CN112146874A - 一种可调偏置距的自调节锥齿轮测试箱 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种可调偏置距的自调节锥齿轮测试箱，属于机械设计技术领域，包括箱体，在箱体内水平设置有两根相互垂直的轮轴，小齿轮轴上设置有小锥齿轮，大齿轮轴上设置有轴套，轴套上设置有可旋转的大锥齿轮；轴套两端设置有固定螺母；固定螺母与轴套之间设置有压缩弹簧；小齿轮轴可旋转的设置在偏心轴座内；偏心轴座连接调节盘；偏心轴座上设置有大齿轮；箱体内设置有蜗轮蜗杆机构，蜗轮蜗杆机构包括蜗杆及设在大齿轮轴上的蜗轮；蜗杆上的小齿轮与大齿轮啮合；蜗轮通过花键套机构与固定螺母连接。本发明可以通过一台齿轮箱对不同偏置距、安装距的锥齿轮进行各种动态性能测试与分析，测试过程中可以根据偏置距的调节自动适应改变锥齿轮的位置。

Description

一种可调偏置距的自调节锥齿轮测试箱

技术领域

本发明属于机械设备技术领域，具体为一种可调偏置距的自调节锥齿轮测试箱。

背景技术

齿轮箱主要作用于将动力从机器的一部分传递到另一部份，并改变转速及扭矩以适应执行部件的工作要求；

锥齿轮以其优越的传动性能广泛应用于机械工程的各类行业中，锥齿轮的类型很多主要可以分为两大类：无偏置距的锥齿轮和有偏置距的准双曲面齿轮，在设计齿轮副时，为了评估其是否达到设计要求，需要将其安装于一台齿轮箱中进行各种静态和动态性能测试与分析。目前，现有技术与方法是要想对一对型号锥齿轮副进行性能测试，只能针对该齿轮副设计一台齿轮箱，这就为锥齿轮的性能测试带来了不便，因为设计、制造一台齿轮箱需要成本与时间，从而为锥齿轮新产品的开发增加了成本、降低了效率。

发明内容

本发明针对以上问题，提供一种可调偏置距的自调节锥齿轮测试箱，用于实验室对不同尺寸的锥齿轮副进行动态性能测试，可以通过一台齿轮箱对不同偏置距、安装距的锥齿轮进行各种动态性能测试与分析，测试过程中可以根据偏置距的调节自动适应改变锥齿轮的位置。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种可调偏置距的自调节锥齿轮测试箱，包括箱体，在箱体内水平设置有两根相互垂直的轮轴，分别为小齿轮轴和大齿轮轴，其中小齿轮轴上设置有可拆卸的小锥齿轮，大齿轮轴上设置有轴套，轴套上设置有可旋转的大锥齿轮；所述轴套两端设置有固定螺母；其中一个固定螺母与轴套之间设置有压缩弹簧；所述小锥齿轮和大锥齿轮相互啮合；所述小齿轮轴可旋转的设置在偏心轴座内；所述偏心轴座可旋转的设置在箱体外壁上；所述偏心轴座连接调节盘；所述调节盘旋转角度可调节定位；

所述偏心轴座上同轴固定设置有大齿轮；所述箱体内至少设置有一组蜗轮蜗杆机构，所述蜗轮蜗杆机构包括设置在箱体内壁之间的蜗杆以及设置在大齿轮轴上的可旋转的蜗轮；所述蜗杆一端设置有小齿轮；所述大齿轮与小齿轮啮合；所述蜗轮通过花键套机构与固定螺母连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述箱体内设置有两组蜗轮蜗杆机构；每组蜗轮蜗杆机构中的蜗轮分别通过花键套机构与对应的固定螺母连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述花键套机构包括与蜗轮同轴固定连接的第一花键套和与固定螺母同轴固定连接的第二花键套；所述第一花键套外壁上设置有花键齿，所述第二花键套内壁上设置有相配合的花键槽；或所述第一花键套内壁上设置有花键槽，所述第二花键套外壁上设置有想配合的花键齿。

作为上述技术方案的进一步改进，所述小齿轮轴上设置有速度传感器；所述大齿轮轴上设置有振动传感器。

作为上述技术方案的进一步改进，所述调节盘设置在箱体外壁上；所述调节盘上设置有弧形槽，所述调节盘通过弧形槽内的定位螺钉与箱体外壁固定；所述调节盘上设置有刻度。

作为上述技术方案的进一步改进，所述箱体上设置有油槽；所述油槽的出油口位于偏心轴座上方；所述偏心轴座的圆周壁上设置有进油孔。

作为上述技术方案的进一步改进，在箱体1侧壁上设置有进油口和排油口。

作为上述技术方案的进一步改进，所述小锥齿轮上设置有三维应变花。

作为上述技术方案的进一步改进，所述大齿轮轴两端设置在端安装座上；所述端安装座通过螺栓安装在箱体外壁上。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明是一种用于实验室对不同尺寸的锥齿轮副进行动态性能测试的齿轮箱，可以通过一台齿轮箱对不同偏置距、安装距的锥齿轮进行各种动态性能测试与分析，测试过程中可以根据偏置距的调节自动适应改变锥齿轮的位置。

1、该类齿轮箱可用于有偏置距和无偏置距的各类锥齿轮副，通过偏心装置可以灵活调整两轴之间的偏置距，通过箱体上的刻度可以精确调整偏置距的大小，既直观又便于调整，从而满足不同尺寸锥齿轮的安装需求。

2、本发明中通过设置的蜗轮蜗杆机构可以实现在旋转偏心轴座调节偏置距的时候同时自动调整大锥齿轮的位置，极大的提高了锥齿轮副动态性能测试时的操作效率。

3、齿轮箱外安装的速度传感器、振动传感器，小齿轮上的三维应变花埋丝技术，轴上的应力片以及光栅可以方便测量齿轮箱中的各种数据。

4、箱体上设置的油槽可以自动润滑小锥齿轮的旋转，在偏心轴座上设置有进油孔，改善了本测试箱内的锥齿轮副润滑环境，间接提高了检测准确性。

附图说明

图1为本发明的3D结构示意图；

图2为本发明的另一视角结构示意图；

图3为本发明的端面结构示意图；

图4为本发明的侧面结构示意图；

图5为本发明具备自动调节大锥齿轮位置的实施例示意图；

图6为本发明中蜗轮蜗杆机构与花键套结构的剖视结构图；

图7为本发明中采用两套蜗轮蜗杆机构实现大锥齿轮位置调节的示意图。

图中：1、箱体；2、小齿轮轴；3、小锥齿轮；4、偏心轴座；5、调节盘；6、速度传感器；7、光栅编码器；8、刻度；9、油槽；10、大齿轮轴；11、固定螺母；13、大锥齿轮；14、端安装座；15、振动传感器；16、进油口；17、排油口；18、大齿轮；19、小齿轮；20、蜗杆；21、传动齿轮；22、蜗轮；23、第一花键套；24、第二花键套；25、轴承；26、压缩弹簧；41、进油孔；51、弧形槽；52、定位螺钉。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

请参阅图1至图7，在一种具体的实施方式中，一种可调偏置距的自调节锥齿轮测试箱，包括箱体1，在箱体1内水平设置有两根相互垂直的轮轴，分别为小齿轮轴2和大齿轮轴10，其中小齿轮轴2上设置有可拆卸的小锥齿轮3，大齿轮轴10上设置有轴套，轴套上设置有可旋转的大锥齿轮13；所述轴套两端设置有固定螺母11；其中一个固定螺母11与轴套之间设置有压缩弹簧26；所述小锥齿轮3和大锥齿轮13相互啮合；所述小齿轮轴2可旋转的设置在偏心轴座4内；所述偏心轴座4可旋转的设置在箱体1外壁上；所述偏心轴座4连接调节盘5；所述调节盘5旋转角度可调节定位；

所述偏心轴座4上同轴固定设置有大齿轮18；所述箱体1内至少设置有一组蜗轮蜗杆机构，所述蜗轮蜗杆机构包括设置在箱体1内壁之间的蜗杆20以及设置在大齿轮轴10上的可旋转的蜗轮22；所述蜗杆20一端设置有小齿轮19；所述大齿轮18与小齿轮19啮合；所述蜗轮22通过花键套机构与固定螺母11连接。

大锥齿轮13可旋转的安装在轴套上，轴套安装在大齿轮轴10上可以提高大锥齿轮13的旋转稳定性，

轴套两端通过大齿轮轴10上的固定螺母11实现轴向限位。通过调节两端的固定螺母11的位置来实现轴套位置的调节，从而实现大锥齿轮的位置调节。

通过压缩弹簧26固定轴套的轴向位置，使得轴套在受压过大时能够自动调整轴向位置，从而降低损坏，同时使得固定螺母11位置发生变化时，轴套还能保持轴向限位固定。

如图7所示，为了提高自动驱动的稳定性，作为本发明的优选实施例，所述箱体1内设置有两组蜗轮蜗杆机构；每组蜗轮蜗杆机构中的蜗轮22分别通过花键套机构与对应的固定螺母11连接。本实施例中，大齿轮18通过传动齿轮21与另一组蜗杆上的小齿轮连接；由于可以自动驱动轴套两端的固定螺母旋转，从而可以提高大锥齿轮位置自动发生变化时还能保持轴向定位稳定性。

如图6所示，作为本发明的优选实施例，所述花键套机构包括与蜗轮22同轴固定连接的第一花键套23和与固定螺母11同轴固定连接的第二花键套24；所述第一花键套23外壁上设置有花键齿，所述第二花键套24内壁上设置有相配合的花键槽；或所述第一花键套23内壁上设置有花键槽，所述第二花键套24外壁上设置有想配合的花键齿。

第一花键套23与第二花键套24相互套接，在径向实现限位，防止旋转，轴向没有限位，可以伸缩。

为了提高测试结果的多样性，提高功能性，作为本发明的优选实施例，所述小齿轮轴2上设置有速度传感器6；所述大齿轮轴10上设置有振动传感器15。速度传感器6用于感应小齿轮轴2的旋转速度，振动传感器15用于感应大齿轮轴10的振动幅度。

为了提高测试的结果准确性，作为本发明的优选实施例，所述调节盘5上设置有弧形槽51，所述调节盘5通过弧形槽51内的定位螺钉52与箱体1外壁固定；所述调节盘5上设置有刻度8。

操作时，先拧松定位螺钉52，然后旋转调节盘5一定角度后，再拧紧定位螺钉52即可。

作为本发明的优选实施例，所述箱体1上设置有油槽9；所述油槽9的出油口位于偏心轴座4上方；所述偏心轴座4的圆周壁上设置有进油孔41。

作为本发明的优选实施例，在箱体1侧壁上设置有进油口16和排油口17。进油口16位置高于排油口17；进油口16用于灌入润滑油到箱体1内，排油口17用于排出润滑油。

作为本发明的优选实施例，所述大齿轮轴10两端设置在端安装座14上；所述端安装座14通过螺栓安装在箱体1外壁上。

本发明具体工作原理：

在小齿轮轴2上设置有光栅编码器7，通过联轴器把小齿轮轴2夹紧并偏心放置于偏心轴座中4；偏心轴座4上设计6个油槽，在其上,方设置油槽9改善小齿轮轴的润滑条件；小锥齿轮3与大锥齿轮13互相啮合，实现运动传递；大锥齿轮13通过轴套装在大齿轮轴10上，采用两个固定螺母11对轴套进行限位固定。通过振动传感器15测量齿轮的震动频率。

旋转调节盘5，带动偏心轴座4旋转，从而带动偏心轴座4上的小齿轮轴2旋转，从而实现了小锥齿轮3与大锥齿轮13相对位置调节，从而实现了偏置距的调节。

当旋转偏心轴座4时，偏心轴座4上的大齿轮18会驱动小齿轮19旋转，小齿轮19带动蜗杆20旋转，蜗杆20带动蜗轮22旋转，蜗轮22旋转的时候通过花键机构带动固定螺母11旋转，从而实现了大锥齿轮的轴向位置自动调节。

通过更换不同类型的锥齿轮，如双曲面齿轮、弧齿锥齿轮、摆线齿锥齿轮等，可以进行不同类型锥齿轮的测试。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种可调偏置距的自调节锥齿轮测试箱，包括箱体(1)，其特征在于，在箱体(1)内水平设置有两根相互垂直的轮轴，分别为小齿轮轴(2)和大齿轮轴(10)，其中小齿轮轴(2)上设置有可拆卸的小锥齿轮(3)，大齿轮轴(10)上设置有轴套，轴套上设置有可旋转的大锥齿轮(13)；所述轴套两端设置有固定螺母(11)；其中一个固定螺母(11)与轴套之间设置有压缩弹簧(26)；所述小锥齿轮(3)和大锥齿轮(13)相互啮合；所述小齿轮轴(2)可旋转的设置在偏心轴座(4)内；所述偏心轴座(4)可旋转的设置在箱体(1)外壁上；所述偏心轴座(4)连接调节盘(5)；所述调节盘(5)旋转角度可调节定位；

所述偏心轴座(4)上同轴固定设置有大齿轮(18)；所述箱体(1)内至少设置有一组蜗轮蜗杆机构，所述蜗轮蜗杆机构包括设置在箱体(1)内壁之间的蜗杆(20)以及设置在大齿轮轴(10)上的可旋转的蜗轮(22)；所述蜗杆(20)一端设置有小齿轮(19)；所述大齿轮(18)与小齿轮(19)啮合；所述蜗轮(22)通过花键套机构与固定螺母(11)连接。

2.根据权利要求1所述的一种可调偏置距的自调节锥齿轮测试箱，其特征在于，所述箱体(1)内设置有两组蜗轮蜗杆机构；每组蜗轮蜗杆机构中的蜗轮(22)分别通过花键套机构与对应的固定螺母(11)连接。

3.根据权利要求1所述的一种可调偏置距的自调节锥齿轮测试箱，其特征在于，所述花键套机构包括与蜗轮(22)同轴固定连接的第一花键套(23)和与固定螺母(11)同轴固定连接的第二花键套(24)；所述第一花键套(23)外壁上设置有花键齿，所述第二花键套(24)内壁上设置有相配合的花键槽；或所述第一花键套(23)内壁上设置有花键槽，所述第二花键套(24)外壁上设置有想配合的花键齿。

4.根据权利要求1所述的一种可调偏置距的自调节锥齿轮测试箱，其特征在于，所述小齿轮轴(2)上设置有速度传感器(6)；所述大齿轮轴(10)上设置有振动传感器(15)。

5.根据权利要求1所述的一种可调偏置距的自调节锥齿轮测试箱，其特征在于，所述调节盘(5)设置在箱体(1)外壁上；所述调节盘(5)上设置有弧形槽(51)，所述调节盘(5)通过弧形槽(51)内的定位螺钉(52)与箱体(1)外壁固定；所述调节盘(5)上设置有刻度(8)。

6.根据权利要求1所述的一种可调偏置距的自调节锥齿轮测试箱，其特征在于，所述箱体(1)上设置有油槽(9)；所述油槽(9)的出油口位于偏心轴座(4)上方；所述偏心轴座(4)的圆周壁上设置有进油孔(41)。

7.根据权利要求1所述的一种可调偏置距的自调节锥齿轮测试箱，其特征在于，在箱体1侧壁上设置有进油口(16)和排油口(17)。

8.根据权利要求1所述的一种可调偏置距的自调节锥齿轮测试箱，其特征在于，所述大齿轮轴(10)两端设置在端安装座(14)上；所述端安装座(14)通过螺栓安装在箱体(1)外壁上。

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