CN214200630U - 一种中心距可调的适用于斜齿轮的弯曲疲劳试验系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种中心距可调的适用于斜齿轮的弯曲疲劳试验系统，包括扭矩作动器总成、扭矩传感器、连接法兰、加载花键轴、轴承固定支架总成、夹紧环固定支架总成、固定花键轴、陪试齿轮、试验齿轮；扭矩作动器总成与扭矩传感器连接；扭矩传感器与连接法兰连接；加载花键轴一端与连接法兰固定链接，另一端通过轴承连接在轴承固定支架总成上；陪试齿轮与加载花键轴键连接；固定花键轴通过夹紧环安装在夹紧环固定支架总成上，试验齿轮与固定花键轴键连接。

Description

一种中心距可调的适用于斜齿轮的弯曲疲劳试验系统

技术领域

本实用新型涉及一种弯曲疲劳试验系统，具体涉及一种基于扭矩载荷的中心距可调的适用于斜齿轮的弯曲疲劳试验系统，属于齿轮试验评价技术领域。

背景技术

齿轮弯曲疲劳断裂是齿轮最严重的失效形式之一。目前齿轮疲劳试验常用方法为《GB/T 14230-1993齿轮弯曲疲劳强度试验方法》，该试验方法采用的轴向压力载荷，有单齿加载和双齿加载两种加载方式。

目前齿轮弯曲疲劳试验装置的相关专利均是在以上试验装置的基础上进行优化。

专利文献1公开了一种双齿支撑的齿轮弯曲疲劳试验装置，包括：试验平台、用于对试验齿轮进行支撑的心轴、用于对心轴进行支撑的支撑架、用于锁定试验齿轮的下夹块和用于与试验齿轮的齿接触以对试验齿轮的齿进行加载的上夹块；心轴穿过试验齿轮；心轴可拆卸安装至支撑架；下夹块和支撑架固定至试验平台；下夹块设有两个与试验齿轮的齿配合的配合齿；配合齿和试验齿轮的齿相互接触的一侧的齿廓均为渐开线且形状一致；上夹块仅与试验齿轮的一个齿相接触。该发明的双齿支撑的齿轮弯曲疲劳试验装置，与本专利的载荷方式和试验原理完全不同，试验系统中各零件也完全不同。

专利文献2公开了一种用于齿轮弯曲疲劳试验单齿加载的试验夹具，包括柔性加载头、夹具底座和紧固装置，其中，通过紧固装置将试验齿轮固定在夹具底座上，试验齿轮的齿顶与柔性加载头相接触，柔性加载头安装在加载机上，可应用于渐开线圆柱齿轮弯曲疲劳寿命测试。该发明的试验夹具，与本专利的载荷方式和试验原理完全不同，试验系统中各零件也完全不同。

专利文献3公开了一种可变式齿轮弯曲疲劳试验调节装置，包括支架座、支架侧板、作用螺栓、作用螺母、定位底座、卡紧垫片、垫片、调节螺栓、挡板；将支架座与两个支架侧板由标准螺栓连接安装，试验齿轮放置在两个支架侧板之间，由作用螺栓、作用螺母、卡紧垫片及垫片固定卡紧，将安装好的部分放置在定位底座上，使支架座凹槽通过定位底座上的凸台，然后将挡板插入两个支架侧板的凹槽内，并落在定位底座表面上，挡板螺纹孔可正对定位底座凸台面，调节螺栓装在挡板螺纹孔上，控制调节螺栓通过挡板螺纹孔以及顶住定位底座上面的凸台实现试验装置的可变调节。该发明的试验装置适用于轴向载荷、单齿和双齿加载方式的齿轮弯曲疲劳，该发明的试验方法、试验原理试验装置和零件的零件均与本实用新型不同。

当前试验装置均在的问题：

1.仅适用于直齿轮。由于受加载方式和加载装置的影响，仅适用于直齿轮。而汽车上应用的齿轮多为斜齿轮，无法满足斜齿轮产品弯曲疲劳试验要求。

2.试验条件与齿轮真实工况条件差距较大。齿轮真实工况的载荷为齿轮啮合时传递的扭矩。当试验装置加载的载荷形式为压力，用此装置模拟齿轮真实工况误差较大。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述技术问题，本实用新型提供一种中心距可调的适用于斜齿轮的弯曲疲劳试验系统，采用扭矩加载方式，试验齿轮组的中心距可以根据试验条件调整，试验样品可以是直齿轮、也可以是斜齿轮，即可以是标准直齿轮，也可以是直/斜齿轮产品，试验样品适用范围扩大。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的，结合附图：

一种中心距可调的适用于斜齿轮的弯曲疲劳试验系统，包括扭矩作动器总成1、扭矩传感器2、连接法兰3、加载花键轴4、轴承固定支架总成5、夹紧环固定支架总成6、固定花键轴7、陪试齿轮8、试验齿轮9；扭矩作动器总成1与扭矩传感器2连接；扭矩传感器2与连接法兰3连接；加载花键轴4一端与连接法兰3固定链接，另一端通过轴承13连接在轴承固定支架总成5上；陪试齿轮8与加载花键轴4键连接；固定花键轴7通过夹紧环安装在夹紧环固定支架总成6上，试验齿轮9与固定花键轴7键连接。

进一步地，所述加载花键轴4的花键和轴端分别设有卡环槽，卡环槽14内安装卡环17，花键上的卡环用于对陪试齿轮8进行轴向限位，轴端的卡环用于对加载花键轴4与轴承固定支架总成进行轴向限位。

进一步地，所述轴承固定支架总成5包括轴承固定支架12、轴承13、夹紧螺栓16，轴承固定支架12上设有轴承安装孔，轴承13安装在轴承安装孔内并通过夹紧螺栓16夹紧，加载花键轴4一端穿到轴承13的内孔。

进一步地，所述夹紧环固定支架总成6包括夹紧环固定支架、夹紧环、夹紧螺栓16，夹紧环固定支架上设有夹紧环安装孔，夹紧环安装在夹紧环固定支架总成6的夹紧环安装孔中并通过夹紧螺栓夹紧，固定花键轴7两端分别安装在2个夹紧环中。

进一步地，所述夹紧环固定支架总成6的夹紧环包括同心夹紧环及偏心夹紧环15；加载花键轴4的轴心与固定花键轴7轴心之间的距离L为齿轮中心距，当中心距固定不变时，夹紧环固定支架总成6中使用同心夹紧环夹紧固定花键轴7；当调整中心距时，使用偏心夹紧环15夹紧固定花键轴7。

本新型具有以下优点：

a)适用于直齿轮和斜齿轮。可直接试验各种直齿轮和斜齿轮产品。

b)该试验系统直接通过齿轮啮合将扭矩载荷施加到试验齿轮上，更加真实的模拟齿轮啮合传动时的扭矩载荷情况。试验更科学更精确。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为所述扭矩作动器总成结构示意图；

图3为所述扭矩传感器结构示意图；

图4为所述连接法兰结构示意图；

图5为所述加载花键轴结构示意图；

图6为所述轴承固定支架总成示意图；

图7为所述夹紧环固定支架总成示意图；

图8为所述轴承固定支架、夹紧环固定支架示意图；

图9为所述同心夹紧环示意图；

图10为所述偏心夹紧环示意图；

图11为所述固定花键轴示意图。

图中：

1-扭矩作动器总成；2-扭矩传感器；3-连接法兰；4-加载花键轴；5-轴承固定支架总成；6-夹紧环固定支架总成；7-固定花键轴；8-陪试齿轮；9-试验齿轮； 10-扭矩作动器；11-扭矩作动器支架；12-轴承固定支架；13-轴承；14-卡环槽； 15-偏心夹紧环；16-夹紧螺栓；17-安装卡环。

具体实施方式

为使本实用新型所述目的、特征和优点更容易被理解，以下结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细说明。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

一种中心距可调的适用于斜齿轮的弯曲疲劳试验系统，包括：扭矩作动器总成1、扭矩传感器2、连接法兰3、加载花键轴4、轴承固定支架总成5、夹紧环固定支架总成6、固定花键轴7、陪试齿轮8、试验齿轮9。

扭矩作动器总成1与扭矩传感器2连接；扭矩传感器2与连接法兰3连接；加载花键轴4一端与连接法兰3固定链接，另一端通过轴承13连接在轴承固定支架总成5上；陪试齿轮8与加载花键轴4键连接；固定花键轴7通过夹紧环安装在夹紧环固定支架总成6上，试验齿轮9与固定花键轴7键连接。将扭矩作动器产生的扭矩传递给陪试齿轮8，由陪试齿轮8将扭矩载荷施加给试验齿轮9，扭矩传感器 2串联安装在装置中，可以精确的测量试验扭矩数值。

加载花键轴4的花键和轴端分别设有卡环槽，卡环槽14内安装卡环17，花键上的卡环用于对陪试齿轮8进行轴向限位，轴端的卡环用于对加载花键轴4与轴承固定支架总成进行轴向限位。

轴承固定支架总成5包括轴承固定支架12、轴承13、夹紧螺栓16，轴承固定支架12上设有轴承安装孔，轴承13安装在轴承安装孔内并通过夹紧螺栓16夹紧，加载花键轴4一端穿到轴承13的内孔，安装时轴承固定支架A1宽度一边朝向齿轮啮合点。

夹紧环固定支架总成6包括夹紧环固定支架、夹紧环、夹紧螺栓16。夹紧环固定支架上设有夹紧环安装孔，夹紧环安装在夹紧环固定支架总成6的夹紧环安装孔中并通过夹紧螺栓夹紧，固定花键轴7两端分别安装在2个夹紧环中，安装时夹紧环固定支架A1宽度一边朝向齿轮啮合点。

夹紧环固定支架总成6的夹紧环包括同心夹紧环及偏心夹紧环15，根据齿轮中心距L搭建试验系统，保证加载花键轴4的轴心和固定花键轴7轴心之间的距离 L。当试验需要在中心距为L的基础上进行适当调整时，可通过更换偏心夹紧环 15来调整齿轮中心距。

扭矩作动器总成1包括：扭矩作动器10、扭矩作动器支架11，扭矩作动器10 固定在扭矩作动器支架11上，扭矩作动器10与扭矩传感器2连接。

以下介绍本实用新型的工作原理：

首先搭建试验系统，根据齿轮中心距L搭建试验系统，保证加载花键轴4 的轴心和固定花键轴7轴心之间的距离L。当试验需要在中心距为L的基础上进行适当调整时，可通过更换偏心夹紧环15来调整齿轮中心距。

当进行中心距为L的齿轮弯曲疲劳试验时，夹紧环固定支架总成6中使用同心夹紧环夹紧固定花键轴7，调整加载花键轴4的轴心和固定花键轴7轴心之间的距离，使之为L，然后固定整个试验系统。试验齿轮9即是进行弯曲疲劳性能试验的齿轮产品，陪试齿轮8可以是与试验齿轮9啮合的齿轮产品，也可以是设计的陪试样品，当是设计的陪试样品时，一般保证陪试齿轮8的齿宽B1为试验齿轮9齿宽B2的1.5～2倍，以保证陪试齿轮不发生弯曲疲劳断裂。

当需要调整中心距时，假设中心距在L的基础上增加ii＝1，即新的中心距为L+l，则在设计偏心夹紧环15时，使内圆的圆心相当于外圆的圆心向右移动距离l。

当需要调整中心距时，假设中心距在L的基础上减少l，即新的中心距为 L-l，则在设计偏心夹紧环15时，使内圆的圆心相当于外圆的圆心向左移动距离l。

当调整好试验系统的中心距后，开启扭矩作动器，开始齿轮弯曲疲劳试验即可。

加载花键轴4的轴心和固定花键轴7轴心之间的距离L为齿轮中心距。当中心距固定不变时，夹紧环固定支架总成6中使用同心夹紧环夹紧固定花键轴7；当调整中心距时，使用偏心夹紧环15夹紧固定花键轴7，偏心夹紧环15的偏心量l 就是中心距的调整量。

Claims (5)

1.一种中心距可调的适用于斜齿轮的弯曲疲劳试验系统，其特征在于，包括扭矩作动器总成(1)、扭矩传感器(2)、连接法兰(3)、加载花键轴(4)、轴承固定支架总成(5)、夹紧环固定支架总成(6)、固定花键轴(7)、陪试齿轮(8)、试验齿轮(9)；扭矩作动器总成(1)与扭矩传感器(2)连接；扭矩传感器(2)与连接法兰(3)连接；加载花键轴(4)一端与连接法兰(3)固定链接，另一端通过轴承(13)连接在轴承固定支架总成(5)上；陪试齿轮(8)与加载花键轴(4)键连接；固定花键轴(7)通过夹紧环安装在夹紧环固定支架总成(6)上，试验齿轮(9)与固定花键轴(7)键连接。

2.如权利要求1所述的一种中心距可调的适用于斜齿轮的弯曲疲劳试验系统，其特征在于，所述加载花键轴(4)的花键和轴端分别设有卡环槽，卡环槽(14)内安装卡环(17)，花键上的卡环用于对陪试齿轮(8)进行轴向限位，轴端的卡环用于对加载花键轴(4)与轴承固定支架总成进行轴向限位。

3.如权利要求1所述的一种中心距可调的适用于斜齿轮的弯曲疲劳试验系统，其特征在于，所述轴承固定支架总成(5)包括轴承固定支架(12)、轴承(13)、夹紧螺栓(16)，轴承固定支架(12)上设有轴承安装孔，轴承(13)安装在轴承安装孔内并通过夹紧螺栓(16)夹紧，加载花键轴(4)一端穿到轴承(13)的内孔。

4.如权利要求1所述的一种中心距可调的适用于斜齿轮的弯曲疲劳试验系统，其特征在于，所述夹紧环固定支架总成(6)包括夹紧环固定支架、夹紧环、夹紧螺栓(16)，夹紧环固定支架上设有夹紧环安装孔，夹紧环安装在夹紧环固定支架总成(6)的夹紧环安装孔中并通过夹紧螺栓夹紧，固定花键轴(7)两端分别安装在2个夹紧环中。

5.如权利要求1所述的一种中心距可调的适用于斜齿轮的弯曲疲劳试验系统，其特征在于，所述夹紧环固定支架总成(6)的夹紧环包括同心夹紧环及偏心夹紧环(15)；加载花键轴(4)的轴心与固定花键轴(7)轴心之间的距离L为齿轮中心距，当中心距固定不变时，夹紧环固定支架总成(6)中使用同心夹紧环夹紧固定花键轴(7)；当调整中心距时，使用偏心夹紧环(15)夹紧固定花键轴(7)。

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