CN110823563A - 一种齿轮综合性能测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明创造涉及一种齿轮综合性能测试装置，包括底座、样件固定单元、样件限位单元和齿轮样件，所述样件固定单元和样件限位单元均位于底座上，样件固定单元由动力源推动在底座上移动定位，所述样件固定单元上的齿轮样件由动力源带动转动，或由样件限位单元限位固定。该装置包含了齿轮抗打齿性能以及打齿前后的静动态强度测试，尤其可以对不同半径齿轮在不同初速度条件下的力学特性进行测试。

Description

一种齿轮综合性能测试装置

技术领域

本发明创造属于齿轮性能检测工装技术领域，尤其是涉及一种齿轮综合性能测试装置。

背景技术

目前，齿轮作为一种常用的转动变速零部件在实际工程应用中具有重要的意义，其在复杂受力状态下的力学行为也越来越受到工程的关注，特别是其抗打齿性能以及打齿前后的静动态强度问题。随着各种齿轮产品对设计安全精度要求的日益提升，齿轮的打齿前后的性能、动态与静态断裂强度测试与表征已成为工程产品开发的必然要求。然而目前应用的断裂强度以及打齿性能测试装置对齿轮的力学性能表征均为在齿轮为静态工况下做出的，测试结果不是非常精确，且不同种类齿轮的形状差异性较大，不能满足产品设计精度的要求，所以原有测试装置无法更为精确的对齿轮的打齿及断裂性能进行测试，需要一种多功能的齿轮的综合性能的精确测试装置，本发明创造即是在上述技术问题的基础上进行的改进。

发明内容

本发明创造针对背景技术中的相关问题，提供一种齿轮综合性能测试装置，该装置包含了齿轮抗打齿性能以及打齿前后的静动态强度测试，尤其可以对不同半径齿轮在不同初速度条件下的力学特性进行测试。

为解决上述技术问题，本发明创造采用的技术方案是：

一种齿轮综合性能测试装置，包括底座、样件固定单元和样件限位单元，所述样件固定单元和样件限位单元均位于底座上，样件固定单元由动力源推动在底座上移动定位，所述样件固定单元上的齿轮样件由动力源带动转动，或由样件限位单元限位固定；

所述样件固定单元包括样件固定支架、样件右固定块、样件左固定块、样件固定轴和所述齿轮样件，所述样件固定支架底部可在所述底座上移动定位；所述样件右固定块和样件左固定块并行设于所述样件固定支架的上部，样件固定轴穿过该样件左、右固定块后由动力源带动转动，所述齿轮样件固设于所述样件固定轴中部。

进一步，所述动力源为电机。

进一步，所述底座下部设有供动力源的推进轴穿过的螺纹孔，该螺纹孔与所述推进轴为螺纹配合。

进一步，所述样件固定支架包括一体连接的连接部和支腿部，两个并行设置的所述支腿部位于所述连接部的下方，连接部及两个支腿部间形成桥洞。

进一步，所述样件限位单元包括上下设置的固定齿板和下支撑块，所述下支撑块固定于所述底座上，所述固定齿板通过转轴与所述固定齿板转动连接，所述固定齿板通过平键相对所述下支撑块竖直定位，所述固定齿板与所述齿轮样件为啮合固定。

进一步，所述固定齿板与所述桥洞相对设置。

进一步，还设有打齿测试单元，所述打齿测试单元包括由上至下设置的上连接件、上测试轴和齿轮固定块，所述上连接件通过上连接锁销与所述上测试轴连接，所述齿轮固定块与上测试轴为插接固定，打齿测试用齿轮通过阻尼轴承与所述齿轮固定块转动连接，所述打齿测试用齿轮与所述齿轮样件接触。

进一步，还设有齿轮强度测试单元，所述齿轮强度测试单元包括上测试机构，所述上测试机构包括上连接件、上测试轴和上齿尖，所述上连接件通过上连接锁销与所述上测试轴连接，所述上齿尖与上测试轴插接固定，所述上齿尖与所述齿轮样件接触。

进一步，所述齿轮强度测试单元还包括下测试机构，所述下测试机构包括下连接件、下测试轴和下齿尖，所述下连接件通过转轴与所述下测试轴转动连接，所述下连接件通过平键与所述下测试轴固定连接，所述下齿尖与下测试轴插接固定，所述下齿尖与所述齿轮样件接触。

进一步，所述上连接件和下连接件为轴套或吊钩。

进一步，所述上连接件和下连接件均与动力输出试验机连接。

本发明创造的有益效果：

(1)该测试装置可以实现齿轮样件动静态的快速变换，以适应打齿测试对齿轮样件动态形式的要求，及齿轮强度或剩余强度测试对齿轮样件静态/动态形式的要求；

(2)该测试装置依照不同测试需求，可调整上、下齿尖间距，安装不同尺寸的样件固定轴、样件左、右固定块及固定齿板，以适应不同尺寸齿轮样件的测试要求；安装不同阻尼值的阻尼轴承，对应不同条件下的齿轮打齿工况，以达到最真实的测试效果；

(3)该测试装置结构紧凑，占用空间小，具有较综合的测试功能，值得推广应用。

附图说明

图1为本发明创造实施例中测试装置的主视结构示意图；

图2为本发明创造实施例中测试装置的立体结构示意图；

图3为本发明创造实施例中隐藏样件左、右固定块后的测试装置主视结构示意图。

图中：1、底座；2、样件固定单元；21、样件固定支架；211、连接部；212、支腿部；22、样件右固定块；23、样件左固定块；24、样件固定轴；25、齿轮样件；26、步进电机；27、推进轴；28、转动电机；29、皮带；3、样件限位单元；31、固定齿板；32、下支撑块；33、转轴；34、平键；4、打齿测试单元；41、上连接件；42、上测试轴；43、齿轮固定块；44、打齿测试用齿轮；45、阻尼轴承；46、上连接锁销；5、齿轮强度测试单元；51、上齿尖；52、下连接件；53、下测试轴；54、下齿尖。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。

在一些实施例中，一种齿轮综合性能测试装置，包括底座1、样件固定单元2、样件限位单元3，所述样件固定单元2和样件限位单元3均位于底座1上，样件固定单元2由步进电机26的推进轴27推动在底座1上移动定位，齿轮样件25安装于样件固定单元2上，并可由转动电机28带动转动，或由样件限位单元3限位固定；当齿轮样件25处于可转动状态时，由步进电机26的推进轴27推动至底座1的合适位置，该齿轮样件25可与打齿测试单元4接触进行打齿测试；当齿轮样件25与样件限位单元3限位固定时，该齿轮样件25可与齿轮强度测试单元5接触进行齿轮强度或剩余强度测试。

即，该测试装置可以实现齿轮样件25动静态的快速变换，以适应打齿测试对齿轮样件25动态形式的要求，及齿轮强度或剩余强度测试对齿轮样件25静态/动态形式的要求。

在一些实施例中，所述样件固定单元2包括样件固定支架21、样件右固定块22、样件左固定块23、样件固定轴24和所述齿轮样件25，所述样件固定支架21底部的T型凸条位于底座1上表面上的T型槽内，其下部设有供所述推进轴27穿过的螺纹孔，该螺纹孔与所述推进轴27为螺纹配合；所述样件右固定块22和样件左固定块23通过螺栓并行设于所述样件固定支架21的上部，样件固定轴24穿过该样件左、右固定块后由转动电机28带动转动，所述齿轮样件25卡接固定于所述样件固定轴24中部；

更进一步地，所述样件固定支架21包括一体连接的连接部211和支腿部212，两个并行设置的所述支腿部212位于所述连接部211的下方，连接部211及两个支腿部212间形成桥洞。

在一些实施例中，所述样件限位单元3包括上下设置的固定齿板31和下支撑块32，所述下支撑块32通过螺栓固定于所述底座1上，所述固定齿板31通过转轴33与所述固定齿板31转动连接，所述固定齿板31通过平键34相对所述下支撑块32竖直定位，所述固定齿板31与所述桥洞相对设置；

当需要对齿轮样件25形成限位固定时，将平键34插入相应孔洞内，固定齿板31为竖直定位状态，固定齿板31与齿轮样件25啮合，形成对齿轮样件25的限位固定；当需要解除对齿轮样件25的限位固定时，将平键34拔出，固定齿板31可相对下支撑块32转动至桥洞内，由此解除固定齿板31对齿轮样件25的限位作用。

在一些实施例中，所述打齿测试单元4包括由上至下设置的上连接件41、上测试轴42和齿轮固定块43，所述上连接件41通过上连接锁销46与所述上测试轴42连接，所述齿轮固定块43与上测试轴42通过T型槽和T型凸头的配合插接固定，打齿测试用齿轮44通过阻尼轴承45与所述齿轮固定块43转动连接；当需要进行打齿测试时，打齿测试用齿轮44与转动状态下的齿轮样件25接触进行测试。

在一些实施例中，所述齿轮强度测试单元5包括上测试机构和下测试机构，所述上测试机构包括上连接件41、上测试轴42和上齿尖51，所述上连接件41通过上连接锁销46与所述上测试轴42连接，所述上齿尖51与上测试轴42通过T型槽和T型凸头的配合插接固定；所述下测试机构包括下连接件52、下测试轴53和下齿尖54，所述下连接件52通过转轴33与所述下测试轴53转动连接，所述下连接件52通过平键34与所述下测试轴53固定连接，所述下齿尖54与下测试轴53通过T型槽和T型凸头的配合插接固定。当需要进行齿轮强度或剩余强度测试时，上齿尖51、下齿尖54与静止/转动状态的齿轮样件25接触进行测试。

在一些实施例中，所述上连接件41和下连接件52可为轴套、吊钩中的一种，该上、下连接件52与动力输出试验机连接，该动力输出试验机为德国ZWICK公司HTM16020液压伺服高速动态试验机，试验作动方向包括上下两个方向。

在一些实施例中，该测试装置的使用过程如下：

齿轮打齿试验测试时，样件齿轮通过样件左固定块23和样件右固定块22固定在样件齿轮固定轴上，固定齿板31的平键34拔出，固定齿板31平置，上测试轴42连接打齿测试用齿轮44，下测试轴53平键34拔出，下测试轴53平置。测试过程中，转动电机28带动齿轮样件25在特定速度下旋转，步进电机26通过推进轴27将齿轮样件25以特定速度推向打齿测试用齿轮44，打齿测试用齿轮44可依照要求选择所需阻尼轴承45，在两齿轮完全接触后打齿，测试完成。

齿轮强度或剩余强度测试时，将固定齿板31和下测试轴53垂直放置，插入用于限定固定齿板31及下测试轴53竖直状态的平键34，将打齿测试用齿轮44替换为强度测试用上齿尖51，采用步进电机26将齿轮样件25与上下强度测试用齿尖位置调整契合。试验测试过程中，上、下连接件52将上下测试端分别与动力输出试验机相连接，并保证测试过程中上、下测试端同轴且在竖直方向运动。测试过程中上、下测试端延竖直方向运动，齿轮破坏，静态齿轮强度测试完成。拔出用于限定固定齿板31竖直状态的平键34，转动电机28带动齿轮样件25在特定速度下旋转，可进行动态齿轮强度测试，该过程与静态测试过程相同，不再赘述。

以上对本发明创造的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明创造的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种齿轮综合性能测试装置，其特征在于，包括底座、样件固定单元和样件限位单元，所述样件固定单元和样件限位单元均位于底座上，样件固定单元由动力源推动在底座上移动定位，所述样件固定单元上的齿轮样件由动力源带动转动，或由样件限位单元限位固定；

所述样件固定单元包括样件固定支架、样件右固定块、样件左固定块、样件固定轴和所述齿轮样件，所述样件固定支架底部可在所述底座上移动定位；所述样件右固定块和样件左固定块并行设于所述样件固定支架的上部，样件固定轴穿过该样件左、右固定块后由动力源带动转动，所述齿轮样件固设于所述样件固定轴中部。

2.根据权利要求1所述的一种齿轮综合性能测试装置，其特征在于，所述底座下部设有供动力源的推进轴穿过的螺纹孔，该螺纹孔与所述推进轴为螺纹配合。

3.根据权利要求1所述的一种齿轮综合性能测试装置，其特征在于，所述样件固定支架包括一体连接的连接部和支腿部，两个并行设置的所述支腿部位于所述连接部的下方，连接部及两个支腿部间形成桥洞。

4.根据权利要求3所述的一种齿轮综合性能测试装置，其特征在于，所述样件限位单元包括上下设置的固定齿板和下支撑块，所述下支撑块固定于所述底座上，所述固定齿板通过转轴与所述固定齿板转动连接，所述固定齿板通过平键相对所述下支撑块竖直定位，所述固定齿板与所述齿轮样件为啮合固定。

5.根据权利要求4所述的一种齿轮综合性能测试装置，其特征在于，所述固定齿板与所述桥洞相对设置。

6.根据权利要求1所述的一种齿轮综合性能测试装置，其特征在于，还设有打齿测试单元，所述打齿测试单元包括由上至下设置的上连接件、上测试轴和齿轮固定块，所述上连接件通过上连接锁销与所述上测试轴连接，所述齿轮固定块与上测试轴为插接固定，打齿测试用齿轮通过阻尼轴承与所述齿轮固定块转动连接，所述打齿测试用齿轮与所述齿轮样件接触。

7.根据权利要求1所述的一种齿轮综合性能测试装置，其特征在于，还设有齿轮强度测试单元，所述齿轮强度测试单元包括上测试机构，所述上测试机构包括上连接件、上测试轴和上齿尖，所述上连接件通过上连接锁销与所述上测试轴连接，所述上齿尖与上测试轴插接固定，所述上齿尖与所述齿轮样件接触。

8.根据权利要求7所述的一种齿轮综合性能测试装置，其特征在于，所述齿轮强度测试单元还包括下测试机构，所述下测试机构包括下连接件、下测试轴和下齿尖，所述下连接件通过转轴与所述下测试轴转动连接，所述下连接件通过平键与所述下测试轴固定连接，所述下齿尖与下测试轴插接固定，所述下齿尖与所述齿轮样件接触。

9.根据权利要求8所述的一种齿轮综合性能测试装置，其特征在于，所述上连接件和下连接件为轴套或吊钩。

10.根据权利要求8所述的一种齿轮综合性能测试装置，其特征在于，所述上连接件和下连接件均与动力输出试验机连接。

Images