CN105319066B - 模拟行星轮系的行星架与齿圈的同轴度误差的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种模拟行星轮系的行星架与齿圈的同轴度误差的装置,包括:支撑架,支撑架包括底板以及设在底板上的第一板、第二板和第三板;行星轮系,行星轮系设在第一板和第二板之间,行星轮系包括齿圈、行星架、行星轮以及太阳轮,行星架可转动地设在第一板上,行星轮设在行星架上且与齿圈啮合,太阳轮可转动地设在第二板上且与行星轮啮合;齿圈调节机构,齿圈调节机构设在第二板与第三板之间且用于调节齿圈的姿态以改变齿圈轴线的位置。根据本发明的模拟行星轮系的行星架与齿圈的同轴度误差的装置,可以容易地改变齿圈与行星架之间的同轴度误差,进而可以方便地研究不同的齿圈与行星架之间的同轴度误差对行星轮的动态特性及疲劳寿命的影响。
Description
技术领域
本发明涉及行星齿轮系实验领域,特别涉及一种模拟行星轮系的行星架与齿圈的同轴度误差的装置。
背景技术
现有的对行星轮系的外圈与行星架的同轴度误差的模拟大部分以理论与仿真方法为准,部分采用实验方法是加工每种不同误差形式的行星轮试件,该方法不仅浪费实验费用与时间,并且无法考虑更多种误差形式及误差量来进行实验。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的目的在于提出一种模拟行星轮系的行星架与齿圈的同轴度误差的装置,该装置可以容易地改变齿圈与行星架之间的同轴度误差,进而可以方便地研究不同的齿圈与行星架之间的同轴度误差对行星轮的动态特性及疲劳寿命的影响。
根据本发明的模拟行星轮系的行星架与齿圈的同轴度误差的装置,包括:支撑架,所述支撑架包括底板以及设在所述底板上的第一板、第二板和第三板;行星轮系,所述行星轮系设在第一板和第二板之间,所述行星轮系包括齿圈、行星架、行星轮以及太阳轮,所述行星架可转动地设在所述第一板上,所述行星轮设在所述行星架上且与所述齿圈啮合,所述太阳轮可转动地设在第二板上且与所述行星轮啮合;齿圈调节机构,所述齿圈调节机构设在所述第二板与所述第三板之间且用于调节所述齿圈的姿态以改变齿圈轴线的位置。
根据本发明的模拟行星轮系的行星架与齿圈的同轴度误差的装置,可以改变行星架与齿圈的同轴度误差,进而可以方便地研究不同的齿圈与行星架之间的同轴度误差对行星轮的动态特性及疲劳寿命的影响。
另外,根据本发明的模拟行星轮系的行星架与齿圈的同轴度误差的装置还可以具有如下附加的技术特征:
根据本发明的一个实施例,所述齿圈调节机构包括:控制板以及与所述控制板相连的驱动件,所述控制板与所述齿圈固定连接,所述驱动件设在所述第三板上且用于驱动所述控制板以调节所述齿圈的姿态。
根据本发明的一个实施例,所述驱动件为多个油缸。
根据本发明的一个实施例,所述齿圈调节机构还包括固定在所述第三板上的安装板,所述油缸的缸筒固定在所述安装板上。
根据本发明的一个实施例,所述行星轮为多个,且多个行星轮均匀、间隔分布在所述行星架上。
根据本发明的一个实施例,所述齿圈固定在所述控制板的内侧,所述油缸的活塞杆固定在所述控制板的外侧。
根据本发明的一个实施例,所述第一板、所述第二板以及所述第三板平行设置。
根据本发明的一个实施例,所述第一板、所述第二板以及所述第三板分别正交于所述底板。
根据本发明的一个实施例,所述第一板与所述第二板之间的距离小于所述第二板与所述第三板之间的距离。
根据本发明的一个实施例,所述底板、所述第一板、所述第二板以及所述第三板为一体结构。
本发明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,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是根据本发明实施例的模拟行星轮系的行星架与齿圈的同轴度误差的装置的示意图。
附图标记:
模拟行星轮系的行星架与齿圈的同轴度误差的装置100,
支撑架110,第一板111,第二板112,第三板113,底板114,
行星轮系120,齿圈121,行星架122,行星轮123,
齿圈调节机构130,驱动件131,控制板132,安装板133。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,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,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,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”、“顺时针”、“逆时针”、“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发明和简化描述,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发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,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;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或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。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发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
由于功率传递效率高,单位体积的传动比较高的好处,行星齿轮系成为现代机械传动***领域的关键部件,利用行星轮系的机械***逐渐增加了。然而,行星轮结构复杂,对误差因素比较敏感的原因,可靠性问题是行星轮***的瓶颈问题。因此,行星轮系的高可靠性为行星轮系的必不可少的性质之一了。对行星轮可靠性影响的多种原因当中,行星架与齿圈之间的同轴度误差为不可避免的误差形式之一。由于制造、装配误差以及运行过程中产生的零部件变形及位移,行星架与齿圈之间不得不产生同轴度的误差,该误差对行星轮与太阳轮及齿圈之间的啮合特性及其他零部件的动态特性带来极大的变化,最后对***的寿命与可靠性有不利的影响。因此,为行星轮的可靠性设计,该误差对行星轮动态特性及疲劳寿命影响机理研究是基础性研究,很多研究者已经开展了相关的研究。可是,大部分的研究以理论与仿真方法为主,通过实验方法的研究甚小。并且,现有的实验方法是加工每种不同误差形式的行星轮试件。该方法不仅浪费实验费用与时间,并且无法考虑更多种误差形式及误差量来进行实验。
为此,本发明提供了一种用于模拟行星轮系的行星架与齿圈的同轴度误差的装置,该装置可以有效地节省实验成本以及时间,且可以模拟更多种误差形式以及误差量来进行实验。
下面结合图1对根据本发明实施例的模拟行星轮系的行星架与齿圈的同轴度误差的装置100进行详细描述。
根据本发明实施例的模拟行星轮系的行星架与齿圈的同轴度误差的装置100可以包括支撑架110、行星轮系120以及齿圈调节机构130。
其中,支撑架110用于支撑行星轮系120以及齿圈调节机构130,支撑架110包括底板114以及设在底板114上的第一板111、第二板112以及第三板113。第一板111、第二板112以及第三板113可以相互平行,进一步地,第一板111、第二板112以及第三板113可以分别正交于底板,第一板111与第二板112之间的距离可以小于第二板112与第三板113之间的距离。
行星轮系120设在第一板111和第二板112之间,行星轮系120包括齿圈121、行星架122、行星轮123以及太阳轮(未示出),行星架122可转动地设在第一板111上,行星轮123设在行星架122上且与齿圈121啮合,太阳轮可转动地设在第二板112上且与行星轮123啮合。
齿圈调节机构130设在第二板112与第三板113之间且用于调节齿圈121的姿态以改变齿圈121轴线的位置。
可以理解的是,行星轮系120中的行星架122为动力输入端,电机等其他动力机构可以与行星架122相连并为行星架122提供动力;行星轮系120中的太阳轮为输出端,太阳轮输出的动力可以通过输出轴传递至外界。
行星架122可转动地设在第一板111上,行星架122的轴线一般不会发生变化,通过齿圈调节机构130调整齿圈121的姿态来改变齿圈121轴线的位置,改变齿圈121的轴线与行星架122的轴线的相对位置,即可以改变齿圈121与行星架122之间的同轴度误差。
不同的同轴度误差会对行星轮123与太阳轮及齿圈121之间的啮合特性及其他零部件的动态特性带来不同的变化,最后对***的寿命与可靠性有不同的影响。因此,本发明的模拟行星轮系的行星架与齿圈的同轴度误差的装置100,可以方便地研究不同的齿圈121与行星架122之间的同轴度误差对行星轮123的动态特性及疲劳寿命的影响。
根据本发明实施例的模拟行星轮系的行星架与齿圈的同轴度误差的装置100,可以改变行星架122与齿圈121的同轴度误差,进而可以方便地研究不同的齿圈121与行星架122之间的同轴度误差对行星轮123的动态特性及疲劳寿命的影响。
对比现有的实验方法:加工每种不同误差形式的行星轮试件,本发明的模拟行星轮系的行星架与齿圈的同轴度误差的装置100,可以节省实验费用和时间,并且可以模拟更多种形式及误差量来进行实验。
在本发明的一些实施例中,如图1所示,齿圈调节机构130包括控制板132以及与控制板132相连的驱动件131,控制板132与齿圈121固定连接,驱动件131设在第三板113上且用于驱动控制板132以调节齿圈121的姿态。
也就是说,驱动件131驱动控制板132并改变控制板132的位置,进而控制板132带动齿圈121的位置发生变化,进而可以调整齿圈121的轴线位置以改变齿圈121与行星架122的同轴度误差。可选地,控制板132可以与齿圈121焊接固定,或者控制板132与齿圈121可以为一体成型件。
具体地,驱动件131可以为多个油缸。通过调整不同油缸的伸缩距离来改变控制板的位置,进而调整与控制板132固定连接的齿圈121的轴线位置。
可以理解的是,本发明的模拟行星轮系的行星架与齿圈的同轴度误差的装置100中的油缸的数量只是一种具体的实施方式,并不是对本发明所作的具体限定。
如图1所示,齿圈调节机构130还包括固定在第三板113上的安装板133,油缸的缸筒固定在安装板133上。安装板133可以与第三板113焊接固定,缸筒可以与安装板133焊接固定。
齿圈121固定在控制板132的内侧,油缸的活塞杆固定在控制板132的外侧。控制板132的外侧可以设置有多个安装孔,油缸的活塞杆与控制板132可以通过螺纹紧固件固定。
在本发明的具体示例中,油缸的数量为6个,每两个油缸为一组,且每组中的每一个油缸的活塞杆固定在控制板132上且相邻设置,每组中的每一个油缸的缸筒固定在安装板133上且间隔开设置。需要说明的是,上述实施例的齿圈调节机构130可以为Stewart并联结构。
在本发明的一些实施例中,如图1所示,行星轮123可以为多个,且多个行星轮123均匀间隔分布在行星架122上。在本发明的具体示例中,行星轮123的数量为3个,三个行星轮123分别与齿圈121啮合,太阳轮分别与三个行星轮123啮合。
优选地,第一板111、第二板112、第三板113以及底板114为一体结构。由此,可以提高支撑架110的强度,简化支撑架110的结构,进而至少在一定程度上提高了支撑架110的生产效率。
下面简单描述基于该装置的行星轮系120的行星架122与齿圈121之间的同轴度误差存在的工况下行星轮力学特性变化分析的实验步骤:
步骤1:设定齿圈121与行星架122之间的同轴度误差形式与其误差量范围。
步骤2:保证所有部件之间的装配及位置
步骤3:通过Stewart并联结构控制设备,实施齿圈121与行星架122之间的夹角,模拟齿圈121与行星架122之间的同轴度误差。
步骤4:调整齿圈121的姿态之后,通过油缸保持齿圈121的姿态。
步骤5:进行实验。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种模拟行星轮系的行星架与齿圈的同轴度误差的装置,其特征在于,包括:
支撑架,所述支撑架包括底板以及设在所述底板上的第一板、第二板和第三板;
行星轮系,所述行星轮系设在第一板和第二板之间,所述行星轮系包括齿圈、行星架、行星轮以及太阳轮,所述行星架可转动地设在所述第一板上,所述行星轮设在所述行星架上且与所述齿圈啮合,所述太阳轮可转动地设在第二板上且与所述行星轮啮合;
齿圈调节机构,所述齿圈调节机构设在所述第二板与所述第三板之间且用于调节所述齿圈的姿态以改变齿圈轴线的位置。
2.根据权利要求1所述的模拟行星轮系的行星架与齿圈的同轴度误差的装置,其特征在于,所述齿圈调节机构包括:控制板以及与所述控制板相连的驱动件,所述控制板与所述齿圈固定连接,所述驱动件设在所述第三板上且用于驱动所述控制板以调节所述齿圈的姿态。
3.根据权利要求2所述的模拟行星轮系的行星架与齿圈的同轴度误差的装置,其特征在于,所述驱动件为多个油缸。
4.根据权利要求3所述的模拟行星轮系的行星架与齿圈的同轴度误差的装置,其特征在于,所述齿圈调节机构还包括固定在所述第三板上的安装板,所述油缸的缸筒固定在所述安装板上。
5.根据权利要求1所述的模拟行星轮系的行星架与齿圈的同轴度误差的装置,其特征在于,所述行星轮为多个,且多个行星轮均匀、间隔分布在所述行星架上。
6.根据权利要求3所述的模拟行星轮系的行星架与齿圈的同轴度误差的装置,其特征在于,所述齿圈固定在所述控制板的内侧,所述油缸的活塞杆固定在所述控制板的外侧。
7.根据权利要求1所述的模拟行星轮系的行星架与齿圈的同轴度误差的装置,其特征在于,所述第一板、所述第二板以及所述第三板平行设置。
8.根据权利要求7所述的模拟行星轮系的行星架与齿圈的同轴度误差的装置,其特征在于,所述第一板、所述第二板以及所述第三板分别正交于所述底板。
9.根据权利要求1所述的模拟行星轮系的行星架与齿圈的同轴度误差的装置,其特征在于,所述第一板与所述第二板之间的距离小于所述第二板与所述第三板之间的距离。
10.根据权利要求7所述的模拟行星轮系的行星架与齿圈的同轴度误差的装置,其特征在于,所述底板、所述第一板、所述第二板以及所述第三板为一体结构。
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