CN110657983B - 一种齿轮动/静态啮合刚度的测量试验平台及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种齿轮动/静态啮合刚度的测量试验平台，可通过旋转转动盘座调整好第一试验齿轮与第二试验齿轮之间的轴交角，通过推动第一支架沿滑轨滑动来调整好第一试验齿轮与第二试验齿轮之间的中心距，可适用于多种外啮合齿轮的测量。可通过第二转动锁紧机构固定第一试验齿轮的转动位置，然后通过转动锁紧结构固定好施力杠杆在第二试验齿轮上的转动位置，在施力杠杆上施加配重，为静态啮合刚度的测量提供试验平台；此外输出负载动力机构还可通过第二转轴对第二试验齿轮提供负载转矩，然后输入驱动动力机构通过第一转轴对第一试验齿轮提供输入动力转矩，为动态啮合刚度的测量提供试验平台，从而具备测量静态啮合刚度和动态啮合刚度的功能。

Description

一种齿轮动/静态啮合刚度的测量试验平台及测量方法

技术领域

本发明涉及机械工程设计与齿轮传动测试技术领域，特别涉及一种齿轮动/静态啮合刚度的测量试验平台及测量方法。

背景技术

齿轮***的振动、冲击和噪声特性是高性能齿轮传动关注的重点，啮合刚度的变化是引起齿轮***出现振动、冲击与噪声的主要因素之一，而齿轮之间的啮合分为静态和动态，静态啮合即是齿轮之间不相对转动，而动态啮合即是齿轮之间相对转动，但是目前用于齿轮啮合刚度试验测试的装置一般针对单一齿轮类型以及只能单独适用于动态啮合或者静态啮合，如发明专利“圆柱齿轮啮合刚度静态测量装置及测试方法(申请号：201810705041.9)”所公开的装置及方法，仅局限于圆柱齿轮的测量、静态啮合刚度的测量；发明专利“齿轮轮齿啮合刚度测量试验装置及其试验方法(申请号201810395049.X)”所公开的装置及方法，仅用于平行轴齿轮的测量、静态啮合刚度的测量，现有的测量装置不能同时具备静态啮合刚度与动态啮合刚度的测量，并且功能单一，适用性小，只能适用单一齿轮的啮合刚度测量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种齿轮动/静态啮合刚度的测量试验平台，具备测量静态啮合刚度和动态啮合刚度的功能，并可适用于多种外啮合齿轮。

本发明解决其技术问题的解决方案是：

根据本发明第一方面实施例的一种齿轮动/静态啮合刚度的测量试验平台，包括：

定位安装模块，包括固定板、转动盘座、第一支架、第二支架、第一转动锁紧机构和滑移定位机构，所述转动盘座的轴向呈竖向设置，所述转动盘座底端面的轴心与固定板转动连接，所述第一转动锁紧机构可固定所述转动盘座的转动位置，在所述转动盘座的顶端设有滑轨，所述滑轨的延伸方向与转动盘座顶端面的径向同向，所述第一支架的底部与滑轨滑动连接，所述滑移定位机构可固定第一支架的滑动位置，所述第二支架固定安装于转动盘座旁侧的固定板上；

两个试验齿轮，分为第一试验齿轮和第二试验齿轮，所述第一试验齿轮的轴心通过第一转轴与第一支架的上部转动连接，所述第一转轴与第一试验齿轮相对固定，所述第二试验齿轮通过第二转轴与第二支架的上部转动连接，所述第二转轴与第二试验齿轮相对固定，所述第一试验齿轮和第二试验齿轮啮合；

静态啮合索引模块，包括第二转动锁紧机构和转矩加载机构，所述第二转动锁紧机构设置于所述第一试验齿轮与所述第一支架之间，所述第二转动锁紧机构可固定所述第一试验齿轮的转动位置，所述转矩加载机构包括施力杠杆，所述施力杠杆的轴向与所述第二试验齿轮的径向一致，所述施力杠杆靠近第二试验齿轮轴心的一端与所述第二试验齿轮的侧壁之间设有转动锁紧结构，所述转动锁紧结构可固定所述施力杠杆的转动位置；

动态啮合动力模块，包括输入驱动动力机构和输出负载动力机构，所述输入驱动动力机构的输出端与第一转轴可拆卸传动连接，所述输出负载动力机构的输出端与第二转轴可拆卸传动连接。

根据本发明实施例的一种齿轮动/静态啮合刚度的测量试验平台，至少具有如下有益效果：可通过旋转转动盘座调整好第一试验齿轮与第二试验齿轮之间的轴交角，并通过第一转动锁紧机构固定好转动盘座的转动位置，通过推动第一支架沿滑轨滑动来调整好第一试验齿轮与第二试验齿轮之间的中心距，并通过滑移定位机构固定好第一支架的滑动位置，令第一试验齿轮与第二试验齿轮正常啮合，从而可适用于多种外啮合齿轮的测量，并且通过第二转动锁紧机构固定所述第一试验齿轮的转动位置，然后通过转动锁紧结构固定好所述施力杠杆在第二试验齿轮上的转动位置，然后在施力杠杆远离第二试验齿轮轴心的一端施加配重，使第一试验齿轮与第二试验齿轮处于静态啮合状态，为静态啮合刚度的测量提供试验平台；此外输出负载动力机构还可通过第二转轴对第二试验齿轮提供负载转矩，然后输入驱动动力机构通过第一转轴对第一试验齿轮提供输入动力转矩，使得第一试验齿轮与第二试验齿轮处于动态啮合状态，为动态啮合刚度的测量提供试验平台。

根据本发明的一些实施例，所述第二转动锁紧机构包括锁紧圆盘，所述锁紧圆盘固定安装于所述第一支架的上部，所述锁紧圆盘与第一试验齿轮同轴设置，在所述锁紧圆盘的侧壁上设有以锁紧圆盘的轴心为圆心环形阵列的一圈第一定位孔，在所述第一试验齿轮上设有第二定位孔，所述第二定位孔与对应的所述第一定位孔同轴设置，在所述第二定位孔与对应的所述第一定位孔之间插装有第一定位销轴；

所述转动锁紧结构包括设置于第二试验齿轮侧壁上的多对第三定位孔和设置于所述施力杠杆上的一对第四定位孔，每对所述第三定位孔关于第二试验齿轮的轴心中心对称，所有所述第三定位孔以第二试验齿轮的轴心为圆心呈环状间隔排列设置，一对所述第四定位孔沿施力杠杆的轴线呈间隔排列，一对所述第四定位孔与对应的一对所述第三定位孔一一对应同轴设置，在每个所述第四定位孔与对应的所述第三定位孔之间插装有第二定位销轴。

根据本发明的一些实施例，所述锁紧圆盘的侧壁上由内向外设有三圈所述第一定位孔，在同一圈相邻两个第一定位孔之间的间隔为6°，相邻两圈之间的相邻两个固定孔之间的间隔为2°，对应地在第一试验齿轮上设有三对所述第二定位孔，三对第二定位孔与三圈所述第一定位孔一一对应。

根据本发明的一些实施例，所述第一转动锁紧机构包括设有于固定板上的多个第五定位孔和设置于转动盘座上的第六定位孔，多个第五定位孔以转动盘座的旋转中心为圆心呈环状间隔排列设置，所述第六定位孔与对应的第五定位孔同轴设置，在所述第六定位孔与对应的第五定位孔之间插装有第三定位销轴。

根据本发明的一些实施例，所述输入驱动动力机构包括旋转底座、输入驱动电机、输入主动皮带轮、输入从动皮带轮、输入皮带，在所述旋转底座上设有多组固定槽孔，每组固定槽孔包括多个固定槽孔，多组固定槽孔以转动盘座底端面的轴心为圆心呈圆弧形分布，所述输入驱动电机通过对应的一组固定槽孔安装于旋转底座上，所述固定槽孔与输入驱动电机外壁之间通过螺栓螺母连接，所述输入从动皮带轮与第一转轴同轴可拆卸连接，所述输入主动皮带轮与输入驱动电机的输出轴同轴固定连接，所述输入皮带缠绕于输入主动皮带轮与输入从动皮带轮之间；

所述输出负载动力机构包括输出负载电机、输出主动皮带轮、输出从动皮带轮和输出皮带，所述输出主动皮带轮与输出负载电机的输出轴同轴固定连接，所述输出从动皮带轮与第二转轴同轴可拆卸连接，所述输出皮带缠绕于输出主动皮带轮与输出从动皮带轮之间。

根据本发明的一些实施例，所述固定槽孔呈条状，所述固定槽孔延伸的方向与转动盘座底端面的径向一致。

根据本发明的一些实施例，在所述滑轨上设有第一移动标尺，所述第一移动标尺沿滑轨延伸的方向设置，在所述转动盘座上设有角度标尺。

根据本发明的一些实施例，还包括试验台，所述固定板、输入驱动动力机构和输出负载动力机构均安装于试验台上，所述第一支架与第二支架呈左右间隔设置，所述第一转轴的轴线呈前后延伸，在所述第一支架与第二支架的前侧设有安装于试验台上的测量辅助架，所述测量辅助架包括两个呈竖向设置的支柱，两个支柱呈左右间隔排列设置，在所述支柱之间连接有呈左右延伸的安装杆，所述安装杆的左右两端分别与两个支柱滑动连接，所述安装杆可沿支柱上下移动后并固定，在所述安装杆上滑动安装有多个安装座，所述安装座可沿安装杆左右移动后并固定，在所述安装座上安装有测量传感器。

根据本发明第二方面实施例的一种齿轮静态啮合刚度的测量方法，采用以上所述的一种齿轮啮合刚度的测量试验平台；

包括以下步骤：

步骤1：将第一试验齿轮通过第一转轴可转动安装于第一支架上，将第二试验齿轮通过第二转轴可转动安装于第二支架上；

步骤2：通过旋转转动盘座调整好第一试验齿轮与第二试验齿轮之间的轴交角，再通过第一转动锁紧机构固定好转动盘座的转动位置，通过推动第一支架沿滑轨滑动来调整好第一试验齿轮与第二试验齿轮之间的中心距，再通过滑移定位机构固定好第一支架的滑动位置，令第一试验齿轮与第二试验齿轮正常啮合；

步骤3：通过第二转动锁紧机构固定所述第一试验齿轮的转动位置，并记录初始位置；

步骤4：通过转动锁紧结构固定好所述施力杠杆在第二试验齿轮上的转动位置，然后在施力杠杆远离第二试验齿轮轴心的一端施加配重，使第一试验齿轮与第二试验齿轮处于静态啮合状态；

步骤5：通过测量传感器测量第一试验齿轮与第二试验齿轮在该状态下的静态啮合刚度；

步骤6：通过第二转动锁紧机构松开第一试验齿轮，将第一试验齿轮转动设定的角度，再通过第二转动锁紧机构固定所述第一试验齿轮的转动位置，再测量调整后角度的静态啮合刚度；

步骤7：重复步骤，直至第一试验齿轮与第二试验齿轮完成整个啮合周期，绘制整个静态啮合刚度变化曲线。

根据本发明实施例的一种齿轮动态啮合刚度的测量方法，至少具有如下有益效果：实现齿轮副一个周期的啮合过程以及啮合位置变化时的转矩受力点的调整，便于施加转矩。

根据本发明第三方面实施例的一种齿轮静态啮合刚度的测量方法，采用以上所述的一种齿轮啮合刚度的测量试验平台；

包括以下步骤：

步骤一：将第一试验齿轮通过第一转轴可转动安装于第一支架上，将第二试验齿轮通过第二转轴可转动安装于第二支架上；

步骤二：通过旋转转动盘座调整好第一试验齿轮与第二试验齿轮之间的轴交角，再通过第一转动锁紧机构固定好转动盘座的转动位置，通过推动第一支架沿滑轨滑动来调整好第一试验齿轮与第二试验齿轮之间的中心距，再通过滑移定位机构固定好第一支架的滑动位置，令第一试验齿轮与第二试验齿轮正常啮合；

步骤三：把输入驱动动力机构的输出端与第一转轴传动连接，所述输出负载动力机构的输出端与第二转轴传动连接；

步骤四：首先输出负载动力机构通过第二转轴对第二试验齿轮提供负载转矩，然后输入驱动动力机构通过第一转轴对第一试验齿轮提供输入动力转矩，使得第一试验齿轮与第二试验齿轮稳定啮合转动，然后开始进行数据采集；

步骤六：根据实验步骤四采集到的实验数据，绘制动态啮合刚度变化曲线。

根据本发明实施例的一种齿轮动态啮合刚度的测量方法，至少具有如下有益效果：可实现对两个试验齿轮之间轴交角和中心距的调节，进而可适用于多种外啮合齿轮的动态啮合刚度测量，且结构简单、使用方便。

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

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1是本发明实施例的整体结构示意图；

图2是本发明实施例的整体分解图；

图3是本发明实施例的测量静态啮合刚度时的结构示意图；

图4是本发明实施例的测量动态啮合刚度时的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

参照图1至图4，这是本发明的实施例，具体地：

如图1和图2所示，一种齿轮动/静态啮合刚度的测量试验平台，包括：

定位安装模块100，包括固定板110、转动盘座120、第一支架130、第二支架140、第一转动锁紧机构和滑移定位机构，转动盘座120的轴向呈竖向设置，转动盘座120底端面的轴心与固定板110转动连接，第一转动锁紧机构可固定转动盘座120的转动位置，在转动盘座120的顶端设有滑轨121，滑轨121的延伸方向与转动盘座120顶端面的径向同向，第一支架130的底部与滑轨121滑动连接，滑移定位机构可固定第一支架130的滑动位置，第二支架140固定安装于转动盘座120旁侧的固定板110上；

两个试验齿轮，分为第一试验齿轮200和第二试验齿轮300，第一试验齿轮200的轴心通过第一转轴210与第一支架130的上部转动连接，第一转轴210与第一试验齿轮200相对固定，第二试验齿轮300通过第二转轴310与第二支架140的上部转动连接，第二转轴310与第二试验齿轮300相对固定，第一试验齿轮200和第二试验齿轮300啮合；

静态啮合索引模块，包括第二转动锁紧机构和转矩加载机构，第二转动锁紧机构设置于第一试验齿轮200与第一支架130之间，第二转动锁紧机构可固定第一试验齿轮200的转动位置，转矩加载机构包括施力杠杆400，施力杠杆400的轴向与第二试验齿轮300的径向一致，施力杠杆400靠近第二试验齿轮300轴心的一端与第二试验齿轮300的侧壁之间设有转动锁紧结构，转动锁紧结构可固定施力杠杆400的转动位置；

动态啮合动力模块，包括输入驱动动力机构500和输出负载动力机构600，输入驱动动力机构500的输出端与第一转轴210可拆卸传动连接，输出负载动力机构600的输出端与第二转轴310可拆卸传动连接。

可通过旋转转动盘座120调整好第一试验齿轮200与第二试验齿轮300之间的轴交角，并通过第一转动锁紧机构固定好转动盘座120的转动位置，通过推动第一支架130沿滑轨121滑动来调整好第一试验齿轮200与第二试验齿轮300之间的中心距，并通过滑移定位机构固定好第一支架130的滑动位置，令第一试验齿轮200与第二试验齿轮300正常啮合，从而可适用于多种外啮合齿轮的测量，并且通过第二转动锁紧机构固定第一试验齿轮200的转动位置，然后通过转动锁紧结构固定好施力杠杆400在第二试验齿轮300上的转动位置，然后在施力杠杆400远离第二试验齿轮300轴心的一端施加配重，使第一试验齿轮200与第二试验齿轮300处于静态啮合状态，为静态啮合刚度的测量提供试验平台；此外输出负载动力机构600还可通过第二转轴310对第二试验齿轮300提供负载转矩，然后输入驱动动力机构500通过第一转轴210对第一试验齿轮200提供输入动力转矩，使得第一试验齿轮200与第二试验齿轮300处于动态啮合状态，为动态啮合刚度的测量提供试验平台。

在本发明的一些实施例中，第二转动锁紧机构包括锁紧圆盘410，述锁紧圆盘410固定安装于第一支架130的上部，锁紧圆盘410与第一试验齿轮200同轴设置，在锁紧圆盘410的侧壁上设有以锁紧圆盘410的轴心为圆心环形阵列的一圈第一定位孔411，在第一试验齿轮200上设有第二定位孔220，第二定位孔220与对应的第一定位孔411同轴设置，在第二定位孔220与对应的第一定位孔411之间插装有第一定位销轴；当需要转动第一试验齿轮200时，拔出第一定位销轴，旋转第一试验齿轮200一定的角度后，并第二定位孔220与对应的第一定位孔411同轴时，再把第一定位销轴插装于第二定位孔220与对应的第一定位孔411之间，实现对第一试验齿轮200位置的固定。

转动锁紧结构包括设置于第二试验齿轮300侧壁上的多对第三定位孔320和设置于施力杠杆400上的一对第四定位孔420，每对第三定位孔320关于第二试验齿轮300的轴心中心对称，所有第三定位孔320以第二试验齿轮300的轴心为圆心呈环状间隔排列设置，一对第四定位孔420沿施力杠杆400的轴线呈间隔排列，一对第四定位孔420与对应的一对第三定位孔320一一对应同轴设置，在每个第四定位孔420与对应的第三定位孔320之间插装有第二定位销轴。当需要转动第二试验齿轮300或者调整施加转矩的大小时，可从第三定位孔320上拔出第二定位销轴，旋转第二试验齿轮300一定的角度后或者摆动施力杠杆400至一定的角度后，再把第二定位销轴插装于第四定位孔420与对应的第三定位孔320内，实现对施力杠杆400转动位置的固定，在其中一些实施例中，施力杠杆400远离第二试验齿轮300轴心的一端挂接有挂钩配重盘，通过调整挂钩配重盘挂接的位置或者放置不同的配重块来调整配重大小，既是调整施加转矩的大小，进而可满足不同的工况，进一步，在施力杠杆400上设有第二移动标尺，第二移动标尺沿施力杠杆400的轴向延伸设置，可为挂钩配重盘的挂接位置提供参考，为了便于观察，施力杠杆400一般水平设置。

在本发明的一些实施例中，锁紧圆盘410的侧壁上由内向外设有三圈第一定位孔411，在同一圈相邻两个第一定位孔411之间的间隔为6°，相邻两圈之间的相邻两个固定孔之间的间隔为2°，对应地在第一试验齿轮200上设有三对第二定位孔220，三对第二定位孔220与三圈第一定位孔411一一对应。通过三对第二定位孔220与有三圈第一定位孔411来实现对第一试验齿轮200转动位置的固定，一来可提高第一试验齿轮200固定的稳定性，进而可施加更大的转矩，二来可限定第一试验齿轮200转动的角度，每次转动的最小转动角度为2°。

在本发明的一些实施例中，第一转动锁紧机构包括设有于固定板110上的多个第五定位孔111和设置于转动盘座120上的第六定位孔122，多个第五定位孔111以转动盘座120的旋转中心为圆心呈环状间隔排列设置，第六定位孔122与对应的第五定位孔111同轴设置，在第六定位孔122与对应的第五定位孔111之间插装有第三定位销轴。当需要对转动盘座120锁紧定位时，通过第三定位销轴插装于第六定位孔122与对应的第五定位孔111之间，当需要旋转转动盘座时，拔出第三定位销轴即可，操作简单快速。在其中一些实施例中，滑移定位机构可为螺孔与定位螺丝配合的定位结构，在第一支架130底部设置螺孔，可拧入并拧紧定位螺丝，使得定位螺丝的内端与滑轨121抵接，从而可实现对第一支架130的固定。

在本发明的一些实施例中，输入驱动动力机构500包括旋转底座510、输入驱动电机520、输入主动皮带轮530、输入从动皮带轮540、输入皮带550，在旋转底座510上设有多组固定槽孔511，每组固定槽孔511包括多个固定槽孔511，多组固定槽孔511以转动盘座120底端面的轴心为圆心呈圆弧形分布，输入驱动电机520通过对应的一组固定槽孔511安装于旋转底座510上，固定槽孔511与输入驱动电机520外壁之间通过螺栓螺母连接，输入从动皮带轮540与第一转轴210同轴可拆卸连接，输入主动皮带轮530与输入驱动电机520的输出轴同轴固定连接，输入皮带550缠绕于输入主动皮带轮530与输入从动皮带轮540之间；输入驱动电机520通过输入主动皮带轮530、输入从动皮带轮540与输入皮带550之间的传动结构来对第一转轴210施加输入动力转矩，当调节两个试验齿轮的轴交角时，在旋转转动盘座120的同时也需要挪动输入驱动电机520，把输入驱动电机520安装于对应的一组固定槽孔511上，保持输入主动皮带轮530与输入从动皮带轮540的轴线平行，因为多组固定槽孔511以旋转转动盘座120底端面的轴心为圆心呈圆弧形分布。当调节两个试验齿轮的中心距时，因为输入驱动电机520通过螺栓螺母连接与固定槽孔511实现连接，而螺栓的外径小于固定槽孔511的内径，进可通过固定槽孔511的径向距离微调输入驱动电机520的位置，实现输入皮带550的预紧。

输出负载动力机构600包括输出负载电机610、输出主动皮带轮620、输出从动皮带轮630和输出皮带640，输出主动皮带轮620与输出负载电机610的输出轴同轴固定连接，输出从动皮带轮630与第二转轴310同轴可拆卸连接，输出皮带640缠绕于输出主动皮带轮620与输出从动皮带轮630之间。输出负载电机610通过输出主动皮带轮620、输出从动皮带轮630与输出皮带640之间的传动结构对第二转轴310施加负载转矩。

在本发明的一些实施例中，固定槽孔511呈条状，固定槽孔511延伸的方向与转动盘座120底端面的径向一致。在调节两个试验齿轮的中心距时，输入驱动电机520可沿固定槽孔511移动，进而可保持输入主动皮带轮530与输入从动皮带轮540的轴向相互平行。

在本发明的一些实施例中，在滑轨121上设有第一移动标尺，第一移动标尺沿滑轨121延伸的方向设置，在转动盘座120上设有角度标尺。角度标尺为两个试验齿轮之间的轴交角调节提供角度定位参考，第一移动标尺为两个试验齿轮之间的中心距调节提供定位参考。

在本发明的一些实施例中，还包括试验台，固定板110、输入驱动动力机构500和输出负载动力机构600均安装于试验台上，第一支架130与第二支架140呈左右间隔设置，第一转轴210的轴线呈前后延伸，在第一支架130与第二支架140的前侧设有安装于试验台上的测量辅助架700，测量辅助架700包括两个呈竖向设置的支柱710，两个支柱710呈左右间隔排列设置，在支柱710之间连接有呈左右延伸的安装杆720，安装杆720的左右两端分别与两个支柱710滑动连接，安装杆720可沿支柱710上下移动后并固定，在安装杆720上滑动安装有多个安装座730，安装座730可沿安装杆720左右移动后并固定，在安装座730上安装有测量传感器。可根据不同尺寸大小的试验齿轮在上下左右方向上调节测量传感器的安装位置，实现测量传感器在空间内的移动。

根据本发明实施例的一种齿轮静态啮合刚度的测量方法，如图3所示，采用以上一种齿轮啮合刚度的测量试验平台；

包括以下步骤：

步骤1：将第一试验齿轮200通过第一转轴210可转动安装于第一支架130上，将第二试验齿轮300通过第二转轴310可转动安装于第二支架140上；

步骤2：通过旋转转动盘座120调整好第一试验齿轮200与第二试验齿轮300之间的轴交角，再通过第一转动锁紧机构固定好转动盘座120的转动位置，通过推动第一支架130沿滑轨121滑动来调整好第一试验齿轮200与第二试验齿轮300之间的中心距，再通过滑移定位机构固定好第一支架130的滑动位置，令第一试验齿轮200与第二试验齿轮300正常啮合；

步骤3：通过第二转动锁紧机构固定第一试验齿轮200的转动位置，并记录初始位置；

步骤4：通过转动锁紧结构固定好施力杠杆400在第二试验齿轮300上的转动位置，然后在施力杠杆400远离第二试验齿轮300轴心的一端施加配重，使第一试验齿轮200与第二试验齿轮300处于静态啮合状态；

步骤5：通过测量传感器测量第一试验齿轮200与第二试验齿轮300在该状态下的静态啮合刚度；

步骤6：通过第二转动锁紧机构松开第一试验齿轮200，将第一试验齿轮200转动设定的角度，再通过第二转动锁紧机构固定第一试验齿轮200的转动位置，再测量调整后角度的静态啮合刚度；

步骤7：重复步骤6，直至第一试验齿轮200与第二试验齿轮300完成整个啮合周期，绘制整个静态啮合刚度变化曲线。

实现齿轮副一个周期的啮合过程以及啮合位置变化时的转矩受力点的调整，便于施加转矩。

根据本发明实施例的一种齿轮动态啮合刚度的测量方法，如图4所示，采用以上一种齿轮啮合刚度的测量试验平台；

包括以下步骤：

步骤一：将第一试验齿轮200通过第一转轴210可转动安装于第一支架130上，将第二试验齿轮300通过第二转轴310可转动安装于第二支架140上；

步骤二：通过旋转转动盘座120调整好第一试验齿轮200与第二试验齿轮300之间的轴交角，再通过第一转动锁紧机构固定好转动盘座120的转动位置，通过推动第一支架130沿滑轨121滑动来调整好第一试验齿轮200与第二试验齿轮300之间的中心距，再通过滑移定位机构固定好第一支架130的滑动位置，令第一试验齿轮200与第二试验齿轮300正常啮合；

步骤三：把输入驱动动力机构500的输出端与第一转轴210传动连接，输出负载动力机构600的输出端与第二转轴310传动连接；

步骤四：首先输出负载动力机构600通过第二转轴310对第二试验齿轮300提供负载转矩，然后输入驱动动力机构500通过第一转轴210对第一试验齿轮200提供输入动力转矩，使得第一试验齿轮200与第二试验齿轮300稳定啮合转动，然后开始进行数据采集；

步骤六：根据实验步骤四采集到的实验数据，绘制动态啮合刚度变化曲线。

可实现对两个试验齿轮之间轴交角和中心距的调节，进而可适用于多种外啮合齿轮的动态啮合刚度测量，且结构简单、使用方便。

以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种齿轮动/静态啮合刚度的测量试验平台，其特征在于：包括：

定位安装模块（100），包括固定板（110）、转动盘座（120）、第一支架（130）、第二支架（140）、第一转动锁紧机构和滑移定位机构，所述转动盘座（120）的轴向呈竖向设置，所述转动盘座（120）底端面的轴心与固定板（110）转动连接，所述第一转动锁紧机构可固定所述转动盘座（120）的转动位置，在所述转动盘座（120）的顶端设有滑轨（121），所述滑轨（121）的延伸方向与转动盘座（120）顶端面的径向同向，所述第一支架（130）的底部与滑轨（121）滑动连接，所述滑移定位机构可固定第一支架（130）的滑动位置，所述第二支架（140）固定安装于转动盘座（120）旁侧的固定板（110）上；

两个试验齿轮，分为第一试验齿轮（200）和第二试验齿轮（300），所述第一试验齿轮（200）的轴心通过第一转轴（210）与第一支架（130）的上部转动连接，所述第一转轴（210）与第一试验齿轮（200）相对固定，所述第二试验齿轮（300）通过第二转轴（310）与第二支架（140）的上部转动连接，所述第二转轴（310）与第二试验齿轮（300）相对固定，所述第一试验齿轮（200）和第二试验齿轮（300）啮合；

静态啮合索引模块，包括第二转动锁紧机构和转矩加载机构，所述第二转动锁紧机构设置于所述第一试验齿轮（200）与所述第一支架（130）之间，所述第二转动锁紧机构可固定所述第一试验齿轮（200）的转动位置，所述转矩加载机构包括施力杠杆（400），所述施力杠杆（400）的轴向与所述第二试验齿轮（300）的径向一致，所述施力杠杆（400）靠近第二试验齿轮（300）轴心的一端与所述第二试验齿轮（300）的侧壁之间设有转动锁紧结构，所述转动锁紧结构可固定所述施力杠杆（400）的转动位置；

动态啮合动力模块，包括输入驱动动力机构（500）和输出负载动力机构（600），所述输入驱动动力机构（500）的输出端与第一转轴（210）可拆卸传动连接，所述输出负载动力机构（600）的输出端与第二转轴（310）可拆卸传动连接；

还包括试验台，所述固定板（110）、输入驱动动力机构（500）和输出负载动力机构（600）均安装于试验台上，所述第一支架（130）与第二支架（140）呈左右间隔设置，所述第一转轴（210）的轴线呈前后延伸，在所述第一支架（130）与第二支架（140）的前侧设有安装于试验台上的测量辅助架（700），所述测量辅助架（700）包括两个呈竖向设置的支柱（710），两个支柱（710）呈左右间隔排列设置，在所述支柱（710）之间连接有呈左右延伸的安装杆（720），所述安装杆（720）的左右两端分别与两个支柱（710）滑动连接，所述安装杆（720）可沿支柱（710）上下移动后并固定，在所述安装杆（720）上滑动安装有多个安装座（730），所述安装座（730）可沿安装杆（720）左右移动后并固定，在所述安装座（730）上安装有测量传感器。

2.根据权利要求1所述的一种齿轮动/静态啮合刚度的测量试验平台，其特征在于：

所述第二转动锁紧机构包括锁紧圆盘（410），所述锁紧圆盘（410）固定安装于所述第一支架（130）的上部，所述锁紧圆盘（410）与第一试验齿轮（200）同轴设置，在所述锁紧圆盘（410）的侧壁上设有以锁紧圆盘（410）的轴心为圆心环形阵列的一圈第一定位孔（411），在所述第一试验齿轮（200）上设有第二定位孔（220），所述第二定位孔（220）与对应的所述第一定位孔（411）同轴设置，在所述第二定位孔（220）与对应的所述第一定位孔（411）之间插装有第一定位销轴；

所述转动锁紧结构包括设置于第二试验齿轮（300）侧壁上的多对第三定位孔（320）和设置于所述施力杠杆（400）上的一对第四定位孔（420），每对所述第三定位孔（320）关于第二试验齿轮（300）的轴心中心对称，所有所述第三定位孔（320）以第二试验齿轮（300）的轴心为圆心呈环状间隔排列设置，一对所述第四定位孔（420）沿施力杠杆（400）的轴线呈间隔排列，一对所述第四定位孔（420）与对应的一对所述第三定位孔（320）一一对应同轴设置，在每个所述第四定位孔（420）与对应的所述第三定位孔（320）之间插装有第二定位销轴。

3.根据权利要求2所述的一种齿轮动/静态啮合刚度的测量试验平台，其特征在于：所述锁紧圆盘（410）的侧壁上由内向外设有三圈所述第一定位孔（411），在同一圈相邻两个第一定位孔（411）之间的间隔为6°，相邻两圈之间的相邻两个固定孔之间的间隔为2°，对应地在第一试验齿轮（200）上设有三对所述第二定位孔（220），三对第二定位孔（220）与三圈所述第一定位孔（411）一一对应。

4.根据权利要求1所述的一种齿轮动/静态啮合刚度的测量试验平台，其特征在于：

所述第一转动锁紧机构包括设有于固定板（110）上的多个第五定位孔（111）和设置于转动盘座（120）上的第六定位孔（122），多个第五定位孔（111）以转动盘座（120）的旋转中心为圆心呈环状间隔排列设置，所述第六定位孔（122）与对应的第五定位孔（111）同轴设置，在所述第六定位孔（122）与对应的第五定位孔（111）之间插装有第三定位销轴。

5.根据权利要求1所述的一种齿轮动/静态啮合刚度的测量试验平台，其特征在于：

所述输入驱动动力机构（500）包括旋转底座（510）、输入驱动电机（520）、输入主动皮带轮（530）、输入从动皮带轮（540）、输入皮带（550），在所述旋转底座（510）上设有多组固定槽孔（511），每组固定槽孔（511）包括多个固定槽孔（511），多组固定槽孔（511）以转动盘座（120）底端面的轴心为圆心呈圆弧形分布，所述输入驱动电机（520）通过对应的一组固定槽孔（511）安装于旋转底座（510）上，所述固定槽孔（511）与输入驱动电机（520）外壁之间通过螺栓螺母连接，所述输入从动皮带轮（540）与第一转轴（210）同轴可拆卸连接，所述输入主动皮带轮（530）与输入驱动电机（520）的输出轴同轴固定连接，所述输入皮带（550）缠绕于输入主动皮带轮（530）与输入从动皮带轮（540）之间；

所述输出负载动力机构（600）包括输出负载电机（610）、输出主动皮带轮（620）、输出从动皮带轮（630）和输出皮带（640），所述输出主动皮带轮（620）与输出负载电机（610）的输出轴同轴固定连接，所述输出从动皮带轮（630）与第二转轴（310）同轴可拆卸连接，所述输出皮带（640）缠绕于输出主动皮带轮（620）与输出从动皮带轮（630）之间。

6.根据权利要求5所述的一种齿轮动/静态啮合刚度的测量试验平台，其特征在于：

所述固定槽孔（511）呈条状，所述固定槽孔（511）延伸的方向与转动盘座（120）底端面的径向一致。

7.根据权利要求1所述的一种齿轮动/静态啮合刚度的测量试验平台，其特征在于：

在所述滑轨（121）上设有第一移动标尺，所述第一移动标尺沿滑轨（121）延伸的方向设置，在所述转动盘座（120）上设有角度标尺。

8.一种齿轮静态啮合刚度的测量方法，其特征在于：采用如权利要求1至7任意一项所述的一种齿轮动/静态啮合刚度的测量试验平台；

包括以下步骤：

步骤1：将第一试验齿轮（200）通过第一转轴（210）可转动安装于第一支架（130）上，将第二试验齿轮（300）通过第二转轴（310）可转动安装于第二支架（140）上；

步骤2：通过旋转转动盘座（120）调整好第一试验齿轮（200）与第二试验齿轮（300）之间的轴交角，再通过第一转动锁紧机构固定好转动盘座（120）的转动位置，通过推动第一支架（130）沿滑轨（121）滑动来调整好第一试验齿轮（200）与第二试验齿轮（300）之间的中心距，再通过滑移定位机构固定好第一支架（130）的滑动位置，令第一试验齿轮（200）与第二试验齿轮（300）正常啮合；

步骤3：通过第二转动锁紧机构固定所述第一试验齿轮（200）的转动位置，并记录初始位置；

步骤4：通过转动锁紧结构固定好所述施力杠杆（400）在第二试验齿轮（300）上的转动位置，然后在施力杠杆（400）远离第二试验齿轮（300）轴心的一端施加配重，使第一试验齿轮（200）与第二试验齿轮（300）处于静态啮合状态；

步骤5：通过测量传感器测量第一试验齿轮（200）与第二试验齿轮（300）在该状态下的静态啮合刚度；

步骤6：通过第二转动锁紧机构松开第一试验齿轮（200），将第一试验齿轮（200）转动设定的角度，再通过第二转动锁紧机构固定所述第一试验齿轮（200）的转动位置，再测量调整后角度的静态啮合刚度；

步骤7：重复步骤6，直至第一试验齿轮（200）与第二试验齿轮（300）完成整个啮合周期，绘制整个静态啮合刚度变化曲线。

9.一种齿轮动态啮合刚度的测量方法，其特征在于：采用如权利要求1至7任意一项所述的一种齿轮动/静态啮合刚度的测量试验平台；

包括以下步骤：

步骤一：将第一试验齿轮（200）通过第一转轴（210）可转动安装于第一支架（130）上，将第二试验齿轮（300）通过第二转轴（310）可转动安装于第二支架（140）上；

步骤二：通过旋转转动盘座（120）调整好第一试验齿轮（200）与第二试验齿轮（300）之间的轴交角，再通过第一转动锁紧机构固定好转动盘座（120）的转动位置，通过推动第一支架（130）沿滑轨（121）滑动来调整好第一试验齿轮（200）与第二试验齿轮（300）之间的中心距，再通过滑移定位机构固定好第一支架（130）的滑动位置，令第一试验齿轮（200）与第二试验齿轮（300）正常啮合；

步骤三：把输入驱动动力机构（500）的输出端与第一转轴（210）传动连接，所述输出负载动力机构（600）的输出端与第二转轴（310）传动连接；

步骤四：首先输出负载动力机构（600）通过第二转轴（310）对第二试验齿轮（300）提供负载转矩，然后输入驱动动力机构（500）通过第一转轴（210）对第一试验齿轮（200）提供输入动力转矩，使得第一试验齿轮（200）与第二试验齿轮（300）稳定啮合转动，然后开始进行数据采集；

步骤六：根据实验步骤四采集到的实验数据，绘制动态啮合刚度变化曲线。

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