一種大扭矩大偏轉角萬向聯軸器試驗臺的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種大扭矩大偏轉角萬向聯軸器試驗臺，適用于考察萬向聯軸器在輸入軸和輸出軸存在不同偏轉角時在大扭矩條件，實現萬向聯軸器的傳輸能力、傳遞效率及振動性能的測試試驗；所述的動力裝置固定安裝在所述的試驗臺的臺體上；所述的動力裝置通過法蘭盤與所述的齒輪變速箱的輸入軸相連；所述的齒輪變速箱的輸出軸通過法蘭盤與所述的萬向聯軸器的輸入軸相連；所述的萬向聯軸器的輸出軸通過法蘭盤與所述的扭矩加載器相連；所述的扭矩加載器固定安裝在所述的轉角調節(jié)裝置的扇形蝸輪盤的中心線上；本實用新型試驗臺的轉角范圍在±45°，當試驗臺在確定的角度進行試驗時，所述轉角調節(jié)裝置具有自鎖功能，實現試驗的安全進行。
【專利說明】
一種大扭矩大偏轉角萬向聯軸器試驗臺
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種存在大扭矩大偏轉角時測試萬向聯軸器運動特性和力學特性的試驗臺裝置，具體涉及一種大扭矩大偏轉角萬向聯軸器試驗臺。
【背景技術】
[0002]萬向聯軸器是用來傳遞兩軸線有夾角的轉動運動的一種常用傳動機構，在汽車工業(yè)、重型機械工業(yè)、工程機械工業(yè)、紡織工業(yè)、化工機械工業(yè)等眾多領域有較大的需求量。近年來國際上在理論研究的基礎上發(fā)明的球籠式、球叉式等各種等角速萬向聯軸器已在世界各地，特別是在汽車工業(yè)領域上具有廣泛的應用。但球籠式、球叉式萬向聯軸器因為其制造工藝復雜及制造成本高等缺點，使其推廣應用受到了限制。科研人員又發(fā)明了具有結構簡單，制造成本低，同步性能好的非定心式萬向聯軸器。隨著應用場合的增多以及應用精度的提高，促使科研人員在理論研究的基礎上不斷的對萬向聯軸器的運動特性和力學性能進行深入研究，如適合各種應用場合的動平衡狀態(tài)和振動特性等動力學性能的理論分析、計算機模擬及實驗研究等。本實用新型提供一種適用于考察萬向聯軸器在輸入軸和輸出軸存在不同偏轉角時在大扭矩條件，實現萬向聯軸器的傳輸能力、傳遞效率及振動性能的測試試驗。

【發(fā)明內容】

[0003]本實用新型的目的是提供一種大扭矩大偏轉角萬向聯軸器試驗臺，測試萬向聯軸器在輸入端和輸出端存在大偏轉角時的傳輸能力、傳動效率以及振動特性的監(jiān)測。
[0004]為達到上述目的，本實用新型所采用的技術方案如下:
[0005]—種大扭矩大偏轉角萬向聯軸器試驗臺，包括:試驗臺、動力裝置、齒輪變速箱、萬向聯軸器、扭矩加載器、轉角調節(jié)裝置、控制系統(tǒng);所述動力裝置固定安裝在所述試驗臺的臺體上;所述動力裝置通過法蘭盤與所述齒輪變速箱的輸入軸相連;所述齒輪變速箱的輸出軸通過法蘭盤與所述萬向聯軸器的輸入軸相連;所述萬向聯軸器的輸出軸通過法蘭盤與所述扭矩加載器相連;所述扭矩加載器包括輸入支撐、連接軸1、缸體、雙頭油缸、連接軸I1、輸出支撐、滑塊導軌、底座，通過相反旋向斜齒傳遞實現不同的大扭矩的傳遞，所述扭矩加載器固定安裝在所述轉角調節(jié)裝置的扇形蝸輪盤的中心線上;所述控制系統(tǒng)控制整個試驗臺上各個部件的協(xié)調關系;所述試驗臺固定安裝在地面基礎上。
[0006]進一步地，所述動力裝置包括電動機和基座，所述電動機用螺栓固定在所述基座上。
[0007]進一步地，所述試驗臺包括試驗臺I和試驗臺II，所述試驗臺I布滿橫向等距和縱向等距的T型槽，所述動力裝置和所述齒輪變速箱通過螺栓固定在所述試驗臺I上;所述試驗臺II上開有橫向等距的T型槽，以及弧形槽與方形凹槽，所述弧形槽的邊緣以中心為零度刻有角度值，所述弧形槽上開有輪槽，用來配合所述轉角調節(jié)裝置的導向軸上的萬向滾輪的運動，實現所述轉角調節(jié)裝置的平穩(wěn)轉動。
[0008]進一步地，所述扭矩加載器的所述輸入支撐與所述連接軸I連接，所述連接軸I與所述缸體的一端通過內嚙合斜齒連接，所述缸體的另一端與所述連接軸II通過內嚙合斜齒連接，所述連接軸II與所述輸出支撐連接，所述滑塊導軌的滑塊安裝在所述輸入支撐和所述輸出支撐的底部，所述滑塊導軌的直線導軌安裝在所述底座上;所述雙頭油缸有兩個，分別穿過所述缸體的凸緣與所述輸入支撐和所述輸出支撐連接;所述連接軸I和所述連接軸II上開有斜齒，所述缸體的兩端開有與所述連接軸I和所述連接軸II相嚙合的斜齒，所述缸體兩端的斜齒為相反旋向；所述扭矩加載器通過所述雙頭油缸的伸縮帶動所述輸入支撐和所述輸出支撐的距離變化，從而實現所述連接軸I和所述連接軸II之間的距離調節(jié)，同時改變所述連接軸I上的斜齒與所述缸體一端的斜齒的嚙合重合度以及所述連接軸II上的斜齒與所述缸體另一端的斜齒的嚙合重合度，通過相反旋向斜齒傳遞實現大扭矩的傳遞。
[0009]進一步地，所述轉角調節(jié)裝置包括扇形蝸輪盤、蝸桿、軸承基座、伺服電機，所述扇形蝸輪盤的邊緣帶有兩根導向軸，所述導向軸上帶有萬向滾輪，所述萬向滾輪在所述弧形槽的輪槽內滾動;所述扇形蝸輪盤的旋轉中心采用鉸鏈結構與所述試驗臺II的弧形槽的旋轉中心連接;所述扇形蝸輪盤的鉸鏈結構與導向軸相配合實現所述扇形蝸輪盤的平穩(wěn)轉動;所述扇形蝸輪盤的中心線上標有中心指針，中心指針指向所述弧形槽上的刻度值即為萬向聯軸器輸入軸與輸出軸的偏轉角度;所述軸承基座固定安裝在所述試驗臺II的方形凹槽內，所述軸承基座支撐所述蝸桿，所述蝸桿與所述伺服電機相連;所述伺服電機提供動力，驅動所述蝸桿轉動，所述蝸桿帶動所述扇形蝸輪盤轉動，同時所述扇形蝸輪盤的導向軸在所述試驗臺II上的弧形槽內轉動，實現所述扭矩加載器的平穩(wěn)轉動，所述轉角調節(jié)裝置實現的轉角在±45° ;當試驗臺在確定的角度進行試驗時，所述轉角調節(jié)裝置具有自鎖功能，實現試驗的安全進行。
[0010]進一步地，所述的一種大扭矩大偏轉角萬向聯軸器試驗臺還包含一測量裝置，所述測量裝置包括測量裝置I和測量裝置II;所述測量裝置I包括扭矩轉速傳感器1、振動傳感器、傳感器基座I，所述扭矩轉速傳感器I用來監(jiān)測萬向聯軸器輸入軸扭矩和轉速的大小;所述振動傳感器的支架安裝在所述傳感器基座I上，所述振動傳感器的探頭分別抵在所述萬向聯軸器的輸入軸、中間軸及輸出軸上，所述傳感器基座I固定安裝在所述試驗臺I上;所述測量裝置II包括扭矩轉速傳感器II和傳感器基座II，所述傳感器基座II固定在所述扇形蝸輪盤上;所述扭矩轉速傳感器II用來監(jiān)測萬向聯軸器輸出軸扭矩和轉速的大小;所述振動傳感器用來測量所述萬向聯軸器在運轉過程中的振動狀態(tài)。
[0011]實施本實用新型的一種大扭矩大偏轉角萬向聯軸器試驗臺，其有益效果在于:
[0012](I)使用本實用新型的一種大扭矩大偏轉角萬向聯軸器試驗臺，結構簡單、操作方便，并易于在運轉過程中改變附加載荷；
[0013](2)試驗臺具有多功能性，可以同時監(jiān)測萬向聯軸器的傳輸能力、傳遞效率及振動特性，同時保證測試數據的可靠性，提高測試效率；
[0014](3)試驗臺的轉角調節(jié)裝置采用蝸輪蝸桿機構，具有自鎖性能，保證了試驗臺的測試精度。
【附圖說明】
[0015]圖1:本實用新型一種大扭矩大偏轉角萬向聯軸器試驗臺俯視圖；
[0016]圖2:本實用新型一種大扭矩大偏轉角萬向聯軸器試驗臺主視圖；；
[0017]圖3:本實用新型一種大扭矩大偏轉角萬向聯軸器試驗臺扭矩加載器三維立體圖。
[0018]圖中:I —試驗臺，11—試驗臺I，12—試驗臺II，2—動力裝置，21—電動機，22—基座，4一齒輪變速箱，5—扭矩加載器，51一輸入支撐，52—輸出支撐，53—連接軸I，54—連接軸II，55—缸體，56—雙頭油缸，57—滑塊導軌，58-底座，61—測量裝置I，611一扭矩傳感器I，612—振動傳感器，613—傳感器基座I，62—測量裝置II，621—扭矩轉速傳感器II，622—傳感器基座II，7—萬向聯軸器，8—轉角調節(jié)裝置，81—扇形蝸輪盤，82—蝸桿，83—軸承基座，84—伺服電機。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖對本實用新型做進一步地描述。
[0020]如圖1、2、3所示，一種大扭矩大偏轉角萬向聯軸器試驗臺，包括:試驗臺1、動力裝置2、齒輪變速箱4、萬向聯軸器7、扭矩加載器5、轉角調節(jié)裝置8、控制系統(tǒng);所述動力裝置2固定安裝在所述試驗臺I的臺體上;所述動力裝置2通過法蘭盤與所述齒輪變速箱4的輸入軸相連;所述齒輪變速箱4的輸出軸通過法蘭盤與所述萬向聯軸器7的輸入軸相連;所述萬向聯軸器7的輸出軸通過法蘭盤與所述扭矩加載器5相連;所述扭矩加載器5包括輸入支撐51、連接軸153、缸體55、雙頭油缸56、連接軸1154、輸出支撐52、滑塊導軌57、底座58，通過相反旋向斜齒傳遞實現不同的大扭矩的傳遞，所述扭矩加載器5固定安裝在所述轉角調節(jié)裝置8的扇形蝸輪盤81的中心線上;所述控制系統(tǒng)控制整個試驗臺上各個部件的協(xié)調關系;所述試驗臺I固定安裝在地面基礎上。
[0021]如圖1、2、3所示，本實用新型一種大扭矩大偏轉角萬向聯軸器試驗臺的工作方法具體步驟如下:當取偏轉角為20°時，伺服電機84提供動力，驅動蝸桿82轉動，蝸桿82帶動扇形蝸輪盤81轉動，同時扇形蝸輪盤81的導向軸在試驗臺12上的弧形槽內轉動，扇形蝸輪盤81上的中心指針指向弧形槽上的20°刻度，即為試驗臺的輸入端與輸出端存在20°的偏轉角；動力裝置2提供動力，經過齒輪變速箱4帶動萬向聯軸器7轉動，同時扭矩加載器5調節(jié)試驗臺上的整體負載，通過所述雙頭油缸56的伸縮帶動輸入支撐51和輸出支撐52的距離變化，從而實現連接軸153和所述連接軸1154之間的距離調節(jié)，同時改變所述連接軸153上的斜齒與所述缸體55—端的斜齒的嚙合重合度以及所述連接軸1154上的斜齒與所述缸體55另一端的斜齒的嚙合重合度，實現不同的大扭矩的傳遞;試驗過程中，萬向聯軸器7左右兩側的扭矩轉速傳感器1611和扭矩轉速傳感器II621采集萬向聯軸器7輸入軸與輸出軸的信號，并傳遞給控制系統(tǒng)中的計算機，完成萬向聯軸器7上傳遞扭矩和傳遞效率的監(jiān)測;振動傳感器612采集萬向聯軸器7的輸入軸、中間軸、輸出軸上振動信號并傳遞給控制系統(tǒng)中的計算機;當取其他偏轉角和扭矩時，步驟同上。
[0022]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種大扭矩大偏轉角萬向聯軸器試驗臺，其特征在于，包括:試驗臺(I)、動力裝置(2)、齒輪變速箱(4)、萬向聯軸器(7)、扭矩加載器(5)、轉角調節(jié)裝置(8)、控制系統(tǒng);所述動力裝置(2)固定安裝在所述試驗臺(I)的臺體上;所述動力裝置(2)通過法蘭盤與所述齒輪變速箱(4)的輸入軸相連;所述齒輪變速箱(4)的輸出軸通過法蘭盤與所述萬向聯軸器(7)的輸入軸相連;所述萬向聯軸器(7)的輸出軸通過法蘭盤與所述扭矩加載器(5)相連;所述扭矩加載器(5)包括輸入支撐(51)、連接軸1(53)、缸體(55)、雙頭油缸(56)、連接軸11(54)、輸出支撐(52)、滑塊導軌(57)、底座(58)，通過相反旋向斜齒傳遞實現不同的大扭矩的傳遞，所述扭矩加載器(5)固定安裝在所述轉角調節(jié)裝置(8)的扇形蝸輪盤(81)的中心線上；所述控制系統(tǒng)控制整個試驗臺上各個部件的協(xié)調關系;所述試驗臺(I)固定安裝在地面基礎上。2.如權利要求1所述的一種大扭矩大偏轉角萬向聯軸器試驗臺，其特征在于，所述動力裝置(2)包括電動機(21)和基座(22)，所述電動機(21)用螺栓固定在所述基座(22)上。3.如權利要求1所述的一種大扭矩大偏轉角萬向聯軸器試驗臺，其特征在于，所述試驗臺(I)包括試驗臺I(Il)和試驗臺11(12)，所述試驗臺I(Il)布滿橫向等距和縱向等距的T型槽，所述動力裝置(2)和所述齒輪變速箱(4)通過螺栓固定在所述試驗臺I(Il)上;所述試驗臺11(12)上開有橫向等距的T型槽，以及弧形槽與方形凹槽，所述弧形槽的邊緣以中心為零度刻有角度值，所述弧形槽上開有輪槽，用來配合所述轉角調節(jié)裝置(8)的導向軸上的萬向滾輪的運動，實現所述轉角調節(jié)裝置(8)的平穩(wěn)轉動。4.如權利要求1所述的一種大扭矩大偏轉角萬向聯軸器試驗臺，其所述扭矩加載器(5)，其特征在于，所述輸入支撐(51)與所述連接軸I (53)連接，所述連接軸I (53)與所述缸體(55)的一端通過內嚙合斜齒連接，所述缸體(55)的另一端與所述連接軸11(54)通過內嚙合斜齒連接，所述連接軸11(54)與所述輸出支撐(52)連接，所述滑塊導軌(57)的滑塊安裝在所述輸入支撐(51)和所述輸出支撐(52)的底部，所述滑塊導軌(57)的直線導軌安裝在所述底座(58)上;所述雙頭油缸有兩個，分別穿過所述缸體(55)的凸緣與所述輸入支撐(51)和所述輸出支撐(52)連接;所述連接軸I (53)和所述連接軸II (54)上開有斜齒，所述缸體(55)的兩端開有與所述連接軸I (53)和所述連接軸II (54)相嚙合的斜齒，所述缸體(55)兩端的斜齒為相反旋向；所述扭矩加載器(5)通過所述雙頭油缸(56)的伸縮帶動所述輸入支撐(51)和所述輸出支撐(52)的距離變化，從而實現所述連接軸1(53)和所述連接軸11(54)之間的距離調節(jié)，同時改變所述連接軸1(53)上的斜齒與所述缸體(55)—端的斜齒的嚙合重合度以及所述連接軸11(54)上的斜齒與所述缸體(55)另一端的斜齒的嚙合重合度，實現不同的大扭矩的傳遞。5.如權利要求3所述的一種大扭矩大偏轉角萬向聯軸器試驗臺，其特征在于，所述轉角調節(jié)裝置(8)包括扇形蝸輪盤(81)、蝸桿(82)、軸承基座(83)以及伺服電機(84)，所述扇形蝸輪盤(81)的邊緣帶有兩根導向軸，所述導向軸上帶有萬向滾輪，所述萬向滾輪在所述弧形槽的輪槽內滾動;所述扇形蝸輪盤(81)的旋轉中心采用鉸鏈結構與所述試驗臺11(12)的弧形槽的旋轉中心連接;所述扇形蝸輪盤(81)的鉸鏈結構與導向軸相配合實現所述扇形蝸輪盤(81)的平穩(wěn)轉動;所述扇形蝸輪盤(81)的中心線上標有中心指針，中心指針指向所述弧形槽上的刻度值即為萬向聯軸器輸入軸與輸出軸的偏轉角度;所述軸承基座(83)固定安裝在所述試驗臺11(12)的方形凹槽內，所述軸承基座(83)支撐所述蝸桿(82)，所述蝸桿(82)與所述伺服電機(84)相連;所述伺服電機(84)提供動力，驅動所述蝸桿(82)轉動，所述蝸桿(82)帶動所述扇形蝸輪盤(81)轉動，同時所述扇形蝸輪盤(81)的導向軸在所述試驗臺11(12)上的弧形槽內轉動，實現所述扭矩加載器(5)的平穩(wěn)轉動，所述轉角調節(jié)裝置(8)實現的轉角在±45°;當試驗臺在確定的角度進行試驗時，所述轉角調節(jié)裝置(8)具有自鎖功能，實現試驗的安全進行。6.如權利要求1所述的一種大扭矩大偏轉角萬向聯軸器試驗臺，其特征在于，還包含一測量裝置(6)，所述測量裝置(6)包括測量裝置1(61)和測量裝置11(62);所述測量裝置I(61)包括扭矩轉速傳感器I (611)、振動傳感器(612)、傳感器基座I (613)，所述扭矩轉速傳感器1(611)用來監(jiān)測萬向聯軸器(7)輸入軸扭矩和轉速的大小;所述振動傳感器(612)的支架安裝在所述傳感器基座1(613)上，所述振動傳感器(612)的探頭分別抵在所述萬向聯軸器(7)的輸入軸、中間軸及輸出軸上，所述傳感器基座1(613)固定安裝在所述試驗臺I(Il)上;所述測量裝置II(62)包括扭矩轉速傳感器II(621)和傳感器基座II(622)，所述傳感器基座11(622)固定在所述扇形蝸輪盤(81)上;所述扭矩轉速傳感器11(621)用來監(jiān)測萬向聯軸器(7)輸出軸扭矩和轉速的大小;所述振動傳感器(612)用來測量所述萬向聯軸器(7)在運轉過程中的振動狀態(tài)。
【文檔編號】G01M13/02GK205665002SQ201620319814
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年4月15日
【發(fā)明人】李松梅, 常德功, 景秀敏, 楊福芹
【申請人】青島科技大學