齿轮综合性能测试装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911103866.4 (22)申请日 2019.11.12 (71)申请人 中汽研 （天津） 汽车工程研究院有限 公司 地址 300457 天津市滨海新区开发区第二 大街62号泰达MSD-B1-1907 申请人 中国汽车技术研究中心有限公司 (72)发明人 孟宪明方锐黄亚烽吴昊 张赛崔东孟琦李洪亮 高继东 (74)专利代理机构 天津滨海科纬知识产权代理 有限公司 12211 代理人 孙晓凤 (51)Int.Cl. G01M 13/021(2019.01) (54)发明名称。

2、 一种齿轮综合性能测试装置 (57)摘要 本发明创造涉及一种齿轮综合性能测试装 置， 包括底座、 样件固定单元、 样件限位单元和齿 轮样件， 所述样件固定单元和样件限位单元均位 于底座上， 样件固定单元由动力源推动在底座上 移动定位， 所述样件固定单元上的齿轮样件由动 力源带动转动， 或由样件限位单元限位固定。 该 装置包含了齿轮抗打齿性能以及打齿前后的静 动态强度测试， 尤其可以对不同半径齿轮在不同 初速度条件下的力学特性进行测试。 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 110823563 A 2020.02.21 CN 110823563 A 1.一种齿轮综合性能测试装置， 其特征在。

3、于， 包括底座、 样件固定单元和样件限位单 元， 所述样件固定单元和样件限位单元均位于底座上， 样件固定单元由动力源推动在底座 上移动定位， 所述样件固定单元上的齿轮样件由动力源带动转动， 或由样件限位单元限位 固定； 所述样件固定单元包括样件固定支架、 样件右固定块、 样件左固定块、 样件固定轴和所 述齿轮样件， 所述样件固定支架底部可在所述底座上移动定位； 所述样件右固定块和样件 左固定块并行设于所述样件固定支架的上部， 样件固定轴穿过该样件左、 右固定块后由动 力源带动转动， 所述齿轮样件固设于所述样件固定轴中部。 2.根据权利要求1所述的一种齿轮综合性能测试装置， 其特征在于， 所述底。

4、座下部设有 供动力源的推进轴穿过的螺纹孔， 该螺纹孔与所述推进轴为螺纹配合。 3.根据权利要求1所述的一种齿轮综合性能测试装置， 其特征在于， 所述样件固定支架 包括一体连接的连接部和支腿部， 两个并行设置的所述支腿部位于所述连接部的下方， 连 接部及两个支腿部间形成桥洞。 4.根据权利要求3所述的一种齿轮综合性能测试装置， 其特征在于， 所述样件限位单元 包括上下设置的固定齿板和下支撑块， 所述下支撑块固定于所述底座上， 所述固定齿板通 过转轴与所述固定齿板转动连接， 所述固定齿板通过平键相对所述下支撑块竖直定位， 所 述固定齿板与所述齿轮样件为啮合固定。 5.根据权利要求4所述的一种齿轮综。

5、合性能测试装置， 其特征在于， 所述固定齿板与所 述桥洞相对设置。 6.根据权利要求1所述的一种齿轮综合性能测试装置， 其特征在于， 还设有打齿测试单 元， 所述打齿测试单元包括由上至下设置的上连接件、 上测试轴和齿轮固定块， 所述上连接 件通过上连接锁销与所述上测试轴连接， 所述齿轮固定块与上测试轴为插接固定， 打齿测 试用齿轮通过阻尼轴承与所述齿轮固定块转动连接， 所述打齿测试用齿轮与所述齿轮样件 接触。 7.根据权利要求1所述的一种齿轮综合性能测试装置， 其特征在于， 还设有齿轮强度测 试单元， 所述齿轮强度测试单元包括上测试机构， 所述上测试机构包括上连接件、 上测试轴 和上齿尖， 所。

6、述上连接件通过上连接锁销与所述上测试轴连接， 所述上齿尖与上测试轴插 接固定， 所述上齿尖与所述齿轮样件接触。 8.根据权利要求7所述的一种齿轮综合性能测试装置， 其特征在于， 所述齿轮强度测试 单元还包括下测试机构， 所述下测试机构包括下连接件、 下测试轴和下齿尖， 所述下连接件 通过转轴与所述下测试轴转动连接， 所述下连接件通过平键与所述下测试轴固定连接， 所 述下齿尖与下测试轴插接固定， 所述下齿尖与所述齿轮样件接触。 9.根据权利要求8所述的一种齿轮综合性能测试装置， 其特征在于， 所述上连接件和下 连接件为轴套或吊钩。 10.根据权利要求8所述的一种齿轮综合性能测试装置， 其特征在于。

7、， 所述上连接件和 下连接件均与动力输出试验机连接。 权利要求书 1/1 页 2 CN 110823563 A 2 一种齿轮综合性能测试装置 技术领域 0001 本发明创造属于齿轮性能检测工装技术领域， 尤其是涉及一种齿轮综合性能测试 装置。 背景技术 0002 目前， 齿轮作为一种常用的转动变速零部件在实际工程应用中具有重要的意义， 其在复杂受力状态下的力学行为也越来越受到工程的关注， 特别是其抗打齿性能以及打齿 前后的静动态强度问题。 随着各种齿轮产品对设计安全精度要求的日益提升， 齿轮的打齿 前后的性能、 动态与静态断裂强度测试与表征已成为工程产品开发的必然要求。 然而目前 应用的断裂强。

8、度以及打齿性能测试装置对齿轮的力学性能表征均为在齿轮为静态工况下 做出的， 测试结果不是非常精确， 且不同种类齿轮的形状差异性较大， 不能满足产品设计精 度的要求， 所以原有测试装置无法更为精确的对齿轮的打齿及断裂性能进行测试， 需要一 种多功能的齿轮的综合性能的精确测试装置， 本发明创造即是在上述技术问题的基础上进 行的改进。 发明内容 0003 本发明创造针对背景技术中的相关问题， 提供一种齿轮综合性能测试装置， 该装 置包含了齿轮抗打齿性能以及打齿前后的静动态强度测试， 尤其可以对不同半径齿轮在不 同初速度条件下的力学特性进行测试。 0004 为解决上述技术问题， 本发明创造采用的技术方。

9、案是： 0005 一种齿轮综合性能测试装置， 包括底座、 样件固定单元和样件限位单元， 所述样件 固定单元和样件限位单元均位于底座上， 样件固定单元由动力源推动在底座上移动定位， 所述样件固定单元上的齿轮样件由动力源带动转动， 或由样件限位单元限位固定； 0006 所述样件固定单元包括样件固定支架、 样件右固定块、 样件左固定块、 样件固定轴 和所述齿轮样件， 所述样件固定支架底部可在所述底座上移动定位； 所述样件右固定块和 样件左固定块并行设于所述样件固定支架的上部， 样件固定轴穿过该样件左、 右固定块后 由动力源带动转动， 所述齿轮样件固设于所述样件固定轴中部。 0007 进一步， 所述动。

10、力源为电机。 0008 进一步， 所述底座下部设有供动力源的推进轴穿过的螺纹孔， 该螺纹孔与所述推 进轴为螺纹配合。 0009 进一步， 所述样件固定支架包括一体连接的连接部和支腿部， 两个并行设置的所 述支腿部位于所述连接部的下方， 连接部及两个支腿部间形成桥洞。 0010 进一步， 所述样件限位单元包括上下设置的固定齿板和下支撑块， 所述下支撑块 固定于所述底座上， 所述固定齿板通过转轴与所述固定齿板转动连接， 所述固定齿板通过 平键相对所述下支撑块竖直定位， 所述固定齿板与所述齿轮样件为啮合固定。 0011 进一步， 所述固定齿板与所述桥洞相对设置。 说明书 1/4 页 3 CN 110。

11、823563 A 3 0012 进一步， 还设有打齿测试单元， 所述打齿测试单元包括由上至下设置的上连接件、 上测试轴和齿轮固定块， 所述上连接件通过上连接锁销与所述上测试轴连接， 所述齿轮固 定块与上测试轴为插接固定， 打齿测试用齿轮通过阻尼轴承与所述齿轮固定块转动连接， 所述打齿测试用齿轮与所述齿轮样件接触。 0013 进一步， 还设有齿轮强度测试单元， 所述齿轮强度测试单元包括上测试机构， 所述 上测试机构包括上连接件、 上测试轴和上齿尖， 所述上连接件通过上连接锁销与所述上测 试轴连接， 所述上齿尖与上测试轴插接固定， 所述上齿尖与所述齿轮样件接触。 0014 进一步， 所述齿轮强度测。

12、试单元还包括下测试机构， 所述下测试机构包括下连接 件、 下测试轴和下齿尖， 所述下连接件通过转轴与所述下测试轴转动连接， 所述下连接件通 过平键与所述下测试轴固定连接， 所述下齿尖与下测试轴插接固定， 所述下齿尖与所述齿 轮样件接触。 0015 进一步， 所述上连接件和下连接件为轴套或吊钩。 0016 进一步， 所述上连接件和下连接件均与动力输出试验机连接。 0017 本发明创造的有益效果： 0018 (1)该测试装置可以实现齿轮样件动静态的快速变换， 以适应打齿测试对齿轮样 件动态形式的要求， 及齿轮强度或剩余强度测试对齿轮样件静态/动态形式的要求； 0019 (2)该测试装置依照不同测试。

13、需求， 可调整上、 下齿尖间距， 安装不同尺寸的样件 固定轴、 样件左、 右固定块及固定齿板， 以适应不同尺寸齿轮样件的测试要求； 安装不同阻 尼值的阻尼轴承， 对应不同条件下的齿轮打齿工况， 以达到最真实的测试效果； 0020 (3)该测试装置结构紧凑， 占用空间小， 具有较综合的测试功能， 值得推广应用。 附图说明 0021 图1为本发明创造实施例中测试装置的主视结构示意图； 0022 图2为本发明创造实施例中测试装置的立体结构示意图； 0023 图3为本发明创造实施例中隐藏样件左、 右固定块后的测试装置主视结构示意图。 0024 图中： 1、 底座； 2、 样件固定单元； 21、 样件固。

14、定支架； 211、 连接部； 212、 支腿部； 22、 样件右固定块； 23、 样件左固定块； 24、 样件固定轴； 25、 齿轮样件； 26、 步进电机； 27、 推进轴； 28、 转动电机； 29、 皮带； 3、 样件限位单元； 31、 固定齿板； 32、 下支撑块； 33、 转轴； 34、 平键； 4、 打齿测试单元； 41、 上连接件； 42、 上测试轴； 43、 齿轮固定块； 44、 打齿测试用齿轮； 45、 阻尼 轴承； 46、 上连接锁销； 5、 齿轮强度测试单元； 51、 上齿尖； 52、 下连接件； 53、 下测试轴； 54、 下 齿尖。 具体实施方式 0025 需要说明的。

15、是， 在不冲突的情况下， 本发明创造中的实施例及实施例中的特征可 以相互组合。 0026 在本发明创造的描述中， 需要理解的是， 术语 “中心” 、“纵向” 、“横向” 、“上” 、“下” 、 “前” 、“后” 、“左” 、“右” 、“竖直” 、“水平” 、“顶” 、“底” 、“内” 、“外” 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发明创造和简化描述， 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 说明书 2/4 页 4 CN 110823563 A 4 为对本发明创造的限制。 此外， 术语 “第一” 、“。

16、第二” 等仅用于描述目的， 而不能理解为指示 或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。 由此， 限定有 “第一” 、“第二” 等 的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。 在本发明创造的描述中， 除非另 有说明，“多个” 的含义是两个或两个以上。 0027 在本发明创造的描述中， 需要说明的是， 除非另有明确的规定和限定， 术语 “安 装” 、“相连” 、“连接” 应做广义理解， 例如， 可以是固定连接， 也可以是可拆卸连接， 或一体地 连接； 可以是机械连接， 也可以是电连接； 可以是直接相连， 也可以通过中间媒介间接相连， 可以是两个元件内部的连通。 对于本领域的普通。

17、技术人员而言， 可以通过具体情况理解上 述术语在本发明创造中的具体含义。 0028 下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。 0029 在一些实施例中， 一种齿轮综合性能测试装置， 包括底座1、 样件固定单元2、 样件 限位单元3， 所述样件固定单元2和样件限位单元3均位于底座1上， 样件固定单元2由步进电 机26的推进轴27推动在底座1上移动定位， 齿轮样件25安装于样件固定单元2上， 并可由转 动电机28带动转动， 或由样件限位单元3限位固定； 当齿轮样件25处于可转动状态时， 由步 进电机26的推进轴27推动至底座1的合适位置， 该齿轮样件25可与打齿测试单元4接触进行 打齿测试。

18、； 当齿轮样件25与样件限位单元3限位固定时， 该齿轮样件25可与齿轮强度测试单 元5接触进行齿轮强度或剩余强度测试。 0030 即， 该测试装置可以实现齿轮样件25动静态的快速变换， 以适应打齿测试对齿轮 样件25动态形式的要求， 及齿轮强度或剩余强度测试对齿轮样件25静态/动态形式的要求。 0031 在一些实施例中， 所述样件固定单元2包括样件固定支架21、 样件右固定块22、 样 件左固定块23、 样件固定轴24和所述齿轮样件25， 所述样件固定支架21底部的T型凸条位于 底座1上表面上的T型槽内， 其下部设有供所述推进轴27穿过的螺纹孔， 该螺纹孔与所述推 进轴27为螺纹配合； 所述样。

19、件右固定块22和样件左固定块23通过螺栓并行设于所述样件固 定支架21的上部， 样件固定轴24穿过该样件左、 右固定块后由转动电机28带动转动， 所述齿 轮样件25卡接固定于所述样件固定轴24中部； 0032 更进一步地， 所述样件固定支架21包括一体连接的连接部211和支腿部212， 两个 并行设置的所述支腿部212位于所述连接部211的下方， 连接部211及两个支腿部212间形成 桥洞。 0033 在一些实施例中， 所述样件限位单元3包括上下设置的固定齿板31和下支撑块32， 所述下支撑块32通过螺栓固定于所述底座1上， 所述固定齿板31通过转轴33与所述固定齿 板31转动连接， 所述固定。

20、齿板31通过平键34相对所述下支撑块32竖直定位， 所述固定齿板 31与所述桥洞相对设置； 0034 当需要对齿轮样件25形成限位固定时， 将平键34插入相应孔洞内， 固定齿板31为 竖直定位状态， 固定齿板31与齿轮样件25啮合， 形成对齿轮样件25的限位固定； 当需要解除 对齿轮样件25的限位固定时， 将平键34拔出， 固定齿板31可相对下支撑块32转动至桥洞内， 由此解除固定齿板31对齿轮样件25的限位作用。 0035 在一些实施例中， 所述打齿测试单元4包括由上至下设置的上连接件41、 上测试轴 42和齿轮固定块43， 所述上连接件41通过上连接锁销46与所述上测试轴42连接， 所述齿。

21、轮 固定块43与上测试轴42通过T型槽和T型凸头的配合插接固定， 打齿测试用齿轮44通过阻尼 说明书 3/4 页 5 CN 110823563 A 5 轴承45与所述齿轮固定块43转动连接； 当需要进行打齿测试时， 打齿测试用齿轮44与转动 状态下的齿轮样件25接触进行测试。 0036 在一些实施例中， 所述齿轮强度测试单元5包括上测试机构和下测试机构， 所述上 测试机构包括上连接件41、 上测试轴42和上齿尖51， 所述上连接件41通过上连接锁销46与 所述上测试轴42连接， 所述上齿尖51与上测试轴42通过T型槽和T型凸头的配合插接固定； 所述下测试机构包括下连接件52、 下测试轴53和下。

22、齿尖54， 所述下连接件52通过转轴33与 所述下测试轴53转动连接， 所述下连接件52通过平键34与所述下测试轴53固定连接， 所述 下齿尖54与下测试轴53通过T型槽和T型凸头的配合插接固定。 当需要进行齿轮强度或剩余 强度测试时， 上齿尖51、 下齿尖54与静止/转动状态的齿轮样件25接触进行测试。 0037 在一些实施例中， 所述上连接件41和下连接件52可为轴套、 吊钩中的一种， 该上、 下连接件52与动力输出试验机连接， 该动力输出试验机为德国ZWICK公司HTM16020液压伺 服高速动态试验机， 试验作动方向包括上下两个方向。 0038 在一些实施例中， 该测试装置的使用过程如。

23、下： 0039 齿轮打齿试验测试时， 样件齿轮通过样件左固定块23和样件右固定块22固定在样 件齿轮固定轴上， 固定齿板31的平键34拔出， 固定齿板31平置， 上测试轴42连接打齿测试用 齿轮44， 下测试轴53平键34拔出， 下测试轴53平置。 测试过程中， 转动电机28带动齿轮样件 25在特定速度下旋转， 步进电机26通过推进轴27将齿轮样件25以特定速度推向打齿测试用 齿轮44， 打齿测试用齿轮44可依照要求选择所需阻尼轴承45， 在两齿轮完全接触后打齿， 测 试完成。 0040 齿轮强度或剩余强度测试时， 将固定齿板31和下测试轴53垂直放置， 插入用于限 定固定齿板31及下测试轴5。

24、3竖直状态的平键34， 将打齿测试用齿轮44替换为强度测试用上 齿尖51， 采用步进电机26将齿轮样件25与上下强度测试用齿尖位置调整契合。 试验测试过 程中， 上、 下连接件52将上下测试端分别与动力输出试验机相连接， 并保证测试过程中上、 下测试端同轴且在竖直方向运动。 测试过程中上、 下测试端延竖直方向运动， 齿轮破坏， 静 态齿轮强度测试完成。 拔出用于限定固定齿板31竖直状态的平键34， 转动电机28带动齿轮 样件25在特定速度下旋转， 可进行动态齿轮强度测试， 该过程与静态测试过程相同， 不再赘 述。 0041 以上对本发明创造的一个实施例进行了详细说明， 但所述内容仅为本发明创造的 较佳实施例， 不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。 凡依本发明创造申请范围所作 的均等变化与改进等， 均应仍归属于本发明创造的专利涵盖范围之内。 说明书 4/4 页 6 CN 110823563 A 6 图1 说明书附图 1/3 页 7 CN 110823563 A 7 图2 说明书附图 2/3 页 8 CN 110823563 A 8 图3 说明书附图 3/3 页 9 CN 110823563 A 9 。