CN112240827A - 用于减速机试验的复合加载装置和试验台 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于减速机试验的复合加载装置和试验台，复合加载装置包括：设有安装孔的加载框架；安装在加载框架内的加载方座；包括加载轴套、2个加载轴承和轴承锁紧螺母的加载轴承组件，加载轴承组件安装在加载方座的内部空间，加载轴套的第一端部设有用于与被试减速机的输出加载轴连接的花键结构，所述加载轴套的第二端部设有用于与扭矩加载单元连接的万向联轴节；包括径向力加载压板、径向力加载压头、径向力传感器和多个径向力加载螺钉的径向力加载单元；包括轴向力加载压板、轴向力加载压头、轴向力传感器和多个轴向力加载螺钉的轴向力加载单元。本发明的复合加载装置和试验台可以在减速机承受扭矩运转的工况下独立施加径向力和轴向力。

Description

用于减速机试验的复合加载装置和试验台

技术领域

本发明属于减速机测试技术领域，具体地涉及用于减速机试验的复合加载装置和试验台。

背景技术

精密减速机如RV减速机和谐波减速机在工作过程中，除承受扭矩外，还可能承受垂直于轴线的径向负载和平行轴线的轴向负载。因此，在减速机的研发和性能测试过程中，不仅需要测试减速机在承受扭矩的连续旋转工况，还需要模拟减速机在承受轴向负载和径向负载时的工况以检测减速机在这样的负载下的工作状态变化，如传动精度的变化。

目前，RV减速机和谐波减速机测试过程通常仅加载扭矩进行测试，不能模拟减速机承受的径向负载和轴向负载。例如，申请号为201210225611.7的中国专利申请公开了一种通用型减速机试验台，该试验台的加载单元单纯加载扭矩，不能实现径向负载和轴向负载加载。

另外，目前还出现了通过在减速机的输出端悬挂质量块的方式来模拟径向负载的方案。但是，这样的方案仅加载径向负载，不能加载轴向负载，并且通过调整质量块的质量调整力的大小，不能实现无级调整，调整不方便。

发明内容

因此，本发明的目的是针对现有技术中存在的缺点，提供用于减速机试验的复合加载装置和试验台，本发明的复合加载装置和试验台可以模拟减速机所承受的径向力和轴向力负载，并且两个方向上的加载的调节方便、灵活，特别适用于精密减速机如RV减速机和谐波减速机的测试。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一方面，本发明提供了用于减速机试验的复合加载装置，其中，所述复合加载装置包括：

加载框架，所述加载框架的底部设有用于将所述加载框架固定到试验台的安装孔；

加载方座，所述加载方座安装在所述加载框架内，所述加载方座具有环形侧壁，所述环形侧壁围绕形成内部空间；

加载轴承组件，所述加载轴承组件设置在所述内部空间中，所述加载轴承组件包括加载轴套、2个加载轴承和轴承锁紧螺母，2个所述加载轴承套置在所述加载轴套上并经所述轴承锁紧螺母固定到所述加载方座上，所述加载轴套的第一端部设有用于与被试减速机的输出加载轴连接的花键结构，所述加载轴套的第二端部设有用于与扭矩加载单元连接的万向联轴节；

径向力加载单元，所述径向力加载单元包括径向力加载压板、径向力加载压头、径向力传感器和多个径向力加载螺钉，所述径向力加载压板经由多个所述径向力加载螺钉安装到所述加载框架上，所述径向力加载压板垂直于所述加载轴套的轴线向内依次压迫所述径向力加载压头和所述径向力传感器，所述径向力传感器与所述加载方座的侧面抵触；

轴向力加载单元，所述轴向力加载单元包括轴向力加载压板、轴向力加载压头、轴向力传感器和多个轴向力加载螺钉，所述轴向力加载压板经由多个所述轴向力加载螺钉安装到所述加载框架上，所述轴向力加载压板沿所述加载轴套的轴线依次压迫所述轴向力加载压头和所述轴向力传感器，使得所述轴向力传感器从设有所述万向联轴节的一端压迫所述加载方座。

进一步地，所述加载轴承为圆锥滚子轴承，所述圆锥滚子轴承对称设置在所述加载轴套上。

进一步地，所述径向力加载单元还包括径向力调节螺钉，所述径向力加载压板上设有与所述径向力调节螺钉配合的径向力调节螺孔，所述径向力调节螺钉穿过所述径向力调节螺孔与所述径向力加载压头抵触。

进一步地，所述轴向力加载单元还包括轴向力调节螺钉，所述轴向力加载压板上设有与所述轴向力调节螺钉配合的轴向力调节螺孔，所述轴向力调节螺钉穿过所述轴向力调节螺孔与所述轴向力加载压头抵触。

进一步地，所述径向力加载压头在朝向所述径向力加载压板的一端被设置成球面。

进一步地，所述轴向力加载压头在朝向所述轴向力加载压板的一端被设置成球面。

进一步地，所述轴向力加载单元包括2个轴向力加载压板、2个轴向力加载压头、2个轴向力传感器和4个轴向力加载螺钉，2个所述轴向力加载压板各自经由2个所述轴向力加载螺钉安装到所述加载框架上并且2个所述轴向力加载压板沿所述加载轴套的轴线左右对称设置，每个轴向力加载压板向内依次压迫与其对应的轴向力加载压头和轴向力传感器，使得所述轴向力传感器从设有所述万向联轴节的一端压迫所述加载方座。

更进一步地，所述加载方座的左右两侧设有凸台，2个所述轴向力传感器经由螺栓连接到相对应的凸台。

进一步地，所述加载轴套的第一端部设有内孔，所述内孔的内表面设有与所述输出加载轴配合的花键结构。

另一方面，本发明提供了用于减速机试验的试验台，其中，所述试验台包括：

台体；

驱动单元，所述驱动单元设置在所述台体上并用于向被试减速机提供驱动转速；

减速机支座，所述减速机支座设置在所述台体上并用于安装被试减速机；

复合加载装置，所述复合加载装置经由安装孔固定到所述台体上并用于向被试减速机提供径向加载力和/或轴向加载力；和

扭矩加载单元，所述扭矩加载单元设置在所述台体上，所述扭矩加载单元与万向联轴节连接，所述驱动单元和所述扭矩加载单元共同向被试减速机提供驱动扭矩。

本发明提供的用于减速机试验的复合加载装置可以用于在减速机(特别是诸如RV减速机和谐波减速机的精密减速机)的性能试验过程中加载径向力和轴向力负载，在减速机承受扭矩运转的工况下，径向力和轴向力能独立调节大小；设置有万向联轴节能够消除加载力变形对扭矩测量精度的影响。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明的用于减速机试验的试验台的一种实施方案的结构示意图；

图2是根据本发明的用于减速机试验的试验台的一种实施方案的剖视图；

图3是根据本发明的用于减速机试验的复合加载装置的一种实施方案的、被试减速机侧的拆分示意图；

图4是根据本发明的用于减速机试验的复合加载装置的一种实施方案的垂直轴线方向的剖视图；

图5是根据本发明的用于减速机试验的复合加载装置的一种实施方案的水平方向的剖视图；

图6是根据本发明的用于减速机试验的复合加载装置的一种实施方案的、扭矩加载单元侧的拆分示意图；

图7是径向力加载压头和轴向力加载压头的一种实施方案的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1-驱动单元；2-被试减速机；201-输出端连接法兰；202-输出加载轴；3-复合加载装置；301-径向力加载螺钉；302-径向力加载压板；303-径向力加载压头；304-径向力传感器；305-加载方座；306-加载轴承；308-径向力调节螺钉；309-加载框架；310-加载轴套；311-轴承锁紧螺母；312-轴向力加载螺钉；313-轴向力加载压板；314-轴向力加载压头；315-轴向力传感器；316-轴向力调节螺钉；317-万向联轴节；4-扭矩加载单元；401-扭矩传感器；402-扭矩加载装置；5-台体。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。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讨论。

本发明提供了一种用于减速机试验的复合加载装置。

参照图1-7，本发明的复合加载装置包括加载框架309、加载方座305、加载轴承组件、径向力加载单元和轴向力加载单元。

加载框架309的底部设有用于将加载框架309固定到试验台的安装孔。

加载方座305安装在加载框架309内，加载方座305具有环形侧壁，环形侧壁围绕形成内部空间。

加载轴承组件设置在内部空间中，加载轴承组件包括加载轴套310、2个加载轴承306和轴承锁紧螺母311，2个加载轴承306套置在加载轴套310上并经轴承锁紧螺母311固定到加载方座305上，加载轴套310的第一端部设有用于与被试减速机的输出加载轴202连接的花键结构，加载轴套310的第二端部设有用于与扭矩加载单元4连接的万向联轴节317。

径向力加载单元包括径向力加载压板302、径向力加载压头303、径向力传感器304和多个径向力加载螺钉301，径向力加载压板302经由多个径向力加载螺钉301安装到加载框架309上，径向力加载压板302垂直于加载轴套310的轴线向内依次压迫径向力加载压头303和径向力传感器304，径向力传感器304与加载方座305的侧面抵触。

轴向力加载单元包括轴向力加载压板313、轴向力加载压头314、轴向力传感器315和多个轴向力加载螺钉312，轴向力加载压板313经由多个轴向力加载螺钉312安装到加载框架309上，轴向力加载压板313沿加载轴套310的轴线依次压迫轴向力加载压头314和轴向力传感器315，使得轴向力传感器315从设有万向联轴节317的一端压迫加载方座305。

参照图3和图4，施加径向力时，旋紧径向力加载螺钉301，径向力加载压板302受压向下压紧径向力加载压头303，径向力依次经过径向力加载压头303和径向力传感器304向下传递到加载方座305，之后通过设置在加载方座305的内部空间的加载轴承306传递到加载轴套310，并进一步通过加载轴套310传递到输出加载轴202，输出加载轴202将径向力传递给被试减速机。

参照图5和图6，施加轴向力时，旋紧轴向力加载螺钉312，轴向力加载压板313受压向内(即图5中向左方向)压紧轴向力加载压头314，轴向力依次经过轴向力加载压头314和轴向力传感器315传递到加载方座305，之后通过设置在加载方座305的内部空间的加载轴承306传递到加载轴套310，并进一步通过加载轴套310的第一端部传递到输出加载轴202，输出加载轴202将轴向力传递给被试减速机。

本发明中，加载轴套310的第二端部设有万向联轴节317。万向联轴节317能够适应输出加载轴202因受到径向力作用时产生的变形，不对后端的扭矩加载单元(特别是扭矩传感器)产生附加力，从而保证扭矩加载单元(特别是扭矩传感器)的加载精度。

在本发明的一个实施例中，加载轴承306为圆锥滚子轴承，圆锥滚子轴承对称设置在加载轴套310上。本发明中，选用圆锥滚子轴承作为加载轴承，能够保证加载方座305所受到的径向负载力和轴向负载力同时加载到加载轴套310上，进而传递到被试减速机。

在本发明的一个实施例中，参照图3-6，本发明的复合加载装置还包括轴承端盖。

在本发明的一个实施例中，加载轴套310的第一端部设有内孔，内孔的内表面设有与输出加载轴202配合的花键结构。

参照图4，施加径向力时，通过加载轴套310的内孔的圆柱面将径向力由加载轴套310传递到输出加载轴202。

类似地，参照图5，施加轴向力时，通过加载轴套310的内孔的右端面将轴向力由加载轴套310传递到输出加载轴202。

在本发明的一个实施例中，径向力加载单元还包括径向力调节螺钉308，径向力加载压板302上设有与径向力调节螺钉308配合的径向力调节螺孔，径向力调节螺钉308穿过径向力调节螺孔与径向力加载压头303抵触。当需要对径向加载力进行微调时，调整径向力加载压板302上的径向力调节螺钉308，由此就可以进行小范围的精细调节，以满足加载精度要求。

在本发明的一个实施例中，轴向力加载单元还包括轴向力调节螺钉316，轴向力加载压板313上设有与轴向力调节螺钉316配合的轴向力调节螺孔，轴向力调节螺钉316穿过轴向力调节螺孔与轴向力加载压头314抵触。当需要对轴向力加载力进行微调时，调整轴向力加载压板313上的轴向力调节螺钉316，，由此就可以进行小范围的精细调节，以满足加载精度要求。

在本发明的一个具体实施例中，径向力调节螺钉308和轴向力调节螺钉316为细牙螺纹。

在本发明的一个实施例中，参照图7，径向力加载压头303在朝向径向力加载压板302的一端被设置成球面。

在本发明的一个实施例中，参照图7，轴向力加载压头314在朝向轴向力加载压板313的一端被设置成球面。

本发明中，径向力加载压头303和轴向力加载压头314设置有球面端部，这样的球面端部分别与径向力加载压板302和轴向力加载压板313接触，不仅可以保证各压板与相应的压头之间能够传递力，而且不产生结构干涉，减少两个方向上力的互相影响，实现径向力和轴向力的独立调节，两个方向同时加载，从而不影响径向加载力和轴向加载力的的精度。

在本发明的一个实施例中，轴向力加载单元包括2个轴向力加载压板313、2个轴向力加载压头314、2个轴向力传感器315和4个轴向力加载螺钉312，2个所轴向力加载压板313各自经由2个轴向力加载螺钉312安装到加载框架309上并且2个轴向力加载压板313沿加载轴套310的轴线左右对称设置，每个轴向力加载压板313向内依次压迫与其对应的轴向力加载压头314和轴向力传感器315，使得轴向力传感器315从设有万向联轴节317的一端压迫加载方座305。

在本发明的一个实施例中，加载方座305的左右两侧设有凸台，2个轴向力传感器315经由螺栓连接到相对应的凸台。

另一方面，本发明还提供了一种用于减速机试验的试验台。

参照图1和图2，本发明的试验台包括台体5、驱动单元1、减速机支座、复合加载装置3和扭矩加载单元4。

驱动单元1设置在台体5上并用于向被试减速机2提供驱动转速。

减速机支座设置在台体5上并用于安装被试减速机2。

复合加载装置3经由安装孔固定到台体5上并用于向被试减速机2提供径向加载力和/或轴向加载力。

扭矩加载单元4设置在台体5上，扭矩加载单元4与万向联轴节317连接，驱动单元和扭矩加载单元4共同向被试减速机2提供驱动扭矩。

在图1和图2所示的实施方案中，驱动单元1、被试减速机2、复合加载装置3和扭矩加载单元4从左到右依次安装在台体5上。

本发明中，被试减速机2和复合加载装置3之间通过相互配合的花键结构来传递扭矩，输出加载轴202的外径传递径向力，输出加载轴202的右侧轴径端部与与加载轴套310的第一端部的花键结构贴合在一起传递轴向力。

在本发明的一个实施例中，被试减速机2可以通过法兰安装减速机支座上，进而安装到台体5上。

在本发明的一个实施例中，参照图2，被试减速机2设置有输出端连接法兰201。输出端连接法兰201与被试减速机2的输出端通过螺钉连接在一起，而另一侧通过螺钉与输出加载轴202连接在一起。输出加载轴202通过花键结构与加载轴套310的第一端部连接。

在本发明的一个实施例中，扭矩加载单元4包括扭矩传感器401和扭矩加载装置402。复合加载装置的万向联轴节317与扭矩传感器401，扭矩传感器401与扭矩加载装置402连接以传递并测量被试减速机2在其加载端承受的扭矩。

另外，本发明可以采用本领域中已知的驱动单元、减速机支座、扭矩加载单元和台体，例如，中国专利申请201210225611.7中所公开的那些，这里在与本申请一致的程度上引用以将其并入申请。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.用于减速机试验的复合加载装置，其中，所述复合加载装置包括：

加载框架(309)，所述加载框架(309)的底部设有用于将所述加载框架(309)固定到试验台的安装孔；

加载方座(305)，所述加载方座(305)安装在所述加载框架(309)内，所述加载方座(305)具有环形侧壁，所述环形侧壁围绕形成内部空间；

加载轴承组件，所述加载轴承组件设置在所述内部空间中，所述加载轴承组件包括加载轴套(310)、2个加载轴承(306)和轴承锁紧螺母(311)，2个所述加载轴承(306)套置在所述加载轴套(310)上并经所述轴承锁紧螺母(311)固定到所述加载方座(305)上，所述加载轴套(310)的第一端部设有用于与被试减速机的输出加载轴(202)连接的花键结构，所述加载轴套(310)的第二端部设有用于与扭矩加载单元(4)连接的万向联轴节(317)；

径向力加载单元，所述径向力加载单元包括径向力加载压板(302)、径向力加载压头(303)、径向力传感器(304)和多个径向力加载螺钉(301)，所述径向力加载压板(302)经由多个所述径向力加载螺钉(301)安装到所述加载框架(309)上，所述径向力加载压板(302)垂直于所述加载轴套(310)的轴线向内依次压迫所述径向力加载压头(303)和所述径向力传感器(304)，所述径向力传感器(304)与所述加载方座(305)的侧面抵触；

轴向力加载单元，所述轴向力加载单元包括轴向力加载压板(313)、轴向力加载压头(314)、轴向力传感器(315)和多个轴向力加载螺钉(312)，所述轴向力加载压板(313)经由多个所述轴向力加载螺钉(312)安装到所述加载框架(309)上，所述轴向力加载压板(313)沿所述加载轴套(310)的轴线依次压迫所述轴向力加载压头(314)和所述轴向力传感器(315)，使得所述轴向力传感器(315)从设有所述万向联轴节(317)的一端压迫所述加载方座(305)。

2.根据权利要求1所述的复合加载装置，其中，所述加载轴承(306)为圆锥滚子轴承，所述圆锥滚子轴承对称设置在所述加载轴套(310)上。

3.根据权利要求1或2所述的复合加载装置，其中，所述径向力加载单元还包括径向力调节螺钉(308)，所述径向力加载压板(302)上设有与所述径向力调节螺钉(308)配合的径向力调节螺孔，所述径向力调节螺钉(308)穿过所述径向力调节螺孔与所述径向力加载压头(303)抵触。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的复合加载装置，其中，所述轴向力加载单元还包括轴向力调节螺钉(316)，所述轴向力加载压板(313)上设有与所述轴向力调节螺钉(316)配合的轴向力调节螺孔，所述轴向力调节螺钉(316)穿过所述轴向力调节螺孔与所述轴向力加载压头(314)抵触。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的复合加载装置，其中，所述径向力加载压头(303)在朝向所述径向力加载压板(302)的一端被设置成球面。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的复合加载装置，其中，所述轴向力加载压头(314)在朝向所述轴向力加载压板(313)的一端被设置成球面。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的复合加载装置，其中，所述轴向力加载单元包括2个轴向力加载压板(313)、2个轴向力加载压头(314)、2个轴向力传感器(315)和4个轴向力加载螺钉(312)，2个所述轴向力加载压板(313)各自经由2个所述轴向力加载螺钉(312)安装到所述加载框架(309)上并且2个所述轴向力加载压板(313)沿所述加载轴套(310)的轴线左右对称设置，每个轴向力加载压板(313)向内依次压迫与其对应的轴向力加载压头(314)和轴向力传感器(315)，使得所述轴向力传感器(315)从设有所述万向联轴节(317)的一端压迫所述加载方座(305)。

8.根据权利要求7所述的复合加载装置，其中，所述加载方座(305)的左右两侧设有凸台，2个所述轴向力传感器(315)经由螺栓连接到相对应的凸台。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的复合加载装置，其中，所述加载轴套(310)的第一端部设有内孔，所述内孔的内表面设有与所述输出加载轴(202)配合的花键结构。

10.用于减速机试验的试验台，其中，所述试验台包括：

台体(5)；

驱动单元，所述驱动单元设置在所述台体(5)上并用于向被试减速机(2)提供驱动转速；

减速机支座，所述减速机支座设置在所述台体(5)上并用于安装被试减速机(2)；

如权利要求1至9中任一项所述的复合加载装置，所述复合加载装置经由安装孔固定到所述台体(5)上并用于向被试减速机(2)提供径向加载力和/或轴向加载力；和

扭矩加载单元(4)，所述扭矩加载单元(4)设置在所述台体(5)上，所述扭矩加载单元(4)与万向联轴节(317)连接，所述驱动单元和所述扭矩加载单元(4)共同向被试减速机(2)提供驱动扭矩。

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