[发明专利]齿轮轮齿啮合刚度测量试验装置及其试验方法

说明书

本发明揭示了一种齿轮轮齿啮合刚度测量试验装置，装置设有底座，所述底座上固定有支撑板，所述支撑板上固定有相互平行的主动齿轮轴、中间轴和从动齿轮轴，所述从动齿轮轴固定在支撑板上，所述底座上固定有扭力输出机构，两个联轴器分别连接扭力输出机构和主动齿轮轴，所述主动齿轮轴上固定有与从动齿轮轴上从动试验齿轮相啮合的主动试验齿轮，所述从动齿轮轴上固定有透明的刻度盘和标记有指示线的第四齿轮，所述第四齿轮空套在从动齿轮轴上，所述主动齿轮轴上固定有第一齿轮，所述中间齿轮轴上第二齿轮、第三齿轮。装置可以测量齿轮轮齿啮合过程中单齿对啮合与双齿对啮合交替变化的综合啮合刚度，而且可以测量单对轮齿从开始进入啮合到退出啮合的单齿对啮合刚度。

技术领域

本发明涉及齿轮力学性能测试的技术领域，尤其涉及一种用于测量齿轮轮齿啮合刚度的试验装置。

背景技术

平行轴直齿圆柱齿轮轮齿的啮合刚度，是齿轮传动系统动力学分析计算的基础参数。有关直齿圆柱齿轮轮齿啮合刚度计算，国内外学者已经做了大量的研究工作，主要方法有解析法(如计算齿轮轮齿啮合刚度的Web公式)和以弹性力学有限元为基础的数值法。但有关齿轮啮合刚度测量及试验方法,还很少见。

专利200810017779.2《直齿圆柱齿轮动态啮合刚度的测量方法》、专利201410837921.3《测量齿轮啮合时变刚度的方法》提出了测量齿轮啮合综合时变刚度的试验方法，但采用的方法为所谓的间接测量法，即通过测量齿轮传动系统的动态输入与输出响应，应用动力学分析方法并通过比较复杂的计算方可得到齿轮轮齿的啮合时变刚度。分析计算过程复杂且由于采用间接测量法，影响因素多，测量结果可靠性不高，而且只能测量齿轮轮齿啮合过程中单齿对啮合与双齿对啮合交替变化的综合啮合刚度，不能测量单齿对从开始进入啮合到退出啮合的单齿对啮合刚度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是实现一种基于平行轴直齿圆柱齿轮轮齿啮合刚度的试验装置，能够通过简单的计算就可以得到齿轮轮齿的动态啮合刚度，并能保证较高的测量可靠性。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：齿轮轮齿啮合刚度测量试验装置，装置设有底座，所述底座上固定有支撑板，所述支撑板上固定有相互平行的主动齿轮轴、中间轴和从动齿轮轴，所述从动齿轮轴固定在支撑板上，所述底座上固定有扭力输出机构，用于获取扭矩的扭力传感器两端各设有一个联轴器，两个所述联轴器分别连接扭力输出机构和主动齿轮轴，所述主动齿轮轴上固定有与从动齿轮轴上从动试验齿轮相啮合的主动试验齿轮，所述从动齿轮轴上固定有透明的刻度盘和标记有指示线的第四齿轮，所述第四齿轮空套在从动齿轮轴上，所述主动齿轮轴上固定有第一齿轮，所述中间轴上固定有与第一齿轮啮合的第二齿轮、以及与第四齿轮啮合的第三齿轮。

所述从动齿轮轴通过换位多孔长条板固定在支撑板上，所述换位多孔长条板上设有换位销孔，所述支撑板上设有与换位销孔配合通过销钉将换位多孔长条板固定的固定孔，所述固定孔或换位销孔设有多个，将从动齿轮轴旋转至不同角度位置固定。

所述由第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮构成的齿轮组件将主、从动齿轮轴之间的相对转角放大50-100倍输送至第四齿轮。

所述扭力输出机构为蜗轮蜗杆减速箱，所述蜗轮蜗杆减速箱由电机或加载手轮输入动力。

装置设有控制器，所述控制器获取扭力传感器信号并输送至显示器显示。

所述控制器根据获取的扭力传感器信号输送驱动信号至电机。

基于所述齿轮轮齿啮合刚度测量试验装置的试验方法：

步骤1、将待测试的主动试验齿轮安装到主动齿轮轴上，将待测试的从动试验齿轮安装到从动齿轮轴上，利用销钉将换位多孔长条板固定在支撑板上；

步骤2、记录第四齿轮的指示线在刻度盘上对应的初位置；