CN206832462U - 机械功率流封闭式蜗杆蜗轮传动实验台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机械功率流封闭式蜗杆蜗轮传动实验台，包括电动机、齿轮箱、联轴器、轴系、蜗杆蜗轮模块、传感器、加载装置、底板，所述齿轮箱固定在所述底板上；所述齿轮箱、所述蜗杆蜗轮模块、所述加载装置通过所述联轴器和所述轴系连接，形成一个闭合回路，所述加载装置加载后产生的扭矩通过所述齿轮箱中的减速齿轮箱和增速齿轮箱传递到所述蜗杆蜗轮模块，所述电动机输出的功率仅用于克服系统中的摩擦阻力，实验能耗低；所述传感器用于测量被测蜗杆蜗轮的输入、输出物理参数，进行转速实验、传动比实验、功率实验、效率实验、寿命实验，调整螺旋升降装置可以进行不同蜗杆机构的性能实验，一机多用提高了实验台的利用率。

Description

机械功率流封闭式蜗杆蜗轮传动实验台

技术领域

[0001]本实用新型涉及一种蜗杆蜗轮传动实验台，特别涉及一种机械功率流封闭式的蜗 杆蜗轮节能实验装置，属机械实验设备领域。

背景技术

[0002]近年来，蜗杆蜗轮传动综合性能测试的研宄已成为现代测试技术的一个重要的研 宄方向。蜗杆蜗轮传动实验台是用实验的方法研宄蜗杆蜗轮传动的各种失效形式并测定其 承载能力、传动效率及有关性能的基本手段。实验台对机械零件的设计、性能要求以及现场 人员如何选择，提供了最具科学理论根据的数据。通过对机械零部件的实验获取有用的数 据和性能参数，对现场机器的设计、制造和对老设备的改造起着至关重要的作用。

[0003]目前的蜗杆蜗轮传动实验台多为功率流开放式实验台，该类实验台所传递的功率 由电动机传来，经过传动装置和实验装置中的所有传动件，最后传到耗能装置，g卩加载装 置。开放式实验台的耗能装置结构往往比较笨重，常常需要设置冷却装置，另外动力消耗功 率要大于实际负载功率，这在大功率或长期工作的情况下使用不经济，例如作长时间测试 传动件疲劳或寿命实验的情况。因此，开放式机械传动实验台适用于实验时间较短的项目， 例如效率实验、缓冲减振(阻尼特性)实验、满载起动实验和过载安全性能实验;或者进行小 功率的联轴器的疲劳寿命实验。 实用新型内容

[0004] 针对现有实验台的不足，本实用新型提供一种机械功率流封闭式蜗杆蜗轮传动实 验台，通过功率流封闭结构大大减少了实验中的能量消耗。

[0005] 为了实现上述目的，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下:机械功 率流封闭式蜗杆蜗轮传动实验台包括电动机、齿轮箱、联轴器、轴系、蜗杆蜗轮模块、传感 器、加载装置、底板，所述齿轮箱、所述蜗杆蜗轮模块、所述加载装置通过所述联轴器和所述 轴系连接，所述齿轮箱固定在所述底板上。

[0006] 进一步地，所述齿轮箱包括减速齿轮箱和增速齿轮箱，所述减速齿轮箱和所述增 速齿轮箱的传动比互为倒数，所述电动机固定在所述减速齿轮箱的箱体上。

[0007] 进一步地，所述联轴器包括联轴器I、联轴器n、联轴器m、联轴器IV、联轴器V，所 述轴系包括轴I、轴n、轴m、轴iv，所述轴I、所述轴m为所述减速齿轮箱的轴，所述轴n、所 述轴iv为所述增速齿轮箱的轴;所述电动机的输出轴通过所述联轴器m与所述轴I连接，所 述加载装置通过所述联轴器I与所述轴I连接、通过所述联轴器n与所述增速齿轮箱的所述 轴n连接，所述蜗杆蜗轮模块通过所述联轴器v与所述增速齿轮箱的所述轴iv连接、通过 所述联轴器iv与所述减速齿轮箱的所述轴m连接，从而形成一个闭合回路，所述加载装置 加载后产生的扭矩通过所述减速齿轮箱和所述增速齿轮箱传递到所述蜗杆蜗轮模块。

[0008]进一步地，所述实验齿轮模块包括箱体、支座I、支座n、模块输入轴、蜗杆I、蜗轮 I、蜗杆n、蜗轮n、螺旋升降装置、传动轴、模块输出轴I、辅助轴、模块输出轴n、传感器和 带传动装置，所述支座I和所述支座11焊接在所述箱体上;所述模块输入轴支撑在所述箱体 和所述支座I上，所述模块输出轴1和所述辅助轴均支撑在所述箱体上，所述传动轴支撑在 所述螺旋升降装置上，所述螺旋升降装置固定在所述箱体底部，所述模块输出轴n支撑在 所述支座n和所述箱体上;所述蜗杆I固定在所述模块输入轴上、所述蜗轮I和所述蜗轮n 均固定在所述传动轴上，所述蜗杆n固定在所述模块输出轴1上。

[0009] 进一步地，所述蜗杆I和所述蜗轮I啮合传动，构成被测啮合齿轮，所述蜗杆n和所 述蜗轮n噛合传动，构成陪试啮合齿轮，被测啮合齿轮和陪试啮合齿轮有相同的传动比;所 述蜗杆I和所述蜗杆n螺旋方向、参数均相同，所述蜗轮I和所述蜗轮n螺旋方向、参数均相 同。

[0010] 进一步地，所述螺旋升降装置包括螺杆、平台、底座，所述底座与所述箱体底部相 连，所述螺杆转动，所述平台升降，改变所述蜗杆I和所述蜗轮I、所述蜗杆n和蜗轮n的中 心距，用于测量不同参数、不同尺寸蜗杆蜗轮啮合的性能。

[0011] 进一步地，所述带传动装置包括主动轮、从动轮、张紧轮和皮带，所述主动轮固定 在所述模块输出轴I上，所述从动轮固定在所述模块输出轴n上、所述张紧轮固定在所述辅 助轴上，所述皮带绕在所述主动轮、所述从动轮和所述张紧轮上;所述模块输出轴I、所述辅 助轴、所述模块输出轴n互相平行，所述辅助轴带动所述张紧轮沿所述箱体上下移动来调 整所述皮带的张紧程度，使所述带传动装置在合适的张紧力下工作。

[0012] 进一步地，所述传感器包括传感器I和传感器n，所述传感器I位于所述蜗杆I的输 入侧，测量所述蜗杆I的输入转速、输入转矩，并传递给数据处理装置，所述传感器n位于所 述蜗轮I的输出侧，测量所述蜗轮I的输出转速、输出转矩，并传递给数据处理装置。

[0013]本实用新型机械功率流封闭式蜗杆蜗轮传动实验台工作时，首先由所述加载装置 加载，所述轴I和所述轴n因扭转变形而产生扭矩。所述电动机启动后，这些扭矩相应做功， 并通过所述减速齿轮箱、所述增速齿轮箱传到所述蜗杆蜗轮模块。在所述蜗杆蜗轮模块里， 运动和动力首先由所述模块输入轴输入，经所述蜗杆I和所述蜗轮I啮合传动，所述蜗杆n 和所述蜗轮n的啮合传动，再由所述输出轴I传递给所述带传动装置，由所述模块输出轴n 经过所述联轴器v返回所述増速齿轮箱。

[0014] 采用上述方案所取得的有益效果是：

[0015] 1、机械功率流封闭式蜗杆蜗轮传动实验台整体形成一个机械功率流封闭回路，所 述电动机输出的功率仅仅是为了克服系统中的各种摩擦阻力，能耗低。

[0016] 2、调节所述电动机转速，可以使蜗轮蜗杆模块在不同的转速条件下实验。

[0017] 3、通过螺旋升降装置改变被测蜗杆蜗轮的中心距，可以测试不同参数、不同尺寸 的蜗杆蜗轮的传动性能，进行转速实验、传动比实验、功率实验、效率实验、寿命实验，一机 多用提高了实验台的利用率。

附图说明

[0018]图1为本实用新型机械功率流封闭式蜗杆蜗轮传动实验台的结构示意图；

[0019]图2为本实用新型机械功率流封闭式蜗杆蜗轮传动实验台的蜗杆蜗轮模块结构示 意图；

[0020]图3为本实用新型机械功率流封闭式蜗杆蜗轮传动实验台的蜗杆蜗轮模块中带传 动装置的结构不意图；

[0021]图4为本实用新型机械功率流封闭式蜗杆蜗轮传动实验台的蜗杆蜗轮模块中螺旋 升降装置的示意图。

[0022]图中：卜电动机，2-底板，3_减速齿轮箱，4-轴I，5-联轴器I，6-加载装置，7_联轴器 n，8-轴n，9-增速齿轮箱，10-联轴器m，11-轴ni，12-联轴器IV，13-蜗杆蜗轮模块，14-联 轴器V，15-轴IV，16-模块输入轴，17-传感器I，18-蜗杆I，19-蜗轮I，20-箱体，21-支座I， 22-支座II，23_从动轮，24-模块输出轴n，25-传感器II，26_平台，27-螺杆，28-传动轴，29-蜗杆n，3〇-蜗轮n，31-模块输出轴I，32-张紧轮，33-辅助轴，34-主动轮，35_皮带，36-底 座。

具体实施方式

[0023] 下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。

[0024] 如图1、2、3、4所示的机械功率流封闭式蜗杆蜗轮传动实验台，包括电动机1、齿轮 箱3，9、联轴器5,7,10,12,14、轴系4,8,11，15、蜗杆蜗轮模块13、传感器17,25、加载装置6、 底板2,齿轮箱3,9、蜗杆蜗轮模块13、加载装置6通过联轴器5,7,10,12,14和轴系4,8,11，15 连接，齿轮箱3，9固定在底板2上。齿轮箱3，9包括减速齿轮箱3和增速齿轮箱9，电动机固定 在减速齿轮箱的箱体上。联轴器5,7,10,12,14包括联轴器15、联轴器117、联轴器HI 10、联轴 器IV12、联轴器V14,轴系4,8,11，15包括轴14、轴118、轴mil、轴IV15,电动机1的输出轴通 过联轴器m 1〇与轴14连接，加载装置6通过联轴器15与轴14连接、通过联轴器n7与增速齿 轮箱9的轴n连接，蜗杆蜗轮模块通过联轴器v与增速齿轮箱的轴iv连接、通过联轴器iv与 减速齿轮箱的轴m连接，从而形成一个闭合回路。实验齿轮模块包括箱体20、支座121、支座 n 22、模块输入轴16、蜗杆118、蜗轮119、蜗杆n 29、蜗轮n 3〇、螺旋升降装置、传动轴、模块 输出轴I，辅助轴，模块输出轴n、传感器和带传动装置，支座I和支座n焊接在箱体上;模块 输入轴支撑在箱体和支座I上，模块输出轴I和辅助轴均支撑在箱体上，传动轴支撑在螺旋 升降装置26，27，36上，模块输出轴n 24支撑在支座n和箱体20上;蜗杆131固定在模块输入 轴ie上、蜗轮119和蜗轮1130均固定在传动轴28上，蜗杆n29固定在模块输出轴131上。螺旋 升降装置26,27,36包括螺杆27、平台26、底座36,底座36与箱体20底部相连。带传动装置23， 32,34,35包括主动轮34、从动轮23、张紧轮32和皮带35,主动轮34固定在模块输出轴131上， 从动轮23固定在模块输出轴n 24上、张紧轮32固定在辅助轴33上，皮带35绕在主动轮34、从 动轮23和张紧轮：32上。传感器17，25包括传感器117和传感器n 25，传感器115位于蜗杆I的 输入侧，传感器II 25位于蜗轮I的输出侧。

[0025]如图1、2、3、4所示的机械功率流封闭式蜗杆蜗轮传动实验台，其使用方法具体步 骤如下：电动机1将运动和动力输入减速齿轮箱3,通过轴IV15和模块输入轴16,驱动蜗杆I 18和蜗轮119、蜗杆n 29和蜗轮n 30啮合传动;加载装置6加载后将动力通过减速齿轮箱3和 加速齿轮箱9传递给蜗杆蜗轮模块13。在蜗杆蜗轮模块13里，运动和动力首先由模块输入轴 16输入，经蜗杆118和蜗轮119啮合传动，蜗杆n 29和蜗轮n 30啮合传动，再由模块输出轴I 31传递给带传动装置23，32，34，35，由模块输出轴n 24经过联轴器V14返回增速齿轮箱9。 整个传动形成一个机械功率流封闭回路，所述电动机1输出的功率仅仅是为了克服系统中 的各种摩擦阻力，能耗低。需要进行蜗杆蜗轮的传动比实验、转速实验时，传感器117、传感 器n 25采用速度传感器，由传感器II7测出蜗杆I1S的输入转速，传感器1125测出蜗轮119的 输出转速，即可由外接的数据处理装置计算并显现;需要进行蜗杆蜗轮的功率实验、效率实 验和寿命实验时，传感器11'传感器n25采用扭矩传感器，由传感器117测出蜗杆118的输 入转矩，传感器n 25测出蜗轮119的输出转矩。当需要进行不同蜗杆机构的性能实验时，转 动螺杆27,所述平台26升降，改变所述蜗杆118和所述蜗轮119、所述蜗杆n29和蜗轮n30的 中心距，重复上述步骤即可进行实验。

Claims (8)

1. 一种机械功率流封闭式蜗杆蜗轮传动实验台，其特征在于:包括电动机、齿轮箱、联 轴器、轴系、蜗杆蜗轮模块、传感器、加载装置、底板，所述齿轮箱、所述蜗杆蜗轮模块、所述 加载装置通过所述联轴器和所述轴系连接，所述齿轮箱固定在所述底板上。

2. 如权利要求1所述的一种机械功率流封闭式蜗杆蜗轮传动实验台，所述齿轮箱包括 减速齿轮箱和增速齿轮箱，所述减速齿轮箱和所述增速齿轮箱的传动比互为倒数，所述电 动机固定在所述减速齿轮箱的箱体上。

3. 如权利要求2所述的一种机械功率流封闭式蜗杆蜗轮传动实验台，所述联轴器包括 联轴器I、联轴器n、联轴器m、联轴器iv、联轴器V，所述轴系包括轴I、轴n、轴m、轴iv，所 述轴I、所述轴m为所述减速齿轮箱的轴，所述轴n、所述轴iv为所述增速齿轮箱的轴;所述 电动机的输出轴通过所述联轴器m与所述轴I连接，所述加载装置通过所述联轴器I与所述 轴I连接、通过所述联轴器n与所述增速齿轮箱的所述轴n连接，所述蜗杆蜗轮模块通过所 述联轴器v与所述增速齿轮箱的所述轴iv连接、通过所述联轴器iv与所述减速齿轮箱的所 述轴m连接，从而形成一个闭合回路，所述加载装置加载后产生的扭矩通过所述减速齿轮 箱和所述增速齿轮箱传递到所述蜗杆蜗轮模块。

4. 如权利要求1所述的一种机械功率流封闭式蜗杆蜗轮传动实验台，所述实验齿轮模 块包括箱体、支座I、支座n、模块输入轴、蜗杆I、蜗轮I、蜗杆n、蜗轮n、螺旋升降装置、传 动轴、模块输出轴I、辅助轴、模块输出轴n、传感器和带传动装置，所述支座I和所述支座n 焊接在所述箱体上;所述模块输入轴支撑在所述箱体和所述支座I上，所述模块输出轴I和 所述辅助轴均支撑在所述箱体上，所述传动轴支撑在所述螺旋升降装置上，所述螺旋升降 装置固定在所述箱体底部，所述模块输出轴n支撑在所述支座n和所述箱体上;所述蜗杆I 固定在所述模块输入轴上、所述蜗轮I和所述蜗轮n均固定在所述传动轴上，所述蜗杆n固 定在所述模块输出轴I上。

5. 如权利要求4所述的一种机械功率流封闭式蜗杆蜗轮传动实验台，所述蜗杆I和所述 蜗轮I啮合传动，构成被测啮合齿轮，所述蜗杆n和所述蜗轮n啮合传动，构成陪试啮合齿 轮，被测啮合齿轮和陪试啮合齿轮有相同的传动比；所述蜗杆I和所述蜗杆n螺旋方向、参 数均相同，所述蜗轮I和所述蜗轮n螺旋方向、参数均相同。

6. 如权利要求4所述的一种机械功率流封闭式蜗杆蜗轮传动实验台，所述螺旋升降装 置包括螺杆、平台、底座，所述底座与所述箱体底部相连，所述螺杆转动，所述平台升降，改 变所述蜗杆I和所述蜗轮I、所述蜗杆n和所述蜗轮n的中心距，用于测量不同参数、不同尺 寸蜗杆蜗轮啮合的性能。

7. 如权利要求4所述的一种机械功率流封闭式蜗杆蜗轮传动实验台，所述带传动装置 包括主动轮、从动轮、张紧轮和皮带，所述主动轮固定在所述模块输出轴I上，所述从动轮固 定在所述模块输出轴n上、所述张紧轮固定在所述辅助轴上，所述皮带绕在所述主动轮、所 述从动轮和所述张紧轮上;所述模块输出轴I、所述辅助轴、所述模块输出轴n互相平行，所 述辅助轴带动所述张紧轮沿所述箱体上下移动来调整皮带的张紧程度，使所述带传动装置 在合适的张紧力下工作。

8. 如权利要求4所述的一种机械功率流封闭式蜗杆蜗轮传动实验台，所述传感器包括 传感器I和传感器n，所述传感器I位于所述蜗杆I的输入侧，测量所述蜗杆I的输入转速、输 入转矩，并传递给数据处理装置，所述传感器n位于所述蜗轮I的输出侧，测量所述蜗轮I的 输出转速、输出转矩，并传递给数据处理装置。