一种薄壁锥齿轮轴装配模态试验测试装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种薄壁锥齿轮轴装配模态试验测试装置及方法，薄壁锥齿轮轴装配模态试验测试装置包括：底座，间隔设有第一支撑限位机构和第二支撑限位机构；内支撑轴，被第二支撑限位机构支撑限位，内支撑轴用于与薄壁锥齿轮中心轴配合以实现扭矩传递；支座，与底座固定相连，用于对配合锥齿轮轴进行支撑限位，所述配合锥齿轮轴用于与薄壁锥齿轮本体啮合；加载杆，一端与内支撑轴连接，另一端挂载有配重件。本发明专利技术利用内支撑轴插入薄壁锥齿轮中心轴的中心，利用第一支撑限位机构对薄壁锥齿轮轴进行支撑限位，第二支撑限位机构对内支撑轴支撑限位，加载杆则对内支撑轴加载力矩，以模拟薄壁锥齿轮轴的真实安装状态，提高实验的准确性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种薄壁锥齿轮轴装配模态试验测试装置及方法


[0001]本专利技术涉及齿轮模态测试领域，特别是涉及一种薄壁锥齿轮轴装配模态试验测试装置及方法。

技术介绍

[0002]目前，螺旋锥齿轮传动系统因其传动平稳、承载能力强、噪声小等优点广泛应用于航天航空、汽车、无人机等领域。由于高承载和轻量化的发展需求，螺旋锥齿轮轴往往是大直径的薄壁结构，其锥齿轮大端及小端面径向尺寸十分小，并且轴内部有用于传递载荷的内花键。为了测试螺旋锥齿轮系统振动特性、进行故障诊断和预测、动力学结构优化设计，需要对其系统进行装配状态下的模态测试分析，但模态测试结果的准确性很大程度上取决于边界条件的设定。装配模态测试通过工装夹具，能在最大程度上模拟实际装配状态下的约束边界条件，为实际结构的动力学修改提供准确指导。另外，大直径的薄壁锥齿轮轴通过内花键轴传递扭矩。传统的模态测试，在齿轮轴末端通过卡箍进行直接加载，但该方法无法对没有外花键的锥齿轮轴进行加载，且这种加载方式和实际的大直径薄壁锥齿轮轴的加载方法完全不同，会造成由于加载方式不同的测量误差，进而错误指导后续结构的优化设计，造成更为严重的事故。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种薄壁锥齿轮轴装配模态试验测试装置，能够精确模拟薄壁锥齿轮轴的工况，以精确测试装配状态下的薄壁锥齿轮轴。
[0004]根据本专利技术的第一方面实施例的一种薄壁锥齿轮轴装配模态试验测试装置，包括：底座，间隔设有第一支撑限位机构和第二支撑限位机构，所述第一支撑限位机构用于对薄壁锥齿轮中心轴进行支撑限位；内支撑轴，被第二支撑限位机构支撑限位，所述内支撑轴用于插入薄壁锥齿轮中心轴的中心并与薄壁锥齿轮中心轴配合以实现扭矩传递；支座，与底座固定相连，用于对配合锥齿轮轴进行支撑限位，所述配合锥齿轮轴用于与薄壁锥齿轮本体啮合；加载杆，一端与内支撑轴连接，另一端挂载有配重件。
[0005]根据本专利技术实施例的一种薄壁锥齿轮轴装配模态试验测试装置，至少具有如下技术效果：利用内支撑轴插入薄壁锥齿轮中心轴的中心，利用第一支撑限位机构对薄壁锥齿轮中心轴进行支撑限位，第二支撑限位机构对内支撑轴支撑限位，加载杆则对内支撑轴加载力矩，以模拟薄壁锥齿轮中心轴的真实安装状态，提高实验的准确性。
[0006]根据本专利技术的一些实施例，所述内支撑轴插入端外周壁设有外花键，以与薄壁锥齿轮中心轴的内花键配合传递扭矩。
[0007]根据本专利技术的一些实施例，所述加载杆与内支撑轴对应的一端设有与内支撑轴外周壁适配的弧形槽，所述弧形槽内壁设有卡块，所述内支撑轴外周壁设有与卡块适配的卡槽。
[0008]根据本专利技术的一些实施例，所述加载杆远离内支撑轴的一端设有开口朝上的挂槽，所述配重件上端部分嵌入挂槽。
[0009]根据本专利技术的一些实施例，所述内支撑轴对应加载杆位置设有凸缘，所述弧形槽与凸缘适配，且所述卡槽设于凸缘周壁。
[0010]根据本专利技术的一些实施例，所述第一支撑限位机构包括第一支撑座和圆弧盖，所述第一支撑座上端设有供薄壁锥齿轮中心轴嵌入的第一圆弧槽，所述圆弧盖安装于第一支撑座上端，所述圆弧盖设有开口朝下的第二圆弧槽以配合第一圆弧槽对薄壁锥齿轮中心轴进行径向限位。
[0011]根据本专利技术的一些实施例，所述第一圆弧槽两侧设有第一连接块，所述第二圆弧槽两侧设有第二连接块，所述第一连接块和第二连接块通过紧固件连接固定。
[0012]根据本专利技术的一些实施例，所述第一连接块和第二连接块之间夹设有垫片。
[0013]根据本专利技术的一些实施例，所述配合锥齿轮轴包括齿轮中心轴和配合锥齿轮本体，所述配合锥齿轮本体用于与薄壁锥齿轮本体啮合，所述配合锥齿轮本体、齿轮中心轴、薄壁锥齿轮中心轴和薄壁锥齿轮本体均安装有加速度传感器。
[0014]本专利技术还提供一种薄壁锥齿轮轴装配模态试验测试方法，包括如下步骤：S1，将薄壁锥齿轮中心轴活动安装于所述第一支撑限位机构，将配合锥齿轮轴固定安装于底座，将内支撑轴活动安装于第二支撑限位机构，且内支撑轴插入薄壁锥齿轮中心轴并与薄壁锥齿轮中心轴配合，将加载杆与内支撑轴连接并挂载上配重件，待载荷施加至薄壁锥齿轮和配合锥齿轮轴后，将薄壁锥齿轮中心轴和内支撑轴夹紧固定，去掉加载杆和配重件；S2，通过力锤依次敲击在配合锥齿轮轴和薄壁锥齿轮轴上的测点，每个测点敲击多次，获得力锤的激励信号和加速度信号；S3、根据力锤及加速度传感器的信号，进行模态参数识别，提取配合锥齿轮轴和薄壁锥齿轮轴在装配状态下的固有频率、阻尼及振型。
[0015]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0016]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。
[0017]图1是本专利技术实施例的安装状态示意图；
[0018]图2是本专利技术实施例的分解状态示意图；
[0019]图3是本专利技术实施例的另一角度安装状态示意图；
[0020]图4是防转件、配合锥齿轮轴、末端顶盖的分解状态结构示意图；
[0021]图5是防转件的结构示意图。
[0022]附图标记：
[0023]底座100、薄壁锥齿轮中心轴101、薄壁锥齿轮本体102、内花键103、第一支撑限位机构110、第一支撑座111、圆弧盖112、第二连接块113、第一连接块114、第二支撑限位机构120、第五支撑座121、压盖122、加速度传感器130；
[0024]内支撑轴200、外花键210、凸缘220、卡槽221；
[0025]配合锥齿轮轴300、齿轮中心轴310、嵌槽311、配合锥齿轮本体320；
[0026]加载杆400、弧形槽410、卡块411、挂槽420、配重件430；
[0027]支座500、第三支撑座510、末端顶盖511、第三连接块512、第四连接块513、第四支撑座520、首端顶盖521、定位块522、防转件530、卡块531、竖向块532、水平块533。
具体实施方式
[0028]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0029]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种薄壁锥齿轮轴装配模态试验测试装置，其特征在于包括：底座(100)，间隔设有第一支撑限位机构(110)和第二支撑限位机构(120)，所述第一支撑限位机构(110)用于对薄壁锥齿轮中心轴(101)进行支撑限位；内支撑轴(200)，被第二支撑限位机构(120)支撑限位，所述内支撑轴(200)用于插入薄壁锥齿轮中心轴的中心并与薄壁锥齿轮中心轴(101)配合以实现扭矩传递；支座(500)，与底座(100)固定相连，用于对配合锥齿轮轴(300)进行支撑限位，所述配合锥齿轮轴(300)用于与薄壁锥齿轮本体(102)啮合；加载杆(400)，一端与内支撑轴(200)连接，另一端挂载有配重件(430)。2.根据权利要求1所述的薄壁锥齿轮轴装配模态试验测试装置，其特征在于：所述内支撑轴(200)插入端外周壁设有外花键(210)，以与薄壁锥齿轮中心轴(101)的内花键(103)配合传递扭矩。3.根据权利要求1所述的薄壁锥齿轮轴装配模态试验测试装置，其特征在于：所述加载杆(400)与内支撑轴(200)对应的一端设有与内支撑轴(200)外周壁适配的弧形槽(410)，所述弧形槽(410)内壁设有卡块(411)，所述内支撑轴(200)外周壁设有与卡块(411)适配的卡槽(221)。4.根据权利要求3所述的薄壁锥齿轮轴装配模态试验测试装置，其特征在于：所述加载杆(400)远离内支撑轴(200)的一端设有开口朝上的挂槽(420)，所述配重件(430)上端部分嵌入挂槽(420)。5.根据权利要求3所述的薄壁锥齿轮轴装配模态试验测试装置，其特征在于：所述内支撑轴(200)对应加载杆(400)位置设有凸缘(220)，所述弧形槽(410)与凸缘(220)适配，且所述卡槽(221)设于凸缘(220)周壁。6.根据权利要求1所述的薄壁锥齿轮轴装配模态试验测试装置，其特征在于：所述第一支撑限位机构(110)包括第一支撑座(111)和圆弧盖(112)，所述第一支撑座(111)上端设有供薄壁锥齿轮中心轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙周，唐进元，陈思雨，陈亚峰，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：