CN103091061A - 行星传动机构振动试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种行星传动的振动试验装置，包括试验箱体、输入轴、输出轴、行星排、制动机构、两个电机、两组转速转矩传感器、两组应变片和四个膜片联轴器，输入轴、输出轴和行星排同轴安装在试验箱体上，输入轴和输出轴的其中一端均延伸出试验箱体；输入轴位于箱体内的一端与行星架固定连接，位于箱体外的一端依次连接膜片联轴器、转速转矩传感器、膜片联轴器和电机，输出轴位于箱体内的一端固定连接太阳轮，位于箱体外的一端依次另一组连接膜片联轴器、转速转矩传感器、膜片联轴器和电机；行星排的太阳轮和齿圈上分别布置一个应变片。对测得的部件应力及输入、输出端的转速和转矩，即可对行星传动系统进行动力学分析、设计优化。
Description
技术领域
发明涉及行星传动的振动试验装置，尤其适用于工作在高转速下的行星传动机构的一种振动试验装置。
背景技术
行星齿轮传动具有体积小、传动比大和承载能力大、传动效率高等许多优点，使得其在汽车、兵器、船舶、冶金、矿山、起重运输及航空航天等工业部门中获得了广泛的应用。
近年来，随着工业的飞速发展，我国已引进和吸收了很多先进的机械设备和技术。在其中已见到了多级行星传动、封闭行星传动、行星变速传动和谐波传动等新式的传动型式，这些传动型式均是由最基本的单排行星传动发展变化而来。这些机械设备或传动装置在高速运行时都会遇到振动问题及由此产生的噪声、疲劳等问题，而人们在研究上述问题时，都必须首先分析、研究单排行星齿轮的振动问题，所以设计合理的针对单排行星传动的振动试验装置是非常有意义的。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种行星传动机构振动试验装置，能够较为精确、方便地得到变速机构的输入、输出端的转速、转矩及行星轮系中关键部件的应力等参数。
本发明的行星传动机构振动试验装置包括试验箱体、输入轴、输出轴、行星排、制动机构、两个电机、两组转速转矩传感器、两组应变片和四个膜片联轴器，其中行星排包括一个太阳轮、一个行星架及行星轮组和一个齿圈；
输入轴、输出轴和行星排同轴安装在试验箱体上，行星排整体位于试验箱体内部，输入轴和输出轴的其中一端均延伸出试验箱体；输入轴位于箱体内的一端与行星架固定连接，位于箱体外的一端依次连接膜片联轴器、转速转矩传感器、膜片联轴器和电机，输出轴位于箱体内的一端固定连接太阳轮，输出轴位于箱体外的一端依次另一组连接膜片联轴器、转速转矩传感器、膜片联轴器和电机；行星排太阳轮的齿根处和齿圈的齿根处分别布置一个应变片。
工作时，制动机构将行星排的齿圈制动，功率从行星排的行星架输入,经由行星排的行星轮传至行星排的太阳轮，最后由行星排的太阳轮输出。此时，由于齿圈静止，应变片可直接测出行星排齿圈处的应力；而由于行星排的太阳轮在高速旋转，其应力无法直接测得，需要将遥测应变仪与应变片50配套使用来测得。输入端和输出端的转速、转矩则可由布置在输入、输出端的转速转矩传感器分别测出。
有益效果：本发明将电机、行星排同轴布置，机械结构紧凑，尤其适用于高速行星传动系统；利用本发明中的试验装置，可以较为精确、方便地得到变速机构的输入、输出端的转速转矩及行星轮系中关键部件的应力等参数，根据这些参数可进一步地进行动力学、疲劳强度分析，对系统进行优化设计。
附图说明
图1为本发明一种行星传动振动试验装置的结构简图；
其中，1-电机Ⅰ，2-电机Ⅱ，3-膜片联轴器Ⅰ，4-膜片联轴器Ⅱ，5-膜片联轴器Ⅲ，6-膜片联轴器Ⅳ，7-转速转矩传感器Ⅰ，8-转速转矩传感器Ⅱ，9-行星架，10-太阳轮，11-行星轮组，12-齿圈，40-应变片Ⅰ，50-应变片Ⅱ。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
如附图1所示，本发明提供了一种行星传动机构振动试验装置，试验装置包括试验箱体、输入轴、输出轴、行星排、制动机构Z、电机I1、电机Ⅱ2、转速转矩传感器Ⅰ7、转速转矩传感器Ⅱ8、应变片Ⅰ40，应变片Ⅱ50和膜片联轴器Ⅰ～Ⅳ，其中行星排包括一个太阳轮10、一个行星架、行星轮组11和一个齿圈12；
输入轴、输出轴和行星排同轴安装在试验箱体上，行星排整体位于试验箱体内部，输入轴和输出轴的其中一端均延伸出试验箱体；输入轴位于箱体内的一端与行星架9固定连接，输入轴位于箱体外的一端依次连接膜片联轴器5Ⅲ、转速转矩传感器Ⅰ7、膜片联轴器Ⅰ3和电机Ⅰ1；输出轴位于箱体内的一端固定连接太阳轮10，输出轴位于箱体外的一端依次另一组连接膜片联轴器Ⅳ6、转速转矩传感器Ⅱ8、膜片联轴器Ⅱ4和电机Ⅱ2；行星排太阳轮10的齿根处和齿圈12的齿根处上分别布置应变片Ⅱ50和应变片Ⅰ40。
工作时，制动机构Z将行星排的齿圈12制动，功率从行星排的行星架9输入,经由行星排的行星轮11传至行星排的太阳轮10，最后由行星排的太阳轮10输出。此时，由于齿圈12静止，应变片Ⅰ40可直接测出行星排齿圈12处的应力；而由 于行星排的太阳轮在高速旋转，其应力无法直接测得，需要将遥测应变仪与应变片Ⅱ50配套使用来测得。输入端和输出端的转速、转矩则由布置在输入、输出端的转速转矩传感器Ⅰ7和转速转矩传感器Ⅱ8分别测出。本试验装置中电机的功率为200kw，行星排的传动比:1/(1+k)=0.353,k=1.83,m=3,输出10000r/min时输入转速为3530转。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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 (2)
1.行星传动机构振动试验装置，其特征在于，包括试验箱体、输入轴、输出轴、行星排、制动机构、电机Ⅰ（1）、电机Ⅱ（2）、转速转矩传感器Ⅰ（7）、转速转矩传感器Ⅱ（8）、应变片Ⅰ（40），应变片Ⅱ（50）和膜片联轴器Ⅰ～Ⅳ（3～6），其中行星排包括一个太阳轮（10）、一个行星架、行星轮组（11）和一个齿圈（12）；
输入轴、输出轴和行星排同轴安装在试验箱体上，行星排整体位于试验箱体内部，输入轴和输出轴的其中一端均延伸出试验箱体；输入轴位于箱体内的一端与行星架（9）固定连接，输入轴位于箱体外的一端依次连接膜片联轴器Ⅲ（5）、转速转矩传感器Ⅰ（7）、膜片联轴器Ⅰ（3）和电机Ⅰ（1）；输出轴位于箱体内的一端固定连接太阳轮（10），输出轴位于箱体外的一端依次另一组连接膜片联轴器Ⅳ（6）、转速转矩传感器Ⅱ（8）、膜片联轴器Ⅱ（4）和电机Ⅱ（2）；行星排太阳轮（10）的齿根处和齿圈（12）的齿根处上分别布置应变片Ⅱ（50）和应变片Ⅰ（40）。
2.如权利要求1所述的行星传动机构振动试验装置，其特征在于，工作时，制动机构将行星排的齿圈（12）制动，功率从行星排的行星架（9）输入,经由行星排的行星轮（11）传至行星排的太阳轮（10），最后由行星排的太阳轮（10）输出，应变片Ⅰ（40）直接测出行星排齿圈（12）处的应力；太阳轮（10）的齿根处的应力由遥测应变仪与应变片Ⅱ（50）配套使用测得；输入端和输出端的转速、转矩则由布置在输入、输出端的转速转矩传感器Ⅰ（7）和转速转矩传感器Ⅱ（8）分别测出。
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