花键副微动磨损试验台制造技术

本发明专利技术公开了一种花键副微动磨损试验台，包括电机、扭矩传感器、精密电动角位移台、精密电动三维平移台、加载器及数据采集控制装置，所述的电机输出轴与扭矩传感器连接，扭矩传感器与内花键试样连接，外花键试样与所述的万向节连接，外花键试样与内花键试样配合，外花键试样与内花键试样分别安装在两轴承座上；外花键试样与加载器连接；安装外花键试样的轴承座固定在精密电动三维平移台上，精密电动角位移台安装在精密电动角位移台上；所述的扭矩传感器、精密电动三维平移台和精密电动角位移台分别与数据采集控制装置连接。本发明专利技术可以调节花键副的角向与径向不对中量，能进行花键副在角向不对中、径向不对中以及复合不对中情况下的微动磨损试验。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种花键副微动磨损试验台，属于机械工程中微动摩擦学

技术介绍
微动是指两接触物体之间发生的极小振幅（微米量级）的运动，通常发生在一个振动环境下的近似紧密配合的接触表面。在微动的作用下，两接触体表面会发生摩擦磨损，导致紧密的机械构件间发生咬合、松动等不良影响，同时，微动也能加速裂纹的萌生、扩展，使构件发生疲劳断裂而失效。微动现象在许多工业重要部门广泛存在，已成为引起一些关键配合零部件失效的主要原因之一。花键副是一种用来传递扭矩与旋转运动的机械零部件，广泛应用于机械传动系统中，如航空发动机、燃气轮机、汽车、机床、工程机械、农业机械、矿山机械及一般机械传动装置中；在实际情况下，由于加工制造误差、装配误差和振动等因素的影响，花键副常因为处于不对中状态下发生微动磨损而失效，严重影响了花键副的使用寿命、可靠性与安全性，因此需要这样一种花键副微动磨损试验台，能够研究分析花键副在不对中工况下微动磨损情况，为花键副的优化设计提供依据。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种花键副微动磨损试验台，该试验台可以调节花键副的角向与径向不对中量，能进行花键副在角向不对中、径向不对中以及复合不对中情况下的微动磨损试验，对研究花键副的微动磨损行为具有重要的作用。本专利技术采用的技术方案为：一种花键副微动磨损试验台，包括电机、扭矩传感器、精密电动角位移台、精密电动三维平移台、加载器及数据采集控制装置，所述的电机输出轴与扭矩传感器连接，扭矩传感器与内花键试样连接，外花键试样与所述的万向节连接，外花键试样与内花键试样配合组成花键副，外花键试样与内花键试样分别安装在两轴承座上；外花键试样与加载器连接；安装外花键试样的轴承座固定在精密电动三维平移台上，精密电动角位移台安装在精密电动角位移台上；所述的扭矩传感器、精密电动三维平移台和精密电动角位移台分别与数据采集控制装置连接。上述的花键副微动磨损试验台中，所述的外花键试样通过万向节与加载器连接。上述的花键副微动磨损试验台中，所述的精密电动角位移台的分辨率为0.0005°，旋转角度范围为±15°。上述的花键副微动磨损试验台中，所述的精密电动三维平移台的分辨率为0.5μm，行程范围为±10mm。上述的花键副微动磨损试验台中，所述的加载器采用的是磁粉制动器、盘式制动器或其它摩擦和非摩擦式制动器。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术可以接近真实的模拟花键副在各种工况下（如扭矩、转速、角向不对中量、径向不对中量、复合不对中量等）的微动磨损行为，进而对在不对中情况下花键副的微动特性进行分析，提出改善花键副微动磨损的方法和措施，提高花键副的抗微动磨损能力，延长花键副的使用寿命；因此，本专利技术对研究花键副的微动磨损行为具有重要的作用。附图说明图1为本专利技术的主视结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。如图1所示，本专利技术包括底座1、支座4、支座6、电机2、扭矩传感器3、轴承座5、轴承座9、精密电动角位移台7、精密电动三维平移台8、万向节10、加载器11及数据采集控制装置14。所述的底座1上固定有电机2、加载器11、支座4和支座6，所述电机2的输出轴与扭矩传感器3的一端连接，扭矩传感器3的另一端与内花键试样12连接，内花键试样12支撑在轴承座5上，轴承座5安装在支座4上。所述的外花键试样13与内花键试样12配合，外花键试样13通过万向节10与加载器11连接。外花键试样13支撑在轴承座9上，轴承座9安装在精密电动三维平移台8上，精密电动三维平移台8安装在精密电动角位移台7上，精密电动角位移台7安装在支座6上。所述的扭矩传感器3、精密电动角位移台7及精密电动三维平移台8分别与数据采集控制装置14连接。所述的精密电动角位移台7由数据采集控制装置14控制绕Y轴旋转一定角度，使外花键试样13相对于内花键试样12产生一定角度的角向不对中量。所述的精密电动三维平移台8在数据采集控制装置14控制下可沿Y方向（径向不对中方向Ⅰ）和Z方向（径向不对中方向Ⅱ）平移，使外花键试样13相对于内花键试样12沿Y方向或Z方向产生一定位移的径向不对中量。所述的精密电动角位移台7具有高负载能力，采用步进电机驱动，内有精研蜗轮蜗杆机构，定位精度高，分辨率为0.0005°，旋转角度范围为±15°，采用运动控制器可对其旋转角位移实现自动化控制，用来调节花键副角向不对中量。所述的精密电动三维平移台8，采用步进电机驱动，内有精研丝杠及精密导轨导向机构，定位精度高，分辨率为0.5μm，行程范围为±10mm，采用运动控制器可对其平移方向和位移大小实现自动化控制，用来调节花键副径向不对中量。本专利技术的使用时，具体步骤如下：1、将外花键试样13与内花键试样12分别安装在所述的轴承座9和轴承座5上；2、启动电机2，调节加载器11，使外花键试样13与内花键试样12组成的花键副在较低转速下转动，打表测量内外花键副的运动轨迹，通过数据采集控制装置14调节控制精密电动角位移台7和精密电动三维平移台8使花键副完全对中，并记录花键副完全对中时精密电动角位移台7和精密电动三维平移台8的行程位置参数；3、以花键副完全对中时的行程位置参数为零点，通过数据采集控制装置14控制精密电动角位移台7和精密电动三维平移台8，根据试验需要，使外花键试样13相对于内花键试样12产生一定的角向不对中量、径向不对中量或复合不对中量，并保持恒定；4、调节控制电机2和加载器11，保证花键副在试验所需扭矩与转速下运行，便可进行花键副在不对中情况下的微动磨损试验研究。实施例结果表明，采用本专利技术能实现花键副在角向不对中、径向不对中和复合不对中情况下的微动磨损试验，可以调节控制不对中量、扭矩、转速和运行时间，接近真实的模拟花键副在各种工况下（如扭矩、转速、角向不对中量、径向不对中量、复合不对中量等）的微动磨损行为，对研究花键副的微动磨损行为具有重要的作用。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种花键副微动磨损试验台，其特征在于：包括电机、扭矩传感器、精密电动角位移台、精密电动三维平移台、加载器及数据采集控制装置，所述的电机输出轴与扭矩传感器连接，扭矩传感器与内花键试样连接，外花键试样与所述的万向节连接，外花键试样与内花键试样配合组成花键副，外花键试样与内花键试样分别安装在两轴承座上；外花键试样与加载器连接；安装外花键试样的轴承座固定在精密电动三维平移台上，精密电动角位移台安装在精密电动角位移台上；所述的扭矩传感器、精密电动三维平移台和精密电动角位移台分别与数据采集控制装置连接。

【技术特征摘要】
1.一种花键副微动磨损试验台，其特征在于：包括电机、扭矩传感器、精密电动角位移台、精密电动三维平移台、加载器及数据采集控制装置，所述的电机输出轴与扭矩传感器连接，扭矩传感器与内花键试样连接，外花键试样与所述的万向节连接，外花键试样与内花键试样配合组成花键副，外花键试样与内花键试样分别安装在两轴承座上；外花键试样与加载器连接；安装外花键试样的轴承座固定在精密电动三维平移台上，精密电动角位移台安装在精密电动角位移台上；所述的扭矩传感器、精密电动三维平移台和精密电动角位移台分别与数据采集...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭援强，蒋理宽，胡娟娟，郭书博，胡检发，姜胜强，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43