CN115356101A - 对置连接半轴的相位无级调谐试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了对置连接半轴的相位无级调谐试验装置，包括相位无级调谐机构、液力稳压源、电控执行单元和计算器，其中限位无级调谐机构安装至试验台，包括一号半轴、二号半轴、一号电机、二号电机、双斜齿塞柱组件，一号电机通过联轴节连接至一号半轴，二号电机通过联轴节连接至二号半轴，一号半轴和二号半轴之间通过双斜齿塞柱组件连接；一号电机和二号电机通过电机座安装至试验台，一号半轴通过一号轴座安装至试验台，二号半轴通过二号轴座安装至试验台；二号轴座设有进油孔，进油孔与二号半轴的塞柱腔连通，形成液压油通道。本发明通过其内部双齿轮结构动态连接，实现固定在轴上零部件在同步旋转的同时还能相对转动。

Description

对置连接半轴的相位无级调谐试验装置

技术领域

本发明属于动力机械领域，尤其是涉及对置连接半轴的相位无级调谐试验装置。

背景技术

常用的半轴连接通常采用花键、法兰盘、连轴器等方式将半轴与被连接件连接成为整体，承受扭转力矩的同时传递轴向旋转运动，但无法调整彼此连接件的相对转动位置。如汽车中常用在差速器与驱动轮之间传递扭矩的实心半轴，差速器侧通过花键与半轴齿轮相连，外侧用法兰凸缘与驱动轮的轮毂相连，连接后半轴齿轮、半轴、轮毂成为一个整体，一旦需要调整各个零部件的相对转角位置，只能通过重新装配实现。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出对置连接半轴的相位无级调谐试验装置，通过其内部双齿轮结构动态连接，实现固定在轴上零部件在同步旋转的同时还能相对转动；可以应用在鱼雷发动机中凸轮盘和输出轴之间，可实现凸轮盘和输出轴传递扭矩的同时还能小角度的调整相对转角，为改变压缩比和配气正时提供在线可调的可能。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

对置连接半轴的相位无级调谐试验装置，包括相位无级调谐机构、液力稳压源、电控执行单元和计算器，其中限位无级调谐机构安装至试验台，包括一号半轴、二号半轴、一号电机、二号电机、双斜齿塞柱组件；一号半轴端部设有一号轴座，一号电机通过联轴节连接至一号半轴；二号半轴端部设有二号轴座，二号电机通过联轴节连接至二号半轴，一号半轴和二号半轴之间通过双斜齿塞柱组件连接；一号电机和二号电机通过电机座安装至试验台，一号半轴通过一号轴座安装至试验台，二号半轴通过二号轴座安装至试验台；二号轴座设有进油孔，进油孔与二号半轴的塞柱腔连通，形成液压油通道，进油孔还通过管路连通至液力稳压源，两个联轴节均设有信号盘，且连接至电控执行单元；一号电机和二号电机也连接至电控执行单元，电控执行单元连接至计算机。

进一步的，双斜齿塞柱组件的一端与一号半轴通过齿轮副的方式连接，双斜齿塞柱组件的另一端与二号半轴也通过齿轮副的方式连接，且设有与塞柱腔间隙配合的导向塞柱。

进一步的，双斜齿塞柱组件包括一号外斜齿轮、二号外协齿轮和导向塞柱，一号外斜齿轮通过一号连接部连接至二号外斜齿轮，二号外斜齿轮通过二号连接部连接至导向塞柱。

进一步的，一号外斜齿轮的端面设有弹簧座，二号外斜齿轮与二号连接部的连接端面设有限位台阶。

进一步的，一号半轴内从内到外依次设有弹簧安装腔，一号限位腔和一号齿套腔，一号齿套腔设有与一号外斜齿轮配合的一号内斜齿套。

进一步的，弹簧安装腔用于安装弹簧，且弹簧安装腔的内径小于一号限位腔的内径。

进一步的，二号半轴从内到外依次设有塞柱腔、二号限位腔和二号齿套腔，二号齿套腔设有与二号外斜齿轮配合的二号内斜齿套。

进一步的，塞柱腔的内径小于二号限位腔的内径，二号半轴还设有与塞柱腔连通的液压油通道。

相对于现有技术，本发明对置连接半轴的相位无级调谐试验装置具有以下优势：

(1)本发明对置连接半轴的相位无级调谐试验装置，采用整体轴瓦或轴承支撑，不再对安装空间有特殊要求，更加容易实现安装。

(2)本发明对置连接半轴的相位无级调谐试验装置，能够实现整体式传动轴传动的同时，还能实现轴本体或轴上零部件的相对转动。

(3)本发明对置连接半轴的相位无级调谐试验装置，能应用在对置结构的液压马达或对置塞柱发动机等机械装置中，增加相位无级调谐功能。

附图说明

构成本发明的一部分的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为本发明实施例对置连接半轴的相位无级调谐试验装置原理示意图；

图2为本发明实施例一号半轴示意图；

图3为本发明实施例二号半轴示意图；

图4为本发明实施例双斜齿塞柱组件示意图；

图5为本发明实施例二号轴座示意图。

附图标记说明：

1、相位无级调节机构；11、一号半轴；111、弹簧安装腔；112、一号限位腔；113、一号外斜齿套；12、二号半轴；121、塞柱腔；122、二号限位腔；123、二号内斜齿套；124、液压油通道；13、一号电机；14、二号电机；15、双斜齿塞柱组件；151、一号外斜齿轮；152、二号外斜齿轮；153、导向塞柱；154、弹簧座；155、限位台阶；2、液力稳压源；3、电控执行单元；4、计算器；5、电机座；6、一号轴座；7、二号轴座；71、进油孔。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

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

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

对置连接半轴的相位无级调谐试验装置，如图1-图5所示，包括相位无级调谐机构、液力稳压源2、电控执行单元3和计算器4，其中限位无级调谐机构安装至试验台，包括一号半轴11、二号半轴12、一号电机13、二号电机14、双斜齿塞柱组件15；一号半轴11端部设有一号轴座6，一号电机13通过联轴节连接至一号半轴11；二号半轴12端部设有二号轴座7，二号电机14通过联轴节连接至二号半轴12，一号半轴11和二号半轴12之间通过双斜齿塞柱组件15连接；一号电机13和二号电机14通过电机座5安装至试验台，一号半轴11通过一号轴座6安装至试验台，二号半轴12通过二号轴座7安装至试验台；二号轴座7设有进油孔71，进油孔71与二号半轴12的塞柱腔121连通，形成液压油通道124，进油孔71还通过管路连通至液力稳压源2，两个联轴节均设有信号盘，且连接至电控执行单元3；一号电机13和二号电机14也连接至电控执行单元3，电控执行单元3连接至计算机；利用闭环控制系统控制二号半轴12的内部液压竖直，改变作用在双斜齿塞柱右侧的推动力大小，使双斜齿塞柱沿轴向运动的同时按斜齿螺旋角方向旋转，同步驱动一号半轴11发生相对二号半轴12的旋转运动。在复位弹簧和液压力的共同作用下，使一号半轴11达到目标角度位置，最终实现对置连接半轴的相位无级调谐功能。

一号电机13、二号电机14、计算机、电控执行单元3、液力稳压源2、转角传感器、控制线束共同组成闭环控制系统，通过信号盘的联轴节上的转角传感器信号反馈，利用电控执行单元3在线调节液力稳压源2进入二号半轴12内部液压数值，在复位弹簧和液压力的共同作用下，使一号半轴11达到目标角度位置。所述的一号电机13和二号电机14的工作频率受控与电控执行单元3，驱动频率可以同步或异步，甚至其中一个停止驱动，只做空转。

优选的，双斜齿塞柱组件15的一端与一号半轴11通过齿轮副的方式连接，双斜齿塞柱组件15的另一端与二号半轴12也通过齿轮副的方式连接，且设有与塞柱腔121间隙配合的导向塞柱153。如图1所示，复位弹簧安装一号半轴11内部，依靠双斜齿塞柱左侧端面实现预压缩；通过双斜齿塞柱左侧端面和右齿轮右侧台阶端面对双斜齿塞柱在对置半轴内部的左右移动距离进行限位。

双斜齿塞柱具有双旋向外斜齿轮和圆柱塞柱特征；双旋向外斜齿轮分别与一号半轴11和二号半轴12内部的斜齿套配合，其旋向都按照从动齿轮设计，根据左右手定则判定,确保双外斜齿轮的轴向受力方向相对或相反。

优选的，双斜齿塞柱组件15包括一号外斜齿轮151、二号外协齿轮和导向塞柱153，一号外斜齿轮151通过一号连接部连接至二号外斜齿轮152，二号外斜齿轮152通过二号连接部连接至导向塞柱153。

优选的，一号外斜齿轮151的端面设有弹簧座154，二号外斜齿轮152与二号连接部的连接端面设有限位台阶155。

优选的，一号半轴11内从内到外依次设有弹簧安装腔111，一号限位腔112和一号齿套腔，一号齿套腔设有与一号外斜齿轮151配合的一号内斜齿套。一号半轴11内斜齿套旋向与双斜齿塞柱左侧齿轮旋向等基本参数均相同；一号半轴11内部有安装复位弹簧的结构特征以及可限制双斜齿塞柱左侧端面位置的结构特征；二号半轴12内斜齿套旋向与双斜齿塞柱右侧齿轮旋向等基本参数均相同；二号半轴12内部有与双斜齿塞柱的圆柱塞柱配合结构特征、限位台阶155以及液压油通道124的结构特征。

优选的，弹簧安装腔111用于安装弹簧，且弹簧安装腔111的内径小于一号限位腔112的内径。

优选的，二号半轴12从内到外依次设有塞柱腔121、二号限位腔122和二号齿套腔，二号齿套腔设有与二号外斜齿轮152配合的二号内斜齿套123。

优选的，塞柱腔121的内径小于二号限位腔122的内径，二号半轴12还设有与塞柱腔121连通的液压油通道124。

电控执行单元3在线调节液力稳压源2的压力值，从而改变作用在双斜齿塞柱右侧的液压推力大小。作用在双斜齿塞柱右侧的推力产生不仅限于液压形式，也可采用电、磁、气等系统直接驱动产生。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (8)

1.对置连接半轴的相位无级调谐试验装置，其特征在于：包括相位无级调谐机构、液力稳压源、电控执行单元和计算器，其中限位无级调谐机构安装至试验台，包括一号半轴、二号半轴、一号电机、二号电机、双斜齿塞柱组件；一号半轴端部设有一号轴座，一号电机通过联轴节连接至一号半轴；二号半轴端部设有二号轴座，二号电机通过联轴节连接至二号半轴，一号半轴和二号半轴之间通过双斜齿塞柱组件连接；一号电机和二号电机通过电机座安装至试验台，一号半轴通过一号轴座安装至试验台，二号半轴通过二号轴座安装至试验台；二号轴座设有进油孔，进油孔与二号半轴的塞柱腔连通，形成液压油通道，进油孔还通过管路连通至液力稳压源，两个联轴节均设有信号盘，且连接至电控执行单元；一号电机和二号电机也连接至电控执行单元，电控执行单元连接至计算机。

2.根据权利要求1所述的对置连接半轴的相位无级调谐试验装置，其特征在于：双斜齿塞柱组件的一端与一号半轴通过齿轮副的方式连接，双斜齿塞柱组件的另一端与二号半轴也通过齿轮副的方式连接，且设有与塞柱腔间隙配合的导向塞柱。

3.根据权利要求2所述的对置连接半轴的相位无级调谐试验装置，其特征在于：双斜齿塞柱组件包括一号外斜齿轮、二号外协齿轮和导向塞柱，一号外斜齿轮通过一号连接部连接至二号外斜齿轮，二号外斜齿轮通过二号连接部连接至导向塞柱。

4.根据权利要求3所述的对置连接半轴的相位无级调谐试验装置，其特征在于：一号外斜齿轮的端面设有弹簧座，二号外斜齿轮与二号连接部的连接端面设有限位台阶。

5.根据权利要求1所述的对置连接半轴的相位无级调谐试验装置，其特征在于：一号半轴内从内到外依次设有弹簧安装腔，一号限位腔和一号齿套腔，一号齿套腔设有与一号外斜齿轮配合的一号内斜齿套。

6.根据权利要求5所述的对置连接半轴的相位无级调谐试验装置，其特征在于：弹簧安装腔用于安装弹簧，弹簧一端与弹簧腔底部接触设置，另一端与弹簧座套接，且弹簧安装腔的内径小于一号限位腔的内径。

7.根据权利要求1所述的对置连接半轴的相位无级调谐试验装置，其特征在于：二号半轴从内到外依次设有塞柱腔、二号限位腔和二号齿套腔，二号齿套腔设有与二号外斜齿轮配合的二号内斜齿套。

8.根据权利要求7所述的对置连接半轴的相位无级调谐试验装置，其特征在于：塞柱腔的内径小于二号限位腔的内径，二号半轴还设有与塞柱腔连通的液压油通道。

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