CN110261102B - 一种针对小模数行星轮系均载系数测试的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及机械传动技术领域，具体公开了一种针对小模数行星轮系均载系数测试的装置，包括机架，还包括设置在机架上的行星架固定板、驱动机构和负载机构，驱动机构和负载机构位于行星架固定板的两侧，行星架固定板用于固定行星轮系的行星架，驱动机构用于连接行星轮系的输入元件，负载机构用于连接行星轮系的输出元件。本方案通过设置行星架固定板、驱动机构和负载机构，解决了现有技术中缺乏用于测试小模数行星轮系所受载荷情况的装置的问题。

Description

一种针对小模数行星轮系均载系数测试的装置
技术领域
本发明涉及机械传动技术领域，具体是一种针对小模数行星轮系均载系数测试的装置。
背景技术
行星轮系具有结构紧凑、承载能力强、易实现较大传动比等优点，因此广泛应用于汽车、风电、机器人等领域。
行星轮系的均载情况对于整个行星轮系的性能、寿命和可靠性至关重要，在行星轮系产品制造出成品后需要对行星轮系的均载情况进行测试，以了解载荷在各行星轮间的分配情况，常规的测试行星轮系均载系数的方法主要是在旋转的轮齿的齿根处粘贴应变片，通过引电器或收发报器发出信号来测量行星轮系每个行星轮的载荷大小，评定载荷的均匀程度，这种方法虽然比较直观，但对于一般采用小模数齿轮的汽车液力自动变速器的行星齿轮而言，轮齿的齿面高度与齿根空间狭小，无法在轮齿的齿面或齿根布置应变片等测试设备。
现有研究表明，将应变片的位置选择在静止的构件上，并对静止的构件做一定的力学分析，寻找到测试点，依然可以间接地测试出各行星轮的载荷相对均匀情况，也就可以测试出整个行星轮系的均载系数(南京航空航天大学袁擎宇发表的论文《星型齿轮传动系统均载分析方法的研究》以及《东北重型机械学院学报》于1992年04期发表的《行星齿轮机构均载系数的计算方法》均有记载)，但现有技术中缺乏采用这种方式测试行星轮系均载情况的装置。
发明内容
本发明旨在提供一种针对小模数行星轮系均载系数测试的装置，以解决现有技术中缺乏用于测试小模数行星轮系所受载荷情况装置的问题。
为了达到上述目的，本发明的基础方案如下：
一种针对小模数行星轮系均载系数测试的装置，包括机架和设置在机架上的行星架固定板、驱动机构和负载机构，驱动机构和负载机构位于行星架固定板的两侧，行星架固定板用于固定行星轮系的行星架，驱动机构用于连接行星轮系的输入元件，负载机构用于连接行星轮系的输出元件。
相比于现有技术的有益效果：
在需要采用间接方式测量行星轮系的均载系数时(该需要测试均载系数的行星轮系以下简称被测行星轮系)，行星架固定在行星架固定板上，并将多个应变片贴在行星架上，驱动机构通过行星轮系的输入元件(如采用单排行星轮系，行星架固定，若太阳轮作为输入元件，则内齿圈即为输出元件)给行星轮系提供输入扭矩，而负载机构连接被测行星轮系的输出元件相当于行星轮系带动汽车行进时汽车受到的阻力(即负载)，当启动驱动机构时，使得本方案装置上的行星轮系相当于实际使用时的动态情况，通过应变片测试处于受动载荷(即动态情况下)的行星轮系中各行星轮的均载情况。
在驱动机构启动后，通过行星架上贴好的应变片来测量应变，根据应变片测试到的应变，从而间接地推算出各行星轮所受载荷的情况和行星轮系的均载系数。
本方案采用驱动机构对被测行星轮系输入扭矩，可以通过调节驱动机构的参数，实现对被测行星轮系的输入扭矩的调整，再通过应变片来间接测量被测行星轮系在不同载荷下，各行星轮所受载荷的情况和行星轮系的均载系数，操作简单，能更好地模拟行星轮系在实际使用情况下的各行星轮的均载情况。
本方案将应变片贴在行星架上，行星架表面光滑平整、且平面面积相对轮齿的齿根大很多，解决了无法在小模数行星轮系的轮齿上粘贴应变片的问题。
进一步，还包括第一连接轴，第一连接轴一端与负载机构固定连接，第一连接轴另一端用于与行星轮系的输出元件固定连接。
有益效果:第一连接轴的存在加大了负载机构与行星轮系输出元件之间的距离，使得应变片在贴到行星架上后，与应变片连接的导线有足够的空间，一方面，便于应变片的粘贴与导线的布置，另一方面，便于测试人员观察行星轮系的情况；此外，还通过第一连接轴方便了负载机构和输出元件之间的连接。
进一步，还包括第二连接轴，第二连接轴一端与驱动机构固定连接，第二连接轴另一端用于与行星轮系的输入元件固定连接；第二连接轴的作用与第一连接轴的作用相同。
进一步，所述机架包括地板和支撑板，支撑板用于与行星架固定板固定连接。
有益效果:将地板和支撑板分开，进而使得机架的加工难度降低，同时两个零件分开，在其中一个零件受到损坏时，只需要更换损坏的零件即可，降低了维修成本。
进一步，所述机架还包括支撑座，第一连接轴和第二连接轴均转动连接在支撑座上；进一步降低加工成本和维修成本。
进一步，所述支撑板呈“L”形；使得支撑板与地板的接触面积更大，支撑板的安装更稳定，整个装置的强度更高。
进一步，所述支撑板上设有加强板；使得支撑板的强度得以加强。
进一步，所述第一连接轴和第二连接轴上均设有花键，第一连接轴通过花键能够与齿圈连接，第二连接轴通过花键能够与太阳轮连接。
有益效果:花键连接强度高，承载能力强，同轴度和导向性好。
进一步，所述支撑板、地板和支撑座均采用铁材质；铁材质取材方便，且强度大，能满足本方案的测试要求。
进一步，所述负载机构为负载电机，驱动机构为加载电机。
有益效果：负载电机作为负载机构处于发电模式，加载电机作为驱动机构处于放电模式，采用加载电机作为驱动机构，可以通过调节加载电机的转速就可实现对行星轮系输入扭矩的控制，操作简单。
附图说明
图1为本发明实施例一的正向结构示意图；
图2为图1中本发明实施例一的正向局部剖视图；
图3为图1中本发明实施例一的支撑板安装在地板上的轴测图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：行星架固定板1、被测行星轮系2、支撑座3、地板5、支撑板6、内齿圈8、行星架9、行星轮轴10、太阳轮11、第一连接轴12、第二连接轴13、联轴器14、负载电机15、加载电机16。
实施例一
实施例一基本如附图1至图3所示：
结合图1和图2，一种针对小模数行星轮系均载系数测试的装置，包括机架和安装在机架上的行星架固定板1、负载电机15、加载电机16，负载电机15位于行星架固定板1的左侧，加载电机16位于行星架固定板1的右侧；行星架固定板1用于固定被测行星轮系2的行星架9，加载电机16用于给被测行星轮系2的太阳轮11输入扭矩，负载电机15能够与被测行星轮系2的内齿圈8连接。
机架包括地板5、支撑板6和两个支撑座3，地板5、支撑板6和两个支撑座3均采用铁材质，支撑板6和两个支撑座3均通过螺钉固定连接在地板5上，两个支撑座3分别位于支撑板6的左右两侧，支撑板6上开设有供内齿圈8穿过的通孔(支撑板6结构见图3)，支撑板6呈“L”形，支撑板6的前后两侧一体成型有加强板，行星架固定板1通过螺钉固定连接在支撑板6的右侧面。
负载电机15和加载电机16均通过螺栓固定连接在地板5上。
负载电机15的输入轴和内齿圈8之间连接有第一连接轴12，第一连接轴12的左端通过联轴器14与负载电机15的输入轴固定连接，第一连接轴12的右端通过一体成型的花键能够与同样带花键的内齿圈8花键连接，第一连接轴12转动连接在左边的支撑座3上。加载电机16的输出轴和太阳轮11之间连接有第二连接轴13，第二连接轴13的右端通过联轴器14与加载电机16的输出轴固定连接，第二连接轴13的左端通过一体成型的花键能够与同样带花键的太阳轮11的轮轴花键连接，第二连接轴13转动连接在右边的支撑座3上。
具体实施过程如下：
结合图2，首先，将被测行星轮系2的行星架9与行星架固定板1齿形连接(行星架9外圈加工有齿形，行星架固定板1上加工有与行星架9上的齿形配合的齿槽)，将被测行星轮系2的内齿圈8与第一连接轴12的右端花键连接，将被测行星轮系2的太阳轮11与第二连接轴13的左端花键连接。
接着，在需要采用间接方式测量行星轮系的均载系数时，将三个应变片贴在行星架9的行星轮轴10旁边；之后，启动加载电机16，使得加载电机16通过第二连接轴13带动太阳轮11转动，太阳轮11作为被测行星轮系2的输入元件，内齿圈8作为被测行星轮系2的输出元件，而负载电机15相当于行星轮系带动汽车行进时汽车受到的负载(负载电机15处于发电模式下)，使得整个测试过程模拟行星轮系实际使用时的动态情况。
在加载电机16启动后，通过行星架9上贴好的应变片来测量应变，根据应变片测试到的应变，从而间接地推算出各行星轮所受载荷的情况和行星轮系的均载系数。
本实施例操作简单，采用加载电机16对被测行星轮系2输入扭矩，对输入扭矩的控制精度高，且能通过调节加载电机16的转速，实现被测行星轮系2在不同载荷下的均载系数的测试。
本实施例将应变片贴在行星架9上，行星架9表面光滑平整、且平面面积相对轮齿的齿根大很多，解决了无法在小模数行星轮系的轮齿上粘贴应变片的问题。
此外，行星架9作为被测试的表面得以充分暴露，无任何遮挡，使连接应变片的导线的布置和走线更加容易，方便了应变片的安装和测试。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (7)

1.一种针对小模数行星轮系均载系数测试的装置，包括机架，其特征在于：
还包括设置在机架上的行星架固定板、驱动机构和负载机构，驱动机构和负载机构位于行星架固定板的两侧，行星架固定板用于固定行星轮系的行星架，驱动机构用于连接行星轮系的输入元件，负载机构用于连接行星轮系的输出元件，行星架上的行星轮轴旁边贴有应变片；所述负载机构为负载电机，驱动机构为加载电机；还包括第一连接轴，第一连接轴一端与负载机构固定连接，第一连接轴另一端用于与行星轮系的输出元件固定连接；
还包括第二连接轴，第二连接轴一端与驱动机构固定连接，第二连接轴另一端用于与行星轮系的输入元件固定连接。
2.根据权利要求1所述的针对小模数行星轮系均载系数测试的装置，其特征在于：所述机架包括地板和支撑板，支撑板用于与行星架固定板固定连接。
3.根据权利要求2所述的针对小模数行星轮系均载系数测试的装置，其特征在于：所述机架还包括支撑座，第一连接轴和第二连接轴均转动连接在支撑座上。
4.根据权利要求2所述的针对小模数行星轮系均载系数测试的装置，其特征在于：所述支撑板呈“L”形。
5.根据权利要求3所述的针对小模数行星轮系均载系数测试的装置，其特征在于：所述支撑板上设有加强板。
6.根据权利要求2所述的针对小模数行星轮系均载系数测试的装置，其特征在于：所述第一连接轴和第二连接轴上均设有花键，第一连接轴通过花键能够与齿圈连接，第二连接轴通过花键能够与太阳轮连接。
7.根据权利要求3所述的针对小模数行星轮系均载系数测试的装置，其特征在于：所述支撑板、地板和支撑座均采用铁材质。
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