CN111307447A - 平行轴输出减速器弯曲刚度测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种平行轴输出减速器弯曲刚度测试系统，涉及机械传动的技术领域，平行轴输出减速器弯曲刚度测试系统包括测试台、测试件、加载系统、压力传感器以及位移检测组件，测试台用于固定安装减速器，测试件能够固定在减速器的输出端，此时，加载系统能够推动测试件，使得测试件和减速器的输出端均发生微小的摆动，压力传感器则用来检测测试件和加载系统之间的压力，此时的压力即为加载系统给予测试件摆动的径向力；位移检测组件用来在测试件发生摆动时检测检测件预设位置的位移变化量。

Description

平行轴输出减速器弯曲刚度测试系统

技术领域

本发明涉及机械传动技术领域，尤其是涉及一种平行轴输出减速器弯曲刚度的测试系统。

背景技术

弯曲刚度是平行轴输出减速器性能的一个重要指标，它对整个机械装备或传动系统的刚度具有重要影响。目前减速器弯曲刚度的性能测试通常采用台架测试，通过配重块对输出轴加载，千分表读取输出轴在载荷作用下的偏转量，进而获取减速器的弯曲刚度值，这种测试方法载荷的添加为离散式，记录若干载荷量下输出轴的偏转角度，进而绘制减速器弯曲刚度的拟合曲线，测试结果存在较大误差，此外，离散式载荷添加操作繁琐，费时费力，测试效率低；测试结果的记录及数值处理也比较繁琐。

发明内容

本发明的目的在于提供一种平行轴输出减速器弯曲刚度测试系统。

本发明实施例提供一种平行轴输出减速器弯曲刚度测试系统，包括：

测试台，所述测试台用于固定安装减速器；

测试件，所述测试件用于与所述减速器的输出端固接；

加载系统，所述加载系统与所述测试件连接，并用于使所述测试件发生摆动；

压力传感器，所述压力传感器用于检测所述加载系统和所述测试件之间的压力；

以及位移检测组件，所述位移检测组件用于检测所述测试件的预设位置的位移变化量。

在可选的实施方式中，所述测试件包括圆柱体形的悬臂，所述悬臂与所述减速器的输出端固接，且两者轴线共线。

在可选的实施方式中，所述位移检测组件包括位移传感器，所述位移传感器的检测端与所述悬臂抵接。

在可选的实施方式中，所述位移检测组件还包括磁性座表，所述位移传感器固定在所述磁性座表的移动端。

在可选的实施方式中，所述减速器弯曲刚度测试系统还包括控制器，所述压力传感器和所述位移传感器均与所述控制器连接。

在可选的实施方式中，所述测试件还包括加载接头，所述加载接头固定在所述悬臂远离所述减速器的输出端的一端，所述加载接头与所述加载系统连接。

在可选的实施方式中，所述加载系统包括液压缸以及与所述液压缸的活塞杆连接的活动摆头，所述活动摆头设有通孔，所述加载接头包括与所述通孔匹配的轴段。

在可选的实施方式中，所述液压缸竖直安装在所述测试台上，所述液压缸的活塞杆与所述活动摆头抵接。

在可选的实施方式中，所述压力传感器为应变片式压力传感器，所述应变片式压力传感器的电阻应变片夹设在所述活动摆头和所述活动摆头加载接头之间。

在可选的实施方式中，所述减速器弯曲刚度测试系统还包括电机、联轴器以及齿轮轴，所述电机安装在所述测试台上，所述电机的输出轴与所述联轴器传动连接，所述联轴器与所述齿轮轴传动连接，所述齿轮轴用于与所述减速器的输入端啮合。

在可选的实施方式中，所述减速器弯曲刚度测试系统还包括用于固定安装所述减速器的减速器适配盘，所述减速器适配盘可拆卸固定在所述测试台上。

有益效果：

本发明提供的减速器弯曲刚度测试系统，包括测试台、测试件、加载系统、压力传感器以及位移检测组件，减速器固定安装在测试台上，测试件固定在减速器的输出端，此时，加载系统能够推动测试件，使得测试件和减速器的输出端均发生微小的摆动，压力传感器则用来检测测试件和加载系统之间的压力，此时检测的压力即为加载系统给予测试件摆动的径向力；同时，位移检测组件也检测出测试件在预设位置处的位移变化量。进而根据测试件所测得的径向力和位移变化量间接得出与这两个参数相对应的减速器的弯曲刚度。

上述测试过程中，操作人员将减速器和测试件固定完成后，只需驱动加载系统给予测试件一个径向力，压力传感器和位移检测组件即可自动检测得出在某一时刻的径向力和位移变化量，操作简单，方便。此外，减速器弯曲刚度测试系统中，检测台只要能够固定安装减速器即可，测试件形状不限且只需带动减速器的输出端摆动以产生弯矩即可，加载系统也只需能够给予测试件一个径向力即可，结构简单易得，更便于操作的同时，也降低了整个测试系统的制作成本。

该方案的突出有益点1：通过设置液压缸，加载系统可以实现连续加载，液压缸提供的压力可以在许用值内可以连续变化，可以从0线性缓慢增加到许用值，并且加载系统受控制器实时监控，遇到异常情况能及时停止加载系统，安全可靠。加载系统能将压力值实时传输给控制器，控制器能及时分析压力值以及此时的位移变化量，通过内置的程序计算出减速器在该位置下的刚度值。

该方案的突出有益点2：位移传感器能将悬臂的位移变化量实时传输到控制器，压力传感器能将检测到的径向力实时传输到控制器，不用人工读数输入电脑程序，这样可以减小误差，提高效率和精确度，当径向力和位移变化量传输到控制器后，控制器能及时分析压力值和位移变化量，通过内置的程序计算出减速器在该位置下的刚度值。

该方案的突出有益点3：通过电机带动减速器转动，使减速器转动360°，即可以得到减速器各个位置下的刚度值，便于对减速器的整体刚度情况有一个完整的分析，对于评价减速器的质量有非常重要的作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例提供的平行轴输出减速器弯曲刚度测试系统的正视结构示意图；

图2为图1的放大图A。

图标：10-测试台；20-悬臂；30-减速器；40-位移传感器；50-磁性座表；60-控制器；70-压力传感器；80-加载接头；90-活动摆头；100-液压缸；110-液压供应装置；120-电机；130-联轴器；140-齿轮轴；150-减速器适配盘；

31-输出端盘；

71-电阻应变片。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

参照图1，本实施例提供的平行轴输出减速器弯曲刚度测试系统，包括测试台10、测试件、加载系统、压力传感器70以及位移检测组件，减速器30固定安装在测试台10上，测试件固定在减速器30的输出端，此时，加载系统能够推动测试件，使得测试件和减速器30的输出端均发生微小的摆动，压力传感器70则用来检测测试件和加载系统之间的压力，此时检测的压力即为加载系统给予测试件摆动的径向力；同时，位移检测组件也检测出测试件在预设位置处的位移变化量。进而根据测试件所测得的径向力和位移变化量间接得出与这两个参数相对应的减速器30的弯曲刚度。

上述测试过程中，操作人员将减速器30和测试件固定完成后，只需驱动加载系统给予测试件一个径向力，压力传感器70和位移检测组件即可自动检测得出在某一时刻的径向力和位移变化量，操作简单，方便。此外，平行轴输出减速器弯曲刚度测试系统中，检测台只要能够固定安装减速器30即可，测试件形状不限且只需带动减速器30的输出端摆动以产生弯矩即可，加载系统也只需能够给予测试件一个径向力即可，结构简单易得，更便于操作的同时，也降低了整个测试系统的制作成本。

值得说明的，通过上述径向力和位移变化量间接得到减速器30的弯曲刚度的实现是基于相互之间的固有函数关系，可以通过嵌入有相应的计算公式的应用软件或程序直接获得，这些均属于现有技术，固在此不再赘述。

此外，上述提到的预设位置可以为检测件的任意位置，只需在测试前，确定好预设位置和减速器30的输出端之间的距离即可。

具体的，本实施例还以减速器30为RV减速器为例，来对平行轴输出减速器弯曲刚度测试系统的具体结构做以下详细介绍。

本实施例中，测试件包括圆柱体形的悬臂20，悬臂20与减速器30的输出端固接，且两者轴线共线。

具体的，在需要测试减速器30在输出端转动不同角度时的弯曲刚度时，悬臂20会随着减速器30的输出端自转，此时，悬臂20相对测试台10的位置不会发生改变，降低了其与平行轴输出减速器弯曲刚度测试系统其他零部件发生干涉的几率。

值得说明的，本实施例中，RV减速器的输出端为输出端盘31(盘状结构)，此时，悬臂20和输出端盘31通过螺栓固定连接。

或者，在待测试的减速器30的输出端为输出轴时，也可以通过联轴器完成输出轴和悬臂20的固定连接。

本实施例中，位移检测组件包括位移传感器40，位移传感器40的检测端与悬臂20抵接。

具体的，此时的位移传感器40为带有探针的位移传感器40，其检测端即为探针，位移传感器40的本体固定不动，在悬臂20发生摆动时，悬臂20推动探针移动，位移传感器40收到信号并通过控制器60分析得出具体的位移变化量。此时，由于悬臂20为圆柱体形，在悬臂20随着减速器30的输出端转动时，不需要将位移传感器40移开，两者不会发生相互干涉，在悬臂20转动一定角度后再测试时，位移传感器40只需微调以将探针与悬臂20保持抵接即可。

值得说明的，本实施例可以通过转动悬臂20，以检测减速器30的输出端转动不同角度时减速器30的弯曲刚度。请参照图1，无论悬臂20怎么转动，在悬臂20停止转动并开始测试此时的减速器30的弯曲刚度时，位移传感器40均位于悬臂20的上方。当然，本实施例还可以设置位移传感器40位于悬臂20的下方或左右两侧，只要能够测试出其与悬臂20抵接位置的位移变化量即可。

请继续参照图1，本实施例中，位移检测组件还包括磁性座表50，位移传感器40固定在磁性座表50的移动端。

具体的，磁性座表50的底座放置在测试台10上，通过移动其移动端，可以将位移传感器40准确移动到指定位置并保持固定不动，磁性座表50使得位移传感器40的调节范围广，且定位准确，保证位移传感器40的探针与悬臂20指定位置抵接，以保证抵接位置和减速器30的输出轴之间距离的准确，进一步保证得出的减速器弯曲刚度的准确。

本实施例中，平行轴输出减速器弯曲刚度测试系统还包括控制器60，压力传感器70和位移传感器40均与控制器60连接。

具体的，控制器60能够分析压力传感器70和位移传感器40的电信号并能够将得出的径向力和位移变化量两个参数，降低了工作人员记录错这两个参数的可能，最终得出的减速器30的弯曲刚度也更准确。

位移传感器40能将悬臂20的位移变化量实时传输到控制器60，压力传感器70能将检测到的径向力实时传输到控制器60，不用人工读数输入电脑程序，这样可以减小误差，提高效率和精确度，当径向力和位移变化量传输到控制器60后，控制器60能及时分析压力值和位移变化量，通过内置的程序计算出减速器在该位置下的刚度值。

值得说明的，本实施例中控制器60对传感器电信号的处理为本领域技术人员熟知的现有技术，本发明并未对其进行改进，此处不再赘述。

本实施例中，测试件还可以包括加载接头80，加载接头80固定在悬臂20远离减速器30的输出端的一端，悬臂20通过加载接头80与加载系统连接。

具体的，加载接头80通过螺栓可拆卸固定在悬臂20上，加载系统通过推动加载接头80以完成悬臂20的摆动。如果加载系统对加载接头80的作用力过大而使加载接头80变形，进而影响两者之间测定的径向力的准确时，只需更换新的加载接头80，而无需更换悬臂20，使用成本更低。

或者，本实施例也可以设置加载系统直接与悬臂20连接，也可以设置位移传感器40与加载接头80的侧壁抵接。

请继续参照图1，并结合图2，本实施例中，加载系统可以包括液压缸100以及与液压缸100的活塞杆连接的活动摆头90，活动摆头90设有通孔，加载接头80包括与通孔匹配的轴段，加载接头80中的轴段的轴线方向与悬臂20的轴线方向重合。

具体的，液压缸100的缸体安装在测试台10上，活动摆头90空套在加载接头80的轴段上，加载接头80的侧壁和活动摆头90的内侧壁几乎贴合接触，在液压缸100通过活动摆头90推动加载接头80摆动时，活动摆头90随着加载接头80一起移动，活动摆头90和加载接头80之间的接触面积几乎保持一致且均朝向加载接头80的径向方向，此时两者之间的压力即为加载接头80受到的径向力。

值得说明的，本实施例中加载接头80的直径小于悬臂20的直径，加载系统作用在加载接头80上时，所需要的活动摆头90尺寸更小，重量也更轻。

本实施例中，液压缸100竖直安装在测试台10上，液压缸100的活塞杆与活动摆头90抵接。

具体的，液压缸100的缸体可以固定在测试台10上，液压缸100的活塞杆上移以推动活动摆头90和加载接头80一起运动时，活塞杆与活动摆头90之间的接触面积或接触位置可能会发生微小变化，但是，由于重力、相互之间的压力及摩擦力的作用，这些微小的变化则不会影响活塞杆对活动摆头90的继续推动。

值得说明的，本实施例中悬臂20和加载接头80的摆动角度很小，液压缸100的活塞杆与空套在加载接头80的轴段上的活动摆头90时刻保持压紧状态，在测试过程中，基本不会发生活塞杆脱离活动摆头90。

或者，也可以设置液压缸100的缸体枢接在测试台10上，此时，活塞杆可以与活动摆头90抵接，也可以固定连接。该设置同样保证液压缸100给予活动摆头90推力的同时，不会影响活动摆头90和加载接头80的同步移动。

通过设置液压缸100，加载系统可以实现连续加载，液压缸100提供的压力可以在许用值内可以连续变化，可以从0线性缓慢增加到许用值，并且加载系统受控制器60实时监控，遇到异常情况能及时停止加载系统，安全可靠。加载系统能将压力值实时传输给控制器60，控制器60能及时分析压力值以及此时的位移变化量，通过内置的程序计算出减速器30在该位置下的刚度值。

请继续参照图2，本实施例中，压力传感器70为应变片式压力传感器，应变片式压力传感器的电阻应变片71夹设在活动摆头90和加载接头80之间。

由于活动摆头90空套在加载接头80的轴段上，加载接头80发生摆动时，活动摆头90随动，位于两者之间的电阻应变片71基本能够时刻保持与两者的贴合接触，此时，压力传感器70通过电阻应变片71检测出的压力即为活动摆头90给予加载接头80的径向力(即压力的方向几乎与加载接头80的轴线方向垂直)，通过该径向力参数得出的减速器弯曲刚度更加准确。

值得说明的，本实施例还可以包括与控制器60连接的液压供应装置110，控制器60能够通过控制液压供应装置110给予液压缸100不同的油液压力，进而给予加载接头80不同的径向力，此时，可以测试不同径向力下的减速器30的弯曲刚度。

本实施例中，平行轴输出减速器弯曲刚度测试系统还可以包括电机120、联轴器130以及齿轮轴140，电机120安装在测试台10上，电机120的输出轴与联轴器130传动连接，联轴器130与齿轮轴140传动连接，齿轮轴140用于与减速器30的输入端啮合。

具体的，本实施例中电机120也与控制器60连接，控制器60可以控制电机120的启停和其输出轴的转动角度，此时，在控制器60的控制下，可以通过电机120驱动减速器30的输出端和悬臂20每次转动一定的角度并测试此时的减速器弯曲刚度，随后，再继续转动一定的角度并再测试此时的减速器弯曲刚度，以此类推，可以测得减速器30在其输出端转动不同角度(0-360°)时的弯曲刚度。

通过电机120带动减速器30转动，使减速器30转动360°，即可以得到减速器30各个位置下的刚度值，便于对减速器30的整体刚度情况有一个完整的分析，对于评价减速器30的质量有非常重要的作用。

或者，本实施例也可以不设置电机120，只通过手动转动悬臂20或减速器30的输入端，来完成减速机输出端角度的调节。

本实施例中，平行轴输出减速器弯曲刚度测试系统还可以包括用于固定安装减速器30的减速器适配盘150，减速器适配盘150可拆卸固定在测试台10上。

具体的，不同型号或尺寸的减速器适配盘150用来固定不同型号或尺寸的减速器30，同时，不同型号或尺寸的减速器30均可以通过螺栓固定在测试台10上，并保证其固定的减速器30的输入端与齿轮轴140保持轴线重合，进而便于电机120与减速器30的传动连接，即本平行轴输出减速器弯曲刚度测试系统也可以完成不同型号或尺寸的减速器30的测试，测试范围广，适应性强。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种平行轴输出减速器弯曲刚度测试系统，其特征在于，包括：

测试台(10)，所述测试台(10)用于固定安装减速器(30)；

测试件，所述测试件用于与所述减速器(30)的输出端固接；

加载系统，所述加载系统与所述测试件连接，并用于使所述测试件发生摆动；

压力传感器(70)，所述压力传感器(70)用于检测所述加载系统和所述测试件之间的压力；以及

位移检测组件，所述位移检测组件用于检测所述测试件的预设位置的位移变化量。

2.根据权利要求1所述的平行轴输出减速器弯曲刚度测试系统，其特征在于，所述减速器弯曲刚度测试系统还包括控制器(60)，所述压力传感器(70)和所述位移检测组件均与所述控制器(60)连接。

3.根据权利要求2所述的平行轴输出减速器弯曲刚度测试系统，其特征在于，所述位移检测组件包括位移传感器(40)，所述位移传感器(40)的检测端与所述控制器(60)连接，能将位移信息实时传输到所述控制器(60)。

4.根据权利要求2所述的平行轴输出减速器弯曲刚度测试系统，其特征在于，所述压力传感器(70)为应变片式压力传感器，所述应变片式压力传感器能将压力值实时传递给分析控制系统。

5.根据权利要求1-4任一项所述的平行轴输出减速器弯曲刚度测试系统，其特征在于，所述减速器弯曲刚度测试系统还包括电机(120)、联轴器(130)以及齿轮轴(140)，所述电机(120)安装在所述测试台(10)上，所述电机(120)的输出轴与所述联轴器(130)传动连接，所述联轴器(130)与所述齿轮轴(140)传动连接，所述齿轮轴(140)用于与所述减速器(30)的输入端啮合。

6.根据权利要求5所述的平行轴输出减速器弯曲刚度测试系统，其特征在于，所述减速器弯曲刚度测试系统还包括用于固定安装所述减速器(30)的减速器适配盘(150)，所述减速器适配盘(150)可拆卸固定在所述测试台(10)上。

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