CN110174262A - 双齿支撑的齿轮弯曲疲劳试验装置 - Google Patents

双齿支撑的齿轮弯曲疲劳试验装置 Download PDF

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曹洪
孙中奎
熊永强
郭华杰
陈贺
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Abstract

本发明公开了一种双齿支撑的齿轮弯曲疲劳试验装置，包括：试验平台、用于对试验齿轮进行支撑的心轴、用于对心轴进行支撑的支撑架、用于锁定试验齿轮的下夹块和用于与试验齿轮的齿接触以对试验齿轮的齿进行加载的上夹块；心轴穿过试验齿轮；心轴可拆卸安装至支撑架；下夹块和支撑架固定至试验平台；下夹块设有两个与试验齿轮的齿配合的配合齿；配合齿和试验齿轮的齿相互接触的一侧的齿廓均为渐开线且形状一致；上夹块仅与试验齿轮的一个齿相接触。本发明的双齿支撑的齿轮弯曲疲劳试验装置，结构简单、刚性高稳定性好。

Description

双齿支撑的齿轮弯曲疲劳试验装置
技术领域
本发明涉及一种齿轮弯曲疲劳试验装置，具体涉及一种双齿支撑的齿轮弯曲疲劳试验装置。
背景技术
为了进一步挖掘齿轮箱的功率密度空间和提高齿轮产品的可靠性，有必要对齿轮弯曲疲劳强度进行试验验证。单齿加载法是一种较为常见的齿轮弯曲疲劳测试方法，试验装置需满足条件如下：① 各零部件的疲劳寿命需高于试验齿轮；② 陪试齿不可先于试验齿断裂；③ 能够调节试验齿轮齿向的载荷。因此，设计一套简单可靠、性能稳定的齿轮弯曲疲劳试验装置，是测试和比较齿根弯曲疲劳强度的前提条件。
发明内容
为了准确测量和比较试验齿轮的弯曲疲劳强度，本发明采用双齿支撑形式的下夹块和上夹块，可以通过提高试验装置中下夹块的定位精度和支撑强度，来减小试验过程中因下夹块变形、磨损更换带来的试验误差，进而提高上夹块加载位置的准确性和稳定性，同时可使装置在不同加载工况下，满足与上夹块接触轮齿（试验齿）优先断裂的条件。
为了实现上述目标，本发明采用如下方案：
一种双齿支撑的齿轮弯曲疲劳试验装置，包括：试验平台、用于对试验齿轮进行支撑的心轴、用于对心轴进行支撑的支撑架、用于锁定试验齿轮的下夹块和用于与试验齿轮的齿接触以对试验齿轮的齿进行加载的上夹块；心轴穿过试验齿轮；心轴可拆卸安装至支撑架；下夹块和支撑架固定至试验平台；下夹块设有两个与试验齿轮的齿配合的配合齿；配合齿和试验齿轮的齿相互接触的一侧的齿廓均为渐开线且形状一致；上夹块仅与试验齿轮的一个齿相接触。
进一步地，上夹块对试验齿轮的齿进行加载的加载力方向与试验齿轮的基圆相切。
进一步地，上夹块的上端装夹在疲劳试验机的加载头上；上夹块的下端与试验齿轮的齿接触。
进一步地，上夹块成棒状且上夹块与试验齿轮的齿接触的一端逐渐收缩。
进一步地，双齿支撑的齿轮弯曲疲劳试验装置设有分别对心轴的两端进行支撑的两个支撑架；两个支撑架分别位于试验齿轮的两侧。
进一步地，双齿支撑的齿轮弯曲疲劳试验装置还包括用于限定心轴相对于支撑架的位置的挡块；挡块固定至心轴的端部并位于支撑架远离试验齿轮的一侧。
进一步地，支撑架形成有供心轴穿过的安装孔；挡块的长度大于安装孔的直径。
进一步地，支撑架和下夹块均通过螺栓固定至试验平台。
进一步地，双齿支撑的齿轮弯曲疲劳试验装置还包括微调支撑架的高度的第一垫片；第一垫片设置于支撑架和试验平台之间。
进一步地，双齿支撑的齿轮弯曲疲劳试验装置还包括微调下夹块的高度的第二垫片；第二垫片设置于下夹块和试验平台之间。
本发明的有益之处在于，采用双齿支撑形式的下夹块，能够提高试验齿轮的支撑强度和定位精度，可减小因下夹块变形、磨损、夹块更换等带来的试验误差。上夹块由于接触面积小，容易因表面压溃而较频繁地更换，本发明中上夹块结构简单，可以减小使用结构复杂的上夹块而带来的试验成本。装置整体刚性高、稳定性好、可操作性强，是一套结构简单、性能稳定的单齿加载弯曲疲劳试验装置。
附图说明
图1是本发明的一种双齿支撑的齿轮弯曲疲劳试验装置的立体图；
图2是图1中双齿支撑的齿轮弯曲疲劳试验装置的平面图。
双齿支撑的齿轮弯曲疲劳试验装置100，试验平台1，心轴2，支撑架3，下夹块4，配合齿41，上夹块5，挡块6，第一垫片7，第二垫片8，试验齿轮200。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体介绍。
如图1和图2所示，一种双齿支撑的齿轮弯曲疲劳试验装置100，包括：试验平台1、心轴2、支撑架3、下夹块4和上夹块5。
心轴2用于对试验齿轮200进行支撑。支撑架3用于对心轴2进行支撑。心轴2可拆卸安装至支撑架3。心轴2方便更换和转动试验齿轮200，减小齿向偏载。心轴2穿过试验齿轮200。心轴2和试验齿轮200为间隙配合。作为一种具体的实施方式，两个支撑架3分别对心轴2的两端进行支撑。两个支撑架3分别位于试验齿轮200的两侧。支撑架3通过螺栓固定至试验平台1。
双齿支撑的齿轮弯曲疲劳试验装置100还包括用于限定心轴2相对于支撑架3的位置的挡块6。挡块6固定至心轴2的端部并位于支撑架3远离试验齿轮200的一侧。挡块6通过螺栓固定至心轴2。两个挡块6位于两个支撑架3的两侧。两个支撑架3位于试验齿轮200的两侧。支撑架3形成有供心轴2穿过的安装孔。支撑架3和心轴2为间隙配合。心轴2穿过两个支撑架3和试验齿轮200。挡块6的长度大于安装孔的直径，从而使挡块6限定了心轴2的轴向位置。
下夹块4用于锁定试验齿轮200。具体而言，下夹块4设有两个与试验齿轮200的齿配合的配合齿41。配合齿41和试验齿轮200的齿相互接触的一侧的齿廓均为渐开线且形状一致。下夹块4与试验齿轮200的接触面为两个渐开线内凹面。渐开线的形状与试验齿轮200的渐开线的形状一致。加工时需控制两个渐开线内凹面的尺寸公差，使下夹块4与试验齿轮200的根部优先接触。试验齿轮200与配合齿41接触的齿即为陪试齿。下夹块4固定至试验平台1。下夹块4通过螺栓固定至试验平台1。
上夹块5用于与试验齿轮200的齿接触以对试验齿轮200的齿进行加载。上夹块5仅与试验齿轮200的一个齿相接触。上夹块5接触的试验齿轮200的齿即为试验齿。上夹块5成刚性，也可以成为刚性上夹块。
作为一种具体的实施方式，上夹块5对试验齿轮200的齿进行加载的加载力方向与试验齿轮200的基圆相切。上夹块5的上端装夹在疲劳试验机的加载头上。上夹块5的下端与试验齿轮200的齿接触。
通过疲劳试验机对上夹块5的加载载荷进行调整。上夹块5成棒状且上夹块5与试验齿轮200的齿接触的一端逐渐收缩。
作为一种优选的实施方式，双齿支撑的齿轮弯曲疲劳试验装置100还包括第一垫片7。第一垫片7为薄垫片。第一垫片7设置于支撑架3和试验平台1之间，从而实现微调支撑架3的高度。在支撑架3和试验平台1之间安装薄垫片可以调节齿向的载荷分布。
作为一种优选的实施方式，双齿支撑的齿轮弯曲疲劳试验装置100还包括第二垫片8。第二垫片8为薄垫片。第二垫片8设置于下夹块4和试验平台1之间，从而实现微调下夹块4的高度。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种双齿支撑的齿轮弯曲疲劳试验装置，其特征在于，包括：试验平台、用于对试验齿轮进行支撑的心轴、用于对所述心轴进行支撑的支撑架、用于锁定试验齿轮的下夹块和用于与试验齿轮的齿接触以对试验齿轮的齿进行加载的上夹块；所述心轴穿过试验齿轮；所述心轴可拆卸安装至所述支撑架；所述下夹块和所述支撑架固定至所述试验平台；所述下夹块设有两个与试验齿轮的齿配合的配合齿；所述配合齿和试验齿轮的齿相互接触的一侧的齿廓均为渐开线且形状一致；所述上夹块仅与试验齿轮的一个齿相接触。
2.根据权利要求1所述的双齿支撑的齿轮弯曲疲劳试验装置，其特征在于，
所述上夹块对试验齿轮的齿进行加载的加载力方向与试验齿轮的基圆相切。
3.根据权利要求1所述的双齿支撑的齿轮弯曲疲劳试验装置，其特征在于，
所述上夹块的上端装夹在疲劳试验机的加载头上；所述上夹块的下端与试验齿轮的齿接触。
4.根据权利要求1所述的双齿支撑的齿轮弯曲疲劳试验装置，其特征在于，
所述上夹块成棒状且所述上夹块与试验齿轮的齿接触的一端逐渐收缩。
5.根据权利要求1所述的双齿支撑的齿轮弯曲疲劳试验装置，其特征在于，
所述双齿支撑的齿轮弯曲疲劳试验装置设有分别对所述心轴的两端进行支撑的两个所述支撑架；两个所述支撑架分别位于试验齿轮的两侧。
6.根据权利要求1所述的双齿支撑的齿轮弯曲疲劳试验装置，其特征在于，
所述双齿支撑的齿轮弯曲疲劳试验装置还包括用于限定所述心轴相对于所述支撑架的位置的挡块；所述挡块固定至所述心轴的端部并位于所述支撑架远离试验齿轮的一侧。
7.根据权利要求6所述的双齿支撑的齿轮弯曲疲劳试验装置，其特征在于，
所述支撑架形成有供所述心轴穿过的安装孔；所述挡块的长度大于所述安装孔的直径。
8.根据权利要求1所述的双齿支撑的齿轮弯曲疲劳试验装置，其特征在于，
所述支撑架和所述下夹块均通过螺栓固定至所述试验平台。
9.根据权利要求1所述的双齿支撑的齿轮弯曲疲劳试验装置，其特征在于，
所述双齿支撑的齿轮弯曲疲劳试验装置还包括微调所述支撑架的高度的第一垫片；所述第一垫片设置于所述支撑架和所述试验平台之间。
10.根据权利要求1所述的双齿支撑的齿轮弯曲疲劳试验装置，其特征在于，
所述双齿支撑的齿轮弯曲疲劳试验装置还包括微调所述下夹块的高度的第二垫片；所述第二垫片设置于所述下夹块和所述试验平台之间。
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