CN206670916U - 一种测试滚珠丝杠副静态输入扭矩与输出力关系的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于机械技术领域，涉及一种测试滚珠丝杠副静态输入扭矩与输出力关系的装置。包括机架，在所述机架上安装有长方形底座，所述底座沿长度方向的一端伸出到所述机架的外侧，在所述底座上安装有扭矩输入设备、丝杠副组件、传动设备、输出设备和传感器设备。本实用新型的有益效果为：结构简单，便于实现与装配；便于操作，其具体的实施方式操作简便，设备布局合理，便于操作人员装卸、加工观察和清除杂物；同时也便于维修人员的检查和维修；可实现在不拆除滚珠丝杠副组建的情况下，测试滚珠丝杠副双向的静态输入扭矩与输出力之间关系，节省测试工序，提高测试效率。
Description
技术领域
本实用新型属于机械技术领域，涉及一种测试滚珠丝杠副静态输入扭矩与输出力关系的装置。
背景技术
近年来，随着机械相关领域的飞速发展，滚珠丝杠副作为一种高效、节能、高精度、低成本的传动与定位元件已经广泛的应用于机械、航天航空、卫星、仪器仪表、核工业等各个领域。随着现在制造业技术水平的提高，数控机床、机器人等机械设备的进给速度越来越快，必然带动着滚珠丝杠副向高速化、高效率化的方向发展，滚珠丝杠副产品出现了供不应求的局面。总之，随着社会的不断发展，对滚珠丝杠副的要求也越来越严格，要求也越来越多样化，促使滚珠丝杠副在高质量，高精度等方面需要进一步提升，因此，能够适应各种工况并对滚珠丝杠副的性能进行测试变得尤为重要。
长期以来，中国在滚珠丝杠副性能上的研究相对滞后，致使产品性能上与国际先进水平存在较大的差距，这也是制约中国机械行业向更高层次发展的主要原因之一。要实现滚珠丝杠副高性能，就必须从技术检测上依靠科技求创新，精确的检测手段及完善的试验设备是保证产品质量和研究产品性能的前提。
现在，中国已经研制出了很多类似的装置，如，申请号为CN201310703997.2的发明专利公开了一种滚珠丝杠副额定动载荷及寿命试验装置，床身上设置头架支撑部件、工作台部件和尾架支撑部件。头架支撑部件和尾架支撑部件分别位于床上两端，工作台部件安装在两条相互平行的支撑导轨上，床身端侧设置驱动部件和加载部件，尾架支撑部件放置在床身的平—V导轨上。被测丝杠与加载丝杠的头尾部分别通过头、尾架支撑固定，被测丝杠螺母与加载丝杠螺母固定连接在工作台上，伺服电动机带动被测丝杠转动，被测丝杠螺母带动工作台在床身上往复直线运动，加载丝杠螺母通过工作台对被测丝杠螺母传递阻尼，提供负载，调节电涡流制动器的电流值控制加载力大小。该发明专利存在结构复杂，成本高，不利于日常维护等缺陷。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种测试滚珠丝杠副静态输入扭矩与输出力关系的装置，包括机架，在所述机架上安装有长方形底座，所述底座沿长度方向的一端伸出到所述机架的外侧，在所述底座上安装有扭矩输入设备、丝杠副组件、传动设备、输出设备和传感器设备；
在所述底座的伸出到所述机架外侧的一端的表面上安装所述扭矩输入设备，所述扭矩输入设备包括两个滑轮支架，通过螺栓固定于所述底座，所述滑轮支架的上端具有轴承孔，滑轮能够转动地设置于滑轮轴上，所述滑轮轴的两端通过轴承固定于所述滑轮支架上，在所述滑轮上缠绕有吊索，在所述吊索的下端吊有托盘，在所述托盘上放置砝码，相对于所述底座的伸出的方向，所述滑轮轴向另一侧的所述滑轮支架伸出；
在所述滑轮轴的伸出的一侧设置有所述丝杠副组件，所述丝杠副组件包括两个丝杠副支架，通过螺栓固定于所述底座上，在所述丝杠副支架的上端具有轴承孔，通过轴承将丝杠能够转动地设置于所述两个丝杠副支架之间，在所述丝杠上设有丝杠螺母，所述丝杠和所述丝杠螺母组成丝杠副，在所述丝杠螺母的外侧固连有套筒，所述套筒呈三通状，横向一端具有中心孔，用于穿过所述丝杠，所述套筒的横向的另一端为开口端，在所述套筒的竖直方向上具有扭矩输出端口，在所述丝杠螺母的一端与所述套筒的具有中心孔的一端之间设有弹性元件，在所述套筒的开口端，通过固连于所述开口端的套筒端盖将另一个所述弹性元件封闭于所述丝杠螺母的另一端与所述套筒端盖之间；
与所述丝杠副组件垂直设置所述传动设备，所述传动设备包括通过螺栓固定于所述底座上的两个传动设备支架，在两个所述传动设备支架之间，在所述丝杠的下方能够转动地设置有传动轴，在所述传动轴上固连有第一拨头，所述第一拨头的上端形状为与所述扭矩输出端口配合的形状，并插入所述扭矩输出端口，在远离所述丝杠副组件的所述传动轴上固连有第二拨头；
在所述第二拨头的上方，与所述传动设备垂直设有输出设备，所述输出设备包括两个设置于所述传动设备两侧的输出设备支架，通过螺栓固定于所述底座上，在两个所述输出设备支架上部的轴承孔内，能够滑动地设有输出轴，并向两个所述输出设备支架的外侧伸出，在所述输出轴上具有滑槽，所述滑槽的形状与所述第二拨头的上端形状配合，并且所述第二拨头的上端插入所述滑槽；
在所述输出轴的两端分别各设有一个传感器设备，所述传感器设备包括传感器支架，在所述传感器支架上靠近所述输出轴一侧设有传感器，并且所述输出轴的端部与所述传感器之间间隔1mm，所述传感器设备与变送器和万用表连接。
进一步的，所述底座的上表面的平面度公差最大为0.1mm。
进一步的，所述吊索为尼龙绳。
进一步的，所述套筒通过螺栓与所述丝杠螺母连接。
进一步的，所述套筒内的两个所述弹性元件为弹簧。
进一步的，在两个所述丝杠副支架的上端的外侧固连有夹持件。
进一步的，所述第一拨头和所述第二拨头与所述传动轴键连接。
进一步的，所述传动轴为方轴，所述第一拨头和所述第二拨头具有与所述传动轴相配合的方孔。
进一步的，所述传感器为压力传感器。
本实用新型的有益效果为：
1.结构简单，便于实现与装配，所述测试装置使用有限的零件，在空间上只占用很小的体积，对于常规滚珠丝杠副的测试不会造成很大的困难；
2.便于操作，其具体的实施方式操作简便，设备布局合理，便于操作人员装卸、加工观察和清除杂物；同时也便于维修人员的检查和维修；
3.可实现在不拆除滚珠丝杠副组建的情况下，测试滚珠丝杠副双向的静态输入扭矩与输出力之间关系，节省测试工序，提高测试效率。
附图说明
图1为所述装置的立体图。
图2为所述装置的所述扭矩输入设备的立体图。
图3为所述装置的所述丝杠副组件的正视图。
图4为所述装置的所述传动设备的立体图。
图5为所述装置的所述输出设备和所述传感器设备的立体图。
图中：1-扭矩输入设备，11-滑轮，12-托盘，13-砝码，14-滑轮轴，15-吊索，16-滑轮支架，2-丝杠副组件，21-丝杠，22-丝杠螺母，23-套筒，24-套筒端盖，25-夹持件，26-丝杠副支架，27-弹性元件，28-扭矩输出端口，3-传动设备，31-第一拨头，32-第二拨头，33-传动轴，34-传动设备支架，4-输出设备，41-输出轴，42-输出设备支架，43-滑槽，5-传感器设备，51-传感器，52-传感器支架，6-底座，7-机架。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型作进一步的说明。
实施例一
所述装置，如图1所示，包括机架7，在所述机架7上安装有长方形底座6，所述底座6沿长度方向的一端伸出到所述机架7的外侧，在所述底座6上安装有扭矩输入设备1、丝杠副组件2、传动设备3、输出设备4和传感器设备5；
在所述底座6的伸出到所述机架7外侧的一端的表面上安装所述扭矩输入设备1，如图2所示，所述扭矩输入设备1包括两个滑轮支架16，通过螺栓固定于所述底座6，所述滑轮支架16的上端具有轴承孔，滑轮11能够转动地设置于滑轮轴14上，所述滑轮轴14的两端通过轴承固定于所述滑轮支架16上，在所述滑轮11上缠绕有吊索15，在所述吊索15的下端吊有托盘12，在所述托盘12上放置砝码13，相对于所述底座6的伸出的方向，所述滑轮轴14向另一侧的所述滑轮支架16伸出；
在所述滑轮轴14的伸出的一侧设置有所述丝杠副组件2，如图3所示，所述丝杠副组件2包括两个丝杠副支架26，通过螺栓固定于所述底座6上，在所述丝杠副支架26的上端具有轴承孔，通过轴承将丝杠21能够转动地设置于所述两个丝杠副支架26之间，在所述丝杠21上设有丝杠螺母22，所述丝杠21和所述丝杠螺母22组成丝杠副，在所述丝杠螺母22的外侧固连有套筒23，所述套筒23呈三通状，横向一端具有中心孔，用于穿过所述丝杠21，所述套筒23的横向的另一端为开口端，在所述套筒23的竖直方向上具有扭矩输出端口28，在所述丝杠螺母22的一端与所述套筒23的具有中心孔的一端之间设有弹性元件27，在所述套筒23的开口端，通过固连于所述开口端的套筒端盖24将另一个所述弹性元件27封闭于所述丝杠螺母22的另一端与所述套筒端盖24之间；
与所述丝杠副组件2垂直设置所述传动设备3，如图4所示，所述传动设备3包括通过螺栓固定于所述底座6上的两个传动设备支架34，在两个所述传动设备支架34之间，在所述丝杠21的下方能够转动地设置有传动轴33，在所述传动轴33上固连有第一拨头31，所述第一拨头31的上端形状为与所述扭矩输出端口28配合的形状，并插入所述扭矩输出端口28，在远离所述丝杠副组件2的所述传动轴33上固连有第二拨头32；
在所述第二拨头32的上方，与所述传动设备3垂直设有输出设备4，如图5所示，所述输出设备4包括两个设置于所述传动设备3两侧的输出设备支架42，通过螺栓固定于所述底座6上，在两个所述输出设备支架42上部的轴承孔内，能够滑动地设有输出轴41，并向两个所述输出设备支架42的外侧伸出，在所述输出轴41上具有滑槽43，所述滑槽43的形状与所述第二拨头32的上端形状配合，并且所述第二拨头32的上端插入所述滑槽43；
在所述输出轴41的两端分别各设有一个传感器设备5，所述传感器设备5包括传感器支架52，在所述传感器支架52上靠近所述输出轴41的一侧设有传感器51，并且所述输出轴41的端部与所述传感器51之间间隔1mm，所述传感器设备5与变送器和万用表连接。
进一步的，所述底座6的上表面的平面度公差最大为0.1mm。
进一步的，所述吊索15为尼龙绳。
进一步的，所述套筒23通过螺栓与所述丝杠螺母22连接。
进一步的，所述套筒23内的两个所述弹性元件27为弹簧。
进一步的，在两个所述丝杠副支架26的上端的外侧固连有夹持件25。
加装所述夹持件25是防止测试过程中，所述丝杠副组件2松动，造成测量结果误差过大。
进一步的，所述第一拨头31和所述第二拨头32与所述传动轴33键连接。
进一步的，所述传动轴33为方轴，所述第一拨头31和所述第二拨头32具有与所述传动轴33相配合的方孔。
进一步的，所述传感器51为压力传感器。
通过所述装置，在所述托盘12上加载所述砝码13，随着所述滑轮11的转动，带动所述丝杠21转动，并且所述丝杠螺母22沿着所述丝杠21做直线运动，由于所述套筒23与所述丝杠螺母22固连，并且所述扭矩输出端口28连接所述第一拨头31，使得所述丝杠螺母22的直线移动传给所述传动设备3的传动轴33，并且由于所述传动轴33垂直于所述丝杠螺母22的移动方向，使得所述传动轴33产生扭矩，并且该扭矩被传递给所述第二拨头32，在所述第二拨头32的带动下，所述输出轴41沿所述输出设备支架42的轴承孔滑动，并且挤压滑动方向的所述传感器51，随着滑动地距离增大，所述传感器51受到的压力也随之增大，产生压力信号，通过所述变送器转变为电信号传递给所述万用表，此时记录万用表的电压变化值，通过计算即可得到静态输入扭矩值与输出力之间的关系。
逐一加载所述砝码13，重复上述过程，测量不同的静态输入扭矩与输出力之间关系。
若要测试反向的滚珠丝杠副静态输入扭矩与输出力之间关系，只需将所述吊索15反向缠绕所述滑轮11即可，当加入所述砝码13产生扭矩时，所述丝杆螺母22的运动方向即上述过程的相反方向。
本实用新型并不限于上述实施方式，在不背离本实用新型实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种测试滚珠丝杠副静态输入扭矩与输出力关系的装置，其特征在于，包括机架，在所述机架上安装有长方形底座，所述底座沿长度方向的一端伸出到所述机架的外侧，在所述底座上安装有扭矩输入设备、丝杠副组件、传动设备、输出设备和传感器设备；
在所述底座的伸出到所述机架外侧的一端的表面上安装所述扭矩输入设备，所述扭矩输入设备包括两个滑轮支架，通过螺栓固定于所述底座，所述滑轮支架的上端具有轴承孔，滑轮能够转动地设置于滑轮轴上，所述滑轮轴的两端通过轴承固定于所述滑轮支架上，在所述滑轮上缠绕有吊索，在所述吊索的下端吊有托盘，在所述托盘上放置砝码，相对于所述底座的伸出的方向，所述滑轮轴向另一侧的所述滑轮支架伸出；
在所述滑轮轴的伸出的一侧设置有所述丝杠副组件，所述丝杠副组件包括两个丝杠副支架，通过螺栓固定于所述底座上，在所述丝杠副支架的上端具有轴承孔，通过轴承将丝杠能够转动地设置于所述两个丝杠副支架之间，在所述丝杠上设有丝杠螺母，所述丝杠和所述丝杠螺母组成丝杠副，在所述丝杠螺母的外侧固连有套筒，所述套筒呈三通状，横向一端具有中心孔，用于穿过所述丝杠，所述套筒的横向的另一端为开口端，在所述套筒的竖直方向上具有扭矩输出端口，在所述丝杠螺母的一端与所述套筒的具有中心孔的一端之间设有弹性元件，在所述套筒的开口端，通过固连于所述开口端的套筒端盖将另一个所述弹性元件封闭于所述丝杠螺母的另一端与所述套筒端盖之间；
与所述丝杠副组件垂直设置所述传动设备，所述传动设备包括通过螺栓固定于所述底座上的两个传动设备支架，在两个所述传动设备支架之间，在所述丝杠的下方能够转动地设置有传动轴，在所述传动轴上固连有第一拨头，所述第一拨头的上端形状为与所述扭矩输出端口配合的形状，并插入所述扭矩输出端口，在远离所述丝杠副组件的所述传动轴上固连有第二拨头；
在所述第二拨头的上方，与所述传动设备垂直设有输出设备，所述输出设备包括两个设置于所述传动设备两侧的输出设备支架，通过螺栓固定于所述底座上，在两个所述输出设备支架上部的轴承孔内，能够滑动地设有输出轴，并向两个所述输出设备支架的外侧伸出，在所述输出轴上具有滑槽，所述滑槽的形状与所述第二拨头的上端形状配合，并且所述第二拨头的上端插入所述滑槽；
在所述输出轴的两端分别各设有一个传感器设备，所述传感器设备包括传感器支架，在所述传感器支架上靠近所述输出轴一侧设有传感器，并且所述输出轴的端部与所述传感器之间间隔1mm，所述传感器设备与变送器和万用表连接。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述底座的上表面的平面度公差最大为0.1mm。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述吊索为尼龙绳。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述套筒通过螺栓与所述丝杠螺母连接。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述套筒内的两个所述弹性元件为弹簧。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在两个所述丝杠副支架的上端的外侧固连有夹持件。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一拨头和所述第二拨头与所述传动轴键连接。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传动轴为方轴，所述第一拨头和所述第二拨头具有与所述传动轴相配合的方孔。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传感器为压力传感器。
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