[实用新型]一种电磁振动齿轮弯曲疲劳试验台

说明书

本实用新型公开了一种电磁振动齿轮弯曲疲劳试验台。包括伺服电机、基座、测量系统、电磁共振系统和可变质量激励系统等，伺服电机连接有滚珠丝杠，滚珠丝杠连接在基座上；基座底部通过弹簧与地面连接，基座上有两个导向孔安装有导杆；电磁共振系统上部与可变质量系统连接，中部通过弹簧与上连接板相连，下部连接有加载单元，加载单元与基座之间安装试验试样。本实用新型能有效隔绝环境振动源对设备的影响和设备对周围环境的影响；通过电磁振动来实现对试样的加载，设有应变片，能实时监控齿根应力和加载的共振频率，通过齿根应力和振动频率的变化准确判断获得齿轮损伤情况。本实用新型设有环境箱，能进行高温或低温环境下的疲劳试验。

技术领域

本实用新型涉及机械疲劳试验装置技术领域的一种齿轮试验测试装置，尤其涉及一种电磁振动齿轮弯曲疲劳试验台和疲劳试验方法。

背景技术

齿轮传动在汽车、工程机械、航空航天等领域有着广泛的应用，齿轮的疲劳强度对整个传动系统的安全性和可靠性有决定性的影响，齿轮疲劳试验台能够对齿轮的疲劳特性进行开发。随着各行各业对齿轮传动设备要求的提升，对齿轮疲劳试验台的研究与开发有着迫切的需求和实用的价值。

在开展齿轮弯曲疲劳试验时，加载到轮齿上的载荷为一个同基圆相切的力，需要根据解析法来计算齿根应力，但计算值往往和真值有一定的差异，目前的试验台均不能直接测量齿根弯曲应力。某些齿轮工作在特定的环境温度下，但现有的设备均不能在特定环境下进行弯曲疲劳试验。因此，本实用新型提出了一种电磁振动齿轮弯曲疲劳试验台以实现试验过程中齿根应力的实时测量以及在试验过程中对齿轮进行加热或者冷却，解决现有技术中存在的问题。

实用新型内容

针对上述所述问题，本实用新型提出了一种电磁振动齿轮弯曲疲劳试验台，该试验台在振动连接板处引出一排弹性线，在每根线的末端均接有一个应变片，齿轮安装完成后直接将应变片贴在齿根的危险截面处，实现在试验过程中对齿根应力的实时监控和动态记录，避免了因解析法计算而带来的计算误差，提高了试验结果的准确性。

为解决上述所述问题，本实用新型提出了以下技术方案：

本实用新型包括可变质量激励系统、电磁共振系统、伺服电机和基座；可变质量激励系统固定置于电磁振动系统上端，电磁振动系统下端穿过上连接板后连接振动连接板的中部上，可变质量激励系统的两侧分别连接两根连接弹簧的上端，两根连接弹簧下端穿过上连接板后连接振动连接板的两侧上，振动连接板顶面两侧均通过预加载弹簧与上连接板底面相连接；振动连接板下端面固定安装有力传感器，力传感器的探头端朝下并固定有上加载单元，振动连接板下端面同时连接安装有测量系统，测量系统包括多组应变组件，每个应变组件包括弹性线和应变片，弹性线上端固定连接到振动连接板下端面，弹性线下端固接应变片，应变片贴在试验齿轮上；工作平台固定安装在基座顶部，基座通过接地弹簧耦合固定在地基上，工作平台顶面固定有下加载单元，下加载单元位于上加载单元正下方，下加载单元和上加载单元之间安装连接有环境箱；下加载单元上端和上加载单元下端均伸入到环境箱中并与环境箱中的试验齿轮连接，基座内装有下连接板、滚珠丝杠、伺服电机和减速器，上连接板底部的两侧均通过活动穿设过工作平台的导杆和下连接板顶部的两侧固定连接，滚珠丝杠竖直布置且中部通过螺纹套装于下连接板中部的螺纹孔中形成丝杠螺母副，滚珠丝杠下端经减速器和伺服电机连接。

所述的试验齿轮安装在齿轮支架上并位于环境箱中，试验齿轮相对于齿轮支架能上下移动及转动，齿轮支架安装在工作平台上。

所述的应变片固定贴在试验齿轮的齿根处侧表面，上加载单元和下加载单元的边缘均紧贴在试验齿轮的齿顶处侧表面。

所述的可变质量激励系统主要由4个质量块垂直固定安装在一起。

所述的减速器主要由蜗轮、蜗杆和箱体组成，蜗轮同轴安装在滚珠丝杠的下端，蜗轮和蜗杆相啮合，蜗杆与伺服电机的输出端连接。

所述的减速器与伺服电机做成一体式，蜗杆与伺服电机的输出轴为一个整体。