用于试验齿轮箱的试验设备和方法技术

提供一种用于试验齿轮箱的试验设备和一种用于试验齿轮箱的方法，该试验设备包括：齿轮系统(101)，能够连接到试验中的齿轮箱(115)的输入和输出轴；至少一个驱动马达(104，105)，用于驱动齿轮系统和试验中的齿轮箱；加载装置(106，107，108)，用于向试验中的齿轮箱施加试验转矩；和至少两个传动轴(109，110)，所述至少两个传动轴(109，110)与齿轮系统和试验中的齿轮箱共同构成至少两个闭合的机械功率回路。当存在两个或更多个机械闭环功率回路而不是单个时，试验设备比仅具有单个闭合的机械功率回路的对应的试验设备更有成本效率并且更易于构造。

【技术实现步骤摘要】
用于试验齿轮箱的试验设备和方法
本专利技术涉及一种用于齿轮箱的试验设备和一种用于试验齿轮箱的方法。更具体地，本专利技术涉及一种基于闭合的机械功率回路的试验设备，其中驱动马达必须仅向试验设备和试验中的齿轮箱提供机械损耗。
技术介绍
对现代齿轮箱设定的要求要满足诸多挑战。齿轮箱应该是高效、牢固、足够小、安静和易于制造的。此外，齿轮箱应该有成本效率。尽管这些年在分析和模拟方面取得了进步，但实验仍然是基本的。当超过齿轮箱的负荷能力时会出现多种模式的故障。齿断裂、点状腐蚀和微点状腐蚀以及过度磨损甚至变形都是潜在的问题。除了负荷能力，还有其它重要参数如效率和动力特性需要实验研究。因此，需要允许齿轮箱运行在预定的速度和扭矩条件下的试验设备。设计这种试验设备的一个简单方法是将试验中的齿轮箱放置在马达和制动器之间。然而这种布置有很多缺点。首先，马达必须具有提供全部功率的尺寸，在所述功率下试验齿轮箱。其次，制动器必须具有能够接收全部功率的尺寸。结果是高安装成本和高能量消耗。试验齿轮箱的一个更有利的方法是将试验中的齿轮箱包含在闭合功率回路中，该闭合功率回路可以是电的也可以是机械的。在第一种情况下，电动机驱动试验中的齿轮箱的输入轴，并且齿轮箱的输出轴连接到发电机，该发电机使功率回馈至电网。在这种方法中，总能量消耗明显降低。然而，存在马达和发电机两者的尺寸较大的缺点，因为它们必须根据最大试验功率来确定尺寸。在第二种情况下，试验设备包括能够连接到在试验中的齿轮箱的输入和输出轴的齿轮系统和传动轴，使得机械功率能够在由齿轮系统、试验中的齿轮箱和传动轴构成的闭合的机械功率回路中传递。驱动马达被用于旋转该系统。基于所述闭合的机械功率回路的试验设备提供了显著的优点。安装成本明显降低，因为不需要发电机或制动器，并且驱动马达只需要根据发生在闭合的机械功率回路中的机械功率损耗来定额。除此以外，基于闭合的机械功率回路的试验设备的挑战涉及所需的动力传动机构的尺寸、重量和成本，所述动力传动机构用于与试验中的齿轮箱共同提供闭合的机械功率回路。公开文献US3112643公开了基于闭合的机械功率回路的试验设备。此试验设备的齿轮系统和传动轴必须被设计为试验中的齿轮箱的最大试验功率。因此，此试验设备的齿轮系统和传动轴的尺寸、重量和成本将是实际试验设备实施中的挑战因素。
技术实现思路
下面陈述简要的
技术实现思路
，以便提供对本专利技术各实施例若干方面的基本理解。该
技术实现思路
不是本专利技术的广泛概述。该
技术实现思路
的意图不在于确定本专利技术的关键或重要元素，也不在于描述本专利技术的范围。下面的描述仅仅以简化的形式给出本专利技术的若干概念，作为本专利技术的示范性实施例的更详细描述的开始。根据本专利技术的第一方面，提供了一种新的用于试验齿轮箱的试验设备。根据本专利技术的该试验设备包括：-齿轮系统，包括适于连接到试验中的齿轮箱的输入和输出轴的可旋转的连接接口；-至少两个传动轴，所述至少两个传动轴与齿轮系统和试验中的齿轮箱共同构成至少两个闭合的机械功率回路；-至少一个驱动马达，用于驱动所述至少两个闭合的机械功率回路；和-加载装置，用于向试验中的齿轮箱施加试验转矩；其中当试验中的齿轮箱是连接到试验设备上的唯一装置并且试验中的齿轮箱的唯一输入轴和试验中的齿轮箱的唯一输出轴连接到齿轮系统的可旋转的连接接口时，形成所述至少两个闭合的机械功率回路。由于存在多于一个的闭合的机械功率回路，所以每个闭合的机械功率回路的动力传动机构的额定功率能够明显小于试验中的齿轮箱的最大试验功率。在许多实际安装中，构造几个较小的动力传动机构比单个大的动力传动机构要更容易、更节省空间和更有成本效率。根据本专利技术的第二方面，提供了一种新的用于试验齿轮箱的方法。根据本专利技术的该方法包括：-连接试验中的齿轮箱的输入和输出轴到试验设备的可旋转的连接接口；-在至少两个传动轴帮助下形成至少两个闭合的机械功率回路，所述至少两个传动轴与试验设备的齿轮系统和试验中的齿轮箱共同构成所述至少两个闭合的机械功率回路；-驱动所述至少两个闭合的机械功率回路，以便向所述闭合的机械功率回路提供机械功率损耗；和-向试验中的齿轮箱施加试验转矩；其中当试验中的齿轮箱是连接到试验设备上的唯一装置并且试验中的齿轮箱的唯一输入轴和试验中的齿轮箱的唯一输出轴连接到试验设备的可旋转的连接接口时，形成所述至少两个闭合的机械功率回路。当结合附图进行阅读时根据随后的具体的示例性实施例的描述将更好地理解本专利技术的多种示例性实施例的构造和操作的方法两者以及本专利技术的另外的目标和优点。本说明书中使用的动词“包括”用作开放式限制，既不排除也不要求未列举的特征存在。附图说明本专利技术的示例性实施例以及优点在下文中以示例的形式并且参照附图更详细地阐述，其中：图1图示用于试验齿轮箱的根据本专利技术的实施例的试验设备的原理，图2图示用于试验齿轮箱的根据本专利技术的另一个实施例的试验设备的原理，图3示出了用于试验齿轮箱的根据本专利技术的实施例的试验设备的示意图，和图4示出了用于试验齿轮箱的根据本专利技术的实施例的方法的流程图。具体实施方式图1图示用于试验齿轮箱115的实施例的根据本专利技术的试验设备的原理。试验设备包括齿轮系统101和传动轴109和110。齿轮系统包括可旋转的连接接口102和103，例如法兰，适于连接到试验中的齿轮箱115的输入和输出轴。齿轮系统101和传动轴109和110与试验中的齿轮箱115共同构成如图1所示的两个闭合的机械功率回路。试验设备还包括布置为驱动闭合的机械功率回路的驱动马达104和105。在稳定状态下，驱动马达104和105必须仅提供闭合的机械功率回路的功率损耗，因此驱动马达104和105的总的额定功率能够明显低于试验中的齿轮箱115的最大试验功率。由于两个闭合的机械功率回路并联，所以每个闭合的机械功率回路的动力传动机构的额定功率都可以明显小于试验中的齿轮箱115的最大试验功率。在许多实际安装中，构造两个较小的动力传动机构比构造单个大的动力传动机构要更容易、更省空间且更有成本效率。此外，试验设备包括用于向试验中的齿轮箱施加试验转矩的加载装置。在图1所示的试验设备中，加载装置包括具有第一和第二可旋转元件111和112的差动齿轮级106，所述第一和第二可旋转元件111和112形成闭合的机械功率回路的部分并且所述第一和第二可旋转元件111和112彼此间的齿轮比取决于差动齿轮级的第三可旋转元件113的转速。试验设备通过允许差动齿轮级的第三可旋转元件113以如下速度旋转来调整到试验中的齿轮箱115的齿轮比，所述速度使得在闭合的机械功率回路中差动齿轮级的第一和第二可旋转元件111和112的速度差抵消包括试验中的齿轮箱的其它部件的齿轮比的效果。因此，在闭合的机械功率回路中全部齿轮比的产品统一的必要条件利用差动齿轮级的帮助实现的。在图1所示的示例性情形中，差动齿轮级是行星齿轮。第一和第二可旋转元件111和112分别是行星齿轮的太阳轮轴和行星齿轮的齿圈。在图1所示的示例性构造中，齿圈在其外周上也有轮齿。差动齿轮级106的第三可旋转元件113是行星齿轮的行星轮架。应当注意行星齿轮不是差动齿轮级唯一可能的选择。差动齿轮级还能够是，例如，正齿轮差速器或基于锥齿轮的差动齿轮。还有可能在大齿轮150的位置由差动齿轮级所替代，或者是除差动齿轮级1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于试验齿轮箱的试验设备，所述试验设备包括：?齿轮系统(101，201，301)，所述齿轮系统包括可旋转的连接接口(102，103，202，203，302，303)，所述可旋转的连接接口适于连接到试验中的所述齿轮箱的输入轴和输出轴；?至少一个驱动马达(104，105，204，205，304)，所述驱动马达用于驱动所述齿轮系统和试验中的所述齿轮箱；和?加载装置(106，107，108，217，219，306至308)，所述加载装置用于将试验转矩施加到试验中的所述齿轮箱，其特征在于，所述试验设备还包括：至少两个传动轴(109，110，209，210，309，310，321)，当试验中的所述齿轮箱连接到所述可旋转的连接接口时，所述至少两个传动轴与所述齿轮系统和试验中的所述齿轮箱共同构成至少两个闭合的机械功率回路，当试验中的所述齿轮箱是连接到所述试验设备的唯一装置并且试验中的所述齿轮箱的唯一输入轴和试验中的所述齿轮箱的唯一输出轴连接到所述齿轮系统的可旋转的连接接口时，形成所述至少两个闭合的机械功率回路。

【技术特征摘要】
2011.09.29 EP 11183284.61.一种用于试验齿轮箱的试验设备，所述试验设备包括：-齿轮系统(101，201，301)，所述齿轮系统包括可旋转的连接接口(102，103，202，203，302，303)，所述可旋转的连接接口适于连接到试验中的所述齿轮箱的输入轴和输出轴；-至少一个驱动马达(104，105，204，205，304)，所述驱动马达用于驱动所述齿轮系统和试验中的所述齿轮箱；和-加载装置(106，107，108，217，219，306至308)，所述加载装置用于将试验转矩施加到试验中的所述齿轮箱，其特征在于，所述试验设备还包括：至少两个传动轴(109，110，209，210，309，310，321)，当试验中的所述齿轮箱连接到所述可旋转的连接接口时，所述至少两个传动轴与所述齿轮系统和试验中的所述齿轮箱共同构成至少两个闭合的机械功率回路，所述至少两个传动轴中的每一个传动轴被布置成比试验中的所述齿轮箱传递更小的动力，并且当试验中的所述齿轮箱是连接到所述试验设备的唯一装置并且试验中的所述齿轮箱的唯一输入轴和试验中的所述齿轮箱的唯一输出轴连接到所述齿轮系统的可旋转的连接接口使得试验中的所述齿轮箱的输入轴连接到所述可旋转的连接接口中的唯一可旋转的连接接口并且试验中的所述齿轮箱的输出轴连接到所述可旋转的连接接口中的唯一另一个可旋转的连接接口时，形成所述至少两个闭合的机械功率回路。2.根据权利要求1所述的试验设备，其中所述加载装置包括：-至少一个差动齿轮级(106，306)，所述差动齿轮级包括第一可旋转元件和第二可旋转元件(111，112)，所述第一可旋转元件和第二可旋转元件(111，112)形成所述闭合的机械功率回路的部分，并且所述第一可旋转元件和第二可旋转元件(111，112)彼此间的转速差取决于所述差动齿轮级的第三可旋转元件(113)的转速，和-控制装置(107，108，307，308)，所述控制装置连接到所述差动齿轮级的第三可旋转元件，并且布置成当所述第三可旋转元件旋转时控制作用在所述第三可旋转元件上的转矩。3.根据权利要求2所述的试验设备，其中所述差动齿轮级(106，306)是行星齿轮，所述行星齿轮的太阳轮轴和齿圈作为所述第一可旋转元件和第二可旋转元件，且所述行星齿轮的行星轮架作为所述第三可旋转元件。4.根据权利要求2所述的试验设备，其中所述控制装置包括电动机(107，307)和电变换器装置(108，308)，所述电变换器装置被布置成基于所述电动机的转矩与参考转矩之间的差控制所述电动机。5.根据权利要求4所述的试验设备，其中所述电变换器装置被布置成响应于所述电动机的转速达到速度上限或速度下限的情况而改变所述参考转矩，在所述转速返回由所述速度上限和速度下限所限定的速度窗口的方向上改变所述参考转矩。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的试验设备，其中所述驱动马达(104，105)是电动马达，并且所...

【专利技术属性】
技术研发人员：马尔库·鲁马科，
申请(专利权)人：美闻达传动设备有限公司，
类型：发明
国别省市：