齿轮动应力测试设备制造技术

本发明专利技术公开了一种齿轮动应力测试设备，包括：电机，用于作为拖动的动力源；增速器，与电机相连，用于对电机的转速进行增速后传递给附件传动系统；附件传动系统，包括待测齿轮和装载在待测齿轮上的发动机附件和/或飞机附件，用于承接增速器传递过来的转速，带动待测齿轮转动；应变片，设置在待测齿轮的辐板上，用于采集待测齿轮的应变信号；滑环引电器，与应变片相连，用于传递应变片采集的待测齿轮的应变信号；动态分析系统，与滑环引电器相连，用于对滑环引电器传递的待测齿轮的应变信号进行放大和调理，并进行动态应变信号处理和输出。本发明专利技术有效模拟了附件传动齿轮真实工况，结构相对简单，且测试可靠性高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及齿轮测试领域，特别地，涉及一种齿轮动应力测试设备。
技术介绍
航空发动机附件传动系统是发动机关键部件之一，附件传动齿轮的失效可能直接导致发动机断油、断电或停车。随着附件传动系统不断朝着高速小型化、集成一体化的方向发展，齿轮振动及疲劳失效已成为制约现代航空发动机附件传动系统发展的关键因素之一。在实际工况下测得的齿轮动应力，不但表征了齿轮疲劳强度及寿命，而且可由其频谱分析齿轮实际振动情况。因此，开展航空发动机附件传动齿轮在实际工况下的动应力测试技术研究对于附件传动系统的故障分析及改进设计均具有重要指导意义。现有齿轮动应力测试针对的是单对齿轮副条件下的齿根动应力测试，测试转速较低、未能有效模拟附件传动齿轮的真实工况，例如未能有效模拟附件传动齿轮的安装、润滑、负载等实际工况。另外，附件传动系统结构复杂，各零部件之间相互干扰，激励源众多，同时其负载由所传动的发动机或飞机附件决定，且负载随转速频繁变化，现有的单对齿轮副测试台均不能完整模拟附件传动齿轮的实际载荷及振动环境。因此，如何在测试转速较高、振动环境复杂、结构紧凑、且空间有限的限定条件下，对附件传动齿轮进行动应力测试，是一个亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种齿轮动应力测试设备，以解决在测试转速较高、振动环境复杂、结构紧凑、且空间有限的限定条件下，对附件传动齿轮进行动应力测试的技术问题。本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术提供一种齿轮动应力测试设备，包括电机，用于作为拖动的动力源；增速器，与电机相连，用于对电机的转速进行增速后传递给附件传动系统；附件传动系统，包括待测齿轮和装载在待测齿轮上的发动机附件和/或飞机附件，用于承接增速器传递过来的转速，带动待测齿轮转动；应变片，设置在待测齿轮的辐板上，用于采集待测齿轮的应变信号；滑环引电器，与应变片相连，用于传递应变片采集的待测齿轮的应变信号；动态分析系统，与滑环引电器相连，用于对滑环引电器传递的待测齿轮的应变信号进行放大和调理，并进行动态应变信号处理和输出。进一步地，齿轮动应力测试设备，还包括：动态分析系统，还用于显示和存储动态应变分析后的应变量数值或波形。进一步地，齿轮动应力测试设备还包括：附件传动系统还包括：附件加载系统，与发动机附件和/或飞机附件相连，用于模拟发动机附件和/或飞机附件在发动机上的工作状态。进一步地，附件加载系统，还用于通过调整流量、压力、温度、电流及电压参数以达到发动机附件和/或飞机附件所需的加载功率。进一步地，齿轮动应力测试设备还包括：变频控制器，与电机相连，用于调节电机的转速。进一步地，齿轮动应力测试设备还包括：低速联轴器，连接在电机和增速器之间，用于将电机的扭矩传递给增速器。进一步地，齿轮动应力测试设备还包括：转矩转速传感器，与附件传动系统相连，用于采集待测齿轮的转速和扭矩；测控系统，与转矩转速传感器相连，用于对转矩转速传感器采集的待测齿轮的转速和扭矩进行数据记录、报警自检和报警处理。进一步地，应变片的数量为多片，且在待测齿轮上径向和周向分布。进一步地，齿轮动应力测试设备还包括：高速膜片联轴器，与待测齿轮的输入端相连，用于补偿待测齿轮安装误差和隔振。进一步地，齿轮动应力测试设备还包括：包括冷却系统，与滑环引电器相连，用于对滑环引电器进行冷却。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供的齿轮动应力测试设备，以附件传动系统的待测齿轮作为测试对象，在待测齿轮上装载发动机附件和/或飞机附件，有效模拟了附件传动齿轮真实工况，相比于传统的单对齿轮副开式测量测试方法，本专利技术是在测试转速较高、振动环境复杂、结构紧凑、且空间有限的限定条件下进行的齿轮辐板动应力测试，结构相对简单，且测试可靠性高。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术齿轮动应力测试设备优选实施例的结构示意图。附图标注说明：10、电机；20、增速器；30、附件传动系统；31、待测齿轮；32、飞机附件；33、附件加载系统；34、发动机附件；40、动态分析系统；50、变频控制器；60、低速联轴器；70、转矩转速传感器；80、测控系统；90、高速膜片联轴器；100、滑环引电器；110、冷却系统。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。参照图1，本专利技术的优选实施例提供了一种齿轮动应力测试设备，包括电机10，用于作为拖动的动力源；增速器20，与电机10相连，用于对电机10的转速进行增速后传递给附件传动系统30；附件传动系统30，包括待测齿轮31和装载在待测齿轮31上的发动机附件34和/或飞机附件32，用于承接增速器20传递过来的转速，带动待测齿轮31转动；应变片，设置在待测齿轮31的辐板上，用于采集待测齿轮31的应变信号；滑环引电器100，与应变片相连，用于传递应变片采集的待测齿轮31的应变信号；动态分析系统40，与滑环引电器100相连，用于对滑环引电器100传递的待测齿轮31的应变信号进行放大和调理，显示和存储动态应变分析后的应变量数值或波形并进行动态应变信号处理和输出。其中，待测齿轮31可以为航空发动机的附件传动直齿或附件传动锥齿轮等。本实施例提供的齿轮动应力测试设备，以附件传动系统的待测齿轮作为测试对象，在待测齿轮上装载发动机附件和/或飞机附件，有效模拟了附件传动齿轮真实工况，相比于传统的单对齿轮副开式测量测试方法，本专利技术是在测试转速较高、振动环境复杂、结构紧凑、且空间有限的限定条件下进行的齿轮辐板动应力测试，结构相对简单，且测试可靠性高。优选地，如图1所示，附件传动系统30还包括附件加载系统33，与发动机附件34和/或飞机附件32相连，用于模拟发动机附件34和/或飞机附件32在发动机上的工作状态，该发动机附件34和/或飞机附件32在发动机上的工作状态包括支承、润滑和加载状态。本实施例提供的齿轮动应力测试设备，附件加载系统有效模拟了发动机附件和/或飞机附件32在发动机上的支承、润滑和加载状态，从而真实模拟了待测齿轮在真实工况下进行的齿轮辐板动应力测试。优选地，如图1所示，本实施例提供的齿轮动应力测试设备，附件加载系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种齿轮动应力测试设备，其特征在于，包括：电机(10)，用于作为拖动的动力源；增速器(20)，与所述电机(10)相连，用于对所述电机(10)的转速进行增速后传递给附件传动系统(30)；附件传动系统(30)，包括待测齿轮(31)和装载在所述待测齿轮(31)上的发动机附件(34)和/或飞机附件(32)，用于承接所述增速器(20)传递过来的转速，带动所述待测齿轮(31)转动；应变片，设置在所述待测齿轮(31)的辐板上，用于采集所述待测齿轮(31)的应变信号；滑环引电器(100)，与所述应变片相连，用于传递所述应变片采集的所述待测齿轮(31)的应变信号；动态分析系统(40)，与所述滑环引电器(100)相连，用于对所述滑环引电器(100)传递的所述待测齿轮(31)的应变信号进行放大和调理，并进行动态应变信号处理和输出。

【技术特征摘要】
1.一种齿轮动应力测试设备，其特征在于，包括：
电机(10)，用于作为拖动的动力源；
增速器(20)，与所述电机(10)相连，用于对所述电机(10)的转速进行增速后传
递给附件传动系统(30)；
附件传动系统(30)，包括待测齿轮(31)和装载在所述待测齿轮(31)上的发动机
附件(34)和/或飞机附件(32)，用于承接所述增速器(20)传递过来的转速，带动所述
待测齿轮(31)转动；
应变片，设置在所述待测齿轮(31)的辐板上，用于采集所述待测齿轮(31)的应
变信号；
滑环引电器(100)，与所述应变片相连，用于传递所述应变片采集的所述待测齿轮
(31)的应变信号；
动态分析系统(40)，与所述滑环引电器(100)相连，用于对所述滑环引电器(100)
传递的所述待测齿轮(31)的应变信号进行放大和调理，并进行动态应变信号处理和输
出。
2.根据权利要求1所述的齿轮动应力测试设备，其特征在于，还包括：
动态分析系统(40)，还用于显示和存储动态应变分析后的应变量数值或波形。
3.根据权利要求2所述的齿轮动应力测试设备，其特征在于，还包括：
所述附件传动系统(30)还包括：
附件加载系统(33)，与所述发动机附件(34)和/或所述飞机附件(32)相连，用于
模拟所述发动机附件(34)和/或所述飞机附件(32)在所述发动机上的工作状态。
4.根据权利要求3所述的齿轮动应力测试设备，其特征在于，
所述附件加载系统(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈青兰，江平，雷敦财，黄向阳，雷沫枝，
申请(专利权)人：中国航空动力机械研究所，
类型：发明
国别省市：湖南;43