行星减速器用公转与自转的行星结构试验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于行星减速器试验领域，提出了一种行星减速器用公转与自转的行星结构试验装置及方法。该行星结构试验装置包括驱动系统、行星减速器、行星结构测试装置、行星结构不对中装置、壳体不对中装置、转矩负载模拟装置和试验台基座；驱动系统通过主轴与行星减速器连接，将旋转动力传输给行星减速器；行星减速器与转矩负载模拟装置连接，实现扭矩复合加载；行星减速器下部设有壳体不对中装置，内部有行星结构测试装置，内部的行星结构上设置行星结构不对中装置。该发明专利技术克服了运转状态行星齿轮在公转、自转状态下难以测量的问题，所测试得到的数据能够揭示齿轮与轴承力学特性、热特性之间的关联。之间的关联。之间的关联。

Planetary structure test device and method for revolution and rotation of planetary reducer

【技术实现步骤摘要】
行星减速器用公转与自转的行星结构试验装置及方法


[0001]本专利技术涉及行星减速器试验领域，尤其涉及一种行星减速器用公转与自转的行星结构试验装置及方法。

技术介绍

[0002]行星齿轮减速器具有体积小、重量轻、速比大、效率高等优点，因而在航空、船舶、汽车、起重机械及其它机械传动中获得了越来越广泛的应用。其行星结构由一个内齿圈紧密结合在齿箱壳体上，内齿圈中心有一个自外部动力所驱动的太阳轮，介于两者之间有一组由多颗齿轮等分组合的行星齿轮组，该组行星齿轮依靠着输出轴、内齿圈及太阳轮支承；传动时，输入轴驱动太阳轮，太阳轮将组合于行星架上的行星齿轮带动运转。整组行星齿轮沿着内齿圈自动绕行转动，行星架连结输出轴输出达到减速目的。行星结构中的零部件如轴承、齿轮具有既沿着自身轴线自转同时沿着中心轴线公转的特点，这种运动特点下的行星结构与传统的仅自转的零部件(齿轮、轴承)的振动等性能有较大的区别，因此需要专门的试验装置来展开研究。
[0003]目前，国内外针对行星减速器的测试与试验装置。在试验装置方面：如专利一种行星减速机测试平台(CN202101564785.7)、一种行星轮系模拟测试装置(CN202021698443)、一种反力矩测试装置及方法(CN201711130602.9)等装置采用的扭矩复合加载。而针对行星结构装配导致不对中、输入轴与壳体装配对中的模拟装置与试验缺少。
[0004]同时在测试方面：如专利用于行星齿轮的轴承滚动体与保持架的碰撞测试装置(CN202110740277.8)是针对保持架的，从运动特点上来看保持架的转速即公转转速n
m
与轴承内圈转速n
i
、外圈转速n
e
有很大区别，他们之间存在以下关系：如专利一种偏航减速器试验台静载疲劳试验装(201910079898.9)、行星传动减速器传动效率测试装置(201420152113.9)都是在行星齿轮箱上安装传感器来获得信号，仅针对行星齿轮箱这一整体进行了测试；如专利一种行星齿轮箱太阳轮局部故障检测方法及系统(201610421538.9)、一种行星齿轮传动不均载系数测试系统(CN202011567404.0)是针对太阳轮齿轮的，仅具有自转运动；如专利用于行星齿轮的轴承滚动体与保持架的碰撞测试(CN202110740277.8)、行星轴承碰撞测试系统(CN202110691763.5)是针对轴承滚动体与保持架；缺乏针对行星减速器用行星轮结构测试装置与方法。因此，为更好的研究行星机构负载与装配条件下的试验，同时获得行星结构的零部件(齿轮、轴承)的性能参数，研究负载、不同状态变化下的行星结构零部件尤其的齿轮、轴承应力、温度等参数变化，揭示其变化规律，迫切需要一种新的行星减速器用公转与自转的行星结构试验装置及方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在解决现有技术的不足，提出一种具有齿轮、轴承等零部件行星结构测
试装置、行星结构不对中状态以及壳体偏载等装配与负载模拟试验装置的行星减速器用公转与自转的行星结构试验装置，同时配合多级旋转信号传输技术实现在公转、自转状态下行星结构齿轮应变特性和轴承内外圈的原位振动及温度特性试验装置，同时提出试验装置的试验方法，用于揭示负载、不同状态变化下的行星结构零部件尤其齿轮、轴承应力、温度等参数变化规律。
[0006]一种行星减速器用公转与自转的行星结构试验装置，该行星结构试验装置包括驱动系统1、行星减速器2、行星结构测试装置3、行星结构不对中装置4、壳体不对中装置5、转矩负载模拟装置6和试验台基座7；试验台基座7用于支承与安装所有装置；
[0007]驱动系统1位于高速端，其通过主轴14与行星减速器2连接，将旋转动力传输给行星减速器2输入端；行星减速器2的输出端与转矩负载模拟装置6连接，实现扭矩复合加载；行星减速器2下部设有壳体不对中装置5，壳体不对中装置5用于加载行星减速器2，实现壳体的偏置，模拟装配时输入轴与输出轴跟壳体之间的角度或位移；行星减速器2内部的行星结构上设置行星结构不对中装置4，用于产生行星轮轴的平移，即平行不对中；行星减速器2内部有行星结构测试装置3，通过传感器的贴附以及多级信号传输装置实现行星减速器2中的行星轮轴承23和行星轮24的振动与温度信号的测试与传输；
[0008]驱动系统1包括驱动电机11、驱动电机底座12、柔性联轴器13、主轴14和两组支撑组件；驱动电机11的主动轴通过柔性联轴器13与主轴14一端连接，主轴14的另一端连接行星减速器2，将驱动电机11的动力进一步传递到行星减速器2；驱动电机11的下端与驱动电机底座12连接；两组支撑组件用于支撑主轴14，支撑组件主要由支撑轴承台、支撑轴承座和支撑轴承依次安装组成，支撑轴承与主轴14配合连接；驱动电机底座12和支撑轴承台固定在试验台基座7上；
[0009]行星减速器2包括太阳轮轴承21、太阳轮22、行星轮轴承23、行星轮24、行星轮轴25、行星架26、内齿圈27、外部保持架28、滑道281、前压盖291和后压盖292；
[0010]太阳轮轴承21的内圈与主轴14另一端配合，其外圈与太阳轮22配合；行星轮轴承23的内圈与行星轮轴25一端配合，其外圈与行星轮24配合；行星轮轴承23外圈上设有一法兰盘312由螺栓固定，法兰盘312开有凹槽；行星轮轴25另一端通过螺母固定在行星架26上，将行星轮24的动力传输到行星架26上；行星轮轴25为空心轴，其侧壁上分别开设有行星轮轴前端通孔251和行星轮轴后端通孔252；行星轮轴前端通孔251、行星轮轴后端通孔252与行星轮轴25的空心轴形成通路，以供测试线路穿过；行星轮24分别与太阳轮22和内齿圈27相啮合；内齿圈27与外部保持架28过盈配合，保证内齿圈27与外部保持架28之间无相对运动；外部保持架28上设有限位块，限位块于竖直滑道281内滑动；外部保持架28上设有一耳座，耳座铰接U件51；外部保持架28前后分别由前压盖291、后压盖292压紧，整体套于主轴14上，通过螺栓紧固连接，避免行星轮轴承23因为轴向力的作用而产生轴向窜动；
[0011]行星结构测试装置3包括行星轮轴电滑环31、电滑环固定套311、行星轮外圈传感器32、齿根传感器321、行星轮内圈传感器33、内圈温度传感器331、输出轴电滑环34、采集装置35和电滑环固定柱36；
[0012]行星轮轴电滑环31通过电滑环固定套311固定在行星轮轴25端部；输出轴电滑环34套装在行星架26与联轴器62之间，其通过电滑环固定柱36固定在输出轴61上，电滑环固定柱36固定于试验台基座7上；行星齿轮外圈传感器32的应变片设置在行星轮轴承23的外
圈端面上；
[0013]行星齿轮外圈传感器32的测试线路依次通过行星轮轴承23外圈上法兰盘312上的凹槽、行星轮轴电滑环31内环引出至行星轮轴电滑环31外环，再经由行星轮轴25的空心轴和行星轮轴后端通孔252穿出；行星轮内圈传感器33和内圈温度传感器331的应变片并列设置在行星轮轴承23的内圈上，两条测试线路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种行星减速器用公转与自转的行星结构试验装置，其特征在于，该行星结构试验装置包括驱动系统(1)、行星减速器(2)、行星结构测试装置(3)、行星结构不对中装置(4)、壳体不对中装置(5)、转矩负载模拟装置(6)和试验台基座(7)；试验台基座(7)用于支承与安装所有装置；驱动系统(1)位于高速端，其通过主轴(14)与行星减速器(2)连接，将旋转动力传输给行星减速器(2)输入端；行星减速器(2)的输出端与转矩负载模拟装置(6)连接，实现扭矩复合加载；行星减速器(2)下部设有壳体不对中装置(5)，壳体不对中装置(5)用于加载行星减速器(2)，实现壳体的偏置，模拟装配时输入轴与输出轴跟壳体之间的角度或位移；行星减速器(2)内部的行星结构上设置行星结构不对中装置(4)，用于产生行星轮轴的平移，即平行不对中；行星减速器(2)内部有行星结构测试装置(3)，通过传感器的贴附以及多级信号传输装置实现行星减速器(2)中的行星轮轴承(23)和行星轮(24)的振动与温度信号的测试与传输；驱动系统(1)包括驱动电机(11)、驱动电机底座(12)、柔性联轴器(13)、主轴(14)和两组支撑组件；驱动电机(11)的主动轴通过柔性联轴器(13)与主轴(14)一端连接，主轴(14)的另一端连接行星减速器(2)，将驱动电机(11)的动力进一步传递到行星减速器(2)；驱动电机(11)的下端与驱动电机底座(12)连接；两组支撑组件用于支撑主轴(14)，支撑组件主要由支撑轴承台、支撑轴承座和支撑轴承依次安装组成，支撑轴承与主轴(14)配合连接；驱动电机底座(12)和支撑轴承台固定在试验台基座(7)上；行星减速器(2)包括太阳轮轴承(21)、太阳轮(22)、行星轮轴承(23)、行星轮(24)、行星轮轴(25)、行星架(26)、内齿圈(27)、外部保持架(28)、滑道(281)、前压盖(291)和后压盖(292)；太阳轮轴承(21)的内圈与主轴(14)另一端配合，其外圈与太阳轮(22)配合；行星轮轴承(23)的内圈与行星轮轴(25)一端配合，其外圈与行星轮(24)配合；行星轮轴承(23)外圈上设有一法兰盘(312)由螺栓固定，法兰盘(312)开有凹槽；行星轮轴(25)另一端通过螺母固定在行星架(26)上，将行星轮(24)的动力传输到行星架(26)上；行星轮轴(25)为空心轴，其侧壁上分别开设有行星轮轴前端通孔(251)和行星轮轴后端通孔(252)；行星轮轴前端通孔(251)、行星轮轴后端通孔(252)与行星轮轴(25)的空心轴形成通路，以供测试线路穿过；行星轮(24)分别与太阳轮(22)和内齿圈(27)相啮合；内齿圈(27)与外部保持架(28)过盈配合，保证内齿圈(27)与外部保持架(28)之间无相对运动；外部保持架(28)上设有限位块，限位块于竖直滑道(281)内滑动；外部保持架(28)上设有一耳座，耳座铰接U件(51)；外部保持架(28)前后分别由前压盖(291)、后压盖(292)压紧，整体套于主轴(14)上，通过螺栓紧固连接，避免行星轮轴承(23)因为轴向力的作用而产生轴向窜动；行星结构测试装置(3)包括行星轮轴电滑环(31)、电滑环固定套(311)、行星轮外圈传感器(32)、齿根传感器(321)、行星轮内圈传感器(33)、内圈温度传感器(331)、输出轴电滑环(34)、采集装置(35)和电滑环固定柱(36)；行星轮轴电滑环(31)通过电滑环固定套(311)固定在行星轮轴(25)端部；输出轴电滑环(34)套装在行星架(26)与联轴器(62)之间，其通过电滑环固定柱(36)固定在输出轴(61)上，电滑环固定柱(36)固定于试验台基座(7)上；行星齿轮外圈传感器(32)的应变片设置在行星轮轴承(23)的外圈端面上；
行星齿轮外圈传感器(32)的测试线路依次通过行星轮轴承(23)外圈上法兰盘(312)上的凹槽、行星轮轴电滑环(31)内环引出至行星轮轴电滑环(31)外环，再经由行星轮轴(25)的空心轴和行星轮轴后端通孔(252)穿出；行星轮内圈传感器(33)和内圈温度传感器(331)的应变片并列设置在行星轮轴承(23)的内圈上，两条测试线路一起依次通过行星轮轴前端通孔(251)、行星轮轴(25)空心轴、行星轮轴后端通孔(252)穿出；行星齿轮外圈传感器(32)、行星轮内圈传感器(33)和内圈温度传感器(331)的测试线路经行星轮轴后端通孔(252)穿出后汇合，共同沿着行星架(26)表面预设的长方形槽孔依次穿入输出轴(61)空心轴、输出轴通孔(611)至输出轴电滑环(34)的内环，再由输出轴电滑环(34)外环引出连接于采集装置(35)；齿根传感器(321)的应变片设置在行星轮(24)的齿根部分，其测试线路沿着行星轮(24)外侧壁与行星齿轮外圈传感器(32)的测试线路于行星轮轴电滑环(31)内圈汇聚，一起沿路线传入采集装置(35)；行星结构不对中装置(4)包括偏心套(41)和补偿块(42)；偏心套(41)呈渐变壁厚，其外表面与行星架(26)配合，内表面与行星轮轴(25)配合且侧面设有环形长条孔(411)，用于与行星架(26)连接；补偿环(42)与偏心套(41)相对于行星架成对称布置；补偿环(42)置于行星轮轴(25)上，并利用螺栓紧固；壳体不对中装置(5)包括U件(51)、加载杆(52)、液压缸(53)和固定块(54)；液压缸(53)一端通过加载杆(52)与U件(51)连接，液压缸(53)的加载力通过加载杆(52)与U件(51)传递到行星减速器(2)中；液压缸(53)另一端与固定块(54)上端连接，固定块(54)固定在试验台基座(7)上；转矩负载模拟装置(6)包括输出轴(61)、磁粉制动器(64)、制动器底座(65)和联轴器(62)；磁粉制动器(64)的驱动体轴(63)...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨阳，杜明刚，赵腊月，
申请(专利权)人：中国北方车辆研究所，
类型：发明
国别省市：