CN106226076A - 多功能齿轮传动综合性能实验台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能齿轮传动综合性能实验台，涉及一种实验设备，提供一种能够检测两齿轮轴线交叉或交错情况下的性能参数的实验台。该试验台包括基础平台、驱动台架、负载台架、驱动端移动装置、驱动端升降装置、负载端移动装置和负载端转动装置；驱动端移动装置安装在基础平台上并能够使驱动台架平移；驱动端升降装置与驱动端移动装置连接并能够使驱动台架竖移；负载端移动装置安装在基础平台上并能够使负载台架平移且移动方向与驱动台架平移方向垂直；负载端转动装置与负载端移动装置连接并能够使负载台架转动；驱动台架驱动齿轮旋转并包括了检测设备；负载台架提供负载力矩并包括了检测设备。本发明可用于检测各种齿轮传动的性能参数。

Description

多功能齿轮传动综合性能实验台

技术领域

本发明涉及一种实验设备，尤其涉及一种多功能齿轮传动综合性实验台。

背景技术

齿轮传动实验台用于检测齿轮传动的传动精度、侧隙与回差、扭转刚度、传动效率、温升、使用寿命等性能参数。现有齿轮传动实验台多只能检测两齿轮轴线平行情况下的性能参数，例如直齿轮传动和斜齿轮传动；不能检测两齿轮轴线相交或交错情况下的性能参数，例如锥齿轮转动或螺旋伞齿轮传动。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种能够检测两齿轮轴线交叉或交错情况下的性能参数的多功能齿轮传动综合性能实验台。

为解决上述问题采用的技术方案是：多功能齿轮传动综合性能实验台包括基础平台、驱动台架、负载台架、驱动端移动装置、驱动端升降装置、负载端移动装置和负载端转动装置；

驱动端移动装置包括驱动端移动装置主体、第一滑轨、第一滑块、第一移动驱动装置和第一位置锁定装置；第一滑轨与基础平台的上表面连接，第一滑轨内设置有水平的第一燕尾槽；第一滑块位于第一燕尾槽内并与第一燕尾槽适配；第一位置锁定装置能够阻止第一滑块移动；第一移动驱动装置包括第一驱动电机、第一丝杠和第一套筒，第一驱动电机和第一丝杠与基础平台的上表面连接，第一驱动电机能够驱动第一丝杠转动，第一套筒套装在第一丝杠上；驱动端移动装置主体底部与第一滑块和第一套筒连接；

驱动端升降装置包括驱动端升降装置主体、第二滑轨、第二滑块、第二移动驱动装置和第二位置锁定装置；第二滑轨与驱动端移动装置主体连接，第二滑轨内设置有竖直的第二燕尾槽；第二滑块位于第二燕尾槽内并与第二燕尾槽适配；第二位置锁定装置能够阻止第二滑块移动；第二移动驱动装置包括第二驱动电机、第二丝杠和第二套筒，第二驱动电机和第二丝杠与驱动端移动装置主体连接，第二驱动电机能够驱动第二丝杠转动，第二套筒套装在第二丝杠上；驱动端升降装置主体侧面与第二滑块和第二套筒连接，驱动端升降装置主体包括水平的驱动台架安装面；

驱动台架包括带有驱动轴的驱动端主轴箱、驱动端角度编码器、驱动端转矩转速仪、驱动伺服电机、驱动端编码器支座和驱动端转矩转速仪支座；驱动轴、驱动端角度编码器、驱动端转矩转速仪和驱动伺服电机依次设置并通过驱动端联轴器连接；驱动端主轴箱、驱动端编码器支座、驱动端转矩转速仪支座和驱动伺服电机均安装在驱动台架安装面上，驱动端编码器支座支撑驱动端角度编码器，驱动端转矩转速仪支座支撑驱动端转矩转速仪；

负载端移动装置包括负载端移动装置主体、第三滑轨、第三滑块、第三移动驱动装置和第三位置锁定装置；第三滑轨与基础平台的上表面连接，第三滑轨内设置有水平的第三燕尾槽，第三燕尾槽与第一燕尾槽垂直；第三滑块位于第三燕尾槽内并与第三燕尾槽适配；第三位置锁定装置能够阻止第三滑块移动；第三移动驱动装置包括第三驱动电机、第三丝杠和第三套筒，第三驱动电机和第三丝杠与基础平台的上表面连接，第三驱动电机能够驱动第三丝杠转动，第三套筒套装在第三丝杠上；负载端移动装置主体底部与第三滑块和第三套筒连接；

负载端转动装置包括负载端转动装置主体、第四滑轨、第四滑块、转动驱动装置和第四位置锁定装置；第四滑轨与负载端移动装置主体上表面连接，第四滑轨内设置有水平且形状为弧形的第四燕尾槽；第四滑块位于第四燕尾槽内并与第四燕尾槽适配；第四位置锁定装置能够阻止第四滑块移动；转动驱动装置位于第四燕尾槽的圆心处并与负载端移动装置主体，转动驱动装置包括转动驱动电机和转动驱动减速机；负载端转动装置主体与第四滑块和转动驱动减速机的输出轴连接，负载端转动装置主体包括水平的负载台架安装面；

负载台架包括带有从动轴的负载端主轴箱、负载端角度编码器、负载端转矩转速仪、加载力矩电机、负载端编码器支座和负载端转矩转速仪支座；从动轴、负载端角度编码器、负载端转矩转速仪和加载力矩电机依次设置并通过负载端联轴器连接；负载端主轴箱、负载端编码器支座、负载端转矩转速仪支座和加载力矩电机均安装在负载台架安装面上，负载端编码器支座支撑负载端角度编码器，负载端转矩转速仪支座支撑负载端转矩转速仪；

驱动轴和从动轴用于安装被测齿轮，安装于驱动轴上的被测齿轮和安装于从动轴上的被测齿轮能够啮合。

进一步的是：多功能齿轮传动综合性实验台包括平衡装置，平衡装置包括平衡块、连接绳和滑轮，滑轮与驱动端移动装置主体连接，连接绳绕过滑轮，连接绳两端分别与平衡块和驱动端升降装置主体连接。

本发明的有益效果是：驱动端移动装置和负载端移动装置能够带动被测齿轮移动，调整两个被测齿轮的距离，使得两个被测齿轮啮合或分离。负载端转动装置带动负载端的被测齿轮转动，调整两个被测齿轮的夹角，使得本实验台能够测量两齿轮轴线相交情况下的性能参数。驱动端升降装置带动驱动端的被测齿轮上下移动，调整两个被测齿轮的上下方向距离，使得本实验台能够测量两齿轮轴线交错情况下的性能参数。综上本发明能够检测两齿轮轴线平行、交叉或交错情况下的性能参数，适用范围广。

附图说明

图1是被测齿轮相交情况下多功能齿轮传动综合性能实验台结构图；

图2是被测齿轮交错情况下多功能齿轮传动综合性能实验台结构图；

图3是驱动端移动装置和负载端移动装置结构图；

图4是驱动端移动装置主体背面结构图；

图5是驱动端升降装置正面结构图；

图6是驱动台架结构图；

图7是负载端转动装置结构图；

图8是负载台架结构图；

图中标记为：负载台架1、从动轴1-1、负载端主轴箱1-2、负载端联轴器1-3、负载端编码器支座1-4、负载端角度编码器1-5、负载端转矩转速仪1-6、负载端转矩转速仪支座1-7、加载力矩电机1-8、负载端转动装置2、第四滑轨2-1、第四燕尾槽2-2、转动驱动电机2-3、转动驱动减速机2-4、负载端转动装置主体2-5、负载台架安装面2-6、第四位置锁定装置2-7、负载端移动装置3、第三滑轨3-1、第三燕尾槽3-2、第三驱动电机3-3、第三丝杠3-4、负载端移动装置主体3-5、第三位置锁定装置3-6、基础平台4、驱动端移动装置5、第一燕尾槽5-1、第一滑轨5-2、第一驱动电机5-3、第一丝杠5-4、第一套筒5-5、第一位置锁定装置5-6、驱动端移动装置主体5-7、驱动台架6、驱动轴6-1、驱动端主轴箱6-2、驱动端联轴器6-3、驱动端编码器支座6-4、驱动端角度编码器6-5、驱动端转矩转速仪6-6、驱动端转矩转速仪支座6-7、驱动伺服电机6-8、驱动端升降装置7、第二滑轨7-1、第二燕尾槽7-2、第二驱动电机7-3、第二丝杠7-4、驱动端升降装置主体7-5、驱动台架安装面7-6、平衡装置8、平衡块8-1、滑轮8-2、连接绳8-3、被测齿轮9。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1至图8所示，多功能齿轮传动综合性能实验台包括基础平台4、驱动台架6、负载台架1、驱动端移动装置5、驱动端升降装置7、负载端移动装置3、负载端转动装置2；

驱动端移动装置5包括驱动端移动装置主体5-7、第一滑轨5-2、第一滑块、第一移动驱动装置和第一位置锁定装置5-6；第一滑轨5-2与基础平台4的上表面连接，第一滑轨5-2内设置有水平的第一燕尾槽5-1；第一滑块位于第一燕尾槽5-1内并与第一燕尾槽5-1适配；第一位置锁定装置5-6能够阻止第一滑块移动；第一移动驱动装置包括第一驱动电机5-3、第一丝杠5-4和第一套筒5-5，第一驱动电机5-3和第一丝杠5-4与基础平台4的上表面连接，第一驱动电机5-3能够驱动第一丝杠5-4转动，第一套筒5-5套装在第一丝杠5-4上；驱动端移动装置主体5-7底部与第一滑块和第一套筒5-5连接；

驱动端升降装置包括驱动端升降装置主体7-5、第二滑轨7-1、第二滑块、第二移动驱动装置和第二位置锁定装置7-7；第二滑轨7-1与驱动端移动装置主体7-5连接，第二滑轨7-1内设置有竖直的第二燕尾槽7-2；第二滑块位于第二燕尾槽7-2内并与第二燕尾槽7-2适配；第二位置锁定装置7-7能够阻止第二滑块移动；第二移动驱动装置包括第二驱动电机7-3、第二丝杠7-4和第二套筒，第二驱动电机7-3和第二丝杠7-4与驱动端移动装置主体5-7连接，第二驱动电机7-3能够驱动第二丝杠7-4转动，第二套筒套装在第二丝杠7-4上；驱动端升降装置主体7-5侧面与第二滑块和第二套筒连接，驱动端升降装置主体7-5包括水平的驱动台架安装面7-6；

驱动台架6包括带有驱动轴6-1的驱动端主轴箱6-2、驱动端角度编码器6-5、驱动端转矩转速仪6-6、驱动伺服电机6-8、驱动端编码器支座6-4和驱动端转矩转速仪支座6-7；驱动轴6-1、驱动端角度编码器6-5、驱动端转矩转速仪6-6和驱动伺服电机6-8依次设置并通过驱动端联轴器6-3连接；驱动端主轴箱6-2、驱动端编码器支座6-4、驱动端转矩转速仪支座6-7和驱动伺服电机6-8均安装在驱动台架安装面7-6上，驱动端编码器支座6-4支撑驱动端角度编码器6-5，驱动端转矩转速仪支座6-7支撑驱动端转矩转速仪6-6；

负载端移动装置3包括负载端移动装置主体3-5、第三滑轨3-1、第三滑块、第三移动驱动装置和第三位置锁定装置3-6；第三滑轨3-1与基础平台4的上表面连接，第三滑轨3-1内设置有水平的第三燕尾槽3-2，第三燕尾槽3-2与第一燕尾槽5-1垂直；第三滑块位于第三燕尾槽3-2内并与第三燕尾槽3-2适配；第三位置锁定装置3-6能够阻止第三滑块移动；第三移动驱动装置包括第三驱动电机3-3、第三丝杠3-4和第三套筒，第三驱动电机3-3和第三丝杠3-4与基础平台4的上表面连接，第三驱动电机3-3能够驱动第三丝杠3-4转动，第三套筒套装在第三丝杠3-4上；负载端移动装置主体3-5底部与第三滑块和第三套筒连接；

负载端转动装置2包括负载端转动装置主体2-5、第四滑轨2-1、第四滑块、转动驱动装置和第四位置锁定装置2-7；第四滑轨2-1与负载端移动装置主体3-5上表面连接，第四滑轨2-1内设置有水平且形状为弧形的第四燕尾槽2-2；第四滑块位于第四燕尾槽2-2内并与第四燕尾槽2-2适配；第四位置锁定装置2-7能够阻止第四滑块移动；转动驱动装置位于第四燕尾槽2-2的圆心处并与负载端移动装置主体3-5，转动驱动装置包括转动驱动电机2-3和转动驱动减速机2-4；负载端转动装置主体2-5与第四滑块和转动驱动减速机2-4的输出轴连接，负载端转动装置主体2-5包括水平的负载台架安装面2-6；

负载台架1包括带有从动轴1-1的负载端主轴箱1-2、负载端角度编码器1-5、负载端转矩转速仪1-6、加载力矩电机1-8、负载端编码器支座1-4和负载端转矩转速仪支座1-7；从动轴1-1、负载端角度编码器1-5、负载端转矩转速仪1-6和加载力矩电机1-8依次设置并通过负载端联轴器1-3连接；负载端主轴箱1-2、负载端编码器支座1-4、负载端转矩转速仪支座1-7和加载力矩电机1-8均安装在负载台架安装面2-6上，负载端编码器支座1-4支撑负载端角度编码器1-5，负载端转矩转速仪支座1-7支撑负载端转矩转速仪1-6；

驱动轴6-1和从动轴1-1用于安装被测齿轮9，安装于驱动轴6-1上的被测齿轮9和安装于从动轴1-1上的被测齿轮9能够啮合。

测量轴线平行的两被测齿轮9的性能参数时，旋转负载端转动装置2，使两被测齿轮9轴线平行；再驱动驱动端移动装置5和负载端移动装置3使两被测齿轮9啮合。测量轴线相交的两被测齿轮9的性能参数时，旋转负载端转动装置2，使两被测齿轮9轴线夹角符合要求；再驱动驱动端移动装置5和负载端移动装置3使两被测齿轮9啮合；测量轴线交错的两被测齿轮9的性能参数时，旋转负载端转动装置2，使两被测齿轮9轴线夹角符合要求；再驱动驱动端移动装置5、驱动端升降装置7和负载端移动装置3使两被测齿轮9啮合。

通过本发明已有的传感设备或外接其他传感设备即可检测齿轮传动的各种参数。例如：检测传动精度时，驱动端转矩转速仪6-6和负载端转矩转速仪1-6检测转速的波动，外接检测震动和噪音的装置检测震动和噪音；驱动端角度编码器6-5和负载端角度编码器1-5检测侧隙与回差；驱动端转矩转速仪6-6和负载端转矩转速仪1-6检测转速和转矩，转速和转矩相乘得到功率，负载端功率除以驱动端功率即得到传动效率；外接温度检测设备即可检测被测齿轮9的温升。上述外接的检测设备也可连接在本发明的零部件上，成为本发明的一部分。

使驱动伺服电机6-8保持恒转速或改变转速即可检测恒转速或变转速状态下的性能参数。使加载力矩电机1-8保持恒定加载力矩或改变加载力矩即可检测恒转矩或变转矩状态下的性能参数。使驱动伺服电机6-8快速启停即可检测快速启停状态下的性能参数。

驱动端移动装置5、驱动端升降装置7、负载端移动装置3、负载端转动装置2的移动导向装置都是燕尾槽结构。第一位置锁定装置5-6、第二位置锁定装置7-7、第三位置锁定装置3-6和第四位置锁定装置2-7可以是相同的结构。如图4所示的第一位置锁定装置5-6为例，第一位置锁定装置5-6的活塞伸出后顶在第一滑轨5-2上，使驱动端移动装置主体5-7稍有上移，第一滑块与第一滑轨5-2紧贴，产生阻止第一滑块移动的摩擦力，从而阻止第一滑块以及驱动端移动装置主体5-7移动。第一滑块与第一滑轨5-2的摩擦力可能并不足够，可以设置如图3a处的凸起和图4b处的凹槽，在锁定时，可以增加驱动端移动装置主体5-7和第一滑轨5-2间的摩擦。

驱动端升降装置主体7-5和负载台架1具有较大的重力，这使得第二移动驱动装置受力很大，并且第二位置锁定装置7-7锁定困难。可设置平衡装置8平衡驱动端升降装置主体7-5和负载台架1的重力以减小第二移动驱动装置受力并便于第二位置锁定装置7-7锁定。平衡装置8可包括平衡块8-1、连接绳8-3和滑轮8-2，滑轮8-2与驱动端移动装置主体5-7连接，连接绳8-3绕过滑轮，连接绳两端分别与平衡块8-1和驱动端升降装置主体7-5连接。平衡块8-1的重量与驱动端升降装置主体7-5和负载台架1总重量接近，可平衡掉二者的重力。

Claims (2)

1.多功能齿轮传动综合性能实验台，其特征在于：包括基础平台(4)、驱动台架(6)、负载台架(1)、驱动端移动装置(5)、驱动端升降装置(7)、负载端移动装置(3)和负载端转动装置(2)；

驱动端移动装置(5)包括驱动端移动装置主体(5-7)、第一滑轨(5-2)、第一滑块、第一移动驱动装置和第一位置锁定装置(5-6)；第一滑轨(5-2)与基础平台(4)的上表面连接，第一滑轨(5-2)内设置有水平的第一燕尾槽(5-1)；第一滑块位于第一燕尾槽(5-1)内并与第一燕尾槽(5-1)适配；第一位置锁定装置(5-6)能够阻止第一滑块移动；第一移动驱动装置包括第一驱动电机(5-3)、第一丝杠(5-4)和第一套筒(5-5)，第一驱动电机(5-3)和第一丝杠(5-4)与基础平台(4)的上表面连接，第一驱动电机(5-3)能够驱动第一丝杠(5-4)转动，第一套筒(5-5)套装在第一丝杠(5-4)上；驱动端移动装置主体(5-7)底部与第一滑块和第一套筒(5-5)连接；

驱动端升降装置包括驱动端升降装置主体(7-5)、第二滑轨(7-1)、第二滑块、第二移动驱动装置和第二位置锁定装置(7-7)；第二滑轨(7-1)与驱动端移动装置主体(7-5)连接，第二滑轨(7-1)内设置有竖直的第二燕尾槽(7-2)；第二滑块位于第二燕尾槽(7-2)内并与第二燕尾槽(7-2)适配；第二位置锁定装置(7-7)能够阻止第二滑块移动；第二移动驱动装置包括第二驱动电机(7-3)、第二丝杠(7-4)和第二套筒，第二驱动电机(7-3)和第二丝杠(7-4)与驱动端移动装置主体(5-7)连接，第二驱动电机(7-3)能够驱动第二丝杠(7-4)转动，第二套筒套装在第二丝杠(7-4)上；驱动端升降装置主体(7-5)侧面与第二滑块和第二套筒连接，驱动端升降装置主体(7-5)包括水平的驱动台架安装面(7-6)；

驱动台架(6)包括带有驱动轴(6-1)的驱动端主轴箱(6-2)、驱动端角度编码器(6-5)、驱动端转矩转速仪(6-6)、驱动伺服电机(6-8)、驱动端编码器支座(6-4)和驱动端转矩转速仪支座(6-7)；驱动轴(6-1)、驱动端角度编码器(6-5)、驱动端转矩转速仪(6-6)和驱动伺服电机(6-8)依次设置并通过驱动端联轴器(6-3)连接；驱动端主轴箱(6-2)、驱动端编码器支座(6-4)、驱动端转矩转速仪支座(6-7)和驱动伺服电机(6-8)均安装在驱动台架安装面(7-6)上，驱动端编码器支座(6-4)支撑驱动端角度编码器(6-5)，驱动端转矩转速仪支座(6-7)支撑驱动端转矩转速仪(6-6)；

负载端移动装置(3)包括负载端移动装置主体(3-5)、第三滑轨(3-1)、第三滑块、第三移动驱动装置和第三位置锁定装置(3-6)；第三滑轨(3-1)与基础平台(4)的上表面连接，第三滑轨(3-1)内设置有水平的第三燕尾槽(3-2)，第三燕尾槽(3-2)与第一燕尾槽(5-1)垂直；第三滑块位于第三燕尾槽(3-2)内并与第三燕尾槽(3-2)适配；第三位置锁定装置(3-6)能够阻止第三滑块移动；第三移动驱动装置包括第三驱动电机(3-3)、第三丝杠(3-4)和第三套筒，第三驱动电机(3-3)和第三丝杠(3-4)与基础平台(4)的上表面连接，第三驱动电机(3-3)能够驱动第三丝杠(3-4)转动，第三套筒套装在第三丝杠(3-4)上；负载端移动装置主体(3-5)底部与第三滑块和第三套筒连接；

负载端转动装置(2)包括负载端转动装置主体(2-5)、第四滑轨(2-1)、第四滑块、转动驱动装置和第四位置锁定装置(2-7)；第四滑轨(2-1)与负载端移动装置主体(3-5)上表面连接，第四滑轨(2-1)内设置有水平且形状为弧形的第四燕尾槽(2-2)；第四滑块位于第四燕尾槽(2-2)内并与第四燕尾槽(2-2)适配；第四位置锁定装置(2-7)能够阻止第四滑块移动；转动驱动装置位于第四燕尾槽(2-2)的圆心处并与负载端移动装置主体(3-5)，转动驱动装置包括转动驱动电机(2-3)和转动驱动减速机(2-4)；负载端转动装置主体(2-5)与第四滑块和转动驱动减速机(2-4)的输出轴连接，负载端转动装置主体(2-5)包括水平的负载台架安装面(2-6)；

负载台架(1)包括带有从动轴(1-1)的负载端主轴箱(1-2)、负载端角度编码器(1-5)、负载端转矩转速仪(1-6)、加载力矩电机(1-8)、负载端编码器支座(1-4)和负载端转矩转速仪支座(1-7)；从动轴(1-1)、负载端角度编码器(1-5)、负载端转矩转速仪(1-6)和加载力矩电机(1-8)依次设置并通过负载端联轴器(1-3)连接；负载端主轴箱(1-2)、负载端编码器支座(1-4)、负载端转矩转速仪支座(1-7)和加载力矩电机(1-8)均安装在负载台架安装面(2-6)上，负载端编码器支座(1-4)支撑负载端角度编码器(1-5)，负载端转矩转速仪支座(1-7)支撑负载端转矩转速仪(1-6)；

驱动轴(6-1)和从动轴(1-1)用于安装被测齿轮(9)，安装于驱动轴(6-1)上的被测齿轮(9)和安装于从动轴(1-1)上的被测齿轮(9)能够啮合。

2.根据权利要求1所述的多功能齿轮传动综合性能实验台，其特征在于：包括平衡装置(8)，平衡装置(8)包括平衡块(8-1)、连接绳(8-3)和滑轮(8-2)，滑轮(8-2)与驱动端移动装置主体(5-7)连接，连接绳(8-3)绕过滑轮，连接绳两端分别与平衡块(8-1)和驱动端升降装置主体(7-5)连接。