CN211042639U - 多尺寸柔性轴承的盘式实验平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多尺寸柔性轴承的盘式实验平台，属于谐波减速器柔性轴承测试技术领域；包括轴承驱动装置、轴承固定装置、等效柔轮加载机构、谐波加载机构、固位机构和转盘驱动装置；通过等效柔轮加载机构和谐波加载机构对非变形安装的待测柔性轴承施加等效变形的载荷与谐波特性，研究待测柔性轴承在变形安装工况下的静力学和动力学运动特性；通过改变柔轮加载机构和谐波加载机构中液压缸的伸缩长度，以实现较大范围内不同尺寸待测柔性轴承的实验测试；本实用新型涉及模块化的设计，提高了各构件的独立性，只需更换极少部件在不破坏设备的整体结构情况下，满足了不同尺寸柔性轴承的实验测试要求，从而提高设备的适用性和通用性。

Description

多尺寸柔性轴承的盘式实验平台

技术领域

本实用新型涉及多尺寸柔性轴承的盘式实验平台，属于谐波减速器柔性轴承测试技术领域。

背景技术

谐波减速器在国内于上世纪六七十年代开始研制，广泛应用于电子、航天航空、机器人等行业，由于它的独特优点，在化工行业的应用也在逐渐增多。谐波减速器由波发生器即柔性轴承、柔轮、钢轮构成，而柔性轴承作为主要的部件，分析其在工况作用下的静力学和动力学特性，对于评估整个谐波减速的性能至关重要。虽然现在已有不少专门生产柔性齿轮和谐波减速器的厂家，并已形成系列化，但是对柔性轴承的设计，目前国内通行的方法是按照国外的经验设计图表进行查表设计，对柔性轴承新产品开发和理论探索不能提供有效的技术支持。本技术领域需要一种测试柔性轴承的实验平台，以提供对柔性轴承产品开发和理论探索有效的技术支持。

发明内容

本实用新型的目的是为解决目前对柔性轴承产品开发和理论探索不能提供有效测试平台的技术问题。

为达到解决上述问题的目的，本实用新型所采取的技术方案是提供一种多尺寸柔性轴承的盘式实验平台，其特征在于：包括轴承驱动装置、待测轴承、轴承固定装置、等效柔轮加载机构、谐波加载机构、固位机构、转盘驱动装置和安装底座；所述的安装底座上设有轴承驱动装置，轴承驱动装置设有的芯轴上穿设有待测轴承，待测轴承外圈设有轴承固定装置；所述的待测轴承设于转盘驱动装置设有的转盘的圆心；所述的转盘驱动装置的转盘上设有轴承固定装置、等效柔轮加载机构和谐波加载机构；所述的转盘水平方向上设有等效柔轮加载机构，等效柔轮加载机构通过接触滑块与待测轴承外圈接触；所述的转盘上下垂直方向对称设有谐波加载机构，谐波加载机构的接触弹簧通过与所述接触滑块连接作用于待测轴承外圈；所述的转盘驱动装置通过设有的安装轴与所述的轴承固定装置连接；所述的固位机构与所述的安装轴活动连接。

优选地，所述的轴承驱动装置包括轴承驱动电机、轴承驱动电机座和可更换芯轴；所述的轴承驱动电机座上设有轴承驱动电机，轴承驱动电机连接有可更换芯轴。

优选地，所述的轴承固定装置包括左侧固定圆盘和右侧固定圆盘；左侧固定圆盘和右侧固定圆盘与待测轴承外圈配合安装，以实现动力学分析时待测轴承外圈不动内圈转动。

优选地，所述的等效柔轮加载机构包括接触滑块、静载液压缸、拐板、中间杆件、过渡滑板、缓冲弹簧和推进滑块；所述的转盘水平方向待测轴承一侧设有静载液压缸，静载液压缸与待测轴承另一侧设有的过渡滑板连接，过渡滑板通过缓冲弹簧和推进滑块连接，推进滑块连接上下对称的中间杆件的一端，中间杆件的另一端连接拐板的一端，拐板的另一端与接触滑块连接，上下接触滑块与待测轴承外圈接触。

优选地，所述的谐波加载机构包括接触弹簧、动载液压缸、过渡杆件、复位弹簧、后侧滑板、接触滚轮、前侧上滑板和前侧下滑板；所述的转盘上下垂直方向对称设有谐波加载机构；所述的安装底座上设有谐波发生器，谐波发生器通过上下的复位弹簧与上下的后侧滑板上设有的接触滚轮接触连接，后侧滑板通过过渡杆件与转盘上垂直设有的前侧上滑板连接，所述的前侧上滑板与前侧下滑板活动连接；前侧下滑板与设于前侧下滑板两侧的两个动载液压缸连接；前侧下滑板再通过接触弹簧与接触滑块连接。

优选地，所述的固位机构包括支撑座、夹具、导杆和安装轴；支撑座上设有导杆，导杆一端设有夹具，导杆另一端与安装轴端部活动连接。

优选地，所述的转盘驱动装置包括转盘、空心锥齿轮、轴承座、转盘驱动电机座、转盘驱动电机、锥齿轮、左侧支撑轴承、右侧支撑轴承、固定轴承和法兰；所述的转盘驱动电机座上设有转盘驱动电机，转盘驱动电机上设有锥齿轮；所述的安装轴一端套设有空心锥齿轮，空心锥齿轮与所述锥齿轮连接，安装轴的另一端先后穿过轴承座中的左侧支撑轴承、固定轴承和右侧支撑轴承，再通过法兰与所述转盘上设有的所述左侧固定圆盘连接。

相比现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

通过等效柔轮加载机构和谐波加载机构对非变形安装的柔性轴承施加等效变形的载荷与谐波特性，从而研究柔性轴承在变形安装工况下的静力学和动力学运动特性；通过改变柔轮加载机构和谐波加载机构中液压缸的伸缩长度，可以实现较广范围内不同尺寸柔性轴承的实验测试；同时模块化的设计思路，提高了各构件的独立性，更换极少部件既不破坏设备的整体结构，同时也满足了不同尺寸柔性轴承的实验测试要求，从而提高设备的适用性和通用性。

附图说明

图1为本实用新型提供的多尺寸柔性轴承的盘式实验平台的装配组成平面示意图。

图2为本实用新型提供的多尺寸柔性轴承的盘式实验平台的转盘部分装配组成平面示意图。

附图标记：1.轴承驱动电机 2.轴承驱动电机座 3.芯轴轴承座 4.可更换芯轴 5.接触滑块 6.平台底座 7.接触弹簧 8.动载液压缸 9.转盘 10.过渡杆件 11.复位弹簧12.后侧滑板 13.谐波发生器 14.空心锥齿轮 15.轴承座 16.转盘驱动电机座 17.支撑座18.夹具 19.导杆 20.转盘驱动电机 21.锥齿轮 22.左侧支撑轴承 23.右侧支撑轴承 24.固定轴承 25.法兰 26.接触滚轮 27.左侧固定圆盘 28.待测轴承 29.右侧固定圆盘 30.安装轴 31.静载液压缸 32.前侧下滑板 33.前侧上滑板 34.拐板 35.中间杆件 36.过渡滑板 37.缓冲弹簧 38.推进滑块

具体实施方式

为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下：

如图1，2所示，本实用新型提供一种多尺寸柔性轴承的盘式实验平台，包括轴承驱动装置、待测轴承、轴承固定装置、等效柔轮加载机构、谐波加载机构、固位机构、转盘驱动装置和安装底座；安装底座上安装有轴承驱动装置，轴承驱动装置连接的芯轴上穿过待测轴承的内圈，待测轴承外圈设置有轴承固定装置；待测轴承设置于转盘驱动装置设有的转盘的圆心；转盘驱动装置的转盘上设有轴承固定装置、等效柔轮加载机构和谐波加载机构；转盘水平方向上设有等效柔轮加载机构，等效柔轮加载机构通过接触滑块与待测轴承外圈接触；转盘上下垂直方向对称设置有谐波加载机构，谐波加载机构的接触弹簧通过与所述接触滑块连接作用于待测轴承外圈；转盘驱动装置通过安装设有的安装轴与转盘上的轴承固定装置连接；固位机构与安装轴活动连接。轴承驱动装置包括轴承驱动电机1、轴承驱动电机座2和可更换芯轴4；平台底座6上安装有轴承驱动电机座2，轴承驱动电机座2上安装有轴承驱动电机1，轴承驱动电机1通过芯轴轴承座3连接可更换芯轴4，可更换芯轴4穿过待测轴承28内圈。轴承固定装置包括左侧固定圆盘27和右侧固定圆盘29；左侧固定圆盘27和右侧固定圆盘29与待测轴承28外圈配合安装，以实现动力学分析时待测轴承28外圈不动内圈转动。等效柔轮加载机构包括接触滑块5、静载液压缸31、拐板34、中间杆件35、过渡滑板36、缓冲弹簧37和推进滑块38；转盘9水平方向待测轴承的一侧设置有静载液压缸31，静载液压缸31与待测轴承另一侧设有的过渡滑板36连接，过渡滑板36通过缓冲弹簧37和推进滑块38连接，推进滑块38连接上下对称的中间杆件35的一端，中间杆件35的另一端连接拐板34的一端，拐板34的另一端与接触滑块5连接，上下接触滑块5与待测轴承28外圈接触。谐波加载机构包括接触弹簧7、动载液压缸8、过渡杆件10、复位弹簧11、后侧滑板12、接触滚轮26、前侧上滑板33和前侧下滑板32；转盘上下垂直方向对称设有谐波加载机构；平台底座6安装有谐波发生器13，谐波发生器13通过上下的复位弹簧11与上下的后侧滑板12上设置的接触滚轮26接触连接，后侧滑板12通过过渡杆件10与转盘9上垂直设置有的前侧上滑板33连接，前侧上滑板33与前侧下滑板32活动连接；前侧下滑板32与设于前侧下滑板32两侧的两个动载液压缸8连接；前侧下滑板32再通过接触弹簧7与接触滑块5连接。固位机构包括支撑座17、夹具18、导杆19和安装轴30；支撑座17上设有导杆19，导杆19一端设有夹具18，导杆19另一端与安装轴30端部活动连接。转盘驱动装置包括转盘9、空心锥齿轮14、轴承座15、转盘驱动电机座16、转盘驱动电机20、锥齿轮21、左侧支撑轴承22、右侧支撑轴承23、固定轴承24和法兰25；转盘驱动电机座16上设置有转盘驱动电机20，转盘驱动电机20上设有锥齿轮21；安装轴30一端套设有空心锥齿轮14，空心锥齿轮14与锥齿轮21连接，安装轴30的另一端先后穿过轴承座15中的左侧支撑轴承22、固定轴承24和右侧支撑轴承23，再通过法兰25与转盘9上设有的左侧固定圆盘27连接。

轴承驱动电机1与可更换芯轴4连接，可更换芯轴4与待测轴承28配合安装，左侧固定圆盘27和右侧固定圆盘29与待测轴承28外圈配合安装，以实现动力学分析时外圈不动内圈转动；等效柔轮加载机构中静载液压缸31通过过渡滑板36对推进滑块38施加转盘径向的位移与载荷，推进滑块38与中间杆件35、拐板34以及接触滑块5共同构成的曲柄滑块机构，进而在推进滑块38移动过程中带动接触滑块5沿着与推进滑块38移动方向垂直的方向移动和加载，接触滑块5与待测轴承28外圈接触，从而传递静压载荷。

在谐波加载机构中接触滚轮26安装在后侧滑板12上并通过复位弹簧11与谐波发生器13始终接触，前侧上滑板33与前侧下滑板32通过两个动载液压缸8连接，从而实现前侧下滑板32沿转盘9径向滑移，前侧下滑板32与接触滑块5通过接触弹簧7实现谐波特性的传递。

固位装置中安装轴30通过固定轴承24安装在法兰25和转盘9上，并与左侧固定圆盘27连接。通过导杆19的左右滑移，可以实现导杆19与安装轴30的卡接和脱离，以实现约束左侧固定圆盘27在动力学分析时不随转盘9转动。转盘驱动机构实现在动力学分析过程中提供转盘9的转动，以达到和待测轴承28内圈同步，其中锥齿轮21与空心锥齿轮14齿数相同，传动比1:1。

待测轴承28非变形安装，其与可更换芯轴4过盈配合，与左侧固定圆盘27和右侧固定圆盘29过度配合。左侧固定圆盘27和右侧固定圆盘29与待测轴承28外圈配合安装，为了实现动力学分析时外圈固定，同时能够对轴承滚动体进行润滑，防止润滑物质飞溅，所以左侧固定圆盘27和右侧固定圆盘29与待测轴承28外圈安装尺寸相对轴承外圈宽度很小。

等效柔轮加载机构和谐波加载机构是对称结构，对称组件在工作过程中完全同步。

轴承驱动机构中的可更换芯轴4，轴承固定装置中的左侧固定圆盘27和右侧固定圆盘29以及等效柔轮加载机构中的接触滑块5可根据待测轴承28尺寸的不同可进行更换，而其他结构、组件保持不变。

等效柔轮加载机构中的待测轴承28等效安装变形载荷，以及等效柔轮变形载荷是由静载液压缸31提供。并且对于不同尺寸的待测轴承，同样通过静载液压缸31伸缩变化，从而调节接触滑块5径向位置，达到全尺寸测量要求。

等效柔轮加载机构中静载液压缸31通过过渡滑板36对推进滑块38施加转盘径向的位移与载荷，过渡滑板36与推进滑块38沿转盘9径向可相对滑动，过渡滑板36与推进滑块38之间加设缓冲弹簧37避免动力学分析中施加载荷后接触滑块5与待测轴承28卡死现象出现。

谐波加载机构中对于一定范围内不同尺寸的柔性滚动轴承，是通过两个动载液压缸8共同伸缩变化，并可根据测试过程中的需要施加相应的外部载荷。

转盘驱动机构中锥齿轮21与空心锥齿轮齿14数相同，模数相同，压力角相同，所以转盘9与转盘驱动电机20转速相同，同时轴承驱动电机1与转盘驱动电机20转速相同，保证动力学分析时内圈受力区域保持不变。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本实用新型的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本实用新型的等效实施例；同时，凡依据本实用新型的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本实用新型的技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种多尺寸柔性轴承的盘式实验平台，其特征在于：包括轴承驱动装置、待测轴承、轴承固定装置、等效柔轮加载机构、谐波加载机构、固位机构、转盘驱动装置和安装底座；所述的安装底座上设有轴承驱动装置，轴承驱动装置设有的芯轴上穿设有待测轴承，待测轴承外圈设有轴承固定装置；所述的待测轴承设于转盘驱动装置设有的转盘的圆心；所述的转盘驱动装置的转盘上设有轴承固定装置、等效柔轮加载机构和谐波加载机构；所述的转盘水平方向上设有等效柔轮加载机构，等效柔轮加载机构通过接触滑块与待测轴承外圈接触；所述的转盘上下垂直方向对称设有谐波加载机构，谐波加载机构的接触弹簧通过与所述接触滑块连接作用于待测轴承外圈；所述的转盘驱动装置通过设有的安装轴与所述的轴承固定装置连接；所述的固位机构与所述的安装轴活动连接。

2.如权利要求1所述的一种多尺寸柔性轴承的盘式实验平台，其特征在于：所述的轴承驱动装置包括轴承驱动电机(1)、轴承驱动电机座(2)和可更换芯轴(4)；所述的轴承驱动电机座(2)上设有轴承驱动电机(1)，轴承驱动电机(1)连接有可更换芯轴(4)。

3.如权利要求2所述的一种多尺寸柔性轴承的盘式实验平台，其特征在于：所述的轴承固定装置包括左侧固定圆盘(27)和右侧固定圆盘(29)；左侧固定圆盘(27)和右侧固定圆盘(29)与待测轴承(28)外圈配合安装。

4.如权利要求3所述的一种多尺寸柔性轴承的盘式实验平台，其特征在于：所述的等效柔轮加载机构包括接触滑块(5)、静载液压缸(31)、拐板(34)、中间杆件(35)、过渡滑板(36)、缓冲弹簧(37)和推进滑块(38)；所述的转盘(9)水平方向待测轴承一侧设有静载液压缸(31)，静载液压缸(31)与待测轴承另一侧设有的过渡滑板(36)连接，过渡滑板(36)通过缓冲弹簧(37)和推进滑块(38)连接，推进滑块(38)连接上下对称的中间杆件(35)的一端，中间杆件(35)的另一端连接拐板(34)的一端，拐板(34)的另一端与接触滑块(5)连接，上下接触滑块(5)与待测轴承(28)外圈接触连接。

5.如权利要求4所述的一种多尺寸柔性轴承的盘式实验平台，其特征在于：所述的谐波加载机构包括接触弹簧(7)、动载液压缸(8)、过渡杆件(10)、复位弹簧(11)、后侧滑板(12)、接触滚轮(26)、前侧上滑板(33)和前侧下滑板(32)；所述的转盘上下垂直方向对称设有谐波加载机构；所述的安装底座上设有谐波发生器(13)，谐波发生器(13)通过上下的复位弹簧(11)与上下的后侧滑板(12)上设有的接触滚轮(26)接触连接，后侧滑板(12)通过过渡杆件(10)与转盘(9)上垂直设有的前侧上滑板(33)连接，所述的前侧上滑板(33)与前侧下滑板(32)活动连接；前侧下滑板(32)与设于前侧下滑板(32)两侧的两个动载液压缸(8)连接；前侧下滑板(32)再通过接触弹簧(7)与接触滑块(5)连接。

6.如权利要求5所述的一种多尺寸柔性轴承的盘式实验平台，其特征在于：所述的固位机构包括支撑座(17)、夹具(18)、导杆(19)和安装轴(30)；支撑座(17)上设有导杆(19)，导杆(19)一端设有夹具(18)，导杆(19)另一端与安装轴(30)端部活动连接。

7.如权利要求6所述的一种多尺寸柔性轴承的盘式实验平台，其特征在于：所述的转盘驱动装置包括转盘(9)、空心锥齿轮(14)、轴承座(15)、转盘驱动电机座(16)、转盘驱动电机(20)、锥齿轮(21)、左侧支撑轴承(22)、右侧支撑轴承(23)、固定轴承(24)和法兰(25)；所述的转盘驱动电机座(16)上设有转盘驱动电机(20)，转盘驱动电机(20)设有锥齿轮(21)；所述的安装轴(30)一端套设有空心锥齿轮(14)，空心锥齿轮(14)与所述的锥齿轮(21)连接，安装轴(30)的另一端设为先后穿过轴承座(15)中的左侧支撑轴承(22)、固定轴承(24)和右侧支撑轴承(23)，再通过法兰(25)与所述转盘(9)上设有的所述左侧固定圆盘(27)连接。

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