CN105588719B - 大型机械功率全封闭齿轮齿条试验台 - Google Patents
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Abstract
本发明具体为一种大型机械功率全封闭齿轮齿条试验台，解决了现有试验台试验时存在成本高、能耗严重且加载时间调节不方便的问题。试验底座上端面设置有齿轮箱支架和齿轮支架，齿轮支架上设置有前后分布的两齿轮轴，两齿轮轴上均设置有齿轮，两齿轮下方设置有齿条，两齿轮轴的左侧均设置有扭矩增大齿轮箱，两扭矩增大齿轮箱的左侧设置有封闭齿轮箱，封闭齿轮箱的输入轴右端与其中一个扭矩增大齿轮箱之间设置有输入传感器，封闭齿轮箱的输出轴右端与另一个扭矩增大齿轮箱之间设置有输出传感器，封闭齿轮箱的输入轴左端连接有电动机，封闭齿轮箱的输出轴左端连接有机械加载器。本发明投资小且耗能较低，提高了试验效果。
Description
技术领域
本发明涉及机械试验装置，具体为一种大型机械功率全封闭齿轮齿条试验台。
背景技术
大型机械功率全封闭齿轮齿条试验台，是用于机械加工行业对大型齿轮齿条的强度和寿命进行测试的试验装置。目前对齿轮齿条测试多采用电功率全封闭齿轮齿条试验台，电功率全封闭齿轮齿条试验台，采用模块化结构，通过不同的组合演变，在同一试验台上实现对不同型号的齿轮齿条性能试验及寿命试验。
电功率全封闭齿轮齿条试验台，包括两个齿轮和一根齿条，两齿轮与一根齿条通过轮齿啮合，一个齿轮的轴与增大扭矩齿轮箱的低速轴联接，增大扭矩齿轮箱的高速轴再通过传感器与驱动电机连接，另一个齿轮轴与增大扭矩齿轮箱的低速轴联接，增大扭矩齿轮箱的高速轴再通过传感器与发电机连接，驱动电机与发电机之间通过电网连接，从而形成一个闭合的回路。通过这种方式来试验齿轮齿条的性能和寿命存在投资大且耗能严重的问题，而且试验过程中系统封闭加载时间存在调节不方便的问题。
发明内容
本发明为了解决现有试验台试验时存在成本高、能耗严重且加载时间调节不方便的问题，提供了一种大型机械功率全封闭齿轮齿条试验台。
本发明是采用如下技术方案实现的：一种大型机械功率全封闭齿轮齿条试验台，包括试验底座，试验底座上端面设置有左右分布的齿轮箱支架和齿轮支架，齿轮支架上设置有前后分布的两齿轮轴，两齿轮轴上均设置有齿轮，两齿轮下方设置有与两者啮合且与试验底座固定的齿条，两齿轮轴的左侧均设置有与其连接且与齿轮支架固定的扭矩增大齿轮箱，两扭矩增大齿轮箱的左侧设置有封闭齿轮箱，封闭齿轮箱的输入轴右端与其中一个扭矩增大齿轮箱之间设置有输入传感器，封闭齿轮箱的输出轴右端与另一个扭矩增大齿轮箱之间设置有输出传感器，封闭齿轮箱的输入轴左端连接有电动机，封闭齿轮箱的输出轴左端连接有机械加载器。
电动机依次经输入传感器、扭矩增大齿轮箱、齿轮、齿条、另一齿轮、另一扭矩增大齿轮箱、输出传感器、封闭齿轮箱、机械加载器至输入传感器，形成了一个封闭循环系统。
当封闭系统没有旋转，机械加载器加载就能给加载至较大的扭矩，这时齿轮和齿条只是一个齿面受静压力，两齿轮间的齿条受较大的静拉力或静压力；如果封闭系统有电动机供给旋转，机械加载器加载能加载到较大的扭矩，这时齿轮和齿条的每一个齿面受到瞬时压力，两齿轮间的齿条受较大的瞬时拉力或瞬时压力；如果封闭系统有电动机给正、反向不间断旋转，机械加载器就能加载到较大的扭矩不变，这时齿轮和齿条可以实现设计的每一个齿额定受力后的循环；机械加载器若静态加载，通过输入、输出传感器读出齿轮的静扭矩，可计算出两齿轮间的齿条受较大的静拉力或静压力是多少；机械加载器若是动态加载，通过传感器读出齿轮的转速和扭矩，可计算出两齿轮间的齿条受较大的瞬时拉力或瞬时压力是多少。
齿条、齿轮侧壁设置有若干应变片，机械加载器静态加载时，通过测量齿轮的若干个应变片测量出静扭矩，也可通过测量齿条的若干个应变片测量出静拉力或静压力；机械加载器动态加载时，通过测量齿轮的若干个应变片测量出动扭矩，也可通过测量齿条的若干个应变片测量出瞬时拉力或瞬时压力。
工作时，先通过机械加载器对两齿轮和一根齿条上加载，使两齿轮相对转动一个角度产生扭矩，各传动齿轮和齿条齿面产生压力，然后通过驱动电动机带动旋转，进而带动输入传感器及扭矩增大齿轮箱转动，进而通过齿轮齿条及另一齿轮转动带动另一扭矩增大齿轮箱的低速轴转动，从而驱动另一扭矩齿轮箱的高速轴转动，形成一个封闭系统，机械加载器能使齿轮齿条齿面产生的压力在转动时保持不变，这时即可读出齿轮和扭矩增大齿轮箱的转速和扭矩，也可通过测量齿条和齿轮的若干个应变片试验被试齿轮齿条的应力，起到对其性能和寿命进行试验的目的。克服了现有试验台试验时存在成本高、能耗严重且加载时间调节不方便的问题。
本发明结构设计合理可靠，克服了现有电功率全封闭齿轮齿条试验台存在投资大且耗能严重的问题，同时克服了试验过程系统封闭加载时间调节不方便的问题，驱动电机的功率降为原来的1/10至1/100左右，成本降低的同时提高了试验效果，具有结构简单、操作方便、数据采集快捷准确的优点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的俯视示意图。
图中：1-试验底座，2-齿轮箱支架，3-齿轮支架，4-齿轮轴，5-齿轮，6-齿条，7-扭矩增大齿轮箱，8-封闭齿轮箱，9-输入传感器，10-输出传感器，11-电动机，12-机械加载器，13-应变片。
具体实施方式
大型机械功率全封闭齿轮齿条试验台，包括试验底座1，试验底座1上端面设置有左右分布的齿轮箱支架2和齿轮支架3，齿轮支架3上设置有前后分布的两齿轮轴4，两齿轮轴4上均设置有齿轮5，两齿轮5下方设置有与两者啮合且与试验底座1固定的齿条6，两齿轮轴4的左侧均设置有与其连接且与齿轮支架3固定的扭矩增大齿轮箱7，两扭矩增大齿轮箱7的左侧设置有封闭齿轮箱8，封闭齿轮箱8的输入轴右端与其中一个扭矩增大齿轮箱7之间设置有输入传感器9，封闭齿轮箱8的输出轴右端与另一个扭矩增大齿轮箱7之间设置有输出传感器10，封闭齿轮箱8的输入轴左端连接有电动机11，封闭齿轮箱8的输出轴左端连接有机械加载器12。
齿条6、齿轮5侧壁设置有若干应变片13。
具体实施过程中，机械加载器12能在封闭系统各齿轮轴4和齿轮5静止或高速运转的情况下加上所需的扭矩或减少所需的扭矩，范围能达到兆N.m以上；能在转动中随意调整扭矩大小，并且在不调整时扭矩保持不变。
机械加载器12可选用申请号为201010540227.7中所公开的机械加载器。
Claims (2)
1.一种大型机械功率全封闭齿轮齿条试验台，其特征在于：包括试验底座（1），试验底座（1）上端面设置有左右分布的齿轮箱支架（2）和齿轮支架（3），齿轮支架（3）上设置有前后分布的两齿轮轴（4），两齿轮轴（4）上均设置有齿轮（5），两齿轮（5）下方设置有与两者啮合且与试验底座（1）固定的齿条（6），两齿轮轴（4）的左侧均设置有与其连接且与齿轮支架（3）固定的扭矩增大齿轮箱（7），两扭矩增大齿轮箱（7）的左侧设置有封闭齿轮箱（8），封闭齿轮箱（8）的输入轴右端与其中一个扭矩增大齿轮箱（7）之间设置有输入传感器（9），封闭齿轮箱（8）的输出轴右端与另一个扭矩增大齿轮箱（7）之间设置有输出传感器（10），封闭齿轮箱（8）的输入轴左端连接有电动机（11），封闭齿轮箱（8）的输出轴左端连接有机械加载器（12）。
2.根据权利要求1所述的大型机械功率全封闭齿轮齿条试验台，其特征在于：齿条（6）、齿轮（5）侧壁设置有若干应变片（13）。
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