一种齿轮箱扭转刚度的测试装置及测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种齿轮箱扭转刚度的测试装置及测试方法，测试装置包括：加载平台、主试齿轮箱和陪试齿轮箱，陪试齿轮箱的输入端与驱动电机连接，陪试齿轮箱的输出端与主试齿轮箱的输入端连接；第一刻度盘，设于陪试齿轮箱的输入轴上；第一传感器，能检测第一刻度盘转动时周向刻度变化并转化为方波信号；第二刻度盘，设于主试齿轮箱的输出轴上；第二传感器，能检测第二刻度盘转动时周向刻度变化并转化为方波信号；数据采集分析模块，采集第一传感器和第二传感器检测到的方波信号，并根据基准方波信号计算主试齿轮箱的输出轴相对于陪试齿轮箱的输入轴的转角差，转角差用于计算主试齿轮箱扭转刚度。本发明专利技术能对主试齿轮箱进行加载动态测试且结构简单。

【技术实现步骤摘要】
一种齿轮箱扭转刚度的测试装置及测试方法
本专利技术涉及齿轮传动
，尤其涉及一种齿轮箱扭转刚度的测试装置及测试方法。
技术介绍
齿轮箱是齿轮减速传动的重要部件，齿轮箱内设置有多级齿轮减速级，齿轮箱经常需要在负载较大的情况下运行，或者需要在工作环境比较恶劣的情况下运行，尤其是是风电主齿轮箱，其运行工况和载荷多变，且经常遇到极端载荷的情况，如果齿轮箱扭转变形过大或抗扭刚度不够，会导致齿轮箱振动过大或者失效。现有技术中，对于齿轮箱扭转刚度的测试通常是采用静态扭转刚度测试，测试时通过工装锁定齿轮箱的一端，齿轮箱的另一端通过人工施加扭矩，进行试验，该方案不仅需要的工装比较复杂，且存在安全隐患。另外，静态扭转刚度测试也无法准确的检测到齿轮箱在负载运行情况下的扭转刚度。因此，亟需提供一种能检测齿轮箱负载运行情况下的扭转刚度且检测结构简单的测试装置及测试方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种齿轮箱扭转刚度的测试装置及测试方法，以解决现有技术中齿轮箱扭转刚度测试无法检测齿轮箱负载运行情况下的扭转刚度的问题。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种齿轮箱扭转刚度的测试装置，其中，包括：加载平台以及设于所述加载平台上的主试齿轮箱和陪试齿轮箱，所述陪试齿轮箱的输入端与驱动电机连接，所述陪试齿轮箱的输出端与所述主试齿轮箱的输入端连接；第一刻度盘，设于所述陪试齿轮箱的输入轴上，能跟随所述陪试齿轮箱的输入轴同步转动；第一传感器，设于所述陪试齿轮箱的箱体上，能检测所述第一刻度盘上转动时周向刻度变化并转化为方波信号；第二刻度盘，设于所述主试齿轮箱的输出轴上，能跟随所述主试齿轮箱的高速轴同步转动；第二传感器，设于所述主试齿轮箱的箱体上，能检测所述第二刻度盘转动时周向刻度变化并转化为方波信号；数据采集分析模块，连接所述第一传感器及所述第二传感器，能采集所述第一传感器和所述第二传感器检测到的方波信息，并根据基准方波信号计算所述主试齿轮箱的输出轴相对于所述陪试齿轮箱的输入轴的转角差，所述转角差用于计算所述主试齿轮箱的扭转刚度。在本专利技术一种可选的实施方式中，所述主试齿轮箱的输出端连接发电机。在本专利技术一种可选的实施方式中，所述陪试齿轮箱的输入端通过第一联轴器与所述驱动电机连接，所述主试齿轮箱的输出端通过第二联轴器与所述发电机连接，所述第一联轴器与所述第二联轴器均为万向节联轴器。在本专利技术一种可选的实施方式中，所述主试齿轮箱和所述陪试齿轮箱的速比相同。在本专利技术一种可选的实施方式中，所述第一传感器和所述第二传感器均为激光位移传感器。本专利技术还提供一种测试方法，采用上述测试装置，测试方法包括如下步骤：S1、控制所述驱动电机输出预定转矩；S2、所述第一传感器检测所述第一刻度盘转动时周向刻度变化并转化为方波信号，所述第二传感器检测所述第二刻度盘转动时周向刻度变化并转化为方波信号；S3、计算所述第一传感器和所述第二传感器检测到基准方波信号间的差值，所述差值转化为所述主试齿轮箱的输出轴相对于所述陪试齿轮箱的输入轴的转角差；S4、根据所述预定转矩和所述转角差计算所述主试齿轮箱的扭转刚度。在本专利技术一种可选的实施方式中，所述步骤S4具体包括：S41、将所述差值转化为弧度值；S42、所述预定转矩除以所述弧度值的一半为所述主试齿轮箱的扭转刚度。在本专利技术一种可选的实施方式中，所述步骤S4之后还包括：S5、增加所述驱动电机的输出转矩；S6、测试增加转矩后所述主试齿轮箱的扭转刚度；S7、依次递增所述驱动电机的输出转矩直至将输出转矩增加至所述主试齿轮箱的额定转矩，并计算每次增加输出转矩后所述主试齿轮箱的扭转刚度。在本专利技术一种可选的实施方式中，所述步骤S7中依次递增所述驱动电机的输出转矩为不停机的连续递增。在本专利技术一种可选的实施方式中，所述基准方波信号是传感器检测到刻度盘上的基准刻度准线所产生的方波信号。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：通过设置相连接的主试齿轮箱和陪试齿轮箱，在陪试齿轮箱的输入端连接驱动电机以使主试齿轮箱负载运行，并在陪试齿轮箱的输入轴和所述主试齿轮箱的输出轴上分别设置跟随轴转动的第一刻度盘和第二刻度盘，在陪试齿轮箱和主试齿轮箱的箱体上分别设置与第一刻度盘和第二刻度盘对应的第一传感器和第二传感器，通过两组传感器检测出主试齿轮箱的输出轴相对于陪试齿轮箱的输入轴的角度差，并依据此角度差来计算主试齿轮箱的扭转刚度，上述设置使得本专利技术的测试装置能检测主试齿轮箱在加载运行情况下的加载动态扭转刚度，且结构简单，无需复杂的工装，也无需人工施加扭矩来进行测试，避免了安全隐患。附图说明图1是本专利技术实施例中齿轮箱扭转刚度的测试装置的结构示意图；图2是本专利技术图1中A部分的放大图；图3是本专利技术图1中B部分的放大图；图4是本专利技术图1中沿C-C截面的主视结构示意图；图5是本专利技术实施例中齿轮箱扭转刚度的测试方法的流程框图。图中：100-测试装置；10-加载平台；20-主试齿轮箱；30-陪试齿轮箱；40-驱动电机；50-第三联轴器；60-数据采集分析模块；70-发电机；11-支撑件；21-第二刻度盘；22-第二传感器；23-第二联轴器；24-安装筋；31-第一刻度盘；32-第一传感器；33-第一联轴器。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步地详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。在本专利技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。本专利技术提供了一种齿轮箱扭转刚度的测试装置，图1是本专利技术实施例中齿轮箱扭转刚度的测试装置的结构示意图，如图1所示，测试装置100包括加载平台10、主试齿轮箱20和陪试齿轮箱30，主试齿轮箱20作为测试机，进行扭转刚度的测试。如图1所示，主试齿轮箱20和陪试齿轮箱30设置在加载平台10上，陪试齿轮箱30的输入端与加载电机40连接，陪试齿轮箱30的输出端与主试齿轮箱20的输入端连接，通过加载电机40输出转矩来使主试齿轮箱20加载，加载电机40输出的转矩传递到与之连接的陪试齿轮箱30的输入端，陪试齿轮箱30的输入端的转矩经过陪试齿轮箱30内部传动结构后传递到陪试齿轮箱30的输出端，陪试齿轮箱30的输出端再将转矩传递给与之连接的主试齿轮箱20的输入端，主试齿轮箱20的输入端的转矩经过主试齿轮箱20内部的传动结构将转矩传递到主试本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种齿轮箱扭转刚度的测试装置，其特征在于，包括：/n加载平台(10)以及设于所述加载平台(10)上的主试齿轮箱(20)和陪试齿轮箱(30)，所述陪试齿轮箱(30)的输入端与驱动电机(40)连接，所述陪试齿轮箱(30)的输出端与所述主试齿轮箱(20)的输入端连接；/n第一刻度盘(31)，设于所述陪试齿轮箱(30)的输入轴上，能跟随所述陪试齿轮箱(30)的输入轴同步转动；/n第一传感器(32)，设于所述陪试齿轮箱(30)的箱体上，能检测所述第一刻度盘(31)转动时周向刻度变化并转化为方波信号；/n第二刻度盘(21)，设于所述主试齿轮箱(20)的输出轴上，能跟随所述主试齿轮箱(20)的输出轴同步转动；/n第二传感器(22)，设于所述主试齿轮箱(20)的箱体上，能检测所述第二刻度盘(21)转动时周向刻度变化并转化为方波信号；/n数据采集分析模块(60)，连接所述第一传感器(32)及所述第二传感器(22)，能采集所述第一传感器(32)和所述第二传感器(22)检测到的方波信号，并根据基准方波信号计算所述主试齿轮箱(20)的输出轴相对于所述陪试齿轮箱(30)的输入轴的转角差，所述转角差用于计算所述主试齿轮箱(20)的扭转刚度。/n...

【技术特征摘要】
1.一种齿轮箱扭转刚度的测试装置，其特征在于，包括：
加载平台(10)以及设于所述加载平台(10)上的主试齿轮箱(20)和陪试齿轮箱(30)，所述陪试齿轮箱(30)的输入端与驱动电机(40)连接，所述陪试齿轮箱(30)的输出端与所述主试齿轮箱(20)的输入端连接；
第一刻度盘(31)，设于所述陪试齿轮箱(30)的输入轴上，能跟随所述陪试齿轮箱(30)的输入轴同步转动；
第一传感器(32)，设于所述陪试齿轮箱(30)的箱体上，能检测所述第一刻度盘(31)转动时周向刻度变化并转化为方波信号；
第二刻度盘(21)，设于所述主试齿轮箱(20)的输出轴上，能跟随所述主试齿轮箱(20)的输出轴同步转动；
第二传感器(22)，设于所述主试齿轮箱(20)的箱体上，能检测所述第二刻度盘(21)转动时周向刻度变化并转化为方波信号；
数据采集分析模块(60)，连接所述第一传感器(32)及所述第二传感器(22)，能采集所述第一传感器(32)和所述第二传感器(22)检测到的方波信号，并根据基准方波信号计算所述主试齿轮箱(20)的输出轴相对于所述陪试齿轮箱(30)的输入轴的转角差，所述转角差用于计算所述主试齿轮箱(20)的扭转刚度。


2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述主试齿轮箱(20)的输出端连接发电机(70)。


3.根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述陪试齿轮箱(30)的输入端通过第一联轴器(33)与所述驱动电机(40)连接，所述主试齿轮箱(20)的输出端通过第二联轴器(23)与所述发电机(70)连接，所述第一联轴器(33)与所述第二联轴器(23)均为万向节联轴器。


4.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述主试齿轮箱(20)和所述陪试齿轮箱(30)的速比相同。

【专利技术属性】
技术研发人员：杨步江，童瑞，
申请(专利权)人：南京高速齿轮制造有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32