一種三叉桿非定心式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三叉桿非定心式萬向聯軸器試驗臺，包括試驗臺、驅動裝置、變速箱、傳感裝置I、傳感裝置II、剛性聯軸器I、剛性聯軸器II、剛性聯軸器III、萬向聯軸器試件、扭矩加載器、角度調節機構、控制系統；所述驅動裝置固定安裝在所述試驗臺上；所述驅動裝置通過所述剛性聯軸器I與所述變速箱的輸入軸相連；所述變速箱的輸出軸通過所述剛性聯軸器II與所述萬向聯軸器試件的輸入軸相連；所述萬向聯軸器試件的輸出軸通過所述剛性聯軸器III與所述扭矩加載器相連；所述扭矩加載器固定安裝在所述角度調節機構上；本實用新型試驗臺的轉角范圍在?45°～45°內，實現大偏轉角下非定心式萬向聯軸器的扭矩、效率及振動測試試驗，具有結構簡單、操作方便的特點。
【專利說明】
一種三叉桿非定心式萬向聯軸器試驗臺
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種非定心式萬向聯軸器在大偏轉角、大扭矩條件下測試其運動學和動力學參數的試驗臺，具體涉及一種三叉桿非定心式萬向聯軸器試驗臺。【背景技術】
[0002]非定心式萬向聯軸器是近年來新開發的一種新型等角速萬向聯軸器，既克服了十字軸萬向聯軸器的非等角速特性，又克服了現有的球籠式萬向聯軸器、球叉式萬向聯軸器的制造工藝復雜、制造成本高的缺點，具有結構簡單，加工制造成本低，工藝性好的優點。隨著萬向聯軸器應用場合的增多及要求精度的提高，研究該三叉桿非定心式萬向聯軸器的運動特性及力學特性包括萬向聯軸器的位移補償、壽命、效率、減震、發熱、節能、過載安全性、 最大偏移量等進行測試研究是當務之急的問題，本實用新型提供一種針對三叉桿非定心式萬向聯軸器試驗臺，為三叉桿非定心式萬向聯軸器的可靠性設計提供試驗手段和數據，方便工程技術人員能夠全面、合理地設計及選用。
【發明內容】
[0003]為解決上述問題，本實用新型提供一種結構簡單、配置靈活的三叉桿非定心式萬向聯軸器試驗臺，測試三叉桿非定心式萬向聯軸器試件在輸入端和輸出端存在大偏轉角時的傳遞扭矩、傳動效率以及振動特性的監測。
[0004]為達到上述目的，本實用新型所采用的技術方案如下:
[0005]—種三叉桿非定心式萬向聯軸器試驗臺，其特征在于，包括:試驗臺、驅動裝置、變速箱、傳感裝置1、傳感裝置I1、剛性聯軸器1、剛性聯軸器I1、剛性聯軸器II1、萬向聯軸器試件、扭矩加載器、角度調節機構、控制系統;所述驅動裝置固定安裝在所述試驗臺的臺體上； 所述驅動裝置通過所述剛性聯軸器I與所述變速箱的輸入軸相連;所述變速箱的輸出軸通過所述剛性聯軸器II與所述萬向聯軸器試件的輸入軸相連;所述萬向聯軸器試件的輸出軸通過所述剛性聯軸器III與所述扭矩加載器相連;所述扭矩加載器固定安裝在所述角度調節機構的扇形齒的中心線上;所述角度調節機構包括扇形齒、齒輪、以及搖桿，所述扇形齒的邊緣帶有導向軸，所述導向軸上帶有兩個萬向滾輪，所述萬向滾輪在所述弧形槽的輪槽內滾動;所述扇形齒的旋轉中心采用鉸鏈結構與所述試驗臺的弧形槽的旋轉中心連接;所述扇形齒的鉸鏈結構與導向軸相配合實現所述扇形齒的平穩轉動;所述齒輪的旋轉中心采用鉸鏈結構鉸接在所述試驗臺上，所述齒輪的鉸鏈結構與所述搖桿相配合實現所述齒輪的平穩轉動，所述扇形齒與所述齒輪的傳動比為180,當所述齒輪轉過半圈，此時扇形齒轉過 1°，所述搖桿上安有限位裝置，確保角度調節好后，實現所述角度調節機構的自鎖，通過控制所述搖桿的正轉、反轉的圈數，帶動所述齒輪的正反轉，來實現所述扇形齒角度的正負調節，即所述萬向聯軸器試件輸入軸及輸出軸的偏轉角度;轉動所述搖桿，驅動所述齒輪的轉動，帶動所述扇形齒的轉動，同時所述扇形齒的導向軸在所述試驗臺上的弧形槽內轉動， 最終實現所述扭矩加載器的平穩轉動，所述角度調節機構實現的轉角在-45°?45°的范圍內；所述控制系統控制整個試驗臺上各個部件的協調關系。[〇〇〇6] 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，所述驅動裝置和所述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，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，用來配合所述角度調節機構的導向軸上的萬向滾輪的運動，實現所述角度調節機構的平穩轉動，所述試驗臺I和所述試驗臺II為整體鑄件。
[0007]進一步地，所述驅動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，所述電動機的輸出軸與所述剛性聯軸器I通過平鍵連接將動力傳輸出去。
[0008]進一步地，所述剛性聯軸器1、所述剛性聯軸器I1、所述剛性聯軸器III均采用凸緣聯軸器，用來傳遞扭矩和運動。
[0009]進一步地，所述扭矩加載器包括輸入支撐、連接軸1、缸體、油缸、連接軸I1、輸出支撐、滑塊導軌;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，所述滑塊導軌安裝在所述輸入支撐和所述輸出支撐的底部，所述油缸有兩個，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油缸實現所述連接軸I和所述連接軸II之間的距離調節，通過相反旋向斜齒傳遞實現大扭矩的傳遞;所述扭矩加載器的結構設計實現的壓力--扭矩線性度高，加載精度高，克服了摩擦系數不穩定，接觸不均勻引起的扭矩波動問題，加載功率小，發熱嚴重的問題，同時還具有過載保護功能。
[0010]進一步地，所述傳感裝置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安裝在所述萬向聯軸器試件的輸入軸上，用來監測輸入扭矩和轉速的大小;所述振動傳感器安裝在所述傳感器基座I上，所述傳感器基座I固定安裝在所述試驗臺I 上，所述振動傳感器的探頭以一定的間隙抵在所述萬向聯軸器試件的輸入軸上;所述傳感裝置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固定安裝在所述扇形齒上;所述扭矩轉速傳感器II安裝在所述萬向聯軸器試件的輸出軸上，用來監測輸出扭矩和轉速的大小;工作狀態下所述扭矩轉速傳感器I和所述扭矩轉速傳感器II用來測定所述萬向聯軸器試件輸入與輸出軸的轉矩和轉速大小，通過對輸出與輸入的參數進行比較分析， 得出當存在偏轉角時萬向聯軸器試件的傳遞效率;所述振動傳感器用來測量所述萬向聯軸器試件在運轉過程中的振動狀態。
[0011]進一步地，所述萬向聯軸器試件采用三叉桿與連接盤滑動連接結構，在運動過程中，三叉桿的中心軸線與連接盤的軸線的交點在一個等平分面上發生變化，形成一種非定心式結構。
[0012]實施本實用新型的一種三叉桿非定心式萬向聯軸器試驗臺，其有益效果在于:
[0013]⑴使用本實用新型的一種三叉桿非定心式萬向聯軸器試驗臺，結構簡單、操作方便靈活，并易于在運轉過程中改變載荷；
[0014]⑵用于監測聯軸器的扭矩、傳遞效率、振動，反應迅速，具備動態顯示功能，實時顯示測試結果，保證測試數據的可靠性，提高測試效率。【附圖說明】
[0015]圖1:本實用新型一種三叉桿非定心式萬向聯軸器試驗臺立體圖；
[0016]圖2:—種三叉桿非定心式萬向聯軸器試驗臺俯視圖；
[0017]圖3: —種三叉桿非定心式萬向聯軸器試驗臺扭矩加載器三維立體圖。[0〇18]圖中:1 —試驗臺，11—試驗臺I，12—試驗臺II，2—驅動裝置，21—電動機，22—基座，31—剛性聯軸器I，32—剛性聯軸器II，33—剛性聯軸器III，4一變速箱，5—扭矩加載器，51—輸入支撐，52—輸出支撐，53—連接軸I，54—連接軸II，55—缸體，56—油缸，57— 滑塊導軌，61—傳感裝置1，611—扭矩傳感器1，612—振動傳感器，613—傳感器基座1，62— 傳感裝置II，621—扭矩傳感器II，622—傳感器基座II，7—萬向聯軸器試件，8—角度調節機構，81—扇形齒，82—齒輪，83—搖桿。【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至圖3所示，一種三叉桿非定心式萬向聯軸器試驗臺，包括:試驗臺1、驅動裝置2、變速箱4、傳感裝置161、傳感裝置1162、剛性聯軸器131、剛性聯軸器1132、剛性聯軸器 II133、萬向聯軸器試件7、扭矩加載器5、角度調節機構8、控制系統;所述驅動裝置2固定安裝在所述試驗臺1的臺體上;所述驅動裝置2通過所述剛性聯軸器131與所述變速箱4的輸入軸相連;所述變速箱4的輸出軸通過所述剛性聯軸器1132與所述萬向聯軸器試件7的輸入軸相連;所述萬向聯軸器試件7的輸出軸通過所述剛性聯軸器III33與所述扭矩加載器5相連； 所述扭矩加載器5固定安裝在所述角度調節機構8的扇形齒81的中心線上;所述角度調節機構8包括扇形齒81、齒輪82、以及搖桿83,所述扇形齒81的邊緣帶有導向軸，所述導向軸上帶有兩個萬向滾輪，所述萬向滾輪在所述弧形槽的輪槽內滾動;所述扇形齒81的旋轉中心采用鉸鏈結構與所述試驗臺1112的弧形槽的旋轉中心連接;所述扇形齒81的鉸鏈結構與導向軸相配合實現所述扇形齒81的平穩轉動;所述齒輪82的旋轉中心采用鉸鏈結構鉸接在所述試驗臺1112上，所述齒輪82的鉸鏈結構與所述搖桿83相配合實現所述齒輪82的平穩轉動， 所述扇形齒81與所述齒輪82的傳動比為180,當所述齒輪82轉過半圈，此時扇形齒81轉過 1°，所述搖桿83上安有限位裝置，確保角度調節好后，實現所述角度調節機構的自鎖，通過控制所述搖桿83的正轉、反轉的圈數，帶動所述齒輪82的正反轉，來實現所述扇形齒81角度的正負調節，即所述萬向聯軸器試件7輸入軸及輸出軸的偏轉角度;轉動所述搖桿83,驅動所述齒輪82的轉動，帶動所述扇形齒81的轉動，同時所述扇形齒81的導向軸在所述試驗臺 1112上的弧形槽內轉動，最終實現所述扭矩加載器5的平穩轉動，所述角度調節機構8實現的轉角在-45°?45°的范圍內；所述控制系統控制整個試驗臺上各個部件的協調關系。
[0021]如圖1至圖3所示，本實用新型一種三叉桿非定心式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45°時，轉動搖桿83，帶動齒輪82轉過22.5圈，此時齒輪82帶動扇形齒81轉過45°，同時扇形齒81的導向軸在試驗臺II12上的弧形槽內轉動，對準弧形槽上的45°刻度，即為試驗臺的輸入端與輸出端存在45°的偏轉角；驅動裝置2提供動力，經過變速箱4帶動萬向聯軸器試件7轉動，同時扭矩加載器5調節試驗臺上的整體負載;試驗過程中，萬向聯軸器試件7左右兩側的扭矩轉速傳感器1611和扭矩轉速傳感器II621采集萬向聯軸器試件7輸入端與輸出端的信號，傳遞給控制系統中的計算機，完成萬向聯軸器試件7扭矩的檢測，同時通過輸出與輸入的參數比較分析，得出當存在偏轉角時萬向聯軸器試件7的傳遞效率，而萬向聯軸器試件7的輸入軸上的振動傳感器612采集振動信號傳遞給控制系統中的計算機，觀察萬向聯軸器試件7的運行狀況，記錄萬向聯軸器試件7的振動情況，得出萬向聯軸器試件7的振動狀態;當取其他偏轉角時，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】
1.一種三叉桿非定心式萬向聯軸器試驗臺，其特征在于，包括:試驗臺(1)、驅動裝置 (2)、變速箱(4)、傳感裝置1(61)、傳感裝置11(62)、剛性聯軸器1(31)、剛性聯軸器11(32)、 剛性聯軸器111(33)、萬向聯軸器試件(7)、扭矩加載器(5)、角度調節機構(8)、控制系統;所 述驅動裝置(2)固定安裝在所述試驗臺(1)的臺體上;所述驅動裝置(2)通過所述剛性聯軸 器1(31)與所述變速箱(4)的輸入軸相連;所述變速箱(4)的輸出軸通過所述剛性聯軸器II (32)與所述萬向聯軸器試件(7)的輸入軸相連;所述萬向聯軸器試件(7)的輸出軸通過所述 剛性聯軸器111(33)與所述扭矩加載器(5)相連;所述扭矩加載器(5)固定安裝在所述角度 調節機構(8)的扇形齒(81)的中心線上;所述角度調節機構(8)包括扇形齒(81)、齒輪(82)、 以及搖桿(83)，所述扇形齒(81)的邊緣帶有導向軸，所述導向軸上帶有兩個萬向滾輪，所述 萬向滾輪在所述弧形槽的輪槽內滾動;所述扇形齒(81)的旋轉中心采用鉸鏈結構與所述試 驗臺(1)的弧形槽的旋轉中心連接;所述扇形齒(81)的鉸鏈結構與導向軸相配合實現所述 扇形齒(81)的平穩轉動;所述齒輪(82)的旋轉中心采用鉸鏈結構鉸接在所述試驗臺(1)上， 所述齒輪(82)的鉸鏈結構與所述搖桿(83)相配合實現所述齒輪(82)的平穩轉動，所述扇形 齒(81)與所述齒輪(82)的傳動比為180,當所述齒輪(82)轉過半圈，此時扇形齒(81)轉過 1°，所述搖桿(83)上安有限位裝置，確保角度調節好后，實現所述角度調節機構的自鎖，通 過控制所述搖桿(83)的正轉、反轉的圈數，帶動所述齒輪(82)的正反轉，來實現所述扇形齒 (81)角度的正負調節，即所述萬向聯軸器試件(7)輸入軸及輸出軸的偏轉角度;轉動所述搖 桿(83)，驅動所述齒輪(82)的轉動，帶動所述扇形齒(81)的轉動，同時所述扇形齒(81)的導 向軸在所述試驗臺(1)上的弧形槽內轉動，最終實現所述扭矩加載器(5)的平穩轉動，所述 角度調節機構(8)實現的轉角在-45°?45°的范圍內；所述控制系統控制整個試驗臺上各個 部件的協調關系。2.如權利要求1所述的一種三叉桿非定心式萬向聯軸器試驗臺，其特征在于，所述試驗 臺(1)包括試驗臺1(11)和試驗臺11(12)，所述試驗臺1(11)布滿橫向等距和縱向等距的T型 槽，所述驅動裝置(2)和所述變速箱(4)通過螺栓固定在所述試驗臺I (11)上，所述試驗臺II (12)上開有橫向等距的T型槽以及弧形槽，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，用來配合所述角度調節機構(8)的導向軸上的萬向滾輪的運動，實現 所述角度調節機構(8)的平穩轉動，所述試驗臺1(11)和所述試驗臺11(12)為整體鑄件。3.如權利要求1所述的一種三叉桿非定心式萬向聯軸器試驗臺，其特征在于，所述驅動 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，所述 電動機(21)的輸出軸與所述剛性聯軸器1(31)通過平鍵連接將動力傳輸出去。4.如權利要求1所述的一種三叉桿非定心式萬向聯軸器試驗臺，其特征在于，所述剛性 聯軸器1(31)、所述剛性聯軸器11(32)、所述剛性聯軸器111(33)均采用凸緣聯軸器，用來傳 遞扭矩和運動。5.如權利要求1所述的一種三叉桿非定心式萬向聯軸器試驗臺，其特征在于，所述扭矩 加載器(5)包括輸入支撐(51)、連接軸1(53)、缸體(55)、油缸(56)、連接軸11(54)、輸出支撐 (52 )、滑塊導軌(57);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II (54)通過內 嚙合斜齒連接，所述連接軸II (54)與所述輸出支撐(52)連接，所述滑塊導軌(57)安裝在所 述輸入支撐(51)和所述輸出支撐(52)的底部，所述油缸(56)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1(53)和所述連接軸11(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)通過所述油缸(56)實現所述連接軸1(53)和所述連接軸11(54)之間的距離調節，通過相反旋向斜齒傳遞 實現大扭矩的傳遞;所述扭矩加載器(5)的結構設計實現的壓力一扭矩線性度高，加載精度 高，克服了摩擦系數不穩定，接觸不均勻引起的扭矩波動問題，加載功率小，發熱嚴重的問 題，同時還具有過載保護功能。6.如權利要求1所述的一種三叉桿非定心式萬向聯軸器試驗臺，其特征在于，所述傳感 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)安裝在所述萬向聯軸器試件(7)的輸入軸上，用來監測輸入扭矩和轉速的 大小;所述振動傳感器(612)安裝在所述傳感器基座1(613)上，所述傳感器基座1(613)固定 安裝在所述試驗臺1(11)上，所述振動傳感器(612)的探頭以一定的間隙抵在所述萬向聯軸 器試件(7)的輸入軸上;所述傳感裝置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II (622)固定安裝在所述扇形齒(81)上；所述扭矩轉速傳感器II (621)安裝在所述萬向聯軸器試件(7)的輸出軸上，用來監測輸出扭矩和轉速的大小；工作 狀態下所述扭矩轉速傳感器1(611)和所述扭矩轉速傳感器11(621)用來測定所述萬向聯軸 器試件(7)輸入與輸出軸的轉矩和轉速大小，通過對輸出與輸入的參數進行比較分析，得出 當存在偏轉角時萬向聯軸器試件(7)的傳遞效率;所述振動傳感器(612)用來測量所述萬向 聯軸器試件(7)在運轉過程中的振動狀態。7.如權利要求1所述的一種三叉桿非定心式萬向聯軸器試驗臺，其特征在于，所述萬向 聯軸器試件(7)采用三叉桿與連接盤滑動連接結構，在運動過程中，三叉桿的中心軸線與連 接盤的軸線的交點在一個等平分面上發生變化，形成一種非定心式結構。
【文檔編號】G01M13/02GK205580734SQ201620320405
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年4月15日
【發明人】常德功, 景秀敏, 李松梅, 高善豪, 陳佳
【申請人】青島科技大學