CN112414696B - 一种实验平台的齿侧间隙特性实验方法 - Google Patents

Abstract

一种实验平台的齿侧间隙特性实验方法，探究齿侧间隙对机构动力学影响的实验方法如下：步骤1：旋转所述齿间隙预紧件微调小齿轮位置；步骤2：转动所述锁紧手轮从而固定所述大齿轮；步骤3：转动所述刻度盘使所述指针指向零刻度；步骤4：拨动所述小齿轮并记录指针的摆动角度，记录此时对应的齿侧间隙值；步骤5：反向转动锁紧手轮松开大齿轮；步骤6：驱动所述电机运动，电机的输出轴通过联轴器、小齿轮轴、小齿轮、大齿轮、曲柄和连杆驱动所述执行滑块在阶梯导杆上往返运动；步骤7：记录传感器测得的数据。

Description

一种实验平台的齿侧间隙特性实验方法

技术领域

本发明涉及精密机械动力学性能领域，具体涉及一种实验平台的齿侧间隙特性实验方法。

背景技术

随着精密机械领域的不断发展，尤其在航空航天领域，机械系统逐步向高速，高稳定性和高精度方向发展，运动副间隙是影响机构动力学性能的重要因素。然而由于现代加工工艺的技术限制以及装配误差的存在，机械系统中经常会引入间隙。对于一些对精度要求较高的场所，间隙的存在往往会导致机械振动，带来各种各样的误差。因此，建立一个间隙运动副模型，尤其是建立一个更加贴近真实，结果更加反应实际的间隙运动副模型对当前所面临的间隙机构难题意义重大。

对于间隙运动副模型，重点在于运动副间隙的调整，尤其是运动副间隙的区域、形状、接触状态是否更加反应真实，这将直接影响实验结果。当前已有的间隙运动副的研究一方面主要是单一的研究某个间隙运动副，对于包含间隙运动副的完整系统研究较少；另一方面多数相关研究对运动副间隙的调整做了近似处理。

现有技术动力学特性实验平台中的不足如下：

现有技术的动力学特性实验平台对间隙机构进行动力学实验，一般只能实验一种，例如只实验移动间隙。或者只是多实验结构的简单叠加，多实验结构彼此之间没有传动连接关系。

现有技术的动力学特性实验平台对间隙机构进行动力学实验，只实验了常规间隙，但具体生产实践中存在差异化间隙，例如由于装配精度差异，两个部件之间的间隙存在差异化。现有技术并没有对差异化间隙进行动力学实验的方案。

现有技术的动力学特性实验平台对间隙机构进行动力学实验，移动副实验平台较为常见，但转动副缺乏相应的间隙实验手段。

现有技术的动力学特性实验平台对间隙机构进行动力学实验，移动副只能在相同尺寸的导杆上运动，无法轻易的切换移动导杆的尺寸。

现有技术的动力学特性实验平台对间隙机构进行动力学实验，往往平台的适应性不够广，缺乏更灵活的组装拆卸结构。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提出同时解决上述多种问题的方案。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种实验平台的齿侧间隙特性实验方法，所述实验平台包括脚架、机架、水平距离调节手柄、锁紧手轮、大齿轮、U形板、工作台、小齿轮、曲柄、摇杆、执行滑块、阶梯导杆、导杆底座、传感器、小平台、移动副预紧件、螺杆、联轴器、小齿轮轴、转动副调节驱动件、齿间隙预紧件、电机、调节滑块、固定块、V形滑块、锁紧滑块、固定框、指针、刻度盘；

所述工作台内部设有所述脚架，所述脚架上安装有所述机架，所述机架上安装有所述电机；所述机架侧表面包括三角形表面；所述三角形表面上开设有三角形孔，所述电机的输出轴向上延伸、通过联轴器连接所述小齿轮轴，所述小齿轮轴传递动力至所述小齿轮；小齿轮轴末端固定有所述指针；

所述工作台包括工作板，所述固定块固定在所述工作板的下表面，所述U形板连接在所述固定块上，所述固定块中设有凹槽，所述调节滑块可以在所述凹槽中运动，所述调节滑块中设置有通孔，所述小齿轮轴穿过所述通孔；所述调节滑块通过所述齿间隙预紧件驱动；所述齿间隙预紧件包括第一齿间隙预紧件、第二齿间隙预紧件；两个所述齿间隙预紧件均不对准所述调节滑块的中心线；所述U形板上端设有可旋转调节的所述刻度盘；所述指针与所述刻度盘对应设置；

所述固定框固定在所述工作板的下表面，所述锁紧滑块可以在所述固定框中移动，所述锁紧手轮可以驱动所述锁紧滑块移动，所述锁紧滑块一端为锁紧叉，所述锁紧叉可以锁紧所述大齿轮的齿轮轴；所述齿间隙预紧件对准的方向与所述锁紧滑块的移动方向彼此相互垂直；

所述小齿轮、所述大齿轮位于所述工作板的上方，所述小齿轮固定在所述U形板的内部，所述大齿轮的齿轮轴上方连接所述曲柄的一端，所述曲柄的另一端连接所述摇杆的一端，所述摇杆的另一端设有颈部，颈部上方连接有L形板，颈部末端连接固定环，所述固定环的外壁上设有承压板，所述承压板上设有转动副调节驱动件，所述转动副调节驱动件为调整螺柱，调整螺柱包括上调整螺柱、下调整螺柱，所述上调整螺柱、下调整螺柱位于承压板的外侧；所述固定环中包括断开口，所述断开口中设有所述V形滑块，所述执行滑块通过连接件与所述L形板连接；所述连接件通过紧固件固定在所述L形板上，所述执行滑块连接所述传感器；

所述工作板上表面设置有小平台，所述小平台上设有所述导杆底座，所述导杆底座上方滑动设置有所述阶梯导杆，所述阶梯导杆通过所述螺杆驱动，所述水平距离调节手柄通过转动驱动所述螺杆运动；所述阶梯导杆包括直径不同的部分；所述导杆底座通过移动副预紧件固定在所述工作板上;

探究齿侧间隙对机构动力学影响的实验方法如下：

步骤1：旋转所述齿间隙预紧件微调小齿轮位置；

步骤2：转动所述锁紧手轮从而固定所述大齿轮；

步骤3：转动所述刻度盘使所述指针指向零刻度；

步骤4：拨动所述小齿轮并记录指针的摆动角度，记录此时对应的齿侧间隙值；

步骤5：反向转动锁紧手轮松开大齿轮；

步骤6：驱动所述电机运动，电机的输出轴通过联轴器、小齿轮轴、小齿轮、大齿轮、曲柄和连杆驱动所述执行滑块在阶梯导杆上往返运动；

步骤7：记录传感器测得的数据。

进一步的，所述紧固件为调节螺钉。

进一步的，所述调节螺钉旋接在L形板上的螺孔中。

进一步的，所述联轴器为十字滑块联轴器。

进一步的，所述传感器为加速度传感器。

进一步的，所述执行滑块通过连杆连接所述传感器。

进一步的，所述工作台包括四脚。

进一步的，所述工作台包括四脚之间的横梁。

进一步的，所述脚架包括四脚。

进一步的，所述四脚上设有固定孔。

本发明的有益效果是：

针对背景技术的第1点，采用了齿侧间隙调整测试、移动副间隙调整测试、转动副间隙调整测试三种方式集成的方式；且不是简单的把三种间隙调整测试叠加到一个平台上，而是传动过程中三种结构都参与进去，同时运动。

针对背景技术的第2点，采用了多个调节预紧件，每个方向的预紧件设置在不同的方向位置，从而模拟实际工况中的差异化间隙，实现差异化间隙的测试。

针对背景技术的第3点，采用了V形曲面滑块与上下两个调整驱动件配合的方式，从而可以微小驱动V形曲面滑块上下移动，从而调整转动副通孔的尺寸。

针对背景技术的第4点，采用了阶梯导杆为具有不同轴径的等间距阶梯轴，阶梯导杆与螺杆配合调整整体阶梯导杆的位置，从而移动导杆适配滑块的行程，并改变轴径。

针对背景技术的第5点，采用了多种便于组装的结构，如独立的可拆卸电机脚架、开放式电机脚架便于拆卸电机、开放式U形板、可拆卸式导轨等。

注：上述设计不分先后，每一条都使得本发明相对现有技术具有区别和显著的进步。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明的正面轴测图；

图2为本发明的背面轴测图；

图3为本发明的主视图；

图4为本发明的左视图；

图5为本发明的齿轮副背部局部放大图；

图6为本发明的阶梯导杆和导杆底座示意图；

图7为本发明的转动副结构轴测图；

图8为本发明的V形滑块轴测图。

图中：脚架1、机架2、水平距离调节手柄3、锁紧手轮4、大齿轮5、U形板6、工作台7、小齿轮8、指针9、刻度盘10、曲柄11、摇杆12、执行滑块13、阶梯导杆14、导杆底座15、传感器16、小平台17、移动副预紧件18、螺杆19、导轨20、十字滑块联轴器21、小齿轮轴22、转动副调节驱动件23、紧固件24、齿间隙预紧件25、电机26、调节滑块27、固定块28、螺孔29、调整螺柱30、V形滑块31、移动副固定螺柱32、锁紧滑块33、固定框34、颈部35、L形板36、固定环37、承压板38。

具体实施方式

如图所示：一种实验平台的齿侧间隙特性实验方法，所述实验平台包括脚架、机架、水平距离调节手柄、锁紧手轮、大齿轮、U形板、工作台、小齿轮、曲柄、摇杆、执行滑块、阶梯导杆、导杆底座、传感器、小平台、移动副预紧件、螺杆、联轴器、小齿轮轴、转动副调节驱动件、齿间隙预紧件、电机、调节滑块、固定块、V形滑块、锁紧滑块、固定框、指针、刻度盘；

所述工作台内部设有所述脚架，所述脚架上安装有所述机架，所述机架上安装有所述电机；所述机架侧表面包括三角形表面；所述三角形表面上开设有三角形孔，所述电机的输出轴向上延伸、通过联轴器连接所述小齿轮轴，所述小齿轮轴传递动力至所述小齿轮；小齿轮轴末端固定有所述指针；

所述工作台包括工作板，所述固定块固定在所述工作板的下表面，所述U形板连接在所述固定块上，所述固定块中设有凹槽，所述调节滑块可以在所述凹槽中运动，所述调节滑块中设置有通孔，所述小齿轮轴穿过所述通孔；所述调节滑块通过所述齿间隙预紧件驱动；所述齿间隙预紧件包括第一齿间隙预紧件、第二齿间隙预紧件；两个所述齿间隙预紧件均不对准所述调节滑块的中心线；所述U形板上端设有可旋转调节的所述刻度盘；所述指针与所述刻度盘对应设置；

如图所示：所述固定框固定在所述工作板的下表面，所述锁紧滑块可以在所述固定框中移动，所述锁紧手轮可以驱动所述锁紧滑块移动，所述锁紧滑块一端为锁紧叉，所述锁紧叉可以锁紧所述大齿轮的齿轮轴；所述齿间隙预紧件对准的方向与所述锁紧滑块的移动方向彼此相互垂直；

所述小齿轮、所述大齿轮位于所述工作板的上方，所述小齿轮固定在所述U形板的内部，所述大齿轮的齿轮轴上方连接所述曲柄的一端，所述曲柄的另一端连接所述摇杆的一端，所述摇杆的另一端设有颈部，颈部上方连接有L形板，颈部末端连接固定环，所述固定环的外壁上设有承压板，所述承压板上设有转动副调节驱动件，所述转动副调节驱动件为调整螺柱，调整螺柱包括上调整螺柱、下调整螺柱，所述上调整螺柱、下调整螺柱位于承压板的外侧；所述固定环中包括断开口，所述断开口中设有所述V形滑块，所述执行滑块通过连接件与所述L形板连接；所述连接件通过紧固件固定在所述L形板上，所述执行滑块连接所述传感器；

所述工作板上表面设置有小平台，所述小平台上设有所述导杆底座，所述导杆底座上方滑动设置有所述阶梯导杆，所述阶梯导杆通过所述螺杆驱动，所述水平距离调节手柄通过转动驱动所述螺杆运动；所述阶梯导杆包括直径不同的部分；所述导杆底座通过移动副预紧件固定在所述工作板上;

探究齿侧间隙对机构动力学影响的实验方法如下：

步骤1：旋转所述齿间隙预紧件微调小齿轮位置；

步骤2：转动所述锁紧手轮从而固定所述大齿轮；

步骤3：转动所述刻度盘使所述指针指向零刻度；

步骤4：拨动所述小齿轮并记录指针的摆动角度，记录此时对应的齿侧间隙值；

步骤5：反向转动锁紧手轮松开大齿轮；

步骤6：驱动所述电机运动，电机的输出轴通过联轴器、小齿轮轴、小齿轮、大齿轮、曲柄和连杆驱动所述执行滑块在阶梯导杆上往返运动；

步骤7：记录传感器测得的数据。

如图所示：所述紧固件为调节螺钉。所述调节螺钉旋接在L形板上的螺孔中。所述联轴器为十字滑块联轴器。所述传感器为加速度传感器。所述执行滑块通过连杆连接所述传感器。所述工作台包括四脚。所述工作台包括四脚之间的横梁。所述脚架包括四脚。所述四脚上设有固定孔。

上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (10)

1.一种实验平台的齿侧间隙特性实验方法，其特征在于：所述实验平台包括脚架、机架、水平距离调节手柄、锁紧手轮、大齿轮、U形板、工作台、小齿轮、曲柄、摇杆、执行滑块、阶梯导杆、导杆底座、传感器、小平台、移动副预紧件、螺杆、联轴器、小齿轮轴、转动副调节驱动件、齿间隙预紧件、电机、调节滑块、固定块、V形滑块、锁紧滑块、固定框、指针、刻度盘；

所述工作台内部设有所述脚架，所述脚架上安装有所述机架，所述机架上安装有所述电机；所述机架侧表面包括三角形表面；所述三角形表面上开设有三角形孔，所述电机的输出轴向上延伸、通过联轴器连接所述小齿轮轴，所述小齿轮轴传递动力至所述小齿轮；小齿轮轴末端固定有所述指针；

所述工作台包括工作板，所述固定块固定在所述工作板的下表面，所述U形板连接在所述固定块上，所述固定块中设有凹槽，所述调节滑块可以在所述凹槽中运动，所述调节滑块中设置有通孔，所述小齿轮轴穿过所述通孔；所述调节滑块通过所述齿间隙预紧件驱动；所述齿间隙预紧件包括第一齿间隙预紧件、第二齿间隙预紧件；两个所述齿间隙预紧件均不对准所述调节滑块的中心线；所述U形板上端设有可旋转调节的所述刻度盘；所述指针与所述刻度盘对应设置；

所述固定框固定在所述工作板的下表面，所述锁紧滑块可以在所述固定框中移动，所述锁紧手轮可以驱动所述锁紧滑块移动，所述锁紧滑块一端为锁紧叉，所述锁紧叉可以锁紧所述大齿轮的齿轮轴；所述齿间隙预紧件对准的方向与所述锁紧滑块的移动方向彼此相互垂直；

所述小齿轮、所述大齿轮位于所述工作板的上方，所述小齿轮固定在所述U形板的内部，所述大齿轮的齿轮轴上方连接所述曲柄的一端，所述曲柄的另一端连接所述摇杆的一端，所述摇杆的另一端设有颈部，颈部上方连接有L形板，颈部末端连接固定环，所述固定环的外壁上设有承压板，所述承压板上设有转动副调节驱动件，所述转动副调节驱动件为调整螺柱，调整螺柱包括上调整螺柱、下调整螺柱，所述上调整螺柱、下调整螺柱位于承压板的外侧；所述固定环中包括断开口，所述断开口中设有所述V形滑块，所述执行滑块通过连接件与所述L形板连接；所述连接件通过紧固件固定在所述L形板上，所述执行滑块连接所述传感器；

所述工作板上表面设置有小平台，所述小平台上设有所述导杆底座，所述导杆底座上方滑动设置有所述阶梯导杆，所述阶梯导杆通过所述螺杆驱动，所述水平距离调节手柄通过转动驱动所述螺杆运动；所述阶梯导杆包括直径不同的部分；所述导杆底座通过移动副预紧件固定在所述工作板上;

探究齿侧间隙对机构动力学影响的实验方法如下：

步骤1：旋转所述齿间隙预紧件微调小齿轮位置；

步骤2：转动所述锁紧手轮从而固定所述大齿轮；

步骤3：转动所述刻度盘使所述指针指向零刻度；

步骤4：拨动所述小齿轮并记录指针的摆动角度，记录此时对应的齿侧间隙值；

步骤5：反向转动锁紧手轮松开大齿轮；

步骤6：驱动所述电机运动，电机的输出轴通过联轴器、小齿轮轴、小齿轮、大齿轮、曲柄和摇杆驱动所述执行滑块在阶梯导杆上往返运动；

步骤7：记录传感器测得的数据。

2.根据权利要求1所述的一种实验平台的齿侧间隙特性实验方法，其特征在于：所述紧固件为调节螺钉。

3.根据权利要求2所述的一种实验平台的齿侧间隙特性实验方法，其特征在于：所述调节螺钉旋接在L形板上的螺孔中。

4.根据权利要求1所述的一种实验平台的齿侧间隙特性实验方法，其特征在于：所述联轴器为十字滑块联轴器。

5.根据权利要求1所述的一种实验平台的齿侧间隙特性实验方法，其特征在于：所述传感器为加速度传感器。

6.根据权利要求1所述的一种实验平台的齿侧间隙特性实验方法，其特征在于：所述执行滑块通过连杆连接所述传感器。

7.根据权利要求1所述的一种实验平台的齿侧间隙特性实验方法，其特征在于：所述工作台包括四脚。

8.根据权利要求7所述的一种实验平台的齿侧间隙特性实验方法，其特征在于：所述工作台包括四脚之间的横梁。

9.根据权利要求1所述的一种实验平台的齿侧间隙特性实验方法，其特征在于：所述脚架包括四脚。

10.根据权利要求9所述的一种实验平台的齿侧间隙特性实验方法，其特征在于：所述四脚上设有固定孔。

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