CN113418697B - 一种多功能弧齿锥齿轮实验台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能弧齿锥齿轮实验台，包主要由地基板，交流变频电动机、第一转速扭矩仪、试验齿轮箱、第二转速扭矩仪、加载器、自动润滑装置等组成，交流变频电动机的输出轴与第一转速扭矩仪的输入轴通过第一联轴器固定连接，第一转速扭矩仪的输出轴与试验齿轮箱的输入轴通过第一联轴器连接。本发明集多种功能于一体，可同时测量弧齿锥齿轮的动态特性、风阻、温度场、齿面接触印痕、传动误差等，而且能够调节两齿轮轴之间的安装距和轴交角，验证不同弧齿锥齿轮对的互换性，转速最高可达到10000rad/min，同时，在转速小于5000rand/min时可实现恒功率实验，在转速大于5000rand/min时可实现恒扭矩实验，风阻实验时可以安装不同间隙的挡风罩，能够进行与挡风罩相关的对比试验。

Description

一种多功能弧齿锥齿轮实验台

技术领域

本发明属于弧齿锥齿轮研究领域，特别涉及一种多功能弧齿锥齿轮实验台。

背景技术

弧齿锥齿轮耦合多转子传动系统在航空发动机、直升机、船舶等涉及到国防和国民经济建设的重要装备中有着广泛的应用。随着弧齿锥齿轮实际工作环境要求的日益提高，其传动的失效和振动等问题越来越突出。近年来，弧齿锥齿相关的理论分析研究工作开展比较多，但相关的实验验证工作开展比较少，为了验证这些理论的正确性，就需要搭建弧齿锥齿轮实验台。

目前，在相关研究所、企业和高校的实验室中，现有的弧齿锥齿轮实验台功能较为单一。例如专利号为CN104330254A的专利所设计的齿轮试验台仅能检验多种故障形式对齿轮传动的影响；专利号为CN201710697207.2的专利，其发明的锥齿轮机械封闭式试验台虽然实现了高速条件下对锥齿轮的振动、动态传递误差、动应力和疲劳情况等传动性能进行试验，但其工况条件和功能较少。

发明内容

本发明解决的技术问题是：为了解决现有弧齿锥齿轮实验台实验研究情况单一且对工况条件研究较少的不足，本发明提出了一种集研究弧齿锥齿轮本体温度、动态特性、风阻和互换性于一体的多功能弧齿锥齿轮实验台，对弧齿锥齿轮的传动效率及传动能力的研究具有重要意义。

本发明的技术方案是：一种多功能弧齿锥齿轮实验台，其特征在于，包括地基板1、交流变频电动机2、测试箱体、润滑油箱和水箱组件和加载器9；其中交流变频电动机2、测试箱体、润滑油加热组件均位于地基板1上；

所述测试箱体包括上箱体13和下箱体组件，测试箱体内设有待实验的弧齿锥齿轮；

所述测试箱体外连有圆光栅14，内部包括第一转轴22、第一弧齿锥齿轮24、第二弧齿锥齿轮20、挡风罩25、第二转轴19、轴交角可调机构和轴向位移调整机构；第一转轴22穿过下箱体后一端贯穿圆光栅14安装孔，另一端通过联轴器和扭矩仪与加载器9连接；第二转轴19一端连有第二弧齿锥齿轮20，另一端通过联轴器和扭矩仪与交流变频电动机2连接；

第一弧齿锥齿轮24位于第一转轴22上，且第一弧齿锥齿轮24和第二弧齿锥齿轮20相互啮合，且第一弧齿锥齿轮24和第二弧齿锥齿轮20的齿根处设有应变片30；挡风罩25为可拆卸结构，安装于第一弧齿锥齿轮24上；

第一转轴22上设有轴向位移调整机构用于调节第一转轴22的轴向位置；第二转轴19上分别设有轴向位移调整机构和轴交角可调机构，分别用于调节第二转轴19的偏转角度和轴向位置；

所述润滑油加热组件用于润滑油加热使其保持恒定温度，使得设定工况状态下的润滑油在弧齿锥齿轮工作时进行喷洒，保证齿轮之间的相互润滑。

本发明进一步的技术方案是：所述轴交角可调机构包括螺栓32、螺母33、密封板34、转动连接板35、第一连接杆46、开口圆管37、连接板38、转轴支撑框39、弹簧40、导杆41、第二滑槽42、安装板43、滑板44和支撑板45；第二转轴19贯穿转轴支撑框39；转轴支撑框39一端与连接板38一端固连，连接板38另一端为圆柱状，该圆柱端位于开口圆管37内，开口圆管37固连在箱体侧壁上；转轴支撑框39另一端铰接有转动连接板35，转动连接板35另一端与滑板44一端铰接，滑板44另一端与螺母33固连，螺母33位于螺栓32上，螺栓32与支撑板45转动连接；安装板43的侧壁上设有导杆41，导杆41与安装板43滑动连接，导杆41的一端转动连接有滚轮，滚轮与转动连接板35相抵，导杆41位于滚轮与安装板43之间的部分套设有弹簧40，弹簧40为压缩弹簧，导杆41远离滚轮的一端固定连接有防脱固定块。

本发明进一步的技术方案是：旋转螺栓32时，螺母33带动滑板44轴向移动，同时转动连接板35在弹簧40的压力作用下发生偏转，进而带动转轴支撑框39与连接板38整体偏转，实现贯穿在转轴支撑框39上的第二转轴19轴线偏转。

本发明进一步的技术方案是：所述轴向位移调整机构包括滑环52、轴头54、第二连接杆47、圆螺母48、第三固定板49和双头螺杆50，所述第三固定板49的侧壁上贯穿设有螺纹孔，螺纹孔内贯穿设有双头螺杆50，所述双头螺杆50与螺纹孔相互配合，双头螺杆50两端的螺纹旋向相反；双头螺杆50的上端贯穿设有圆螺母48，圆螺母48的侧壁上固定连接有滑环52；第一转轴22和第二转轴19的侧壁上均开设有滑环槽，滑环52套设与滑环槽内，滑环52与滑环槽滑动连接，所述第一转轴22和第二转轴19的内均开设有圆柱孔51，圆柱孔51的内壁上开设有花键槽，圆柱孔51内滑动连接有圆柱53，所述圆柱53的侧壁上开设有花键，花键与花键槽相互配合，圆柱53的下端固定连接有轴头54。

本发明进一步的技术方案是：拧动双头螺杆50，使得圆螺母48带动滑环52推动轴的轴向移动，完成第一转轴22和第二转轴19的轴向位置调整。

本发明进一步的技术方案是：所述测试箱体分为上箱体和下箱体，下箱体23的内壁上设有可拆卸挡风罩装置，所述下箱体23的内壁上固定连接有温度传感器21，所述下箱体23的侧壁上固定连接有上箱体13，所述下箱体23与上箱体13相互配合，所述下箱体23和上箱体13的侧壁上共同固定连接有圆光栅14，所述第一转轴22贯穿圆光栅14的本体上的圆孔，所述下箱体23的侧壁上设有出油口，所述上箱体13的侧壁上贯穿设有喷油嘴，所述喷油嘴的侧壁上固定连接有流量调节阀15。

本发明进一步的技术方案是：所述润滑油加热组件包括水箱3、润滑油箱7、温度计4、加热器5、U型铜管6和第二齿轮泵8，其中温度计4、加热器5和U型铜管6位于水箱3中，第二齿轮泵8位于润滑油箱7中；

润滑油箱7侧壁上设有进油口，进油口的侧壁上固定连接有进油管，进油管远离进油口的一端固定连接在下箱体23的侧壁上的出油口上，润滑油箱7的侧壁上开设有出油口，出油口的侧壁上固定连接有出油管，出油管远离润滑油箱的一端固定连接在U型铜管6靠近润滑油箱7的一端，润滑油箱7的侧壁上开设有回油口，U型铜管6远离润滑油箱7的一端固定连接有第一软管，第一软管远离U型铜管6的一端固定连接有第一齿轮泵，第一齿轮泵的输出口固定连接有回油管，回油管远离齿轮泵的一端固定连接在回油口，润滑油箱7的内壁上固定连接有第二齿轮泵8，第二齿轮泵8的输出口固定连接有输油管，输油管远离第二齿轮泵8的一端与流量调节阀15的进输入口固定连接。

本发明进一步的技术方案是：所述挡风罩25通过第一固定板28和第二固定板29进行拆卸连接，第一固定板28的侧壁上固定连接有第一挡风罩安装板27，所述第二固定板29的侧壁上固定连接有第二挡风罩安装板31，所述第一挡风罩安装板27和第二挡风罩安装板31的侧壁上共同固定连接有挡风罩25。

本发明进一步的技术方案是：所述加载器9用于模拟真实载荷，完成多种转速、多种负载情况的试验。

发明效果

本发明的技术效果在于：和现有技术相比，本发明的有益效果如下：

(1)集多种功能于一体，可以通过圆光栅测量弧齿锥齿轮的动态特性，如动态传动误差；可以通过加装不同间隙的挡风罩，改变挡风罩与齿轮之间的间隙，来研究风阻对齿轮传动效率的影响；通过转速扭矩仪，可以测量输入输出轴的转速和扭矩的波动。

(2)温度传感器可以测量不同工况条件下，齿轮箱体内的温度场；在主动轮的轮齿上涂抹红铅粉，可以观察不同转速和负载下的接触印痕和接触状态；应变片可以测量出齿轮的变形。

(3)通过轴交角可调机构和轴向位移调整机构的调节，能够调节两齿轮轴之间的安装距和轴交角，在实验中可以考虑安装误差对齿轮各种特性的影响，同时验证不同弧齿锥齿轮对的互换性。

(4)试验转速可以超过10000rad/min。同时在转速小于5000rand/min时，可实现恒功率实验；在转速大于5000rand/min时可实现恒扭矩实验；加载器可以模拟真实载荷，完成多种转速、多种负载情况的试验。

(5)水箱、温度计和加热器可以实现使流经铜管的润滑油保持在恒定的温度，从而实现对润滑油箱内的油温进行控制，使润滑油的性能处在最佳状态。

附图说明

图1为本发明提出的一种多功能弧齿锥齿轮实验台的结构示意图；

图2为试验齿轮箱的结构示意图；

图3为A处结构放大示意图；

图4、5为A处结构立体示意图；

图6为挡风罩结构示意图；

图7为挡风罩安装板结构示意图；

图8为应变片安装槽结构示意图；

图9为B处结构放大示意图。

图中：1地基板、2交流变频电动机、3水箱、4温度计、5加热器、6U型铜管、7润滑油箱、8第二齿轮泵、9加载器、10第四联轴器、11第二转速扭矩仪、12第三联轴器、13上箱体、14圆光栅、15流量调节阀、16第二联轴器、17第一转速扭矩仪、18第一联轴器、19第二转轴、20第二弧齿锥齿轮、21温度传感器、22第一转轴、23下箱体、24第一弧齿锥齿轮、25挡风罩、26应变片安装槽、27第一挡风罩安装板、28第一固定板、29第二固定板、30应变片、31第二挡风罩安装板、32螺栓、33螺母、34密封板、35转动连接板、36圆柱、37开口圆管、38连接板、39转轴支撑框、40弹簧、41导杆、42第二滑槽、44滑板、45支撑板、46第一连接杆、47第二连接杆、48圆螺母、49第三固定板、50双头螺杆、51圆柱孔、52滑环、53圆柱、54轴头。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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。

参见图1-图9，一种多功能弧齿锥齿轮实验台，包括地基板1，所述地基板1的侧壁上固定连接有交流变频电动机2、第一转速扭矩仪17、试验齿轮箱、第二转速扭矩仪11、加载器9和自动润滑装置。所述交流变频电动机2的输出轴与第一转速扭矩仪17的输入轴通过第一联轴器18固定连接，所述第一转速扭矩仪17的输出轴与试验齿轮箱的输入轴通过第二联轴器16固定连接，所述第二联轴器16为万向联轴器，所述试验齿轮箱的输出轴与第二转速扭矩仪11的输入轴通过第三联轴器12固定连接，所述第二转速扭矩仪11的输出轴与加载9的输入轴通过第四联轴器10固定连接。

优选的，所述试验齿轮箱包括固定连接地基板1的侧壁上的下箱体23，所述下箱体23的侧壁上固定连接有第二连接杆47，所述第二连接杆47的侧壁上设有轴向位移调整机构，所述下箱体23的侧壁上设有轴交角可调机构，所述下箱体23的侧壁上转动连接有第一转轴22，所述第一转轴22的侧壁上套设有第一弧齿锥齿轮24，所述下箱体23的内壁上设有可拆卸挡风罩装置，所述下箱体23的内壁上固定连接有温度传感器21，所述下箱体23的侧壁上固定连接有上箱体13，所述下箱体23与上箱体13相互配合，所述下箱体23和上箱体13的侧壁上共同固定连接有圆光栅14，所述第一转轴22贯穿圆光栅14的本体上的圆孔，所述下箱体23的侧壁上设有出油口，所述上箱体13的侧壁上贯穿设有喷油嘴，所述喷油嘴的侧壁上固定连接有流量调节阀15。

需要说明的是，已有的试验台均没有安装挡风罩，不能研究在安装不同间隙的挡风罩时对弧齿锥齿轮传动效率的影响；功率和转速变化范围小，不能研究多种工况，尤其是高转速、大功率的条件下，弧齿锥齿轮本体温度对齿轮传动能力的影响，以及不能完整的反映出各种工况下，与振动问题相关的多种动态特性，如动态传动误差、振动位移、动态应力等；无法改变两轴之间的轴交角和以及从动轴的轴向位移，在实验中无法考虑安装误差对齿轮各种特性的影响，同时也无法对齿轮的互换性进行验证。

为了研究风阻对弧齿锥齿轮的影响，设计了可拆卸挡风罩。挡风罩在喷油嘴处的开口大小以及挡风罩的间隙都会影响风阻，因此在试验时通过改变挡风罩在喷油嘴处的开口大小以及挡风罩的间隙，来进一步研究风阻对弧齿锥齿轮的影响。

优选的，所述自动润滑装置包括固定连接在地基板1的侧壁上的水箱3和润滑油箱7，所述水箱3的内壁上固定连接有温度计4和加热器5，所述水箱3的侧壁上贯穿设有U型铜管6，所述润滑油箱7的侧壁上设有进油口，所述进油口的侧壁上固定连接有进油管，所述进油管远离进油口的一端固定连接在下箱体23的侧壁上的出油口上，所述润滑油箱7的侧壁上开设有出油口，所述出油口的侧壁上固定连接有出油管，所述出油管远离润滑油箱的一端固定连接在U型铜管6靠近润滑油箱7的一端，所述润滑油箱7的侧壁上开设有回油口，所述U型铜管6远离润滑油箱7的一端固定连接有第一软管，所述第一软管远离U型铜管6的一端固定连接有第一齿轮泵，所述第一齿轮泵的输出口固定连接有回油管，所述回油管远离齿轮泵的一端固定连接在回油口，所述润滑油箱7的内壁上固定连接有第二齿轮泵8，所述第二齿轮泵8的输出口固定连接有输油管，所述输油管远离第二齿轮泵8的一端与流量调节阀15的进输入口固定连接。

需要说明的是，正常工作状态下，喷油润滑时，喷出的为油气混合流。喷油润滑作用主要是润滑，一般高速用喷油润滑，减小搅油损失。温度对润滑油的粘度影响很大，温度过低或过高都会影响润滑油的性能，因此需要利用温度计、铜管和加热器保证润滑油在最佳性能上。

优选的，所述轴交角可调机构包括开设在下箱体23的侧壁上的安装孔，所述安装孔的侧壁上固定连接有开口圆管37，所述开口圆管37内设有圆柱36，所述圆柱36的侧壁上固定连接有连接板38，所述连接板38远离圆柱36的一端固定连接有转轴支撑框39，所述支撑框39的侧壁上固定连接有第一连接杆46，所述第一连接杆46的侧壁上设有轴向位移调整机构，所述转轴支撑框39的侧壁上贯穿设有第二转轴19，所述第二转轴19与转轴支撑框39转动连接，所述第二转轴19的一端固定连接有第二弧齿锥齿轮20，所述第一弧齿锥齿轮24与第二弧齿锥齿轮20相互啮合，所述第一弧齿锥齿轮24和第二弧齿锥齿轮20的齿根处均开设有应变片安装槽26，每个所述应变片安装槽26内均固定连接有应变片30，所述转轴支撑框39的侧壁上转动连接有转动连接板35，所述转动连接板35的侧壁上转动连接有滑板44，所述下箱体23的侧壁上开设有第一滑槽，所述滑板44与第一滑槽滑动连接，所述下箱体23的侧壁上开设有第二滑槽42，所述滑板44的侧壁上固定连接有滑杆，所述滑杆贯穿第二滑槽42并且与第二滑槽42滑动连接，所述滑杆远离滑板44的一端固定连接有螺母33，所述下箱体23的侧壁上固定连接有支撑板45，所述支撑板45的侧壁上贯穿设有螺栓32，所述螺栓32与支撑板45转动连接，所述螺栓32与螺母33相互配合，所述下箱体23的侧壁上固定连接有密封板34，所述密封板34的侧壁上固定连接有密封片，所述下箱体23的侧壁上设有防卡死机构。

优选的，所述可拆卸挡风罩装置包括固定连接在下箱体23的侧壁上的第一固定板28和第二固定板29，所述第一固定板28的侧壁上固定连接有第一挡风罩安装板27，所述第二固定板29的侧壁上固定连接有第二挡风罩安装板31，所述第一挡风罩安装板27和第二挡风罩安装板31的侧壁上共同固定连接有挡风罩25。

优选的，所述防卡死机构包括固定连接下箱体23的侧壁上的安装板43，所述安装板43的侧壁上贯穿设有导杆41，所述导杆41与安装板43滑动连接，所述导杆41的一端转动连接有滚轮，所述滚轮与转动连接板35相抵，所述导杆41位于滚轮与安装板43之间的部分套设有弹簧40，所述弹簧40为压缩弹簧，所述导杆41远离滚轮的一端固定连接有防脱固定块。

优选的，所述轴向位移调整机构包括分别固定连接在第一连接杆46和第二连接杆47的侧壁上的第三固定板49，所述第三固定板49的侧壁上贯穿设有螺纹孔，所述螺纹孔内贯穿设有双头螺杆50，所述双头螺杆50与螺纹孔相互配合，所述双头螺杆50两端的螺纹旋向相反，所述双头螺杆50的上端贯穿设有圆螺母48，所述圆螺母48的侧壁上固定连接有滑环52，所述第一转轴22和第二转轴19的侧壁上均开设有滑环槽，所述滑环52套设与滑环槽内，所述滑环52与滑环槽滑动连接，所述第一转轴22和第二转轴19的内均开设有圆柱孔51，所述圆柱孔51的内壁上开设有花键槽，所述圆柱孔51内滑动连接有圆柱53，所述圆柱53的侧壁上开设有花键，所述花键与花键槽相互配合，所述圆柱53的下端固定连接有轴头54。

试验齿轮箱包括固定连接地基板1的侧壁上的下箱体23，下箱体23的侧壁上设有轴交角可调机构，下箱体23的侧壁上转动连接有第一转轴22，第一转轴22的侧壁上套设有第一弧齿锥齿轮24，下箱体23的内壁上设有可拆卸挡风罩装置，下箱体23的内壁上固定连接有温度传感器21，下箱体23的侧壁上固定连接有上箱体13，下箱体23与上箱体13相互配合，下箱体23和上箱体13的侧壁上共同固定连接有圆光栅14，第一转轴22贯穿圆光栅14的本体上的圆孔，下箱体23的侧壁上设有出油口，上箱体13的侧壁上贯穿设有喷油嘴，喷油嘴的侧壁上固定连接有流量调节阀15，自动润滑装置包括固定连接在地基板1的侧壁上的水箱3和润滑油箱7，水箱3的内壁上固定连接有温度计4和加热器5，水箱3的侧壁上贯穿设有U型铜管6，润滑油箱7的侧壁上设有进油口，进油口的侧壁上固定连接有进油管，进油管远离进油口的一端固定连接在下箱体23的侧壁上的出油口上，润滑油箱7的侧壁上开设有出油口，出油口的侧壁上固定连接有出油管，出油管远离润滑油箱的一端固定连接在U型铜管6靠近润滑油箱7的一端，润滑油箱7的侧壁上开设有回油口，U型铜管6远离润滑油箱7的一端固定连接有第一软管，第一软管远离U型铜管6的一端固定连接有第一齿轮泵，第一齿轮泵的输出口固定连接有回油管，回油管远离齿轮泵的一端固定连接在回油口，润滑油箱7的内壁上固定连接有第二齿轮泵8，第二齿轮泵8的输出口固定连接有输油管，输油管远离第二齿轮泵8的一端与流量调节阀15的进输入口固定连接，轴交角可调机构包括开设在下箱体23的侧壁上的安装孔，安装孔的侧壁上固定连接有开口圆管37，开口圆管37内设有圆柱36，圆柱36的侧壁上固定连接有连接板38，连接板38远离圆柱36的一端固定连接有转轴支撑框39，所述支撑框39的侧壁上固定连接有第一连接杆46，所述轴向位移调整机构包括分别固定连接在第一连接杆46和第二连接杆47的侧壁上的第三固定板49，所述第三固定板49的侧壁上贯穿设有螺纹孔，所述螺纹孔内贯穿设有双头螺杆50，所述双头螺杆50与螺纹孔相互配合，所述双头螺杆50两端的螺纹旋向相反，所述双头螺杆50的上端贯穿设有圆螺母48，所述圆螺母48的侧壁上固定连接有滑环52，所述第一转轴22和第二转轴19的侧壁上均开设有滑环槽，所述滑环52套设与滑环槽内，所述滑环52与滑环槽滑动连接，所述第一转轴22和第二转轴19的内均开设有圆柱孔51，所述圆柱孔51的内壁上开设有花键槽，所述圆柱孔51内滑动连接有圆柱53，所述圆柱53的侧壁上开设有花键，所述花键与花键槽相互配合，所述圆柱53的下端固定连接有轴头54，转轴支撑框39的侧壁上贯穿设有第二转轴19，第二转轴19与转轴支撑框39转动连接，第二转轴19的一端固定连接有第二弧齿锥齿轮20，第一弧齿锥齿轮24与第二弧齿锥齿轮20相互啮合，第一弧齿锥齿轮24和第二弧齿锥齿轮20的齿根处均开设有应变片安装槽26，每个应变片安装槽26内均固定连接有应变片30，转轴支撑框39的侧壁上转动连接有转动连接板35，转动连接板35的侧壁上转动连接有滑板44，下箱体23的侧壁上开设有第一滑槽，滑板44与第一滑槽滑动连接，下箱体23的侧壁上开设有第二滑槽42，滑板44的侧壁上固定连接有滑杆，滑杆贯穿第二滑槽42并且与第二滑槽42滑动连接，滑杆远离滑板44的一端固定连接有螺母33，下箱体23的侧壁上固定连接有支撑板45，支撑板45的侧壁上贯穿设有螺栓32，螺栓32与支撑板45转动连接，螺栓32与螺母33相互配合，下箱体23的侧壁上固定连接有密封板34，密封板34的侧壁上固定连接有密封片，下箱体23的侧壁上设有防卡死机构，防卡死机构包括固定连接下箱体23的侧壁上的安装板43，安装板43的侧壁上贯穿设有导杆41，导杆41与安装板43滑动连接，导杆41的一端转动连接有滚轮，滚轮与转动连接板35相抵，导杆41位于滚轮与安装板43之间的部分套设有弹簧40，弹簧40为压缩弹簧，导杆41远离滚轮的一端固定连接有防脱固定块，可拆卸挡风罩装置包括固定连接在下箱体23的侧壁上的第一固定板28和第二固定板29，第一固定板28的侧壁上固定连接有第一挡风罩安装板27，第二固定板29的侧壁上固定连接有第二挡风罩安装板31，第一挡风罩安装板27和第二挡风罩安装板31的侧壁上共同固定连接有挡风罩25，交流变频电动机2的输出轴与第一转速扭矩仪17的输入轴通过第一联轴器18固定连接，第一转速扭矩仪17的输出轴与试验齿轮箱的输入轴通过第二联轴器16固定连接，第二联轴器16为万向联轴器，试验齿轮箱的输出轴与第二转速扭矩仪11的输入轴通过第三联轴器12固定连接，第二转速扭矩仪11的输出轴与加载器9的输入轴通过第四联轴器10固定连接。

交流变频电动机2、第一转速扭矩仪17、试验齿轮箱、第二转速扭矩仪11、加载器9和自动润滑装置均通过螺栓固定连接在地基板1的板面上，第二转轴19的角度可以调整，因此轴头54与第一转速扭矩仪17之间通过第二联轴器16连接，第二联轴器16是万向联轴器，如果需要调节第二转轴19的角度，需要使用扳手拧动螺栓32，螺栓32与支撑板45只能转动，而不能轴向移动，可以将螺栓32的转动转换为螺母33的移动，从而使螺母33带动滑板44在第一滑槽内滑动，转轴支撑框39、转动连接板35、滑板44与第一滑槽共同曲柄滑块机构，这样滑板44的滑动会带动转轴支撑框39转动一个角度，从而带动第二转轴19转动移动一定的角度，导杆41由于弹簧40的弹力作用，会给转动连接板35一个横向的推力，帮助转动连接板35度过死点，

拧动双头螺杆50，由于第三固定板49是固定的，与圆螺母48固定的滑环52受到轴的限制，从而使圆螺母48只能远离或靠近第三固定板49，以此带动滑环52推动轴的轴向移动，完成第一转轴22和第二转轴19的轴向位置调整，将上箱体13拆卸下来，拧下挡风罩25与挡风罩安装板之间的螺丝，即可拆卸挡风罩25。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种多功能弧齿锥齿轮实验台，其特征在于，包括地基板(1)、交流变频电动机测试箱体、润滑油箱和水箱组件和加载器(9)；其中交流变频电动机(2)、测试箱体、润滑油加热组件均位于地基板(1)上；

所述测试箱体包括上箱体(13)和下箱体组件，测试箱体内设有待实验的弧齿锥齿轮；

所述测试箱体外连有圆光栅(14)，内部包括第一转轴(22)、第一弧齿锥齿轮(24)、第二弧齿锥齿轮(20)、挡风罩(25)、第二转轴(19)、轴交角可调机构和轴向位移调整机构；第一转轴(22)穿过下箱体后一端贯穿圆光栅(14)安装孔，另一端通过联轴器和扭矩仪与加载器(9)连接；第二转轴(19)一端连有第二弧齿锥齿轮(20)，另一端通过联轴器和扭矩仪与交流变频电动机(2)连接；

第一弧齿锥齿轮(24)位于第一转轴(22)上，且第一弧齿锥齿轮(24)和第二弧齿锥齿轮(20)相互啮合，且第一弧齿锥齿轮(24)和第二弧齿锥齿轮(20)的齿根处设有应变片(30)；挡风罩(25)为可拆卸结构，安装于第一弧齿锥齿轮(24)上；

第一转轴(22)上设有轴向位移调整机构用于调节第一转轴(22)的轴向位置；第二转轴(19)上分别设有轴向位移调整机构和轴交角可调机构，分别用于调节第二转轴(19)的偏转角度和轴向位置；

所述润滑油加热组件用于润滑油加热使其保持恒定温度，使得设定工况状态下的润滑油在弧齿锥齿轮工作时进行喷洒，保证齿轮之间的相互润滑。

2.如权利要求1所述的一种多功能弧齿锥齿轮实验台，其特征在于，所述轴交角可调机构包括螺栓(32)、螺母(33)、密封板(34)、转动连接板(35)、第一连接杆(46)、开口圆管(37)、连接板(38)、转轴支撑框(39)、弹簧(40)、导杆(41)、第二滑槽(42)、安装板(43)、滑板(44)和支撑板(45)；第二转轴(19)贯穿转轴支撑框(39)；转轴支撑框(39)一端与连接板(38)一端固连，连接板(38)另一端为圆柱状，该圆柱端位于开口圆管(37)内，开口圆管(37)固连在箱体侧壁上；转轴支撑框(39)另一端铰接有转动连接板(35)，转动连接板(35)另一端与滑板(44)一端铰接，滑板(44)另一端与螺母(33)固连，螺母(33)位于螺栓(32)上，螺栓(32)与支撑板(45)转动连接；安装板(43)的侧壁上设有导杆(41)，导杆(41)与安装板(43)滑动连接，导杆(41)的一端转动连接有滚轮，滚轮与转动连接板(35)相抵，导杆(41)位于滚轮与安装板(43)之间的部分套设有弹簧(40)，弹簧(40)为压缩弹簧，导杆(41)远离滚轮的一端固定连接有防脱固定块。

3.如权利要求1所述的一种多功能弧齿锥齿轮实验台，其特征在于，旋转螺栓(32)时，螺母(33)带动滑板(44)轴向移动，同时转动连接板(35)在弹簧(40)的压力作用下发生偏转，进而带动转轴支撑框(39)与连接板(38)整体偏转，实现贯穿在转轴支撑框(39)上的第二转轴(19)轴线偏转。

4.如权利要求1所述的一种多功能弧齿锥齿轮实验台，其特征在于，所述轴向位移调整机构包括滑环(52)、轴头(54)、第二连接杆(47)、圆螺母(48)、第三固定板(49)和双头螺杆(50)，所述第三固定板(49)的侧壁上贯穿设有螺纹孔，螺纹孔内贯穿设有双头螺杆(50)，所述双头螺杆(50)与螺纹孔相互配合，双头螺杆(50)两端的螺纹旋向相反；双头螺杆(50)的上端贯穿设有圆螺母(48)，圆螺母(48)的侧壁上固定连接有滑环(52)；第一转轴(22)和第二转轴(19)的侧壁上均开设有滑环槽，滑环(52)套设与滑环槽内，滑环(52)与滑环槽滑动连接，所述第一转轴(22)和第二转轴(19)的内均开设有圆柱孔(51)，圆柱孔(51)的内壁上开设有花键槽，圆柱孔(51)内滑动连接有圆柱(53)，所述圆柱(53)的侧壁上开设有花键，花键与花键槽相互配合，圆柱(53)的下端固定连接有轴头(54)。

5.如权利要求1所述的一种多功能弧齿锥齿轮实验台，其特征在于，拧动双头螺杆(50)，使得圆螺母(48)带动滑环(52)推动轴的轴向移动，完成第一转轴(22)和第二转轴(19)的轴向位置调整。

6.如权利要求1所述的一种多功能弧齿锥齿轮实验台，其特征在于，所述测试箱体分为上箱体和下箱体，下箱体(23)的内壁上设有可拆卸挡风罩装置，所述下箱体(23)的内壁上固定连接有温度传感器(21)，所述下箱体(23)的侧壁上固定连接有上箱体(13)，所述下箱体(23)与上箱体(13)相互配合，所述下箱体(23)和上箱体(13)的侧壁上共同固定连接有圆光栅(14)，所述第一转轴(22)贯穿圆光栅(14)的本体上的圆孔，所述下箱体(23)的侧壁上设有出油口，所述上箱体(13)的侧壁上贯穿设有喷油嘴，所述喷油嘴的侧壁上固定连接有流量调节阀(15)。

7.如权利要求1所述的一种多功能弧齿锥齿轮实验台，其特征在于，所述润滑油加热组件包括水箱(3)、润滑油箱(7)、温度计(4)、加热器(5)、U型铜管(6)和第二齿轮泵(8)，其中温度计(4)、加热器(5)和U型铜管(6)位于水箱(3)中，第二齿轮泵(8)位于润滑油箱(7)中；

润滑油箱(7)侧壁上设有进油口，进油口的侧壁上固定连接有进油管，进油管远离进油口的一端固定连接在下箱体(23)的侧壁上的出油口上，润滑油箱(7)的侧壁上开设有出油口，出油口的侧壁上固定连接有出油管，出油管远离润滑油箱的一端固定连接在U型铜管(6)靠近润滑油箱(7)的一端，润滑油箱(7)的侧壁上开设有回油口，U型铜管(6)远离润滑油箱(7)的一端固定连接有第一软管，第一软管远离U型铜管(6)的一端固定连接有第一齿轮泵，第一齿轮泵的输出口固定连接有回油管，回油管远离齿轮泵的一端固定连接在回油口，润滑油箱(7)的内壁上固定连接有第二齿轮泵(8)，第二齿轮泵(8)的输出口固定连接有输油管，输油管远离第二齿轮泵(8)的一端与流量调节阀(15)的进输入口固定连接。

8.如权利要求1所述的一种多功能弧齿锥齿轮实验台，其特征在于，所述挡风罩(25)通过第一固定板(28)和第二固定板(29)进行拆卸连接，第一固定板(28)的侧壁上固定连接有第一挡风罩安装板(27)，所述第二固定板(29)的侧壁上固定连接有第二挡风罩安装板(31)，所述第一挡风罩安装板(27)和第二挡风罩安装板(31)的侧壁上共同固定连接有挡风罩(25)。

9.如权利要求1所述的一种多功能弧齿锥齿轮实验台，其特征在于，所述加载器(9)用于模拟真实载荷，完成多种转速、多种负载情况的试验。

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