CN110455532B - 一种预加扭矩的三叉式万向联轴器试验台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种预加扭矩的三叉式万向联轴器试验台,包括:封闭回路装置,制动装置,加载装置;所述封闭回路装置包括:卧式电机,牙嵌式离合器,直齿圆柱外齿轮,直齿圆柱外齿轮A,直齿圆柱外齿轮B,牙嵌式离合器A,加载大齿轮,加载小齿轮,三叉杆滑块式双联联轴器A,扭矩传感器,刚性联轴器,三叉杆滑块式双联联轴器B,直齿圆柱外齿轮C,直齿圆柱外齿轮D,角度调节装置;本发明工作稳定可靠,设备寿命长,操作简单,对三叉杆式万向联轴器的补偿、寿命、效率、缓冲、节能、过载安全性能、最大偏移量进行测试研究,并为三叉杆式万向联轴器的可靠性设计提供试验手段和数据,使工程技术人员能够全面、合理地使用三叉杆式万向联轴器。
Description
技术领域
本发明涉及三叉式万向联轴器试验台的领域问题,具体涉及预加扭矩的三叉式万向联轴器试验台的技术领域。
背景技术
近些年,随着自动化的发展以及高精端设备研制的需要,三叉式万向联轴器的应用也越来越广泛,与此同时对三叉式万向联轴器的性能提出了更高的要求,为满足市场的需求,因此,研制三叉式万向联轴器试验台尤为重要,该试验台能够在预加扭矩的情况下测试三叉杆式万向联轴器的工作效率、寿命以及角度偏移量等数据,也可以进行疲劳耐久性试验,为三叉式万向联轴器的可靠性设计提供试验手段和数据。
发明内容
本发明采用封闭式设计,并设计了一种角度偏转装置,可以测试三叉式万向联轴器在预加扭矩的情况下在不同角度工作的使用寿命和传递效率,也可以进行疲劳耐久性试验。
本发明所采用的技术方案如下:
一种预加扭矩的三叉式万向联轴器试验台,包括:封闭回路装置,制动装置,加载装置;所述封闭回路装置安装固定在试验台底座上,将所述制动装置在所述封闭回路装置右侧安装固定在试验台底座上,且所述封闭回路装置中的直齿圆柱外齿轮B与所述制动装置中的直齿圆柱外齿轮E啮合,将所述加载装置在所述封闭回路装置右侧安装固定在试验台底座上,且所述封闭回路装置中的加载大齿轮与所述加载装置中的加载小齿轮A啮合。
进一步的,所述封闭回路装置包括:卧式电机,牙嵌式离合器,直齿圆柱外齿轮,直齿圆柱外齿轮A,直齿圆柱外齿轮B,牙嵌式离合器A,加载大齿轮,加载小齿轮,三叉杆滑块式双联联轴器A,扭矩传感器,刚性联轴器,三叉杆滑块式双联联轴器B,直齿圆柱外齿轮C,直齿圆柱外齿轮D,角度调节装置;所述卧式电机通过螺栓螺母固定在试验台底座上,所述卧式电机的轴与所述牙嵌式离合器的一端通过花键连接,所述牙嵌式离合器的另一端与所述直齿圆柱外齿轮的阶梯轴连接,周向用普通平键连接,轴向通过圆螺母固定,在所述直齿圆柱外齿轮的右侧安装带立式座轴承,带立式座轴承用螺栓螺母固定在试验台底座上,对阶梯轴起到支撑的作用,避免所述直齿圆柱外齿轮过度悬臂,然后通过阶梯轴连接所述扭矩传感器的左端,用键连接,所述扭矩传感器用螺栓螺母安装在试验台底座上,所述扭矩传感器通过所述刚性联轴器、带立式座轴承与所述三叉杆滑块式双联联轴器B的输入轴连接,所述三叉杆滑块式双联联轴器B的输入轴另一端安装所述直齿圆柱外齿轮C上,轴向用普通平键连接,径向通过圆螺母加止动垫圈固定,在所述三叉杆滑块式双联联轴器B和所述直齿圆柱外齿轮C之间安装带立式座轴承,带立式座轴承用螺栓螺母固定在所述角度调节装置的平移板上;两个带立式座轴承对齐安装固定在所述平移板上,所述三叉杆滑块式双联联轴器A一端通过带立式座轴承与所述直齿圆柱外齿轮D连接,轴向通过普通平键连接,径向通过圆螺母加止动垫圈固定,所述直齿圆柱外齿轮C与所述直齿圆柱外齿轮D啮合;所述三叉杆滑块式双联联轴器A的另一端输入轴通过带立式座轴承与所述加载小齿轮连接,通过套筒间隔一段距离再与所述加载大齿轮连接,所述三叉杆滑块式双联联轴器A的轴端安装带立式座轴承上,通过带立式座轴承与所述牙嵌式离合器A的轴端连接,所述牙嵌式离合器A的另一端通过阶梯轴与所述直齿圆柱外齿轮B连接,所述直齿圆柱外齿轮B的阶梯轴左侧通过带立式座轴承与所述直齿圆柱外齿轮A连接,带立式座轴承固定安装在试验台底座上,所述直齿圆柱外齿轮A与所述直齿圆柱外齿轮啮合,从而将整个连接结构构成回字形,完成封闭式连接;所述牙嵌式离合器A闭合后,启动所述卧式电机,通过所述牙嵌式离合器的闭合带动所述直齿圆柱外齿轮转动,此时并联的两条回路同时转动,一边带动啮合的所述直齿圆柱外齿轮A转动,使得直齿圆柱外齿轮B转动,从而所述加载大齿轮,加载小齿轮转动,通过所述三叉杆滑块式双联联轴器A连接带动所述直齿圆柱外齿轮D转动,另一边通过所述扭矩传感器,刚性联轴器,三叉杆滑块式双联联轴器B的连接带动所述直齿圆柱外齿轮C转动,实现闭合回路传动。
进一步的,所述三叉杆滑块式双联联轴器B包括:连接杆结构,圆弧滑块,输入轴;所述连接杆结构包括:伸缩杆,圆柱叉杆,旋转关节;所述连接杆结构为对称结构,所述伸缩杆为可伸缩式圆柱形杆,所述伸缩杆由圆形滑套和圆杆组成,一个圆形滑套和圆杆为一组,共两组,所述圆形滑套内圈360°均分加工有三个凹形的滑道,从起始端加工到距离末端1/5处,在起始端外圈加工有凸台,凸台加工有螺纹孔,所述圆杆在2/3长度的外圆表面360°均分加工有三个凸形的滑条,另外的1/3长度依然为圆形,所述圆杆的1/3端从所述圆形滑套内圈的起始端装入,从所述圆形滑套内圈的末端伸出,且所述圆杆的凸形滑条正好对齐按在所述圆形滑套的凹形滑道里,将两组安装好以后,两个所述圆形滑套外圈的凸台上的螺纹孔对齐,用螺栓螺母固定,所述圆杆1/3长度一端与所述圆柱叉杆安装固定,所述圆柱叉杆为圆形,在圆柱侧面的分别加工出3根短杆,按圆周360°均匀分布,短杆顶端安装所述旋转关节,所述输入轴由圆形底盘和3块圆形板组成,圆形板两侧加工有凹形滑道,三块圆形板均等的焊接在圆形底盘表面,所述圆弧滑块为圆弧形,在圆弧形中心位置加工有圆形槽,将所述圆弧滑块安装在所述输入轴的圆形板上的凹形滑道内,将所述连接杆结构一端的所述旋转关节安装在所述圆弧滑块的圆形槽内,另一侧同理安装;所述连接杆结构的伸缩杆实现伸长和缩短,所述旋转关节在所述圆弧滑块的圆形槽内以球面副的方式运动,所述圆弧滑块同时在所述输入轴的圆形板上的凹形滑道内滑动,从而实现所述三叉杆滑块式双联联轴器B角度的调节。
进一步的,所述角度调节装置包括:平移板,底座,卧式电机A,导杆基座,T型结构;所述底座为矩形结构,在其表面加工有两条凹形轨道,所述平移板为矩形结构,在长边底面安装有两排滑轮,且侧面焊接有三个U型架并加工有通孔,然后将所述平移板安装在所述底座上,此时所述平移板底部的滑轮正好安装在所述底座的凹形轨道内,所述导杆基座由一根导杆和两根竖杆组成,导杆为方形,焊接在两根竖杆的顶部,两根竖杆固定在试验台底座上,所述T型结构由一根齿条和三根方形杆组成,齿条一端面加工有齿,方形杆一端加工有圆孔,另一端加工有方形孔,将齿条另一端面焊接在方形杆的一端,三根方形杆未焊接齿条一端的圆孔与所述平移板上的三个U型架的通孔对齐,用螺栓螺母固定,方形杆焊接齿条一端的方形孔安装在所述导杆基座的导杆上,所述卧式电机A轴上安装齿轮,齿轮与所述T型结构的齿条配合,所述卧式电机A用螺栓螺母固定安装在试验台底座上;所述卧式电机A转动,通过齿轮与所述T型结构的齿条配合带动所述平移板在所述底座上来回滑动,使得并联的所述三叉杆滑块式双联联轴器A与所述三叉杆滑块式双联联轴器B角度可变,设为α。
进一步的,所述制动装置包括:张紧机构,直齿圆柱外齿轮E,齿轮;带立式座轴承安装在试验台底座上,所述直齿圆柱外齿轮E安装在阶梯轴的一端,且与所述封闭回路装置的直齿圆柱外齿轮B啮合,所述齿轮安装在阶梯轴的另一端,阶梯轴中间安在带立式座轴承上起支撑作用。
进一步的,所述张紧机构包括:框架结构,拱形板,输出轴,连杆I,连杆II,连杆III,厚板,驱动杆,电机A,电机B;所述框架结构为横板和L形板焊接而成,横板将两个L形板连接成整体,焊接对称的整体框架结构,L形板的顶面通过螺栓连接在试验台底座上,在对称L形板的侧面连接在所述拱形板的侧面,将所述拱形板固定,所述拱形板整体为拱形,中间加工有光滑圆形通孔,正面底部焊接有对称的两块凸台,凸台中上部开孔,所述输出轴由光滑圆柱和半圆形耳板焊接而成,光滑圆柱顶部焊接有凸台,凸台中间开孔,光滑圆柱底部焊接在半圆形耳板上,且半圆形板的方形面呈水平状态,将所述输出轴的光滑圆柱安在所述拱形板的光滑圆形通孔内;所述连杆Ⅰ为方杆,两端焊接小圆柱体,所述连杆Ⅱ为方杆,侧面中间加工有通孔,一端侧面焊接两个小圆柱体,另一端侧面焊接一个小圆柱体,所述连杆Ⅲ为方杆,两端加工有光滑通孔,所述驱动杆由圆柱体和齿条焊接而成,在圆柱体的一端侧面对称焊接两个小圆柱体,另一端顶面焊接在齿条的顶面,齿条两侧面加工有齿,所述厚板焊接在试验台底座的底面,中间加工有通孔,所述连杆Ⅰ一端的小圆柱体按在所述输出轴的拱形凸台的通孔里,另一端的小圆柱体按在所述连杆Ⅱ中间的通孔,所述连杆Ⅱ一端的两个小圆柱体安在所述拱形板的对称的两块肋板的光滑通孔里,另一端的一个小圆柱体安在所述连杆Ⅲ一端的光滑通孔里,完成了所述框架结构一端的安装,由于所述拱形板,输出轴,连杆Ⅰ,连杆Ⅱ,连杆Ⅲ关于所述框架结构的横板中心面对称,所以另一端也是同理安装,此时所述两个连杆Ⅲ的另一端的光滑通孔对齐,并且将所述驱动杆的两个小圆柱体安在两个连杆Ⅲ的光滑通孔里,所述驱动杆的圆柱体正好穿过所述厚板的光滑通孔,所述电机A、电机B安装在所述厚板的底面上,且关于所述驱动杆对称,在所述电机、电机B轴上安装齿轮,恰好两齿轮与所述驱动杆的齿条侧面的齿啮合;所述电机A顺时针转动,所述电机B逆时针转动,带动所述驱动杆向下运动,通过所述连杆Ⅰ,连杆Ⅱ,连杆Ⅲ的连杆结构,从而带动所述输出轴加紧所述的齿轮,相反,所述电机A逆时针转动,所述电机B顺时针转动,从而带动所述输出轴松开所述齿轮。
进一步的,所述加载装置包括:卧式电机B,T形板,圆柱凸轮,方向杆,导向杆机构,加载小齿轮A,加载大齿轮A,外齿圆杆,内齿套筒,卧式电机C;所述T形板为T形,上部加工有轴承座孔,两块所述T形板的轴承座孔安装轴承连接阶梯轴,将一块铁板焊接在一个所述T形板外侧,将所述卧式电机B安装在铁板上,通过刚性联轴器连接阶梯轴与所述卧式电机B轴,并且在所述T形板之间的阶梯轴上安装所述圆柱凸轮,轴向用螺母固定,周向用键固定,所述圆柱凸轮侧面加工有螺旋的滑道,所述导向杆机构由导向杆和两个支座焊接而成,并且支座在所述T形板右侧水平对齐固定在试验台底座上,所述方向杆由长方形板、圆柱杆和球体组成,长方形板两端加工有两个通孔,圆柱杆一端面焊接球体,另一端面与焊接在长方形板一端面焊接在一起,将所述方向杆靠近圆柱杆的通孔安装在所述导向杆机构的导向杆上,且所述方向杆上的球体卡在所述圆柱凸轮侧面螺旋的滑道内,所述方向杆的另一通孔安装所述内齿套筒,所述内齿套筒为圆环结构,从一端到另一端内圈有一圈齿,外圈中间加工有圆形的凹槽,在所述内齿套筒外圈的凹槽上安装所述方向杆的另一通孔,且在所述内齿套筒外圈左端安装所述加载小齿轮A,右侧安装所述加载大齿轮A,所述内齿套筒与所述加载小齿轮A、加载大齿轮A轴向用螺母固定,周向用键固定,此时所述加载小齿轮A与所述加载大齿轮啮合,所述加载大齿轮A与所述加载小齿轮啮合,所述外齿圆杆为阶梯轴,从一端到另一端外表面加工有一圈齿,将所述外齿圆杆安装在所述内齿套筒上,所述外齿圆杆表面的齿与所述内齿套筒内圈的齿啮合,将两个带立式座轴承安装在所述外齿圆杆的两端,用螺母螺栓固定在试验台底座上,通过刚性联轴器将所述卧式电机C的轴与所述外齿圆杆连接,在右侧带立式座轴承侧面焊接一铁板,将所述卧式电机C用螺母螺栓固定在铁板上;所述卧式电机B启动,通过联轴器与阶梯轴连接带动所述圆柱凸轮转动,因为所述方向杆的球体卡在所述圆柱凸轮的侧面螺旋的滑道内,所以使得所述方向杆在所述导向杆机构上左右滑动,从而带动所述内齿套筒在所述外齿圆杆上左右滑动,实现了所述加载小齿轮A、加载大齿轮A的左右移动,关闭所述卧式电机B,启动所述卧式电机C,通过联轴器连接所述外齿圆杆转动,所述加载小齿轮A、加载大齿轮A转动,开始加载。
实施本发明一种预加扭矩的三叉式万向联轴器试验台,其有益效果在于:
(1)一种预加扭矩的三叉式万向联轴器试验台采用机械封闭式,形成封闭回路,实现的负载的预加,具有节能的优点;设计的机械式角度调节装置,实现测试三叉式万向联轴器的使用寿命、位移补偿能力、传递效率等的测试试验。
(2)本试验台加载装置中的加载小齿轮A、加载大齿轮A与封闭回路装置中的加载大齿轮、加载小齿轮轮换啮合,实现了扭矩数值的精确加载,保证了实验数据的准确性。
(3)本试验台通过张紧机构中电机带动齿轮齿条机构、连杆机构固定齿轮,保证了在封闭回路装置中扭矩成功加载,起到了制动器的作用,形成封闭回路后,电机反转松开齿轮即可试验,提高了试验效率,节约能源。
附图说明
图1:本发明一种预加扭矩的三叉式万向联轴器试验台原理图;
图2:本发明一种预加扭矩的三叉式万向联轴器试验台的封闭回路装置结构图:
图3:本发明的三叉杆滑块式双联联轴器B的结构图;
图4:本发明的三叉杆滑块式双联联轴器B中的连接杆结构图;
图5:本发明一种预加扭矩的三叉式万向联轴器试验台的角度调节装置结构图:
图6:本发明一种预加扭矩的三叉式万向联轴器试验台的制动装置结构图;
图7:本发明一种预加扭矩的三叉式万向联轴器试验台的张紧机构结构图;
图8:本发明一种预加扭矩的三叉式万向联轴器试验台的加载装置结构图;
图9:本发明一种预加扭矩的三叉式万向联轴器试验台的角度调节装置结构原理图;
图中:1—封闭回路装置,2—制动装置,3—加载装置,11—卧式电机,12—牙嵌式离合器,13—直齿圆柱外齿轮,14—直齿圆柱外齿轮A,15—直齿圆柱外齿轮B,16—牙嵌式离合器A,17—加载大齿轮,18—加载小齿轮,19—三叉杆滑块式双联联轴器A,110—扭矩传感器,111—刚性联轴器,112—三叉杆滑块式双联联轴器B,113—直齿圆柱外齿轮C,114—直齿圆柱外齿轮D,115—角度调节装置,1121—连接杆结构,1122—圆弧滑块,1123—输入轴,11211—伸缩杆,11212—圆柱叉杆,11213—旋转关节,1151—平移板,1152—底座,1153—卧式电机A,1154—导杆基座,1155—T型结构,21—张紧机构,22—直齿圆柱外齿轮E,23—齿轮,211—框架结构,212—拱形板,213—输出轴,214—连杆Ⅰ,215—连杆Ⅱ,216—连杆Ⅲ,217—厚板,218—驱动杆,219—电机A,2110—电机B,31—卧式电机B,32—T形板,33—圆柱凸轮,34—方向杆,35—导向杆机构,36—加载小齿轮A,37—加载大齿轮A,38—外齿圆杆,39—内齿套筒,310—卧式电机C。
具体实施方式
下面结合附图对本发明一种预加扭矩的三叉式万向联轴器试验台做进一步描述。
如图1、2、3、4、5、6、7、8、9所示,一种预加扭矩的三叉式万向联轴器试验台,包括:封闭回路装置1,制动装置2,加载装置3;所述封闭回路装置1安装固定在试验台底座上,将所述制动装置2在所述封闭回路装置1右侧安装固定在试验台底座上,且所述封闭回路装置1中的直齿圆柱外齿轮B15与所述制动装置2中的直齿圆柱外齿轮E22啮合,将所述加载装置3在所述封闭回路装置1右侧安装固定在试验台底座上,且所述封闭回路装置1中的加载大齿轮17与所述加载装置3中的加载小齿轮A36啮合。所述封闭回路装置1包括:卧式电机11,牙嵌式离合器12,直齿圆柱外齿轮13,直齿圆柱外齿轮A14,直齿圆柱外齿轮B15,牙嵌式离合器A16,加载大齿轮17,加载小齿轮18,三叉杆滑块式双联联轴器A19,扭矩传感器110,刚性联轴器111,三叉杆滑块式双联联轴器B112,直齿圆柱外齿轮C113,直齿圆柱外齿轮D114,角度调节装置115;所述卧式电机11通过螺栓螺母固定在试验台底座上,所述卧式电机11的轴与所述牙嵌式离合器12的一端通过花键连接,所述牙嵌式离合器12的另一端与所述直齿圆柱外齿轮13的阶梯轴连接,周向用普通平键连接,轴向通过圆螺母固定,在所述直齿圆柱外齿轮13的右侧安装带立式座轴承,带立式座轴承用螺栓螺母固定在试验台底座上,对阶梯轴起到支撑的作用,避免所述直齿圆柱外齿轮13过度悬臂,然后通过阶梯轴连接所述扭矩传感器110的左端,用键连接,所述扭矩传感器用螺栓螺母安装在试验台底座上,所述扭矩传感器110通过所述刚性联轴器111、带立式座轴承与所述三叉杆滑块式双联联轴器B112的输入轴1123连接,所述三叉杆滑块式双联联轴器B112的输入轴1123另一端安装所述直齿圆柱外齿轮C113上,轴向用普通平键连接,径向通过圆螺母加止动垫圈固定,在所述三叉杆滑块式双联联轴器B112和所述直齿圆柱外齿轮C113之间安装带立式座轴承,带立式座轴承用螺栓螺母固定在所述角度调节装置115的平移板1151上;两个带立式座轴承对齐安装固定在所述平移板1151上,所述三叉杆滑块式双联联轴器A19一端通过带立式座轴承与所述直齿圆柱外齿轮D114连接,轴向通过普通平键连接,径向通过圆螺母加止动垫圈固定,所述直齿圆柱外齿轮C113与所述直齿圆柱外齿轮D114啮合;所述三叉杆滑块式双联联轴器A19的另一端输入轴通过带立式座轴承与所述加载小齿轮18连接,通过套筒间隔一段距离再与所述加载大齿轮17连接,所述三叉杆滑块式双联联轴器A19的轴端安装带立式座轴承上,通过带立式座轴承与所述牙嵌式离合器A16的轴端连接,所述牙嵌式离合器A16的另一端通过阶梯轴与所述直齿圆柱外齿轮B15连接,所述直齿圆柱外齿轮B15的阶梯轴左侧通过带立式座轴承与所述直齿圆柱外齿轮A14连接,带立式座轴承固定安装在试验台底座上,所述直齿圆柱外齿轮A14与所述直齿圆柱外齿轮13啮合,从而将整个连接结构构成回字形,完成封闭式连接;所述三叉杆滑块式双联联轴器B112包括:连接杆结构1121,圆弧滑块1122,输入轴1123;所述连接杆结构1121包括:伸缩杆11211,圆柱叉杆11212,旋转关节11213;所述连接杆结构1121为对称结构,所述伸缩杆11211为可伸缩式圆柱形杆,所述伸缩杆11211由圆形滑套和圆杆组成,一个圆形滑套和圆杆为一组,共两组,所述圆形滑套内圈360°均分加工有三个凹形的滑道,从起始端加工到距离末端1/5处,在起始端外圈加工有凸台,凸台加工有螺纹孔,所述圆杆在2/3长度的外圆表面360°均分加工有三个凸形的滑条,另外的1/3长度依然为圆形,所述圆杆的1/3端从所述圆形滑套内圈的起始端装入,从所述圆形滑套内圈的末端伸出,且所述圆杆的凸形滑条正好对齐按在所述圆形滑套的凹形滑道里,将两组安装好以后,两个所述圆形滑套外圈的凸台上的螺纹孔对齐,用螺栓螺母固定,所述圆杆1/3长度一端与所述圆柱叉杆11212安装固定,所述圆柱叉杆11212为圆形,在圆柱侧面的分别加工出3根短杆,按圆周360°均匀分布,短杆顶端安装所述旋转关节11213,所述输入轴1123由圆形底盘和3块圆形板组成,圆形板两侧加工有凹形滑道,三块圆形板均等的焊接在圆形底盘表面,所述圆弧滑块1122为圆弧形,在圆弧形中心位置加工有圆形槽,将所述圆弧滑块1122安装在所述输入轴1123的圆形板上的凹形滑道内,将所述连接杆结构1121一端的所述旋转关节11213安装在所述圆弧滑块1122的圆形槽内,另一侧同理安装;所述角度调节装置115包括:平移板1151,底座1152,卧式电机A1153,导杆基座1154,T型结构1155;所述底座1152为矩形结构,在其表面加工有两条凹形轨道,所述平移板1151为矩形结构,在长边底面安装有两排滑轮,且侧面焊接有三个U型架并加工有通孔,然后将所述平移板1151安装在所述底座1152上,此时所述平移板1151底部的滑轮正好安装在所述底座1152的凹形轨道内,所述导杆基座1154由一根导杆和两根竖杆组成,导杆为方形,焊接在两根竖杆的顶部,两根竖杆固定在试验台底座上,所述T型结构1155由一根齿条和三根方形杆组成,齿条一端面加工有齿,方形杆一端加工有圆孔,另一端加工有方形孔,将齿条另一端面焊接在方形杆的一端,三根方形杆未焊接齿条一端的圆孔与所述平移板1151上的三个U型架的通孔对齐,用螺栓螺母固定,方形杆焊接齿条一端的方形孔安装在所述导杆基座1154的导杆上,所述卧式电机A1153轴上安装齿轮,齿轮与所述T型结构1155的齿条配合,所述卧式电机A1153用螺栓螺母固定安装在试验台底座上;所述制动装置2包括:张紧机构21,直齿圆柱外齿轮E22,齿轮23;带立式座轴承安装在试验台底座上,所述直齿圆柱外齿轮E22安装在阶梯轴的一端,且与所述封闭回路装置1的直齿圆柱外齿轮B15啮合,所述齿轮23安装在阶梯轴的另一端,阶梯轴中间安在带立式座轴承上起支撑作用;所述张紧机构21包括:框架结构211,拱形板212,输出轴213,连杆I214,连杆II215,连杆III216,厚板217,驱动杆218,电机A219,电机B2110;所述框架结构211为横板和L形板焊接而成,横板将两个L形板连接成整体,焊接对称的整体框架结构,L形板的顶面通过螺栓连接在试验台底座上,在对称L形板的侧面连接在所述拱形板212的侧面,将所述拱形板212固定,所述拱形板212整体为拱形,中间加工有光滑圆形通孔,正面底部焊接有对称的两块凸台,凸台中上部开孔,所述输出轴213由光滑圆柱和半圆形耳板焊接而成,光滑圆柱顶部焊接有凸台,凸台中间开孔,光滑圆柱底部焊接在半圆形耳板上,且半圆形板的方形面呈水平状态,将所述输出轴213的光滑圆柱安在所述拱形板212的光滑圆形通孔内;所述连杆Ⅰ214为方杆,两端焊接小圆柱体,所述连杆Ⅱ215为方杆,侧面中间加工有通孔,一端侧面焊接两个小圆柱体,另一端侧面焊接一个小圆柱体,所述连杆Ⅲ216为方杆,两端加工有光滑通孔,所述驱动杆218由圆柱体和齿条焊接而成,在圆柱体的一端侧面对称焊接两个小圆柱体,另一端顶面焊接在齿条的顶面,齿条两侧面加工有齿,所述厚板217焊接在试验台底座的底面,中间加工有通孔,所述连杆Ⅰ214一端的小圆柱体按在所述输出轴213的拱形凸台的通孔里,另一端的小圆柱体按在所述连杆Ⅱ215中间的通孔,所述连杆Ⅱ215一端的两个小圆柱体安在所述拱形板212的对称的两块肋板的光滑通孔里,另一端的一个小圆柱体安在所述连杆Ⅲ216一端的光滑通孔里,完成了所述框架结构211一端的安装,由于所述拱形板212,输出轴213,连杆Ⅰ214,连杆Ⅱ215,连杆Ⅲ216关于所述框架结构211的横板中心面对称,所以另一端也是同理安装,此时所述两个连杆Ⅲ216的另一端的光滑通孔对齐,并且将所述驱动杆218的两个小圆柱体安在两个连杆Ⅲ216的光滑通孔里,所述驱动杆218的圆柱体正好穿过所述厚板217的光滑通孔,所述电机A219、电机B2110安装在所述厚板217的底面上,且关于所述驱动杆218对称,在所述电机A219、电机B2110轴上安装齿轮,恰好两齿轮与所述驱动杆218的齿条侧面的齿啮合;所述加载装置3包括:卧式电机B31,T形板32,圆柱凸轮33,方向杆34,导向杆机构35,加载小齿轮A36,加载大齿轮A37,外齿圆杆38,内齿套筒39,卧式电机C310;所述T形板32为T形,上部加工有轴承座孔,两块所述T形板32的轴承座孔安装轴承连接阶梯轴,将一块铁板焊接在一个所述T形板32外侧,将所述卧式电机B31安装在铁板上,通过刚性联轴器连接阶梯轴与所述卧式电机B31轴,并且在所述T形板32之间的阶梯轴上安装所述圆柱凸轮33,轴向用螺母固定,周向用键固定,所述圆柱凸轮33侧面加工有螺旋的滑道,所述导向杆机构35由导向杆和两个支座焊接而成,并且支座在所述T形板32右侧水平对齐固定在试验台底座上,所述方向杆34由长方形板、圆柱杆和球体组成,长方形板两端加工有两个通孔,圆柱杆一端面焊接球体,另一端面与焊接在长方形板一端面焊接在一起,将所述方向杆34靠近圆柱杆的通孔安装在所述导向杆机构35的导向杆上,且所述方向杆34上的球体卡在所述圆柱凸轮33侧面螺旋的滑道内,所述方向杆34的另一通孔安装所述内齿套筒39,所述内齿套筒39为圆环结构,从一端到另一端内圈有一圈齿,外圈中间加工有圆形的凹槽,在所述内齿套筒39外圈的凹槽上安装所述方向杆34的另一通孔,且在所述内齿套筒39外圈左端安装所述加载小齿轮A36,右侧安装所述加载大齿轮A37,所述内齿套筒39与所述加载小齿轮A36、加载大齿轮A37轴向用螺母固定,周向用键固定,此时所述加载小齿轮A36与所述加载大齿轮17啮合,所述加载大齿轮A37与所述加载小齿轮18啮合,所述外齿圆杆38为阶梯轴,从一端到另一端外表面加工有一圈齿,将所述外齿圆杆38安装在所述内齿套筒39上,所述外齿圆杆38表面的齿与所述内齿套筒39内圈的齿啮合,将两个带立式座轴承安装在所述外齿圆杆38的两端,用螺母螺栓固定在试验台底座上,通过刚性联轴器将所述卧式电机C310的轴与所述外齿圆杆38连接,在右侧带立式座轴承侧面焊接一铁板,将所述卧式电机C310用螺母螺栓固定在铁板上。
如图1、2、3、4、5、6、7、8、9所示,本发明一种预加扭矩的三叉式万向联轴器试验台的具体工作步骤如下:卧式电机A1153转动,通过齿轮与所述T型结构1155的齿条配合带动平移板1151在底座1152上来回滑动,使得封闭回路装置1的三叉杆滑块式双联联轴器B112的连接杆结构1121的伸缩杆11211实现伸长和缩短,旋转关节11213在圆弧滑块1122的圆形槽内以球面副的方式运动,圆弧滑块1122同时在输入轴1123的圆形板上的凹形滑道内滑动,从而实现所述封闭回路装置1的三叉杆滑块式双联联轴器B112角度的调节;电机A219顺时针转动,电机B2110逆时针转动,带动驱动杆218向下运动,通过连杆Ⅰ214,连杆Ⅱ215,连杆Ⅲ216的连杆结构,从而带动输出轴213加紧齿轮24;松开牙嵌式离合器12、牙嵌式离合器A16,卧式电机B31启动顺时针转动,通过联轴器与阶梯轴连接带动圆柱凸轮33转动,因为方向杆34的球体卡在所述圆柱凸轮33的侧面螺旋的滑道内,所以使得所述方向杆34在导向杆机构35上向右滑动,从而带动内齿套筒39在外齿圆杆38上向右滑动,实现了加载小齿轮A36、加载大齿轮A37的向右移动,此时所述封闭回路装置1中的加载小齿轮18与所述加载装置3中的加载大齿轮A37啮合,关闭所述卧式电机B31,启动卧式电机C310,通过联轴器连接所述外齿圆杆38转动,所述加载小齿轮A36、加载大齿轮A37转动,开始快速加载扭矩;当扭矩传感器110上显示的扭矩数值块接近预设值时,关闭卧式电机C310,开启所述卧式电机B31逆时针转动,所述加载小齿轮A36、加载大齿轮A37向左移动,此时所述封闭回路装置1中的加载大齿轮17与所述加载装置3中的所述加载小齿轮A36啮合,关闭所述卧式电机B31,启动所述卧式电机C310,所述加载小齿轮A36、加载大齿轮A37转动,开始缓慢加载扭矩,直到所述扭矩传感器110上显示的扭矩数值与预设值相等,关闭所述卧式电机C310,闭合所述牙嵌式离合器12、牙嵌式离合器A16,启动所述卧式电机B31顺时针转动,直到所述加载装置3中的加载小齿轮A36、加载大齿轮A37与所述封闭回路装置1中的加载大齿轮17、加载小齿轮18不接触时,所述卧式电机B31停止转动,最终完成扭矩加载;所述电机A219逆时针转动,所述电机B2110顺时针转动,带动所述驱动杆218向上运动,通过所述连杆Ⅰ214,连杆Ⅱ215,连杆Ⅲ216的连杆结构,从而带动所述输出轴213松开所述的齿轮23;启动卧式电机11,通过所述牙嵌式离合器12闭合连接阶梯轴带动所述直齿圆柱外齿轮13转动,此时并联的两条回路同时转动,一边带动啮合的直齿圆柱外齿轮A14转动,使得所述直齿圆柱外齿轮B15转动,由于所述牙嵌式离合器A16闭合连接两个阶梯轴,从而所述加载大齿轮17、加载小齿轮18转动,通过三叉杆滑块式双联联轴器A19连接带动直齿圆柱外齿轮D114转动,另一边通过所述扭矩传感器110、刚性联轴器111、三叉杆滑块式双联联轴器B112的连接带动直齿圆柱外齿轮C113转动,并且所述直齿圆柱外齿轮C113与所述直齿圆柱外齿轮D114啮合,实现闭合回路转动。
本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
Claims (4)
1.一种预加扭矩的三叉式万向联轴器试验台,其特征在于,包括:封闭回路装置(1),制动装置(2),加载装置(3);所述封闭回路装置(1)安装固定在试验台底座上,将所述制动装置(2)在所述封闭回路装置(1)右侧安装固定在试验台底座上,且所述封闭回路装置(1)中的直齿圆柱外齿轮B(15)与所述制动装置(2)中的直齿圆柱外齿轮E(22)啮合,将所述加载装置(3)在所述封闭回路装置(1)右侧安装固定在试验台底座上,且所述封闭回路装置(1)中的加载大齿轮(17)与所述加载装置(3)中的加载小齿轮A(36)啮合;所述封闭回路装置(1)包括:卧式电机(11),牙嵌式离合器(12),直齿圆柱外齿轮(13),直齿圆柱外齿轮A(14),直齿圆柱外齿轮B(15),牙嵌式离合器A(16),加载大齿轮(17),加载小齿轮(18),三叉杆滑块式双联联轴器A(19),扭矩传感器(110),刚性联轴器(111),三叉杆滑块式双联联轴器B(112),直齿圆柱外齿轮C(113),直齿圆柱外齿轮D(114),角度调节装置(115);所述卧式电机(11)通过螺栓螺母固定在试验台底座上,所述卧式电机(11)的轴与所述牙嵌式离合器(12)的一端通过花键连接,所述牙嵌式离合器(12)的另一端与所述直齿圆柱外齿轮(13)的阶梯轴连接,周向用普通平键连接,轴向通过圆螺母固定,在所述直齿圆柱外齿轮(13)的右侧安装带立式座轴承,带立式座轴承用螺栓螺母固定在试验台底座上,对阶梯轴起到支撑的作用,避免所述直齿圆柱外齿轮(13)过度悬臂,然后通过阶梯轴连接所述扭矩传感器(110)的左端,用键连接,所述扭矩传感器用螺栓螺母安装在试验台底座上,所述扭矩传感器(110)通过所述刚性联轴器(111)、带立式座轴承与所述三叉杆滑块式双联联轴器B(112)的输入轴(1123)连接,所述三叉杆滑块式双联联轴器B(112)的输入轴(1123)另一端安装所述直齿圆柱外齿轮C(113)上,轴向用普通平键连接,径向通过圆螺母加止动垫圈固定,在所述三叉杆滑块式双联联轴器B(112)和所述直齿圆柱外齿轮C(113)之间安装带立式座轴承,带立式座轴承用螺栓螺母固定在所述角度调节装置(115)的平移板(1151)上;两个带立式座轴承对齐安装固定在所述平移板(1151)上,所述三叉杆滑块式双联联轴器A(19)一端通过带立式座轴承与所述直齿圆柱外齿轮D(114)连接,轴向通过普通平键连接,径向通过圆螺母加止动垫圈固定,所述直齿圆柱外齿轮C(113)与所述直齿圆柱外齿轮D(114)啮合;所述三叉杆滑块式双联联轴器A(19)的另一端输入轴通过带立式座轴承与所述加载小齿轮(18)连接,通过套筒间隔一段距离再与所述加载大齿轮(17)连接,所述三叉杆滑块式双联联轴器A(19)的轴端安装带立式座轴承上,通过带立式座轴承与所述牙嵌式离合器A(16)的轴端连接,所述牙嵌式离合器A(16)的另一端通过阶梯轴与所述直齿圆柱外齿轮B(15)连接,所述直齿圆柱外齿轮B(15)的阶梯轴左侧通过带立式座轴承与所述直齿圆柱外齿轮A(14)连接,带立式座轴承固定安装在试验台底座上,所述直齿圆柱外齿轮A(14)与所述直齿圆柱外齿轮(13)啮合,从而将整个连接结构构成回字形,完成封闭式连接;所述牙嵌式离合器A(16)闭合后,启动所述卧式电机(11),通过所述牙嵌式离合器(12)的闭合带动所述直齿圆柱外齿轮(13)转动,此时并联的两条回路同时转动,一边带动啮合的所述直齿圆柱外齿轮A(14)转动,使得直齿圆柱外齿轮B(15)转动,从而所述加载大齿轮(17),加载小齿轮(18)转动,通过所述三叉杆滑块式双联联轴器A(19)连接带动所述直齿圆柱外齿轮D(114)转动,另一边通过所述扭矩传感器(110),刚性联轴器(111),三叉杆滑块式双联联轴器B(112)的连接带动所述直齿圆柱外齿轮C(113)转动,实现闭合回路传动;所述角度调节装置(115)包括:平移板(1151),底座(1152),卧式电机A(1153),导杆基座(1154),T型结构(1155);所述底座(1152)为矩形结构,在其表面加工有两条凹形轨道,所述平移板(1151)为矩形结构,在长边底面安装有两排滑轮,且侧面焊接有三个U型架并加工有通孔,然后将所述平移板(1151)安装在所述底座(1152)上,此时所述平移板(1151)底部的滑轮正好安装在所述底座(1152)的凹形轨道内,所述导杆基座(1154)由一根导杆和两根竖杆组成,导杆为方形,焊接在两根竖杆的顶部,两根竖杆固定在试验台底座上,所述T型结构(1155)由一根齿条和三根方形杆组成,齿条一端面加工有齿,方形杆一端加工有圆孔,另一端加工有方形孔,将齿条另一端面焊接在方形杆的一端,三根方形杆未焊接齿条一端的圆孔与所述平移板(1151)上的三个U型架的通孔对齐,用螺栓螺母固定,方形杆焊接齿条一端的方形孔安装在所述导杆基座(1154)的导杆上,所述卧式电机A(1153)轴上安装齿轮,齿轮与所述T型结构(1155)的齿条配合,所述卧式电机A(1153)用螺栓螺母固定安装在试验台底座上;所述卧式电机A(1153)转动,通过齿轮与所述T型结构(1155)的齿条配合带动所述平移板(1151)在所述底座(1152)上来回滑动,使得并联的所述三叉杆滑块式双联联轴器A(19)与所述三叉杆滑块式双联联轴器B(112)角度可变,设为α;所述制动装置(2)包括:张紧机构(21),直齿圆柱外齿轮E(22),齿轮(23);带立式座轴承安装在试验台底座上,所述直齿圆柱外齿轮E(22)安装在阶梯轴的一端,且与所述封闭回路装置(1)的直齿圆柱外齿轮B(15)啮合,所述齿轮(23)安装在阶梯轴的另一端,阶梯轴中间安在带立式座轴承上起支撑作用。
2.如权利要求1所述的一种预加扭矩的三叉式万向联轴器试验台,其特征在于,所述三叉杆滑块式双联联轴器A(19)与所述三叉杆滑块式双联联轴器B(112)结构相同,所述三叉杆滑块式双联联轴器B(112)包括:连接杆结构(1121),圆弧滑块(1122),输入轴(1123);所述连接杆结构(1121)包括:伸缩杆(11211),圆柱叉杆(11212),旋转关节(11213);所述连接杆结构(1121)为对称结构,所述伸缩杆(11211)为可伸缩式圆柱形杆,所述伸缩杆(11211)由圆形滑套和圆杆组成,一个圆形滑套和圆杆为一组,共两组,所述圆形滑套内圈360°均分加工有三个凹形的滑道,从起始端加工到距离末端1/5处,在起始端外圈加工有凸台,凸台加工有螺纹孔,所述圆杆在2/3长度的外圆表面360°均分加工有三个凸形的滑条,另外的1/3长度依然为圆形,所述圆杆的1/3端从所述圆形滑套内圈的起始端装入,从所述圆形滑套内圈的末端伸出,且所述圆杆的凸形滑条正好对齐按在所述圆形滑套的凹形滑道里,将两组安装好以后,两个所述圆形滑套外圈的凸台上的螺纹孔对齐,用螺栓螺母固定,所述圆杆1/3长度一端与所述圆柱叉杆(11212)安装固定,所述圆柱叉杆(11212)为圆形,在圆柱侧面的分别加工出3根短杆,按圆周360°均匀分布,短杆顶端安装所述旋转关节(11213),所述输入轴(1123)由圆形底盘和3块圆形板组成,圆形板两侧加工有凹形滑道,三块圆形板均等的焊接在圆形底盘表面,所述圆弧滑块(1122)为圆弧形,在圆弧形中心位置加工有圆形槽,将所述圆弧滑块(1122)安装在所述输入轴(1123)的圆形板上的凹形滑道内,将所述连接杆结构(1121)一端的所述旋转关节(11213)安装在所述圆弧滑块(1122)的圆形槽内,另一侧同理安装;所述连接杆结构(1121)的伸缩杆(11211)实现伸长和缩短,所述旋转关节(11213)在所述圆弧滑块(1122)的圆形槽内以球面副的方式运动,所述圆弧滑块(1122)同时在所述输入轴(1123)的圆形板上的凹形滑道内滑动,从而实现所述三叉杆滑块式双联联轴器B(112)角度的调节。
3.如权利要求1所述的一种预加扭矩的三叉式万向联轴器试验台,其特征在于,所述张紧机构(21)包括:框架结构(211),拱形板(212),输出轴(213),连杆I(214),连杆II(215),连杆III(216),厚板(217),驱动杆(218),电机A(219),电机B(2110);所述框架结构(211)为横板和L形板焊接而成,横板将两个L形板连接成整体,焊接对称的整体框架结构,L形板的顶面通过螺栓连接在试验台底座上,在对称L形板的侧面连接在所述拱形板(212)的侧面,将所述拱形板(212)固定,所述拱形板(212)整体为拱形,中间加工有光滑圆形通孔,正面底部焊接有对称的两块凸台,凸台中上部开孔,所述输出轴(213)由光滑圆柱和半圆形耳板焊接而成,光滑圆柱顶部焊接有凸台,凸台中间开孔,光滑圆柱底部焊接在半圆形耳板上,且半圆形板的方形面呈水平状态,将所述输出轴(213)的光滑圆柱安在所述拱形板(212)的光滑圆形通孔内;所述连杆Ⅰ(214)为方杆,两端焊接小圆柱体,所述连杆Ⅱ(215)为方杆,侧面中间加工有通孔,一端侧面焊接两个小圆柱体,另一端侧面焊接一个小圆柱体,所述连杆Ⅲ(216)为方杆,两端加工有光滑通孔,所述驱动杆(218)由圆柱体和齿条焊接而成,在圆柱体的一端侧面对称焊接两个小圆柱体,另一端顶面焊接在齿条的顶面,齿条两侧面加工有齿,所述厚板(217)焊接在试验台底座的底面,中间加工有通孔,所述连杆Ⅰ(214)一端的小圆柱体按在所述输出轴(213)的拱形凸台的通孔里,另一端的小圆柱体按在所述连杆Ⅱ(215)中间的通孔,所述连杆Ⅱ(215)一端的两个小圆柱体安在所述拱形板(212)的对称的两块肋板的光滑通孔里,另一端的一个小圆柱体安在所述连杆Ⅲ(216)一端的光滑通孔里,完成了所述框架结构(211)一端的安装,由于所述拱形板(212),输出轴(213),连杆Ⅰ(214),连杆Ⅱ(215),连杆Ⅲ(216)关于所述框架结构(211)的横板中心面对称,所以另一端也是同理安装,此时所述两个连杆Ⅲ(216)的另一端的光滑通孔对齐,并且将所述驱动杆(218)的两个小圆柱体安在两个连杆Ⅲ(216)的光滑通孔里,所述驱动杆(218)的圆柱体正好穿过所述厚板(217)的光滑通孔,所述电机A(219)、电机B(2110)安装在所述厚板(217)的底面上,且关于所述驱动杆(218)对称,在所述电机A(219)、电机B(2110)轴上安装齿轮,恰好两齿轮与所述驱动杆(218)的齿条侧面的齿啮合;所述电机A(219)顺时针转动,所述电机B(2110)逆时针转动,带动所述驱动杆(218)向下运动,通过所述连杆Ⅰ(214),连杆Ⅱ(215),连杆Ⅲ(216)的连杆结构,从而带动所述输出轴(213)加紧所述的齿轮(23),相反,所述电机A(219)逆时针转动,所述电机B(2110)顺时针转动,从而带动所述输出轴(213)松开所述齿轮(23)。
4.如权利要求1所述的一种预加扭矩的三叉式万向联轴器试验台,其特征在于,所述加载装置(3)包括:卧式电机B(31),T形板(32),圆柱凸轮(33),方向杆(34),导向杆机构(35),加载小齿轮A(36),加载大齿轮A(37),外齿圆杆(38),内齿套筒(39),卧式电机C(310);所述T形板(32)为T形,上部加工有轴承座孔,两块所述T形板(32)的轴承座孔安装轴承连接阶梯轴,将一块铁板焊接在一个所述T形板(32)外侧,将所述卧式电机B(31)安装在铁板上,通过刚性联轴器连接阶梯轴与所述卧式电机B(31)轴,并且在所述T形板(32)之间的阶梯轴上安装所述圆柱凸轮(33),轴向用螺母固定,周向用键固定,所述圆柱凸轮(33)侧面加工有螺旋的滑道,所述导向杆机构(35)由导向杆和两个支座焊接而成,并且支座在所述T形板(32)右侧水平对齐固定在试验台底座上,所述方向杆(34)由长方形板、圆柱杆和球体组成,长方形板两端加工有两个通孔,圆柱杆一端面焊接球体,另一端面与焊接在长方形板一端面焊接在一起,将所述方向杆(34)靠近圆柱杆的通孔安装在所述导向杆机构(35)的导向杆上,且所述方向杆(34)上的球体卡在所述圆柱凸轮(33)侧面螺旋的滑道内,所述方向杆(34)的另一通孔安装所述内齿套筒(39),所述内齿套筒(39)为圆环结构,从一端到另一端内圈有一圈齿,外圈中间加工有圆形的凹槽,在所述内齿套筒(39)外圈的凹槽上安装所述方向杆(34)的另一通孔,且在所述内齿套筒(39)外圈左端安装所述加载小齿轮A(36),右侧安装所述加载大齿轮A(37),所述内齿套筒(39)与所述加载小齿轮A(36)、加载大齿轮A(37)轴向用螺母固定,周向用键固定,此时所述加载小齿轮A(36)与所述加载大齿轮(17)啮合,所述加载大齿轮A(37)与所述加载小齿轮(18)啮合,所述外齿圆杆(38)为阶梯轴,从一端到另一端外表面加工有一圈齿,将所述外齿圆杆(38)安装在所述内齿套筒(39)上,所述外齿圆杆(38)表面的齿与所述内齿套筒(39)内圈的齿啮合,将两个带立式座轴承安装在所述外齿圆杆(38)的两端,用螺母螺栓固定在试验台底座上,通过刚性联轴器将所述卧式电机C(310)的轴与所述外齿圆杆(38)连接,在右侧带立式座轴承侧面焊接一铁板,将所述卧式电机C(310)用螺母螺栓固定在铁板上;所述卧式电机B(31)启动,通过联轴器与阶梯轴连接带动所述圆柱凸轮(33)转动,因为所述方向杆(34)的球体卡在所述圆柱凸轮(33)的侧面螺旋的滑道内,所以使得所述方向杆(34)在所述导向杆机构(35)上左右滑动,从而带动所述内齿套筒(39)在所述外齿圆杆(38)上左右滑动,实现了所述加载小齿轮A(36)、加载大齿轮A(37)的左右移动,关闭所述卧式电机B(31),启动所述卧式电机C(310),通过联轴器连接所述外齿圆杆(38)转动,所述加载小齿轮A(36)、加载大齿轮A(37)转动,开始加载。
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