CN202631169U - 手扶拖拉机配套旋耕机的扭矩测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种手扶拖拉机配套旋耕机的扭矩测试装置，包括箱体，所述箱体内设置有用于连接拖拉机和旋耕机的传动机构，所述传动机构包含一扭矩传感器、与拖拉机倒档齿轮相啮合的齿轮Ⅰ以及与旋耕机输入齿轮相啮合的齿轮Ⅳ，所述齿轮Ⅰ设置于轴Ⅰ上，所述轴Ⅰ的一端由箱体支撑，所述轴Ⅰ的另一端与轴Ⅱ的一端相连接，所述轴Ⅱ上设置有齿轮Ⅱ，所述齿轮Ⅱ与齿轮Ⅲ相啮合，所述齿轮Ⅲ设置于扭矩传感器的轴输入端上，所述扭矩传感器的轴输出端与轴Ⅲ的一端相连接，所述齿轮Ⅳ设置于轴Ⅲ上。本实用新型安装方便、快速且操作简单，无需改变被测手扶拖拉机和旋耕机的结构，就可以快速测定旋耕机的扭矩、转速和功耗。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种手扶拖拉机配套旋耕机的扭矩测试装置，属于农业机械测试领域。
背景技术
手扶拖拉机是我国广大农村，特别是南方地区最主要的农用动力机械，而旋耕机则是与之相配套的最重要的耕作机具之一。旋耕机作业能耗大，如何评判旋耕机本身性能的好坏以及与拖拉机配套是否合理，扭矩、转速和功耗是其评判的主要参数。旋耕机的最大扭矩、转速关系着旋耕机的工作能力、寿命和安全性。旋耕机的扭矩、转速和功耗参数还与旋耕机的结构参数（旋耕刀片的切削半径、旋耕机工作幅宽、旋耕刀片的数量以及在刀轴上的排列形式）、运动参数（旋耕刀片的圆周速度、机组的前进速度以及二者的比值）、性能参数（旋耕深度、刀片的切土节距和每把刀片的切土宽度）等相关，能否准确、实时地测出传动轴的扭矩和转速，对于评定手扶拖拉机旋耕机作业质量能否满足农艺要求和与手扶拖拉机的配套合理性，并考核样机是否达到设计要求具有非常重要的意义，此外对于及时发现传动轴的故障和改进设计也具有很重要的意义。
目前国内旋耕机扭矩测试主要仍采用在轴上贴应变片的传统方法。即应变片-应变仪测试旋耕机转速、扭矩和功耗。该方法直接在待测设备的传动轴贴片，即在旋耕机轴输入端圆周上每隔90°均布贴上电阻应变片，并接成全桥电路与集流环相接，同时和转速测试元件（霍尔元件或转速盘）测得的轴输出端转速信号输入动态应变仪，经动态应变仪的现场实时处理，得到旋耕机扭矩并计算出功耗。但是,这种扭矩测量方法极其繁琐，每测试一台机器必须在被测机器设备的传动轴贴片，费时、费力且重复性差。因此研发旋耕机转速、扭矩和功耗测试通用装置，改变目前“一机一贴”的状况是非常必要，具有重要的现实意义。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种操作简单、测量快速可靠、误差小且重复性好的手扶拖拉机配套旋耕机的扭矩测试装置。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种手扶拖拉机配套旋耕机的扭矩测试装置，包括箱体，所述箱体内设置有用于连接拖拉机和旋耕机的传动机构，所述传动机构包含一扭矩传感器。
进一步的，所述传动机构还包含与拖拉机倒档齿轮相啮合的齿轮Ⅰ以及与旋耕机输入齿轮相啮合的齿轮Ⅳ，所述齿轮Ⅰ设置于轴Ⅰ上，所述轴Ⅰ的一端由箱体支撑，所述轴Ⅰ的另一端与轴Ⅱ的一端相连接并由箱体支撑，所述轴Ⅱ的另一端由箱体支撑，所述轴Ⅱ上设置有齿轮Ⅱ，所述齿轮Ⅱ与齿轮Ⅲ相啮合，所述齿轮Ⅲ设置于扭矩传感器的轴输入端上，所述扭矩传感器的轴输入端由箱体支撑，所述扭矩传感器的轴输出端与轴Ⅲ的一端相连接，所述轴Ⅲ的另一端由箱体支撑，所述齿轮Ⅳ设置于轴Ⅲ上。
进一步的，所述齿轮Ⅰ通过平键与轴Ⅰ相连接，所述齿轮Ⅳ通过平键与轴Ⅲ相连接，所述齿轮Ⅰ与齿轮Ⅳ的齿顶之间存在间隙。
进一步的，所述轴Ⅰ和轴Ⅲ的结构尺寸相同，所述轴Ⅰ的另一端设置有花键槽，所述轴Ⅱ的一端设置有与轴Ⅰ的花键槽相配合的花键，所述轴Ⅲ的一端设置有花键槽，所述扭矩传感器的轴输出端设置有与轴Ⅲ的花键槽相配合的花键。
进一步的，所述齿轮Ⅱ和齿轮Ⅲ的结构尺寸相同，所述齿轮Ⅱ通过花键套Ⅰ与轴Ⅱ相连接，所述齿轮Ⅱ的花键槽与花键套Ⅰ的外花键相配合，所述轴Ⅱ的另一端设置有与花键套Ⅰ的内花键槽相配合的花键。
进一步的，所述齿轮Ⅲ通过花键套Ⅱ与扭矩传感器的轴输入端相连接，所述花键套Ⅰ和花键套Ⅱ的结构尺寸相同，所述齿轮Ⅲ的花键槽与花键套的外花键相配合Ⅱ，所述扭矩传感器的轴输入端设置有与花键套Ⅱ的内花键槽相配合的花键。
进一步的，所述齿轮Ⅰ和齿轮Ⅳ的齿数相同，所述齿轮Ⅱ与齿轮Ⅲ的齿数相同。
进一步的，所述箱体是由箱体Ⅰ和箱体Ⅱ通过螺栓连接而成。
进一步的，所述箱体Ⅰ的A面通过螺栓固定于拖拉机的变速箱体上，所述箱体Ⅰ的B面通过螺栓与旋耕机相连接。
与现有技术相比较，本实用新型具有以下优点：本实用新型针对手扶拖拉机旋耕机的扭矩测量研制出了通用的扭矩测试装置，该扭矩测试装置结构简单、操作方便、制造成本低、便于携带，测试时将该扭矩测量装置附装到机器的传动轴上，无需改变手扶拖拉机和旋耕机的结构，该测试方法可以快速可靠地进行测量扭矩、转速等参数以计算出旋耕机的扭矩、转速和功率，具有误差小、重复性好等优点；另外，本实用新型也可以用于测量手扶拖拉机配套的其它驱动式机具的扭矩，如驱动式圆盘犁、水田驱动耙等。
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的阐述。
附图说明
图1为测试装置的安装示意图。
图2为测试装置的整体结构图。
图3为传动结构图。
图4为轴Ⅰ和轴Ⅲ的结构图。
图5为轴Ⅱ的结构图。
图6为花键套Ⅰ和花键套Ⅱ的结构图。
图7为齿轮Ⅱ和齿轮Ⅲ的结构图。
图中：1-箱体Ⅰ，2、4、8、11、14、15、19、21-滚动轴承，3-齿轮Ⅰ，5-轴Ⅰ，6-箱体Ⅱ，7-轴Ⅱ，9-齿轮Ⅱ，10-花键套Ⅰ，12-齿轮Ⅲ，13-花键套Ⅱ，16-外罩，17-扭矩传感器，18-轴Ⅲ，20-齿轮Ⅳ，22-箱体连接螺栓螺母，23-扭矩传感器固定螺栓螺母，A-A面，B-B面。
具体实施方式
12马力级手扶拖拉机是我国广大农村，特别是南方地区最主要的农用动力机械，而旋耕机则是与之相配套的最重要的耕作机具之一。要测量12马力级手扶拖拉机配套的旋耕机扭矩，先拆下连接手扶拖拉机变速箱和旋耕机变速箱的螺栓，分离手扶拖拉机和旋耕机，再把该扭矩测试装置安装在手扶拖拉机与旋耕机原连接部位之间。
参考图1~7，一种手扶拖拉机配套旋耕机的扭矩测试装置，包括箱体，所述箱体内设置有用于连接拖拉机和旋耕机的传动机构，所述传动机构包含一扭矩传感器17、与拖拉机倒档齿轮相啮合的齿轮Ⅰ3以及与旋耕机输入齿轮相啮合的齿轮Ⅳ20，所述齿轮Ⅰ3设置于轴Ⅰ5上，所述轴Ⅰ5的一端由箱体支撑，所述轴Ⅰ5的另一端与轴Ⅱ7的一端相连接并由箱体支撑，所述轴Ⅱ7的另一端由箱体支撑，所述轴Ⅱ7上设置有齿轮Ⅱ9，所述齿轮Ⅱ9与齿轮Ⅲ12相啮合，所述齿轮Ⅲ12设置于扭矩传感器17的轴输入端上，所述扭矩传感器17的轴输入端由箱体支撑，所述扭矩传感器17的轴输出端与轴Ⅲ18的一端相连接，所述轴Ⅲ18的另一端由箱体支撑，所述齿轮Ⅳ20设置于轴Ⅲ18上。
在本实施例中，所述齿轮Ⅰ3通过平键与轴Ⅰ5相连接，所述齿轮Ⅳ20通过平键与轴Ⅲ18相连接，所述齿轮Ⅰ3与齿轮Ⅳ20的齿顶之间存在间隙；所述轴Ⅰ5和轴Ⅲ18的结构尺寸相同，所述轴Ⅰ5的另一端设置有花键槽，所述轴Ⅱ7的一端设置有与轴Ⅰ5的花键槽相配合的花键，所述轴Ⅲ18的一端设置有花键槽，所述扭矩传感器17的轴输出端设置有与轴Ⅲ18的花键槽相配合的花键。
在本实施例中，所述齿轮Ⅱ9和齿轮Ⅲ12的结构尺寸相同，所述齿轮Ⅱ9通过花键套Ⅰ10与轴Ⅱ7相连接，所述齿轮Ⅱ9的花键槽与花键套Ⅰ10的外花键相配合，所述轴Ⅱ7的另一端设置有与花键套Ⅰ10的内花键槽相配合的花键；所述齿轮Ⅲ12通过花键套Ⅱ13与扭矩传感器17的轴输入端相连接，所述花键套Ⅰ10和花键套Ⅱ13的结构尺寸相同，所述齿轮Ⅲ12的花键槽与花键套的外花键相配合Ⅱ，所述扭矩传感器17的轴输入端设置有与花键套Ⅱ13的内花键槽相配合的花键。
为了降低摩擦力，所述花键套Ⅰ10和花键套Ⅱ13的两端由箱体支撑，所述箱体与各零部件的支撑处均设置有滚动轴承。
为了使得该扭矩测试装置在安装前后均不改变拖拉机与旋耕机的传动比，所述齿轮Ⅰ3和齿轮Ⅳ20的齿数相同，所述齿轮Ⅱ9与齿轮Ⅲ12的齿数相同。
为了便于装配，所述箱体是由箱体Ⅰ1和箱体Ⅱ6通过螺栓连接而成，所述箱体Ⅰ1的A面通过螺栓固定于拖拉机的变速箱体上，所述箱体Ⅰ1的B面通过螺栓与旋耕机相连接，所述箱体Ⅱ6的***设置有外罩16。
该扭矩测试装置的测试方法按以下步骤进行：（1）安装时，通过螺栓使得箱体分别与拖拉机的变速箱体和旋耕机固定连接，将拖拉机的倒档齿轮与该扭矩测试装置的齿轮Ⅰ3相啮合，将旋耕机的输入齿轮与该扭矩测试装置的齿轮Ⅳ20相啮合；（2）测试时，拖拉机的倒档齿轮带动齿轮Ⅰ3旋转，齿轮Ⅰ3通过轴Ⅰ5和轴Ⅱ7带动齿轮Ⅱ9旋转，齿轮Ⅱ9通过齿轮Ⅲ12驱动扭矩传感器17的轴输入端，扭矩传感器17的轴输出端通过轴Ⅲ18带动齿轮Ⅳ20旋转，齿轮Ⅳ20通过旋耕机的输入齿轮进而驱动旋耕机，此时扭矩传感器17通过测量加载在其自身轴上的扭矩、转速等参数，从而计算出旋耕机的扭矩、转速和功耗。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。
Claims (9)
1.一种手扶拖拉机配套旋耕机的扭矩测试装置，其特征在于：包括箱体，所述箱体内设置有用于连接拖拉机和旋耕机的传动机构，所述传动机构包含一扭矩传感器。
2.根据权利要求1所述的手扶拖拉机配套旋耕机的扭矩测试装置，其特征在于：所述传动机构还包含与拖拉机倒档齿轮相啮合的齿轮Ⅰ以及与旋耕机输入齿轮相啮合的齿轮Ⅳ，所述齿轮Ⅰ设置于轴Ⅰ上，所述轴Ⅰ的一端由箱体支撑，所述轴Ⅰ的另一端与轴Ⅱ的一端相连接并由箱体支撑，所述轴Ⅱ的另一端由箱体支撑，所述轴Ⅱ上设置有齿轮Ⅱ，所述齿轮Ⅱ与齿轮Ⅲ相啮合，所述齿轮Ⅲ设置于扭矩传感器的轴输入端上，所述扭矩传感器的轴输入端由箱体支撑，所述扭矩传感器的轴输出端与轴Ⅲ的一端相连接，所述轴Ⅲ的另一端由箱体支撑，所述齿轮Ⅳ设置于轴Ⅲ上。
3.根据权利要求2所述的手扶拖拉机配套旋耕机的扭矩测试装置，其特征在于：所述齿轮Ⅰ通过平键与轴Ⅰ相连接，所述齿轮Ⅳ通过平键与轴Ⅲ相连接，所述齿轮Ⅰ与齿轮Ⅳ的齿顶之间存在间隙。
4.根据权利要求3所述的手扶拖拉机配套旋耕机的扭矩测试装置，其特征在于：所述轴Ⅰ和轴Ⅲ的结构尺寸相同，所述轴Ⅰ的另一端设置有花键槽，所述轴Ⅱ的一端设置有与轴Ⅰ的花键槽相配合的花键，所述轴Ⅲ的一端设置有花键槽，所述扭矩传感器的轴输出端设置有与轴Ⅲ的花键槽相配合的花键。
5.根据权利要求2或4所述的手扶拖拉机配套旋耕机的扭矩测试装置，其特征在于：所述齿轮Ⅱ和齿轮Ⅲ的结构尺寸相同，所述齿轮Ⅱ通过花键套Ⅰ与轴Ⅱ相连接，所述齿轮Ⅱ的花键槽与花键套Ⅰ的外花键相配合，所述轴Ⅱ的另一端设置有与花键套Ⅰ的内花键槽相配合的花键。
6.根据权利要求5所述的手扶拖拉机配套旋耕机的扭矩测试装置，其特征在于：所述齿轮Ⅲ通过花键套Ⅱ与扭矩传感器的轴输入端相连接，所述花键套Ⅰ和花键套Ⅱ的结构尺寸相同，所述齿轮Ⅲ的花键槽与花键套的外花键相配合Ⅱ，所述扭矩传感器的轴输入端设置有与花键套Ⅱ的内花键槽相配合的花键。
7.根据权利要求2、3、4或6所述的手扶拖拉机配套旋耕机的扭矩测试装置，其特征在于：所述齿轮Ⅰ和齿轮Ⅳ的齿数相同，所述齿轮Ⅱ与齿轮Ⅲ的齿数相同。
8.根据权利要求1所述的手扶拖拉机配套旋耕机的扭矩测试装置，其特征在于：所述箱体是由箱体Ⅰ和箱体Ⅱ通过螺栓连接而成。
9.根据权利要求8所述的手扶拖拉机配套旋耕机的扭矩测试装置，其特征在于：所述箱体Ⅰ的A面通过螺栓固定于拖拉机的变速箱体上，所述箱体Ⅰ的B面通过螺栓与旋耕机相连接。
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