[发明专利]一种基于斜齿轮传动系统的在线测扭方法

说明书

本发明公开了一种基于斜齿轮传动系统的在线测扭方法，斜齿轮传动系统工作时，圆柱斜齿轮所受轴向力向左，测扭活塞与圆柱斜齿轮相连，测扭活塞同时也受向左的轴向力；恒压滑油泵提供活塞大端一侧的滑油压力，测扭活塞受到向右的轴向力；随着测扭活塞左右移动，测扭活塞通过内孔的回油会变化，轴向力将维持测扭活塞动态的平衡。本发明的一种基于斜齿轮传动系统的在线测扭方法，通过测量滑油压力，间接得到齿轮所受轴向力，进而得到斜齿轮传动系统传递扭矩，该测量精度更高，测量范围更广且可实现灵敏的在线测量。

技术领域

本发明属于机械传动系统技术领域，具体涉及一种基于斜齿轮传动系统的在线测扭方法。

背景技术

在机械传动系统，斜齿轮传动是一种常见的形式。各种减速器都采用了单级或多级圆柱斜齿轮来传递和输出动力。

斜齿轮传动系统是通过旋转轴传递扭矩，给扭矩或者功率的测量带来了很大困难，尤其是传递大功率的减速器，如燃气轮机、航空涡轴发动机和船舶。传统测扭方案通过测量测扭轴和基准轴之间的扭角来间接测量传递扭矩，测扭装置往往受到空间的限制，测扭精度低且反应不够灵敏。

发明内容

发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种基于斜齿轮传动系统的在线测扭方法，利用测扭活塞与活塞盖组件来测量该轴向力，进而间接测量出斜齿轮传动系统传递的扭矩，同时可以实现精确的在线测量，测量精度高且测量扭矩范围广。

技术方案：本发明所述的一种基于斜齿轮传动系统的在线测扭方法，包括：

斜齿轮传动系统工作时，圆柱斜齿轮所受轴向力向左，测扭活塞与圆柱斜齿轮相连，测扭活塞同时也受向左的轴向力；恒压滑油泵提供活塞大端一侧的滑油压力，测扭活塞受到向右的轴向力；随着测扭活塞左右移动，测扭活塞通过内孔的回油会变化，轴向力将维持测扭活塞动态的平衡；

当传动系统传递的扭矩增大时，圆柱斜齿轮带动测扭活塞向左移动，同时测扭活塞内孔左端与限位螺钉端面的缝隙减小，滑油经测扭活塞内孔的泄露量减小，进而左侧滑油腔滑油压力升高，当与圆柱斜齿轮向左的轴向力平衡时，测扭活塞左腔压力与圆柱斜齿轮向左轴向力相等，通过计算即可间接测得齿轮传递的扭矩；

当传动系统传递的扭矩减小时，圆柱斜齿轮带动测扭活塞向右移动，同时测扭活塞内孔左端与限位螺钉端面的缝隙增大，滑油经测扭活塞内孔的泄露量增大，进而左侧滑油腔滑油压力降低，当与圆柱斜齿轮向左的轴向力平衡时，测扭活塞左腔压力与圆柱斜齿轮向左轴向力相等，通过计算即可间接测得齿轮传递的扭矩。

进一步的，所述基于斜齿轮传动系统的在线测扭的机构，包括活塞盖组件、第一轴承、圆柱斜齿轮、第二轴承、测扭活塞、压力传感器和恒压滑油泵，所述活塞盖组件包括活塞盖，所述测扭活塞的一端与所述活塞盖连接，所述测扭活塞的另一端通过所述第二轴承与所述圆柱斜齿轮连接；

所述第一轴承用于支撑所述圆柱斜齿轮，并使所述圆柱斜齿轮在轴向一定范围内移动；

所述压力传感器、恒压滑油泵分别与所述活塞盖组件通过管路连接。

进一步优选地，所述活塞盖组件包括活塞盖、第一O型密封圈、内卡圈、挡圈、台阶密封圈、第二O型密封圈、螺母以及限位螺钉，所述活塞盖内圈安装有第一O型密封圈、内卡圈、挡圈、台阶密封圈；所述限位螺钉穿过所述活塞盖通过螺母固定在所述活塞盖上，并通过所述第二O型密封圈进行密封限位。

进一步优选地，所述测扭活塞为空心结构，通过中心孔卸油来维持活塞腔压力与斜齿轮轴向力的平衡。

进一步优选地，所述测扭活塞一端与活塞盖组件内的台阶密封圈过盈相连；测扭活塞在活塞盖组件内轴向移动且维持测扭活塞活塞腔滑油压力。

进一步优选地，所述第二轴承通过轴用螺母压紧在所述测扭活塞上，端部密封安装有堵盖。