齿部测试台制造技术

本发明专利技术涉及一种齿部测试台，其具有样品容纳部(209)和负载发生器(213)；其中，负载发生器(213)具有至少一个头部(215)。样品容纳部(209)被构造成容纳从齿轮(101)的齿部分离出的单个齿样品(203)的至少一部分(205)；其中，齿样品(203)包括齿轮(101)的齿；以及其中，头部(215)贴靠在齿的齿面(207)上并且将负载施加到齿面(207)上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】齿部测试台
本专利技术涉及根据权利要求1的前序部分所述的齿部测试台、根据权利要求14的前序部分所述的齿样品和根据权利要求15所述的方法。
技术介绍
为了测试齿轮的齿部的负载能力，现有技术中已揭示所谓的FZG(齿轮和传动机构研究)测试台和脉动测试台。在FZG测试台中，两个齿轮的齿部形成啮合并相互撑紧。齿轮通常为较大齿轮的按比例缩小的模型。这样带来的风险是所获知的结果无法按1:1的比例变换到较大的齿轮。另外，在FZG测试台中，撑紧和模拟的负载一般呈静态。因此无法测试动态负载。在脉动测试台中，齿轮的齿部的两个齿在两个冲模之间被撑紧。借助冲模能够施加动态负载。然而，由于齿轮中的变形导致冲模在轮齿上的靠置面未能精确限定。此外，无法模拟各个齿的在渐开线齿接期间发生的滚动运动。此外，以传统的脉动测试台无法测试斜齿型齿轮。借助冲模引入齿轮的力的方向垂直于齿轮的转动轴线地延伸。这以直齿部为条件。
技术实现思路
本专利技术的目的是测试齿轮的齿部的负载特性，克服现有技术中公知的固有缺陷。特别地，应当改进测试结果的可靠性。本专利技术用以达成上述目的的解决方案为根据权利要求1所述的齿部测试台、根据权利要求14所述的齿样品和根据权利要求15所述的方法。优选的改进方案参阅从属权利要求。齿部测试台表示一种用于测试齿轮的齿部的设施。根据本专利技术的齿部测试台包括样品容纳部(即，用于容纳样品或试件的机构，)和负载发生器(即，用于施加负载、特别地机械负载的机构)。负载发生器具有至少一个头部，作为将负载传递到样品上的机构。样品是齿样品。齿样品包括从齿轮的齿部分离出的齿，优选正好是一个齿。齿轮优选是内齿型或外齿型的圆柱齿轮。该齿轮的齿部可以实施为直齿部，也可以实施为渐开线齿部。根据本专利技术，样品容纳部被构造成容纳所描述的齿样品，即，适合于固定住齿样品。通过能够将负载施加到齿的齿面上来实现固定。为了施加负载，负载发生器的头部贴靠在轮齿的齿面上。通过头部在齿面上的相应的靠置面，将负载引入到齿面中。负载是在靠置中表现为压力的力。特别地，该力可以随时间变化。根据本专利技术，无需制作缩小的模型就能直接检测实际齿轮的齿部。由于仅检测单个齿，因此不必将齿轮整体夹紧到测试台中。这一点特别地在诸如风力发电齿轮箱那样的大型齿轮箱中具备优势。根据实际负载情况，能够模拟随时间变化的负载。为了经由负载发生器的头部将可变的负载施加到齿的齿面上，在优选实施方案中，包括齿的齿样品与头部能彼此相对运动。因此，根据改进方案，齿样品能够在第一方向上平移运动，并且头部能够在第二方向上平移运动。相对于方位固定的结构，诸如齿部测试台的壳体，齿样品在第一方向上运动并且头部在第二方向上运动。优选地，齿样品和/或头部诸如以方位固定的结构来固定，使得仅能够在第一方向或第二方向上运动。在另一优选的改进方案中，第二方向与头部和齿面的接触面的表面法线不平行地延伸。这就相当于第二方向与齿面的表面法线不平行，其中，头部沿表面法线贴靠在齿面上。由此，通过在第一方向上作用于齿的第一力和在第二方向上作用于头部的第二力对齿的齿面施加负载。齿样品优选地以对称方式夹紧在齿部测试台中。这就表明，齿关于其呈平面对称的平面与齿样品的运动方向(即，第一方向)互相平行地定向。关于从齿轮分离出的齿样品，第一方向径向延伸，即，正交于齿轮的转动轴线或中轴线地延伸。在优选的改进方案中，根据作用力与反作用力原理施加第一力和第二力。因此，在优选的改进方案中，头部撑紧抵靠齿面。在此，响应于主动施加的第一力地，头部被动地施加第二力，即，反作用力。特别地，为此目的，负载发生器能够具有至少一个弹簧元件，该弹簧元件撑紧抵靠头部。具体地，弹簧元件撑紧在头部与不动的机构之间。该不动的机构是负载发生器的能够大致固定在上述的方位固定的结构中的部件。弹簧元件的作用方向优选与第二方向一致。通过弹簧元件将指向第二方向的弹簧力施加到头部上。响应于另外引入的力地出现施加到头部上的弹簧力。在优选的改进方案中，设置有用于引入力的致动器。根据改进方案，致动器作用于齿样品，即，向齿样品加载力(作用力)。由致动器施加到齿的力在第一方向上延伸。因此，致动器的作用方向优选与第一方向一致。优选地，致动器固定在方位固定的结构中并作用于齿样品。根据改进方案，致动器使齿样品以振荡方式运动。振荡运动的特征在于运动方向的反复逆转。齿的振荡运动在第一方向上或在与第一方向相反的方向上实现。术语振荡运动与摆动的含义相同。根据改进方案，致动器激励齿样品摆动。替选地，负载发生器的致动器并不作用于齿样品而是作用于头部。在此情况下，致动器的作用方向与第二方向一致。在此情形下，致动器优选地固定在方位固定的结构中。当致动器作用于头部时，弹簧元件相应地作用于齿样品。在此情形下，弹簧元件撑紧在方位固定的结构与齿样品之间。在此情况下，弹簧元件的作用方向优选与第一方向一致，即，由弹簧元件施加的弹簧力指向第一方向。在另一优选的改进方案中，头部是旋转对称的。特别地，头部可以构造为柱体的滚子。这样就在头部与齿的齿面之间形成线形接触。相应地，头部对头部施加线形负载。特别优选的是头部的以能转动的方式支承的改进方案。这样头部就能在齿的齿面上滚动运动。头部的滚动运动相当于在渐开线齿部中发生的滚动的齿啮合。以能转动的方式支承的头部的转动轴线能够相对于齿面的至少一个齿向交错。这就表明，转动轴线与齿向彼此偏斜地延伸。优选地，转动轴线相对于齿向的交错促使转动轴线从平行于齿向的走向开始围绕头部与齿的齿面的碰触面的表面法线扭转。因此，由于齿样品在第一方向上运动和/或头部在第二方向上运动，头部不仅在齿的齿面上滚动而且还经受与滚动方向正交的滑动运动。这样就能通过所谓的特定滑动来模拟齿面的负载。在特别优选的改进方案中，用于模拟多轴线的负载状态的负载发生器具有至少两个头部，这两个头部贴靠在齿的同一齿面上并且分别将负载施加到齿面上。第一头部与第二头部在空间上彼此分开，并且齿的齿面碰触在空间上彼此分开的碰触面。此外，由头部施加到齿的齿面的负载就在空间上彼此分开。通过使用两个头部，能够有针对性地借由其中一个头部引起齿的弯曲应力，而另一个(靠近齿根的)头部通过压应力引起弱化齿的齿面的表面。基于这一点，能够确定齿的关于挤压和弯曲的疲劳强度。这两个因素皆称为失效原因。至少两个头部均能在与各自的头部和齿的齿面的接触面的表面法线不平行地延伸的方向上运动。优选地，其中每个头部还撑紧抵靠齿面。为此，能够提供弹簧元件，这些弹簧元件均撑紧到头部与方位固定的结构之间。替选地，头部均能借由致动器来加载或被置于振荡运动。另外优选地，头部旋转对称地构造，或者构造构造为滚子并且以能转动的方式受支承。为了模拟特定滑动，两个头部的转动轴线能够相对于齿的齿面的至少一个齿向交错。齿样品包括齿轮的齿(优选正好一个齿)和用于固定在上述齿部测试台的样品容纳部中的柄。柄可以至少部分长方体或柱体地设计。从齿轮分离出齿样品。这意味着，齿样品先前是齿轮的组成部分。根据本专利技术的用于测试齿轮的齿部的方法包括以下步骤：-从齿轮分离出齿；并且-借助上述类型的齿部测试台来测试齿。能够通过锯切或剖切来实现分离出齿。在标准DIN8589中限定了锯切。标准DIN8588限定了剖切。测试的方法步骤包括将齿夹紧到轮部测试台中的子步骤和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种齿部测试台，其具有样品容纳部(209)和负载发生器(213)；其中，所述负载发生器(213)具有至少一个头部(215)；其特征在于，所述样品容纳部(209)被构造成容纳从齿轮(101)的齿部分离出的单个齿样品(203)的至少一部分(205)；其中，所述齿样品(203)包括所述齿轮(101)的齿；并且其中，所述头部(215)贴靠在所述齿的齿面(207)上并且将负载施加到所述齿面(207)上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.08 DE 102016214646.71.一种齿部测试台，其具有样品容纳部(209)和负载发生器(213)；其中，所述负载发生器(213)具有至少一个头部(215)；其特征在于，所述样品容纳部(209)被构造成容纳从齿轮(101)的齿部分离出的单个齿样品(203)的至少一部分(205)；其中，所述齿样品(203)包括所述齿轮(101)的齿；并且其中，所述头部(215)贴靠在所述齿的齿面(207)上并且将负载施加到所述齿面(207)上。2.根据权利要求1所述的齿部测试台；其特征在于，所述齿样品(203)能在第一方向上平移运动；其中，所述头部(215)能在第二方向上平移运动。3.根据前一项权利要求所述的齿部测试台；其特征在于，所述第二方向与所述头部(215)和所述齿面(207)的接触面的表面法线不平行地延伸；所述第二方向与所述齿面(207)的表面法线不平行地延伸；其中，所述头部(215)沿所述表面法线贴靠在所述齿面(207)上。4.根据前两项权利要求中任一项所述的齿部测试台；其特征在于，第一方向相对于所述齿轮(101)径向延伸。5.根据权利要求2至4中任一项所述的齿部测试台；其特征在于，所述头部(215)撑紧抵靠所述齿面(207)。6.根据前一项权利要求所述的齿部测试台；其特征在于，所述负载发生器(213)具有至少一个弹簧元件(217)；其中，所述弹簧元件(217)撑紧抵靠所述头部(215)。7.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：德克·莱曼，
申请(专利权)人：ZF腓德烈斯哈芬股份公司，ZF风能安特卫普有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE