；使用方便、成本少。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种柔轮疲劳寿命评价装置，其特征在于，包括机构底板，以及水平设置、且用于安装被测柔轮的传动轴；在所述机构底板上，安装有用于固定柔轮和安装所述传动轴的固定支架，与所述固定支架配合安装、且用于加载被测柔轮的加载装置，依次配合连接至被测柔轮的驱动装置，以及按预设同轴度要求安装、且依次配合连接至被测柔轮的磁粉制动器、力矩传感器和增速器；所述驱动装置和加载装置之间，按预设同轴度要求配合安装；所述加载装置和增速器之间，按预设平行度要求和齿轮啮合间隙要求配合安装；

所述加载装置，包括加载支架，安装在所述加载支架上、且与所述传动轴配合安装的加载机构轴承和支撑轴承，与被测柔轮中的凸轮配合安装的柔性轴承，以及位于被测柔轮齿面上方、且用于压紧被测柔轮的压紧组件。

2.根据权利要求1所述的柔轮疲劳寿命评价装置，其特征在于，在所述力矩传感器与增速器之间，配合设置有第三联轴器。

3.根据权利要求1所述的柔轮疲劳寿命评价装置，其特征在于，柔轮与所述传动轴相配合，同轴安装。

4.根据权利要求1所述的柔轮疲劳寿命评价装置，其特征在于，所述压紧组件，包括上、下配合安装的上压环和下压环，配合安装在所述上压环与下压环之间空隙处的压紧弹簧，安装在所述上压环与下压环之间、用于将上压环拧紧在下压环上的拧紧螺母，以及位于所述下压环底部、且配合设置在下压环与柔性轴承之间的刚轮块；所述刚轮块的数量为多个，均与被测柔轮紧密啮合。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的柔轮疲劳寿命评价装置，其特征在于，所述驱动装置，包括驱动电机，以及与所述驱动电机连接、且用于对驱动电机的转速进行减速来为被测柔轮提供大范围驱动力矩的减速器；所述驱动电机、减速器和加载装置之间，按预设同轴度要求配合安装。

6.根据权利要求5所述的柔轮疲劳寿命评价装置，其特征在于，所述驱动电机包括交流伺服电机，所述减速器包括行星减速器。

7.根据权利要求5所述的柔轮疲劳寿命评价装置，其特征在于，在所述驱动电机与减速器之间，配合设置有第二联轴器。

8.根据权利要求5所述的柔轮疲劳寿命评价装置，其特征在于，在所述减速器与被测柔轮之间，配合设置有第一联轴器。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的柔轮疲劳寿命评价装置，其特征在于，所述增速器，包括一个2级减速的直齿轮传动器。