CN106568559A - 一种柔性轴承扭刚度测量装置 - Google Patents

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    • G01M5/0041—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings by determining deflection or stress
    • G01M5/005—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings by determining deflection or stress by means of external apparatus, e.g. test benches or portable test systems

Abstract

本发明涉及一种柔性轴承扭刚度测量装置，包括加载力臂、连接法兰、特制刚轮、波发生器、芯轴、深沟球轴承、待测柔性轴承、角接触球轴承、支撑法兰、支撑面板、锁紧板、支撑架、连接面板、底座、磁性表座、千分表。连接完成后，柔性轴承的内圈已由波发生器固定并呈椭圆形状，用两个电子拉力计作用于加载力臂产生扭转力矩，加载力臂将扭矩通过连接法兰和特制刚轮施加于柔性轴承的椭圆形外圈上，使柔性轴承发生扭转变形，再用千分表测量出扭转变形量；根据制定的测试要求改变施加于加载力臂两端的拉力并测出不同扭矩下柔性轴承的扭转变形量，便可测量出柔性轴承的扭转刚度特性，为谐波减速器制造企业选用优质的柔性轴承提供参考依据。

Description

一种柔性轴承扭刚度测量装置
技术领域
本发明涉及一种柔性轴承扭刚度测量装置。
背景技术
柔性轴承是谐波减速器和机器人关节的核心零件之一，柔性轴承的结构近似于传统的深沟球轴承，但柔性轴承的球径小、沟浅、壁特薄、内孔大，所以柔性大，能够适应谐波减速器中柔轮的变形。谐波减速器在工业机器人领域和航空领域被广泛应用，但对谐波减速器的传动精度有很高的要求。柔性轴承的球径小、壁比较薄，如果扭刚度太差的话，会导致输入轴开始转动时，输出轴滞后产生传动误差。目前国内外对谐波减速器传动精度的研究均忽略了柔性轴承扭刚度的影响，在柔性轴承扭刚度测量方面处于空白阶段。因此，有必要设计一种柔性轴承扭刚度测量装置为谐波减速器选用优质的柔性轴承提供参考依据。
发明内容
本发明的目的是提供一种柔性轴承扭刚度测量装置，通过给柔性轴承施加指定扭矩，并利用千分表测量柔性轴承的扭转变形，测量出柔性轴承的扭刚度特性。谐波减速器在装配过程中可以根据需要选择满足扭刚度要求的柔性轴承，进而有效控制谐波减速器的传动精度。
为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：
一种柔性轴承扭刚度测量装置，包括加载力臂、连接法兰、特制刚轮、波发生器、芯轴、深沟球轴承、待测柔性轴承、角接触球轴承、支撑法兰、支撑面板、锁紧板、支撑架、连接面板、底座、磁性表座、千分表，所述加载力臂通过螺栓与连接法兰连接，所述连接法兰通过螺栓连接特制刚轮，所述波发生器与特制刚轮之间装配有深沟球轴承和待测柔性轴承，所述波发生器的凸轮部分将待测柔性轴承撑开呈椭圆形状，待测柔性轴承的椭圆形外圈与特制刚轮的椭圆形内孔采用过渡配合，所述芯轴由锁紧板中间的锁紧螺栓固定，并通过螺栓连接同时固定波发生器，所述待测柔性轴承的内圈由波发生器固定并呈椭圆形状，所述特制刚轮外部通过角接触球轴承与支撑法兰连接，所述支撑法兰与支撑面板由螺栓连接固定；所述锁紧板与支撑面板通过销钉定位，支撑面板固定在支撑架上；支撑架通过螺栓分别与支撑面板和连接面板连接固定，底座通过螺栓分别与连接面板和地基连接固定；所述磁性表座固定在连接面板上，千分表的两端分别与磁性表座和加载力臂固定连接。
连接完成后，柔性轴承的内圈已由波发生器固定并呈椭圆形状，用两个电子拉力计作用于加载力臂产生扭转力矩，加载力臂将扭矩通过连接法兰和特制刚轮施加于柔性轴承的椭圆形外圈上，使柔性轴承发生扭转变形，再用千分表测量出扭转变形量；根据制定的测试要求改变施加于加载力臂两端的拉力并测出不同扭矩下柔性轴承的扭转变形量，便可测量出柔性轴承的扭转刚度特性，为谐波减速器制造企业选用优质的柔性轴承提供参考依据。
与现有技术相比，本发明具有如下突出的实质性特点和显著的优点：
第一，可直接测量柔性轴承的扭刚度特性，对谐波减速器所选用柔性轴承的性能有直观的认识；第二，测量装置的结构简单，制造成本低，减速器生产企业可自己加工组装；第三，测量操作简单，便于操作工人学习与使用，以保证谐波减速器的装配质量和性能。
附图说明
图1是测量装置核心部分结构半剖视图。
图2是本发明的柔性轴承扭刚度测量装置结构三维图。
图3是柔性轴承扭刚度测量装置左视图。
图1、2中序号表示为：1-加载力臂 2-连接法兰 3-特制刚轮 4-波发生器 5-芯轴6-深沟球轴承 7-待测柔性轴承 8-角接触球轴承 9-支撑法兰 10-支撑面板 11-锁紧板12-支撑架 13-连接面板 14-底座 15-磁性表座 16-千分表。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例作详细的说明。
如图1和图2所示，一种柔性轴承扭刚度测量装置，包括加载力臂1、连接法兰2、特制刚轮3、波发生器4、芯轴5、深沟球轴承6、待测柔性轴承7、角接触球轴承8、支撑法兰9、支撑面板10、锁紧板11、支撑架12、连接面板13、底座14、磁性表座15、千分表16，所述加载力臂1通过螺栓与连接法兰2连接，所述连接法兰2通过螺栓连接特制刚轮3，所述波发生器4与特制刚轮3之间装配有深沟球轴承6和待测柔性轴承7，所述波发生器4的凸轮部分将待测柔性轴承7撑开呈椭圆形状，待测柔性轴承7的椭圆形外圈与特制刚轮3的椭圆形内孔采用过渡配合，所述芯轴5由锁紧板11中间的锁紧螺栓固定，并通过螺栓连接同时固定波发生器4，所述待测柔性轴承7的内圈由波发生器4固定并呈椭圆形状，所述特制刚轮3外部通过角接触球轴承8与支撑法兰9连接，所述支撑法兰9与支撑面板10由螺栓连接固定；所述锁紧板11与支撑面板10通过销钉定位，支撑面板10固定在支撑架12上；支撑架12通过螺栓分别与支撑面板10和连接面板13连接固定，底座14通过螺栓分别与连接面板13和地基连接固定；所述磁性表座15固定在连接面板13上，千分表16的两端分别与磁性表座15和加载力臂1固定连接。
本发明的使用过程如下：
用两个电子拉力计以大小相等方向相反的拉力作用于加载力臂1两边的螺栓形成扭矩，扭矩通过加载力臂1、连接法兰2、特制刚轮3传递到待测柔性轴承7的椭圆外圈，待测柔性轴承7的椭圆内圈已由波发生器4、芯轴5固定，待测柔性轴承7椭圆形外圈上的扭转力矩将使待测柔性轴承7发生扭转变形。扭转变形量则通过特制刚轮3、连接法兰2、加载力臂1输出，再用固定于磁性表座15上的千分表16测量出扭转变形量，按制定的测试要求改变拉力并测出不同扭转力矩下柔性轴承的扭转变形量，最后将多次测量数据绘制成曲线即可测出柔性轴承扭刚度特性。本装置中的特制刚轮3与波发生器4与谐波减速器中所用的波发生器和刚轮尺寸相同，所以更换不同的支撑法兰，也可以对谐波减速器的扭刚度进行测量。

Claims (1)

1.一种柔性轴承扭刚度测量装置，其特征在于：包括加载力臂（1）、连接法兰（2）、特制刚轮（3）、波发生器（4）、芯轴（5）、深沟球轴承（6）、待测柔性轴承（7）、角接触球轴承（8）、支撑法兰（9）、支撑面板（10）、锁紧板（11）、支撑架（12）、连接面板（13）、底座（14）、磁性表座（15）、千分表（16），所述加载力臂（1）通过螺栓与连接法兰（2）连接，所述连接法兰（2）通过螺栓连接特制刚轮（3），所述波发生器（4）与特制刚轮（3）之间装配有深沟球轴承（6）和待测柔性轴承（7），所述波发生器（4）的凸轮部分将待测柔性轴承（7）撑开呈椭圆形状，待测柔性轴承（7）的椭圆形外圈与特制刚轮（3）的椭圆形内孔采用过渡配合，所述芯轴（5）由锁紧板（11）中间的锁紧螺栓固定，并通过螺栓连接同时固定波发生器（4），所述待测柔性轴承（7）的内圈由波发生器（4）固定并呈椭圆形状，所述特制刚轮（3）外部通过角接触球轴承（8）与支撑法兰（9）连接，所述支撑法兰（9）与支撑面板（10）由螺栓连接固定；所述锁紧板（11）与支撑面板（10）通过销钉定位，支撑面板（10）固定在支撑架（12）上；支撑架（12）通过螺栓分别与支撑面板（10）和连接面板（13）连接固定，底座（14）通过螺栓分别与连接面板（13）和地基连接固定；所述磁性表座（15）固定在连接面板（13）上，千分表（16）的两端分别与磁性表座（15）和加载力臂（1）固定连接。
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