CN107219080A - 轮齿疲劳强度检验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮齿疲劳强度检验装置，其技术方案要点是，包括工作台，工作台上安装有由轮齿传动的传动系统和由传动系统联动旋转的回转部件，工作台上还设有输出主驱动力驱动传动系统旋转的主驱动装置和与回转部件滚动接触且限制回转部件旋转的制动装置。通过采用上述技术方案，待检测的带有轮齿的传动系统通过主驱动装置实现转动，传动系统能够带动回转部件旋转，制动装置具有一定载荷，且作用至回转部件上，制动装置施加限制回转部件旋转的反向旋转的力，待检测的轮齿产生反向作用力，而主驱动装置持续输出正向旋转，长时间的运行下，可以检测传动系统的轮齿的抗疲劳强度。

Description

轮齿疲劳强度检验装置

技术领域

本发明涉及车辆零部件的测试领域，特别涉及一种轮齿疲劳强度检验装置。

背景技术

自行车需要进行前后轮的制动力测试，但没有对传动系统中的传动机构进行测试。

公开号为CN105314056A的中国专利公开了一种无链自行车及其传动系统，包括：中轴，其上安装有作为驱动齿轮的第一圆锥齿轮；后轴，其上安装有作为从动齿轮的第二圆锥齿轮；传动杆，其杆上的中轴侧端部安装有与所述第一圆锥齿轮啮合的第三圆锥齿轮，其后轴侧端部安装有与所述第二圆锥齿轮啮合的第四圆锥齿轮；其中，所述第一圆锥齿轮、所述第二圆锥齿轮、所述第三圆锥齿轮、以及所述第四圆锥齿轮均为轴交角被设计成90 度的圆锥齿轮；所述第三圆锥齿轮与所述第一圆锥齿轮以90 度轴交角啮合传动，随所述第一圆锥齿轮的旋转而旋转；所述第二圆锥齿轮与所述第三圆锥齿轮以90 度轴交角啮合传动，随所述第三圆锥齿轮的旋转而旋转。

上述的自行车传动系统的形式为带有轮齿相互配合的传动系统，传动系统在长期的使用过程中，各齿轮的齿根在长时间传动受力下，产生齿根弯曲应力，在应力集中的情况下，致使齿根发生疲劳裂纹，因此，需要对轮齿的传动强度进行检测和试验，达到规范要求后再进行投入实际使用中。

发明内容

本发明的目的是提供一种轮齿疲劳强度检验装置，其具有能够对齿轮传动系统疲劳强度进行检查的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种轮齿疲劳强度检验装置，包括工作台，工作台上安装有由轮齿传动的传动系统和由传动系统联动旋转的回转部件，工作台上还设有输出主驱动力驱动传动系统旋转的主驱动装置和与回转部件滚动接触且限制回转部件旋转的制动装置。

通过采用上述技术方案，待检测的带有轮齿的传动系统通过主驱动装置实现转动，传动系统能够带动回转部件旋转，制动装置具有一定载荷，且作用至回转部件上，制动装置施加限制回转部件旋转的反向旋转的力，待检测的轮齿产生反向作用力，而主驱动装置持续输出正向旋转，长时间的运行下，可以检测传动系统的轮齿的抗疲劳强度。

进一步设置：所述工作台上还设有安装传动系统的支架，所述传动系统具有主动端和被动端，回转部件安装于被动端上，主动端转动连接至支架上，且回转部件于被动端上以主动端圆心圆周摆动；工作台上还设有使回转部件旋转摆动压于制动装一侧的负载结构。

通过采用上述技术方案，架体能够旋转，与传动系统联动的回转部件根据旋转点进行摆动旋转，旋转过程中使其压向制动装置一侧，使两者产生摩擦形成滚动关系。

进一步设置：所述传动系统和回转部件连接有架体，所述负载结构包括位于架体上的若干配重块。

通过采用上述技术方案，配置块的重量使回转部件压于制动装置一侧，增加回转部件与制动装置的摩擦力，使两者具有一定的摩擦力相互联动。

进一步设置：所述负载结构还包括调节回转部件压于制动装置一侧的压力大小的加力装置，所述加力装置包括沿回转部件至传动系统方向设置的调节杆、设于调节杆上的调节块和连接调节块与架体之间的弹性件，所述调节块滑移连接且受压固定至调节杆上。

通过采用上述技术方案，制动装置自带负荷，当回转部件与制动装置之间的摩擦力较小时，不足以驱动具有负荷的制动装置，通过调节块的移动并通过弹性件的弹力加大回转部件压向制动装置的压力，从而增加两者的摩擦力，从而与制动装置的负荷适配。

进一步设置：所述弹性件为拉簧。

通过采用上述技术方案，拉簧在不承受负荷时，拉伸弹簧的圈与圈之间一般都是并紧的没有间隙，拉长的过程中，使得拉簧连接的架体具有朝向调节块移动方向的拉力，并将此处的拉力转化为朝向制动装置一侧的压力。

进一步设置：所述主驱动装置包括与传动系统联动旋转的传动组件、与传动组件联动的行星摆线减速机。

通过采用上述技术方案，行星摆线减速器结构紧凑、体积小、重量轻、传动比大、传动效率高。

进一步设置：所述制动装置包括通过转轴旋转连接至支架上的滚动体、位于转轴处的磁粉制动器。

通过采用上述技术方案，通过磁粉制动器提供限制转轴转动的负载，使滚动体在转动的过程中具有一个恒定的扭矩载荷，保证检查过程中，检测的数据控制更为精准。

进一步设置：所述支架上还设有与主驱动装置联动的减速箱、与减速箱的输出轴同轴的芯轴和供芯轴安装的轴承座，所述传动系统的主动端上具有与回转部件联动的联动轴，联动轴一端与芯轴联动且另一端与减速箱的输出轴联动。

通过采用上述技术方案，通过联动轴将架体旋转连接至支架上，联动轴的其中一侧有减速器和驱动减速器转动的主驱动装置一并驱动转动，另一侧与轴承座内的芯轴旋转连接。

进一步设置：所述减速箱的输出轴和联动轴背向减速箱的端部一侧均设有轴向调节手柄，所述轴向调节手柄包括与联动轴联动的内齿套、轴向滑移套设至内齿套外圈上且周向限位的外齿套，外齿套通过轴承转动连接至安装处。

通过采用上述技术方案，通过轴向调节手柄对架体轴向调节，调整回转部件与滚动体的对中位置，同时，因为轴向调节手柄的轴向移动，方便待检查零件的安装和拆卸。

进一步设置：所述回转部件为车轮，所述传动系统为齿轮传动机构、链轮传动机构的其中一种。

通过采用上述技术方案，上述的轮齿疲劳强度检验装置可以检测带轮齿的齿轮和链轮，使用范围广，适用性好。

综上所述，本发明具有以下有益效果：采用轮齿疲劳强度检验装置可以对利用齿轮或链轮传动的传动系统进行抗疲劳强度检测，尤其是自行车行业中的传动系统，可以根据该装置实现轮齿的疲劳试验的目的，检测是否符合标准规定的要求。

附图说明

图1是轮齿疲劳强度检验装置的制动装置的结构示意图；

图2是轮齿疲劳强度检验装置的工作台与传动系统的结构示意图；

图3是轴向调节手柄的结构示意图。

图中，1、传动系统；2、主驱动装置；3、制动装置；31、转轴；32、滚动体；33、磁粉制动器；4、回转部件；5、架体；51、被动端；52、主动端；6、工作台；61、置物空间；62、支架；7、通槽；8、减速箱；9、轴承座；10、联动轴；11、传动组件；12、行星摆线减速机；13、轴向调节手柄；131、内齿套；132、外齿套；14、加力装置；141、调节杆；142、调节块；143、弹性件；15、配重块；16、负载结构；17、支撑杆；18、芯轴。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明以下实施例所阐述的带有轮齿的传动系统，以公开号为CN105314056A的中国专利公开的一种无链自行车及其传动系统举例，但不受限于该传动系统。传动系统可以是齿轮传动机构，也可以是链轮传动机构，两种机构均带有轮齿，轮齿部分作为传动系统中的受力位置。

实施例1：一种轮齿疲劳强度检验装置，如图1所示，包括工作台6，工作台6上安装有由轮齿传动的传动系统1，传动系统1为圆锥齿轮-传动杆传动机构。该传动系统1联动由其带动旋转的回转部件4，回转部件4可以是车轮，车轮的轮轴由传动机构联动旋转。工作台6上还设有驱动传动系统1正向旋转的主驱动装置2和具有负载对传动系统1形成反作用力从而限制传动系统1转动的制动装置3。

本实施例中，传动系统1联动回转部件4旋转，将制动装置3作用至回转部件4上，由回转部件4过渡，方便从外部形成对传动系统1的反作用力，方便对传动系统1的轮齿进行检测。

如图1和图2所示，工作台6上还设有安装传动系统1的支架62，传动系统1和回转部件4连接有架体5，传动系统1具有主动端52和被动端51，主动端52与主驱动装置2联动，回转部件4安装于被动端51上且与其联动，主动端52转动连接至支架62上，回转部件4于被动端51上以主动端52圆心圆周摆动。支架62上沿回转部件4轴向两端的两侧分别设有减速箱8和轴承座9，轴承座9内转动连接有与减速箱8的输出轴同轴的芯轴18。传动系统1的主动端52上具有与回转部件4联动的联动轴10，传动系统1的主动端52上具有与回转部件4联动的联动轴10，联动轴10一端与芯轴18联动且另一端与减速箱8的输出轴联动，架体5通过联动轴10至支架62上。

如图2所示，工作台6的底部具有一个置物空间61，工作台6上部开设一个通槽7，回转部件4圆周摆动穿过通槽7至工作台6的下方与制动装置3形成联动关系。

如图1和图2所示，主驱动装置2提供传动系统1旋转的驱动力，主驱动装置2位于工作台6的下侧，主驱动装置2包括与传动系统1联动旋转的传动组件11、与传动组件11联动的行星摆线减速机12。此处需要说明的是，传动组件11可以是链轮链条组件或皮带组件，传动组件11连接减速箱8和行星摆线减速机12，行星摆线减速机12自带电机输出旋转，并通过自身进行一定的降速，与其连接的传动组件11联动减速箱8一并运转，再由减速箱8进行二级减速和增加扭矩。联动轴10与减速箱8的输出轴联动，传动系统1通过联动轴10产生旋转，传动系统1联动回转部件4旋转。

如图3所示，减速箱8的输出轴和联动轴10背向减速箱8的端部一侧均设有轴向调节手柄13，轴向调节手柄13包括与联动轴10联动的内齿套131、轴向滑移套设至内齿套131外圈上且周向限位的外齿套132，减速箱8的输出轴既构成一轴向调节手柄13，通过外齿套132安装至减速箱8上，轴承座9内的芯轴18既构成另一轴向调节手柄13，此处的外齿套132安装至轴承座9上。

如图1和图2所示，回转部件4通过制动装置3载荷限制其旋转，制动装置3位于工作台下方的置物空间61内，制动装置3包括通过转轴31旋转连接至工作台上的滚动体32、位于转轴31处的磁粉制动器33。滚动体32的辊面底部低于工作台6的台面，回转部件4穿过通槽7与滚动体32滚动抵触。

如图1所示，为了使回转部件4与滚动体32相互抵触形成一定的摩擦力，架体5上设有使回转部件4摆动压于制动装置3一侧的负载结构16。

负载结构16包括位于架体5上的若干配重块15，配重块15位于架体5上偏向回转部件4一侧，配重块15的重量使回转部件4压于制动装置3一侧，增加回转部件4与制动装置3的摩擦力，使两者具有一定的摩擦力相互联动。

负载结构16还包括调节回转部件4压于制动装置3一侧的压力大小的加力装置14，加力装置14包括沿回转部件4至传动系统1方向设置的调节杆141、设于调节杆141上的调节块142和连接调节块142与架体5之间的弹性件143，弹性件143为拉簧。调节杆141沿回转部件4至传动系统1方向设置，调节杆141通过支撑杆17架于工作台6的上方，调节块142滑移连接且受压固定至调节杆141上，该受压方式采用螺钉穿设调节块142并抵触至调节杆141上，拧紧即可固定。

制动装置3自带负荷，当回转部件4与制动装置3之间的摩擦力较小时，不足以驱动具有负荷的制动装置3，通过调节块142的移动并通过弹性件143的弹力加大回转部件4压向制动装置3的压力，从而增加两者的摩擦力，从而与制动装置3的负荷适配。

采用上述的技术方案，可以对具有轮齿的传动机构进行疲劳强度试验，该检测装置启动前，将磁粉制动器33的负载电流（扭矩）调整为零；主驱动装置2运行，输出主动力带动传动系统1旋转，主驱动装置2的行星摆线减速机12速度由低到高逐步升速至20-25km/h，该速度为滚动体的外缘线速度；最后调整磁粉制动器33电流（扭矩）由小到大至50Nm，模拟车辆负载100公斤于斜坡（18度）上爬坡。磁粉制动器33的负载对传动系统1形成反作用力从而限制传动系统1转动。长期作用下，用于检测传动系统1的轮齿的疲劳强度。

检测过程中，随着磁粉制动器33的扭矩增加，回转部件4与滚动体32的之间摩擦力不足，摩擦力不足不能驱动带负荷的滚动体32转动，可调整加力装置14的调节块142于调节杆141上的位置，增加回转部件4与滚动体32的压力，使其具有能相互联动的摩擦力，完全满足上述条件后即可长时间运行疲劳该检测装置。

上述的实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种轮齿疲劳强度检验装置，包括工作台（6），工作台（6）上安装有由轮齿传动的传动系统（1）和由传动系统（1）联动旋转的回转部件（4），其特征在于，工作台（6）上还设有输出主驱动力驱动传动系统（1）旋转的主驱动装置（2）和与回转部件（4）滚动接触且限制回转部件（4）旋转的制动装置（3）。

2.根据权利要求1所述的轮齿疲劳强度检验装置，其特征在于：所述工作台（6）上还设有安装传动系统（1）的支架（62），所述传动系统（1）具有主动端（52）和被动端（51），回转部件（4）安装于被动端（51）上，主动端（52）转动连接至支架（62）上，且回转部件（4）于被动端（51）上以主动端（52）圆心圆周摆动；工作台（6）上还设有使回转部件（4）旋转摆动压于制动装一侧的负载结构（16）。

3.根据权利要求2所述的轮齿疲劳强度检验装置，其特征在于：所述传动系统和回转部件（4）连接有架体（5），所述负载结构（16）包括位于架体（5）上的若干配重块（15）。

4.根据权利要求3所述的轮齿疲劳强度检验装置，其特征在于：所述负载结构（16）还包括调节回转部件（4）压于制动装置（3）一侧的压力大小的加力装置（14），所述加力装置（14）包括沿回转部件（4）至传动系统（1）方向设置的调节杆（141）、设于调节杆（141）上的调节块（142）和连接调节块（142）与架体（5）之间的弹性件（143），所述调节块（142）滑移连接且受压固定至调节杆（141）上。

5.根据权利要求4所述的轮齿疲劳强度检验装置，其特征在于：所述弹性件（143）为拉簧。

6.根据权利要求1所述的轮齿疲劳强度检验装置，其特征在于：所述主驱动装置（2）包括与传动系统（1）联动旋转的传动组件（11）、与传动组件（11）联动的行星摆线减速机（12）。

7.根据权利要求2所述的轮齿疲劳强度检验装置，其特征在于：所述制动装置（3）包括通过转轴（31）旋转连接至支架（62）上的滚动体（32）、位于转轴（31）处的磁粉制动器（33）。

8.根据权利要求2所述的轮齿疲劳强度检验装置，其特征在于：所述支架（62）上还设有与主驱动装置（2）联动的减速箱（8）、与减速箱（8）的输出轴同轴的芯轴（18）和供芯轴（18）安装的轴承座（9），所述传动系统的主动端（52）上具有与回转部件（4）联动的联动轴（10），联动轴（10）一端与芯轴（18）联动且另一端与减速箱（8）的输出轴联动。

9.根据权利要求8所述的轮齿疲劳强度检验装置，其特征在于：所述减速箱（8）的输出轴和联动轴（10）背向减速箱（8）的端部一侧均设有轴向调节手柄（13），所述轴向调节手柄（13）包括与联动轴（10）联动的内齿套（131）、轴向滑移套设至内齿套（131）外圈上且周向限位的外齿套（132），外齿套（132）通过轴承转动连接至安装处。

10.根据权利要求1所述的轮齿疲劳强度检验装置，其特征在于：所述回转部件（4）为车轮，所述传动系统（1）为齿轮传动机构、链轮传动机构的其中一种。