CN207976280U - 一种齿轮及传动类型可更换的齿轮综合试验台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种齿轮及传动类型可更换的齿轮综合试验台，本试验台底座由支撑底板和两根滑动导轨组成，滑动导轨通过螺栓安装在底座两边的相应位置；在试验台的左侧导轨上安装二自由度移动电机底座，直流伺服电机安装采用螺栓固定安装在二自由度移动电机底座。在试验台的中间，通过螺栓安装剪叉升降底座，在升降台上安装齿轮箱，在试验台的右侧安装二自由度移动制动器底座，并在底座上安装磁粉制动器。能够在一个综合试验台上满足不同传动比及传动齿轮的啮合性能测试，还能满足不同传动类型的啮合性能测试。

Description

一种齿轮及传动类型可更换的齿轮综合试验台

技术领域

本发明公开了一种齿轮可更换及传动类型可更换的齿轮综合试验台，尤其涉及一种可更换不同大小齿轮对及中心距可调、可更换不同齿轮传动类型的齿轮综合试验台。

背景技术

齿轮传动在机械传动领域应用广泛，齿轮是机械传动的主要零件。随着科技的不断发展，齿轮传动在承载能力、啮合精度和强度方面有了更高的要求。齿轮失效将严重影响齿轮传动的性能，为了能够对齿轮传动设计提供合理的依据，需要模拟齿轮正常运行时的工况，同时对齿轮轮齿的弯曲强度、接触强度及胶合承载能力进行测定。齿轮综合试验台可以模拟不同转速和转矩、不同载荷及轮滑条件下的工况，并具备测定输入输出转矩、齿轮弯曲应力及啮合温度等参数的能力。通过实验，可以有效提供齿轮传动设计中提高承载能力及啮合性能的依据。

齿轮试验台是为通过试验得到齿轮传动的传动性能参数而搭建的，目前的齿轮试验台只能实现单一传动类型且为具体的传动系统的性能研究。设计者们往往为研究某一个具体的特定的传动系统而搭建试验台进行研究，这样就会造成极大了浪费，并且费时费力。设计一种可以满足不同尺寸的齿轮传动系统以及不同传动类型的齿轮传动系统的试验台是非常必要的，这样一种齿轮综合试验台不仅可以测试不同传动比、不同尺寸的齿轮传动系统，还可以测试行星齿轮、平行传动齿轮等不同传动类型的齿轮传动系统。如此便极大减少了材料的浪费，达到多种测试用途的功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可更换齿轮及齿轮传动类型的齿轮综合试验台，能够在一个综合试验台上满足不同传动比及传动齿轮的啮合性能测试，还能满足不同传动类型的啮合性能测试。

本发明采用的技术方案是：

本发明包括试验台底座、直流伺服电机、二自由度移动电机底座、可更换齿轮箱、齿轮箱剪叉升降底座、不同型号联轴器一套、磁粉制动器、二自由度移动制动器底座。在试验台底座的左侧安装二自由度移动电机底座，并在底座上安装直流伺服电机，在试验台中间安装齿轮箱升降底座，并在底座上安装齿轮箱，在试验台的右侧安装二自由度移动制动器底座，并在底座上安装磁粉制动器。

试验台的底座由铸铁锻造，其底座上通过螺栓安装两根滑动导轨。在试验台的左侧导轨上安装二自由度移动电机底座，直流伺服电机安装采用螺栓固定安装在二自由度移动电机底座。在试验台的中间，通过螺栓安装剪叉升降底座，在升降台上安装齿轮箱，齿轮箱可以是平行轴传动齿轮箱，也可以是行星齿轮传动齿轮箱，直流伺服电机的输出轴与齿轮箱的输入轴通过联轴器连接。在试验台的右侧导轨上安装二自由度移动制动器底座，在二自由度移动制动器底座上安装磁粉制动器，齿轮箱的输出轴与磁粉制动器的制动轴通过联轴器连接。

所述齿轮综合试验台包含试验台底座、由直流伺服电机、二自由度移动电机底座组成的驱动装置；由可更换齿轮箱、齿轮箱剪叉升降底座、联轴器组成的试验装置；由磁粉制动器、二自由度移动制动器底座组成的加载装置。将两个二自由度移动底座分别安装在底座的滑动导轨上，试验台底座由支撑底板和两根滑动导轨组成，滑动导轨通过螺栓安装在底座两边的相应位置。

所述齿轮综合试验台的驱动装置包括二自由度移动电机底座、直流伺服电机组成，二自由度移动平台由滑动台、滑动底座、滑动丝杠、滑动导轨组成。滑动台安装在试验台底座的滑动导轨上，并且具有锁紧功能。滑动台形状与试验台底座形状相似，在滑动台的两侧面板上安装两根滑动导轨，用以支撑及导向，在面板的中间安装滑动丝杠，滑动丝杠安装在两个滚动轴承上，滚动轴承安装在滑动台上，在滑动丝杠的一端上安装转动手柄，通过转动手柄移动滑动底座。滑动底座安装在滑动台的导轨上，并被滑动丝杆穿过。在滑动底座上通过螺栓固定直流伺服电机。在使用时，驱动装置具备两个方向的移动能力，当更换试验齿轮箱时，可以通过移动驱动装置将电机的输出轴与试验齿轮箱的输入轴对接。

所述齿轮综合试验台的试验装置由可更换齿轮箱、齿轮箱剪叉升降底座、联轴器组成。齿轮箱剪叉升降底座通过螺栓安装在试验台底座的中部，其中齿轮箱剪叉升降底座中有升降手柄，通过转动手柄进行平台的升降，齿轮箱剪叉升降底座的支撑板上通过螺栓安装齿轮箱，联轴器用于连接电机输出轴和齿轮箱输入轴、齿轮箱输出轴和磁粉制动器的输入轴。其中可更换齿轮箱由齿轮箱上盖、下盖、可更换轴承座、齿轮及轴组成。可更换轴承座呈长方形，与齿轮箱上下盖配合使用。

所述齿轮综合试验台的可更换齿轮箱的原理是：为适应不同的传动系统，齿轮箱的中心距可进行调整，当齿轮大小变化时，与之配合的轴的直径也将发生变化，轴与轴承配合，不同轴径配合不同的轴承，轴承是标准件，本发明设计不同的可更换轴承座用于配合轴承，本发明设计了一系列与标准轴承配合的可更换轴承座，同时，在可更换轴承座的上下方印制了刻度线，齿轮箱的上下盖相应位置也印制了刻度线，方便安装。

所述齿轮综合试验台的加载装置由磁粉制动器、二自由度移动制动器底座组成，二自由度移动平台由滑动台、滑动底座、滑动丝杠、滑动导轨组成。滑动台安装在试验台底座的滑动导轨上，并且具有锁紧功能。滑动台形状与试验台底座形状相似，在滑动台的两侧面板上安装两根滑动导轨，用以支撑及导向，在面板的中间安装滑动丝杠，滑动丝杠安装在两个滚动轴承上，滚动轴承安装在滑动台上，在滑动丝杠的一端上安装转动手柄，通过转动手柄移动滑动底座。滑动底座安装在滑动台的导轨上，并被滑动丝杆穿过。在滑动底座上通过螺栓固定磁粉制动器。

本发明的有益效果为：

试验齿轮箱可更换，可以满足不同传动系统的试验要求，对于平行轴齿轮箱，本发明可以更换不同尺寸齿轮，并且适应相应的中心距变化。

本发明调整方便、拆装简单快速，直流电机提供转速，并可以进行无极调速，利用磁粉制动器进行加载，被试齿轮箱可更换齿轮，同时满足中心距可调，以适应于不同传动系统的试验。

当被试齿轮箱中的齿轮更换后，相应的中心距也发生变化时，通过更换合适的轴承座，并且滑动轴承座至相应的位置，用螺栓固定轴承座位置，在轴承座及齿轮箱上下盖相应位置印有刻度线，方便拆装。当齿轮箱齿轮更换完成后，通过移动直流电机底座及磁粉制动器底座，与齿轮箱的输入轴、输出轴对接，利用联轴器固定电机输出轴与齿轮箱输入轴、齿轮箱输出轴与制动器输入轴。

当需要更换整个齿轮箱时，例如更换成行星齿轮箱，将原齿轮箱拆下，而后将行星齿轮箱固定在齿轮箱剪叉升降底座上，通过联合调节齿轮箱剪叉升降底座高度与电机、制动器平台的位置使得行星齿轮箱的输入轴与电机输出轴对接、行星齿轮箱的输出轴与制动器输入轴对接，并通过相应的联轴器连接固定。

本试验台是功率开放试验台，由直流电机提供转速、磁粉制动器提供载荷，可以满足不同传动类型、不同传动系统的长期工作。

附图说明

图1是试验台安装平行轴齿轮箱的三维结构图；

图2是试验台安装行星齿轮箱的三维结构图；

图3是试验台驱动装置的三维结构图；

图4是试验台的平行轴齿轮箱试验装置的正视图；

图5是试验台制动装置的三维结构图；

图6是可更换齿轮箱的剖面图；

图中：1-直流伺服电机，2-电机滑动台，3-试验台底座，4-行程挡环，5-电机滑动底座，6-齿轮箱剪叉升降底座，7-试验台底座滑动导轨，8-齿轮箱下盖，9-制动器滑动底座，10-磁粉制动器，11-第二联轴器，12-齿轮箱上盖，13-第一联轴器，14-第一转动手柄，15-第一滑动丝杆，16-电机滑动导轨，17-行星齿轮箱，18-剪叉机构上支撑板，19-剪叉机构下支撑板，20-升降手柄，21-升降丝杠，22- 可更换轴承座，23-刻度线，24-第二转动手柄，25-制动器输入轴， 26-丝杠滚动轴承，27-第二滑动丝杠，28-制动器滑动导轨，29-制动器滑动台，30-齿轮箱输入轴，31-滚动轴承，32-螺栓，33-输出轴齿轮，34-齿轮箱输出轴，35-中间轴齿轮，36-中间轴，37-输入轴齿轮。

具体实施方式

以下结合具体实例和附图对本发明做进一步的描述。

如图1～6所示，本发明包括试验台底座(3)、直流伺服电机(1)、磁粉制动器(10)、试验台底座滑动导轨(7)、行程挡环(4)、电机滑动台(2)、电机滑动底座(5)、电机滑动导轨(16)、制动器滑动台(29)、制动器滑动底座(9)、制动器滑动导轨(28)、两个转动手柄(14,24)、两个滑动丝杠(15,27)、齿轮箱剪叉升降底座(6)、两个联轴器(13,11)。其中齿轮箱剪叉升降底座(6)包含剪叉机构上支撑板(18)、剪叉机构下支撑板(19)、升降手柄(20)、升降丝杠(21)。可更换齿轮箱包含齿轮箱上盖(12)、齿轮箱下盖(8)、齿轮箱输入轴(30)、滚动轴承(31)、可更换轴承座(22)、螺栓(32)、输出轴齿轮(33)、齿轮箱输出轴(34)、中间轴齿轮(35)、中间轴 (36)、输入轴齿轮(37)。

本发明的试验台底座(3)呈沟槽形，在两边安装试验台底座滑动导轨(7)，在试验台底座滑动导轨(7)的左右侧合适位置安装行程挡环(4)，如图3所示，在验台底座滑动导轨(7)的左侧位置安装电机滑动底座(5)，在电机滑动底座(5)上安装电机滑动导轨(16)、电机滑动导轨(16)通过螺栓固定在电机滑动底座(5)上，第一滑动丝杆(15)通过丝杠滚动轴承(26)安装在电机滑动底座(5)，同时，第一滑动丝杆(15)和电机滑动导轨(16)穿过电机滑动台(2)，在第一滑动丝杆(15)的一端安装第一转动手柄(14)；如图1和5 所示，在试验台底座滑动导轨(7)的右侧位置安装制动器滑动底座 (9)，在制动器滑动底座(9)上安装制动器滑动导轨(28)、制动器滑动导轨(28)通过螺栓固定在制动器滑动底座(9)上，第二滑动丝杆(27)通过丝杠滚动轴承(26)安装在制动器滑动底座(9)，同时，第二滑动丝杆(27)和制动器滑动导轨(28)穿过制动器滑动台 (29)，在第二滑动丝杆(27)的一端安装第二转动手柄(24)；

如图4和6所示，本发明的试验装置包含齿轮箱剪叉升降底座(6) 和齿轮箱上盖(12)、齿轮箱下盖(8)、齿轮箱输入轴(30)、滚动轴承(31)、可更换轴承座(22)、螺栓(32)、输出轴齿轮(33)、齿轮箱输出轴(34)、中间轴齿轮(35)、中间轴(36)、输入轴齿轮(37)，其中齿轮箱剪叉升降底座(6)包含剪叉机构上支撑板(18)、剪叉机构下支撑板(19)、升降手柄(20)、升降丝杠(21)。剪叉机构下支撑板(19)通过螺栓安装在试验台底座(3)上，升降丝杠(21)安装在升降杆中，在升降丝杠(21)的一端安装升降手柄(20)，剪叉机构上支撑板(18)安装在升降杆的上端，在剪叉机构上支撑板(18) 上通过螺栓安装齿轮箱下盖(8)。可更换轴承座(22)先安装在齿轮箱下盖(8)上，保持可更换轴承座(22)在齿轮箱下盖(8)上可平行移动，在齿轮箱输入轴(30)上安装输入轴齿轮(37)，在中间轴 (36)上安装中间轴齿轮(35)，在齿轮箱输出轴(34)上安装输出轴齿轮(33)，然后在安装好的轴两端安装好滚动轴承(31)，最后安装在可更换轴承座(22)上，盖上齿轮箱上盖(12)，根据设计好的中心距，将可更换轴承座(22)上的刻度中心线与齿轮箱上盖(12) 上的刻度线(23)对应位置对齐，最后用螺栓将可更换轴承座(22) 与齿轮箱上盖(12)、齿轮箱下盖(8)固定。

本发明的工作原理如下：

通过转动三个转动手柄(14,20,24)调节驱动装置、试验装置和制动装置的相对位置，使得直流伺服电机(1)的输出轴和可更换齿轮箱的齿轮箱输入轴(30)对齐，可更换齿轮箱的齿轮箱输出轴(34) 和制动器输入轴(25)对齐，通过第一联轴器(13)将直流伺服电机(1)的输出轴和可更换齿轮箱的齿轮箱输入轴(30)连接，通过第二联轴器(11)将可更换齿轮箱的齿轮箱输出轴(34)和制动器输入轴(25)连接。动力装置通过联轴器将动力传至齿轮传动系统，减速后通过联轴器传到制动器，制动器将动力消耗。

被试齿轮箱齿轮更换：如图4和6所示，通过更换不同齿轮传动组合，匹配合适的轴，再配上合适的可更换轴承座(22)和滚动轴承 (31)，安装在齿轮箱上盖(12)、齿轮箱下盖(8)上，根据不同的中心距，将可更换轴承座(22)上的刻度中心线与齿轮箱上盖(12) 上的刻度线(23)对应位置对齐，最后用螺栓将可更换轴承座(22) 与齿轮箱上盖(12)、齿轮箱下盖(8)固定，完成传动系统的更换。

被试齿轮箱更换：如图2所示，更换成行星齿轮箱(17)，将原齿轮箱卸下，用螺栓安装上行星齿轮箱(17)并固定，转动三个转动手柄(14,20,24)调节驱动装置、试验装置和制动装置的相对位置，使得直流伺服电机(1)的输出轴与行星齿轮箱(17)输入轴对齐，行星齿轮箱(17)输出轴与制动器输入轴(25)对齐，通过第一联轴器(13)将直流伺服电机(1)的输出轴和行星齿轮箱(17)输入轴连接，通过第二联轴器(11)将行星齿轮箱(17)输出轴和制动器输入轴(25)连接，完成齿轮箱更换。

上述具体的实施方式为本发明的最佳实施例，并不能对本发明进行限定。本领域技术人员均应了解，在不脱离本发明的技术方案下，所作出的各种修改和变型都属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种齿轮及传动类型可更换的齿轮综合试验台，其特征在于包括试验台底座（3）、直流伺服电机（1）、磁粉制动器（10）、试验台底座滑动导轨（7）、行程挡环（4）、电机滑动台（2）、电机滑动底座（5）、电机滑动导轨（16）、制动器滑动台（29）、制动器滑动底座（9）、制动器滑动导轨（28）、两个转动手柄（14,24）、两个滑动丝杠（15,27）、齿轮箱剪叉升降底座（6）、两个联轴器（13,11）；其中齿轮箱剪叉升降底座（6）包含剪叉机构上支撑板（18）、剪叉机构下支撑板（19）、升降手柄（20）、升降丝杠（21）；可更换齿轮箱包含齿轮箱上盖（12）、齿轮箱下盖（8）、齿轮箱输入轴（30）、滚动轴承（31）、可更换轴承座（22）、螺栓（32）、输出轴齿轮（33）、齿轮箱输出轴（34）、中间轴齿轮（35）、中间轴（36）、输入轴齿轮（37）；

试验台底座（3）呈沟槽形，在两边安装试验台底座滑动导轨（7），在试验台底座滑动导轨（7）的左右侧合适位置安装行程挡环（4），在试验台底座滑动导轨（7）的左侧位置安装电机滑动底座（5），在电机滑动底座（5）上安装电机滑动导轨（16）、电机滑动导轨（16）通过螺栓固定在电机滑动底座（5）上，第一滑动丝杆（15）通过丝杠滚动轴承（26）安装在电机滑动底座（5），同时，第一滑动丝杆（15）和电机滑动导轨（16）穿过电机滑动台（2），在第一滑动丝杆（15）的一端安装第一转动手柄（14）；在试验台底座滑动导轨（7）的右侧位置安装制动器滑动底座（9），在制动器滑动底座（9）上安装制动器滑动导轨（28）、制动器滑动导轨（28）通过螺栓固定在制动器滑动底座（9）上，第二滑动丝杆（27）通过丝杠滚动轴承（26）安装在制动器滑动底座（9），同时，第二滑动丝杆（27）和制动器滑动导轨（28）穿过制动器滑动台（29），在第二滑动丝杆（27）的一端安装第二转动手柄（24）。

2.根据权利要求1所述的一种齿轮及传动类型可更换的齿轮综合试验台，其特征在于剪叉机构下支撑板（19）通过螺栓安装在试验台底座（3）上，升降丝杠（21）安装在升降杆中，在升降丝杠（21）的一端安装升降手柄（20），剪叉机构上支撑板（18）安装在升降杆的上端，在剪叉机构上支撑板（18）上通过螺栓安装齿轮箱下盖（8）；可更换轴承座（22）先安装在齿轮箱下盖（8）上，保持可更换轴承座（22）在齿轮箱下盖（8）上可平行移动，在齿轮箱输入轴（30）上安装输入轴齿轮（37），在中间轴（36）上安装中间轴齿轮（35），在齿轮箱输出轴（34）上安装输出轴齿轮（33），然后在安装好的轴两端安装好滚动轴承（31），最后安装在可更换轴承座（22）上，盖上齿轮箱上盖（12），根据设计好的中心距，将可更换轴承座（22）上的刻度中心线与齿轮箱上盖（12）上的刻度线（23）对应位置对齐，最后用螺栓将可更换轴承座（22）与齿轮箱上盖（12）、齿轮箱下盖（8）固定。

3.根据权利要求1所述的一种齿轮及传动类型可更换的齿轮综合试验台，其特征在于该试验台工作过程如下：

被试齿轮箱齿轮更换：通过更换不同齿轮传动组合，匹配合适的轴，再配上合适的可更换轴承座（22）和滚动轴承（31），安装在齿轮箱上盖（12）、齿轮箱下盖（8）上，根据不同的中心距，将可更换轴承座（22）上的刻度中心线与齿轮箱上盖（12）上的刻度线（23）对应位置对齐，最后用螺栓将可更换轴承座（22）与齿轮箱上盖（12）、齿轮箱下盖（8）固定，完成传动系统的更换；

被试齿轮箱更换：更换成行星齿轮箱（17），将原齿轮箱卸下，用螺栓安装上行星齿轮箱（17）并固定，转动三个转动手柄（14,20,24）调节驱动装置、试验装置和制动装置的相对位置，使得直流伺服电机（1）的输出轴与行星齿轮箱（17）输入轴对齐，行星齿轮箱（17）输出轴与制动器输入轴（25）对齐，通过第一联轴器（13）将直流伺服电机（1）的输出轴和行星齿轮箱（17）输入轴连接，通过第二联轴器（11）将行星齿轮箱（17）输出轴和制动器输入轴（25）连接，完成齿轮箱更换。