CN217819336U - 一种大功率行星齿圈弯曲疲劳试验装置 - Google Patents

Abstract

一种大功率行星齿圈弯曲疲劳试验装置，属于大功率行星齿圈疲劳试验技术领域。包括夹具底座、连接法兰、楔块、垫块、齿形条、齿圈固定架、压块、齿形块、支撑臂、定位块、调整块、调整垫、螺钉、顶丝，通过齿形条、压块、齿圈固定架将装配的行星齿圈固定在支座上；齿形块与支撑臂连接，齿形块与待测齿轮的齿顶接触；定位块上安装长80mm的顶丝或手轮。优点在于，该装置可以有效评估行星齿圈在交变载荷条件下的疲劳强度，且具有结构简单实用，可靠性高，容易操作，成本低，易于加工等特点，可用于行星齿圈的弯曲疲劳寿命测试。

Description

一种大功率行星齿圈弯曲疲劳试验装置

技术领域

本实用新型属于大功率行星齿圈疲劳试验技术领域，具体涉及一种大功率行星齿圈弯曲疲劳试验装置。

背景技术

行星传动具有体积小、重量轻、速比大等一系列优点，近年来得到日益广泛的应用。英国学者在行星轮间载荷均匀分布机构方面进行了许多研究，提出了利用挠性轴的变形来使行星轮上的载荷均布的新结构，有效推进了高速、大功率行星齿轮传动的应用；法国学者根据对传动比的要求可以配置单级或多级串联结构，并利用高强度合金钢制造内齿圈，使得行星传动齿轮箱的重量轻、体积小；美国学者也在工业汽轮机和柴油发动机传动装置中日益广泛的采用行星传动齿轮箱。

行星传动的广泛应用对其内部的齿轮、齿圈等零部件的疲劳性能提出了越来越高的要求，尤其是大直径、薄壁型行星齿圈的疲劳性能是决定其传动性能和结构尺寸的关键。因此，通过专用实验装置，***研究大功率行星传动齿圈的疲劳性能对于提升传动效率，实现传动装置的轻量化、小型化意义重大。

齿轮弯曲疲劳试验是检测齿轮疲劳极限应力的主要方法。GB/T 14230-1993《齿轮弯曲疲劳强度试验方法》中规定了渐开线圆柱直齿轮弯曲疲劳强度的测试方法。不同于圆柱直齿轮，大功率行星传动机构中，大直径、薄壁型行星齿圈的工作齿面为内齿工作面，如何获得其疲劳性能仍没有明确的实验手段。

本实用新型针对大直径、薄壁型行星齿圈疲劳性能研究的迫切需求，提供一种大功率行星传动齿圈弯曲疲劳试验装置，填补了行星齿圈疲劳强度试验装置的空白。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种大功率行星齿圈弯曲疲劳试验装置，可有效评估行星齿圈在交变载荷条件下的疲劳强度，且具有结构简单实用，可靠性高，成本低，易于加工等特点，并满足装配要求。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

本实用新型主要包括夹具底座、连接法兰3、楔块5、垫块6、齿形条7、齿圈固定架8、压块9、齿形块10、支撑臂11、定位块12、调整块13、调整垫14、螺钉、顶丝16。通过齿形条7、压块9、齿圈固定架 8等将装配的行星齿圈固定在支座2上；齿形块10与支撑臂11连接，齿形块10与待测齿轮的齿顶接触；定位块12上安装长80mm的顶丝16 或手轮。

夹具底座包括连接板1、支座2、侧板4；侧板4、支座2安装在连接板1上。齿圈固定架8与行星齿圈装配好，用于固定行星齿圈。

支座2两侧安装侧板4，装配好的行星齿圈安装在支座2上。楔块5 和垫块6安装在支座2底部，齿形条7安装在侧板4中间，螺钉15安装在调节齿形条7上，用于调节齿形条7，使齿形条7与行星齿圈配合。调节行星齿圈的齿顶高度，用于将装配好的行星齿圈固定在支座2上。

调整块13和调整垫14安装在连接板1右侧，用于调节大功率行星齿圈弯曲疲劳试验装置与行星齿圈的水平间距。

压块9安装在侧板4上，用于固定行星齿圈。

作为优选，支座2两端设有带孔的安装台，安装在连接板1的卡槽中，侧板4安装在支座2两侧。均由第一内六角圆柱头螺钉(18)拧紧，并安装第一弹簧垫圈(19)。

作为优选，支撑臂11是U型结构，轴线与大功率行星齿圈弯曲疲劳试验装置的中心轴线同轴，齿形块10安装在支撑臂11上，行星齿圈固定在支撑臂11中间。利用齿形块10对行星齿圈的工作齿面施加载荷。

作为优选，调整齿形块10，使齿形块10的底边和行星齿圈的工作面平行，且接触间隙均匀，锁紧大功率行星齿圈弯曲疲劳试验装置。

作为优选，行星齿圈的基圆半径，作为行星齿圈轴线与大功率行星齿圈弯曲疲劳试验装置轴线的水平间距，第二螺钉17不拧紧时可通过连接板右侧顶丝16调节大功率行星齿圈弯曲疲劳试验装置位置，调整合适锁紧第二螺钉17。

作为优选，微调大功率行星齿圈弯曲疲劳试验装置上部高度，使齿形块10与行星齿圈的工作齿面接触，并保证齿形块10底边与工作齿面的间距均匀。紧固第二螺钉17和顶丝16，夹具安装完成。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的目的在于提供一种用于行星齿圈高频疲劳试验的专用夹具，解决行星齿圈传动弯曲疲劳强度试验。通过夹具底座将行星齿圈固定，齿圈固定架与行星齿圈配合，装有齿形条调节行星齿圈高度。齿形块的底边和行星齿圈的工作齿面平行，且接触间隙均匀，保证了行星齿圈工作齿面受到的扭矩均匀，防止载荷分布不均匀造成试验失败等不良后果。行星齿圈轴线与夹具中心轴线的水平间距等于行星齿圈的基圆半径，即保证行星齿圈和夹具的间距均匀，使载荷均匀作用在行星齿圈的工作齿面上。齿形块的底边和行星齿圈的工作面平行，且接触间隙均匀，减小了夹具本身带来的影响，尽可能使试验区得到纯应力，避免其他形式的破坏，保证试验成功率。

本实用新型填补了大功率行星齿圈弯曲疲劳强度的空缺，可以有效评估行星齿圈在交变载荷条件下的疲劳强度；且具有结构简单，装配方便，可靠性强，易于加工，成本低等特点，缩短了行星齿圈弯曲疲劳试验的时间，保证了试验结果的真实性。

附图说明

图1为本实用新型的主视图。其中：连接板1、支座2、连接法兰3、侧板4、楔块5、垫块6、齿形条7、齿圈固定架8、压块9、齿形块10、支撑臂11、定位块12、调整块13、调整垫14、第一螺钉15、第二螺钉 17、第三螺钉23、顶丝16、第一内六角圆柱头螺钉18、第二内六角圆柱头螺钉20、第三内六角圆柱头螺钉22、第四内六角圆柱头螺钉24、第一弹簧垫圈19、弹簧垫圈21。

图2为本实用新型的右视图。

图3为一种用于行星齿圈高频疲劳试验的齿形条图。

图4为一种用于行星齿圈高频疲劳试验的齿形块图。

图5为一种用于行星齿圈高频疲劳试验的齿圈固定架图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型进一步详细说明。

包括夹具底座、连接法兰3、楔块5、垫块6、齿形条7、齿圈固定架8、压块9、齿形块10、支撑臂11、定位块12、调整块13、调整垫 14、螺钉、顶丝16。通过齿形条7、压块9、齿圈固定架8等将装配的行星齿圈固定在支座2上；齿形块10与支撑臂11连接，齿形块10与待测齿轮的齿顶接触。

夹具底座包括连接板1、支座2、侧板4；侧板4、支座2安装在连接板1上。齿圈固定架8与行星齿圈装配好，用于固定行星齿圈。

进一步的，支座2两端设有带孔的安装台，安装在连接板1的卡槽中，侧板4安装在支座2两侧。均由第一内六角圆柱头螺钉18拧紧，并安装第一弹簧垫圈19。

进一步的，齿圈固定架(8)与行星齿圈装配，齿圈固定架均匀分布着8个螺钉孔，用于固定行星齿圈。

进一步的，楔块5，垫块6和齿形条7安装在支座2和侧板4内部。支座上方设有螺钉孔，安装第三螺钉23调节齿形条7。齿形条与行星齿圈部分啮合，调节行星齿圈角度，角度范围满足行星齿圈公法线长度，且保证齿形块底边与行星齿圈的工作齿面均匀接触。

进一步的，压块9用第二内六角圆柱形螺钉20和标准型弹簧垫圈 21安装在侧板4上，垂直向下压紧行星齿圈，防止行星齿圈受力不均匀导致装配尺寸向上移动。

进一步的，齿形块10用第三内六角圆柱形螺钉22安装在支撑臂11 上。齿形块设计成类齿形结构，避免相邻齿受损，从而提高行星齿圈疲劳试验的利用率。同时该装置与行星齿圈的工作齿面接触，底边和齿顶平行，角度调节通过齿形条调节，并且保证齿形块与工作齿面的接触间隙均匀，确保行星齿圈齿根部位受到的扭矩均匀，防止载荷分布不均匀造成试验失败等不良后果。

进一步的，调整块13和调整垫14安装在侧板右侧，用第二螺钉17 拧紧。定位块12上安装长80mm的顶丝16或手轮，调节大功率行星齿圈高频疲劳试验的专用装置的水平位置，使其与行星齿圈水平间距等于行星齿圈的基圆半径。

进一步的，在进行疲劳试验时，通过试验机自带的数据采集***采集载荷波形变化，调整齿形块，拧紧齿圈固定架上的第四内六角圆柱形螺钉24，直到波形形状完整且对称均匀。调整完成后，施加实验载荷进行行星齿圈的弯曲疲劳试验。

综上所述，大功率行星齿圈弯曲疲劳试验的专用夹具，结构轻便，操作简单，行星齿圈利用率高等优点，可以快速有效的解决行星齿圈的弯曲疲劳强度试验。

Claims (4)

1.一种大功率行星齿圈弯曲疲劳试验装置，其特征在于：包括夹具底座、连接法兰(3)、楔块(5)、垫块(6)、齿形条(7)、齿圈固定架(8)、压块(9)、齿形块(10)、支撑臂(11)、定位块(12)、调整块(13)、调整垫(14)、螺钉、顶丝(16)，通过齿形条(7)、压块(9)、齿圈固定架(8)将装配的行星齿圈固定在支座(2)上；齿形块(10)与支撑臂(11)连接，齿形块(10)与待测齿轮的齿顶接触；定位块(12)上安装长80mm的顶丝(16)或手轮；

夹具底座包括连接板(1)、支座(2)、侧板(4)；侧板(4)、支座(2)安装在连接板(1)上；支座(2)两侧安装侧板(4)；

连接法兰(5)和垫块(6)安装在支座2底部，齿形条(7)安装在侧板(4)中间，第一螺钉(15)安装在调节齿形条(7)上，调整块(13)和调整垫(14)安装在连接板(1)右侧，压块(9)安装在侧板(4)上。

2.根据权利要求1所述的大功率行星齿圈弯曲疲劳试验装置，其特征在于：所述的支撑臂(11)是U型结构，轴线与大功率行星齿圈弯曲疲劳试验装置的中心轴线同轴，齿形块(10)安装在支撑臂(11)上，行星齿圈固定在支撑臂(11)中间。

3.根据权利要求1所述的大功率行星齿圈弯曲疲劳试验装置，其特征在于：所述的齿形块(10)的底边和行星齿圈的工作面平行，且接触间隙均匀。

4.根据权利要求1所述的大功率行星齿圈弯曲疲劳试验装置，其特征在于，所述的支座(2)两端设有带孔的安装台，安装在连接板(1)的卡槽中，侧板(4)安装在支座(2)两侧；均由第一内六角圆柱头螺钉(18)拧紧，并安装第一弹簧垫圈(19)。

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