CN108254115B - 一种摆线针齿啮合受力测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种摆线针齿啮合受力测试装置。该装置摆线针齿轮机构通过螺纹连接安装在试验台支架上，其安装位置与力传感器的角度、位置相对应，并通过固定销与杠杆连接固定，组合成测力输入端；传力销轴与摆线针齿轮机构内侧针齿固定连接，同时传力销轴与力学传感器相连，力学传感器通过螺纹杆固定在试验台支架上组成测力端。本发明采用多个力学传感器以特定的精确角度进行传力调节测试，增加了测试数据的数量和测试精度；将针齿壳与测试台支架整体进行分离，配合不同尺寸的传力销轴实现对不同模数和齿数的摆线针齿轮的测力，提高了装置测力的柔性，扩大了其适用范围；杠杆式轻量化结构，大大减少装置体积，减少材料成本，方便运输与装配。
Description
技术领域
本发明涉及摆线针轮测试技术领域，涉及应用于测量摆线针轮减速器中摆线针齿轮在啮合过程中的受力情况，具体涉及一种精密减速器摆线针齿啮合受力测试装置。
背景技术
精密减速器传动特点如下：
(1)高传动比、传动精度高、回差小
(2)扭转刚度大，承载能力强
(3)传动平稳、噪声小
(4)传动效率高
由于其以上特点，精密减速器多被应用于机器人等要求较为严格的环境下，其性能需要达到较高的要求，对其各项性能指标的测试也显得尤为重要。因此精密减速器测试试验台也需满足较高要求。
目前的精密减速器测试台有多种型号，用于测试其不同种类的性能数据，但存在多种问题，如：
(1)国内几乎没有针对摆线针齿轮中针齿不同方向受力测量的专用测试台；
(2)综合测试试验台成本较高，设计较为复杂，不适合专用测试的要求。
针对以上问题，发明人设计的对精密减速器摆线针齿轮的力学性能进行测量的专用测试台，可以对目前精密减速器中摆线针齿轮的受力性能数据进行准确测量；采用轻量化设计理念对类似设备进行合理整合，采用新型传感器代替原有的老式传感器，不仅减小了设备体积，节省了占用空间，而且有效地提高了测量精度，使实验结果更为准确；柔性化设计的采用，避免了试验台的使用局限性，有效降低测试成本。
发明内容
鉴于上述所存在的问题，本发明的目的是研究设计一种摆线针齿啮合受力测试装置，以解决现有技术中存在的以下问题：
1、缺少摆线针齿轮专用测力试验台；
2、测试台体积过大；
3、测试台测试精度不高；
4、测试台使用局限性较大。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种摆线针齿啮合受力测试装置，包括杠杆1、摆线针齿轮机构、试验台支架7、传力销轴8、力学传感器9、螺纹杆10；
摆线针齿轮机构通过螺纹连接固定安装在试验台支架7上，其安装位置与力传感器9的角度、位置相对应；摆线针齿轮机构通过固定销3与杠杆1连接固定，杠杆1和摆线针齿轮机构组合成测力输入端；
传力销轴8与摆线针齿轮机构内侧针齿固定连接，同时传力销轴8与力学传感器9相连，力学传感器9通过螺纹杆10固定在试验台支架7上，传力销轴8、力学传感器9和螺纹杆10组成测力端，实现对精密减速器的摆线针齿轮在施加扭矩的情况下针齿不同角度受力的测量。
进一步地，所述的摆线针齿轮机构包括针齿2、摆线轮4、法兰盘5和针齿壳6，针齿2和摆线轮4固定在针齿壳6内部，并通过法兰盘5配合装配组成摆线针齿轮机构。
进一步地，所述的摆线针齿轮机构通过螺纹连接固定安装在试验台支架7上，即针齿壳6通过螺纹连接固定在试验台支架7上，其安装位置与力传感器9的角度、位置相对应；多个传力销轴8与多个针齿2固定连接。
进一步地，所述的力学传感器3数量为5个以上，且5个以上的力学传感器3的装配角度不同，不同装配角度的力学传感器3通过螺纹杆10固定在试验台支架7上不同位置，并通过传力销轴8将力从针齿2的一侧传递至力学传感器3，用来测量被测摆线针齿轮机构的针齿2不同角度的受力情况。
本发明的工作原理：
由针齿2、摆线轮4、针齿壳6、法兰盘5组成的摆线针齿轮机构通过针齿壳6和法兰盘5固定在试验台支架7上，摆线轮4的内圆孔通过固定销3与杠杆1形成一个刚性整体的测力输入端，整个测力输入端通过杠杆原理将扭矩传递至针齿2与针齿壳6接触处，即由杠杆1的自由端施加力等比例的传递到摆线针齿轮机构另一侧的测力端；不同装配角度的力学传感器9通过传力销轴8接收由针齿2侧面传递来的力信号并实现测力。当对杠杆1施加压力时，不同装配角度的各个位置的力学传感器9能够全面的反映针齿受力情况，并将测力结果传递至计算机或分析仪。
本发明的有益效果如下：
(1)多角度精准测力
传统专用测试台的基本上使用很少的传感器进行多次测量，由于不断更换被测物角度造成精度误差较大而且操作繁琐；本发明采用多个力学传感器以特定的精确角度并进行传力调节的测试手段，明显减少了实验步骤和试验周期；借助传力销轴和螺纹杆的更换与调整能够提高力学传感器的使用学性能，因此增加了测试数据的数量和测试精度；
(2)多类型摆线针齿轮测力
本发明在支架结构上进行改进，将针齿壳与测试台支架整体进行分离，配合不同尺寸的传力销轴可以实现对不同模数和齿数的摆线针齿轮的测力，提高了装置测力的柔性，扩大了其适用范围；
(3)轻量化结构
本发明测试台设计成杠杆式轻量化结构，即将试验台支架与杠杆结构进行拓扑优化，这样可以大大减少装置体积，减少材料成本，方便运输与装配。
综合以上优点，本发明具有良好的市场前景，能够产生积极的社会效益和显著的经济效益。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1中精密减速器摆线针齿轮测力试验台的主视图；
图2是本发明实施例1中精密减速器摆线针齿轮测力试验台的剖视图；
图3是本发明实施例1中精密减速器摆线针齿轮测力试验台的轴侧视图；
图中：1.杠杆，2.针齿，3.固定销，4.摆线轮，5.法兰盘，6.针齿壳，7.试验台支架，8.传力销轴，9.力学传感器，10.螺纹杆。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明进行具体说明。
实施例1
如图1至图3所示，精密减速器摆线针齿轮测力试验台，包括杠杆1、摆线针齿轮机构、试验台支架7、传力销轴8、力学传感器9、螺纹杆10；所述的摆线针齿轮机构包括针齿2、摆线轮4、法兰盘5和针齿壳6，针齿2和摆线轮4固定在针齿壳6内部，并通过法兰盘5配合装配组成摆线针齿轮机构；其中：
杠杆1和摆线针齿轮机构组成测力输入端，摆线针齿轮机构的针齿壳6通过螺纹连接固定在试验台支架7上，其安装位置与力传感器9的角度、位置相对应；针齿2和摆线轮4固定在针齿壳6内部，通过法兰盘5配合装配进行固定，固定销3将摆线针齿轮机构与杠杆1固定连接；针齿壳6、法兰盘5对杠杆1进行径向定位，由杠杆1最外侧自由端施加力并等比例的传递到摆线针齿轮机构另一侧测力端，进而进行力学测量；
传力销轴8、力学传感器9和螺纹杆10组成测力端，多个传力销轴8与多个针齿2固定连接，同时传力销轴8与力学传感器9相连，力学传感器3数量为6个，且6个的力学传感器3的装配角度不同，不同装配角度的力学传感器3通过螺纹杆10固定在试验台支架7上不同位置，并通过传力销轴8将力从针齿2的一侧传递至力学传感器3，用来测量被测摆线针齿轮机构的针齿2不同角度的受力情况。通过以上测力装置能够实现对精密减速器的不同型号摆线针齿轮在施加一定扭矩的情况下针齿不同角度受力的测量。
使用本发明装置进行测量工作时，由针齿2、摆线轮4、针齿壳6、法兰盘5组成的摆线针齿轮机构通过针齿壳6和法兰盘5固定在试验台支架7上，摆线轮4的内圆孔通过固定销3与杠杆1形成一个刚性整体的测力输入端，整个测力输入端通过杠杆原理将扭矩传递至针齿2与针齿壳6接触处，不同装配角度的力学传感器9通过传力销轴8接收由针齿2侧面传递来的力信号并实现测力。当对杠杆1施加压力时，不同装配角度的各个位置的力学传感器9能够全面的反映针齿2受力情况，并将测力结果传递至计算机或分析仪。
配合不同尺寸的传力销轴8可以实现对不同模数和齿数的摆线针齿轮的测力，同时借助传力销轴8和螺纹杆10的更换与调整，提高力学传感9的测试数据的数量和测试精度。
以上所述，仅为本发明的较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所有熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，根据本发明的技术方案及其本发明的构思加以等同替换或改变均应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种摆线针齿啮合受力测试装置，其特征在于，包括杠杆、摆线针齿轮机构、试验台支架、传力销轴、力学传感器、螺纹杆；
摆线针齿轮机构通过螺纹连接固定安装在试验台支架上，其安装位置与力传感器的角度、位置相对应；摆线针齿轮机构通过固定销与杠杆连接固定，杠杆和摆线针齿轮机构组合成测力输入端；
传力销轴与摆线针齿轮机构内侧针齿固定连接，同时传力销轴与力学传感器相连，力学传感器通过螺纹杆固定在试验台支架上，传力销轴、力学传感器和螺纹杆组成测力端，实现对精密减速器的摆线针齿轮在施加扭矩的情况下针齿不同角度受力的测量。
2.根据权利要求1所述的摆线针齿啮合受力测试装置，其特征在于，所述的摆线针齿轮机构包括针齿、摆线轮、法兰盘和针齿壳，针齿和摆线轮固定在针齿壳内部，并通过法兰盘配合装配组成摆线针齿轮机构。
3.根据权利要求2所述的摆线针齿啮合受力测试装置，其特征在于，摆线针齿轮机构通过螺纹连接固定安装在试验台支架上，即摆线针齿轮机构的针齿壳通过螺纹连接固定安装在试验台支架上，其安装位置与力传感器的角度、位置相对应；多个传力销轴与多个针齿固定连接。
4.根据权利要求1所述的摆线针齿啮合受力测试装置，其特征在于，所述的力学传感器数量为5个以上，且5个以上的力学传感器的装配角度不同，不同装配角度的力学传感器通过螺纹杆固定在试验台支架上不同位置，并通过传力销轴将力从针齿的一侧传递至力学传感器，用来测量被测摆线针齿轮机构的针齿不同角度的受力情况。
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