本發(fā)明為復(fù)雜空間傳動齒輪副測試技術(shù)，屬于傳動與驅(qū)動領(lǐng)域，涉及一種螺旋錐齒輪與準(zhǔn)雙曲面齒輪四軸聯(lián)動測試方法及裝置，涉及一種適用于任意軸交角和偏置距的螺旋錐齒輪與準(zhǔn)雙曲面齒輪四軸聯(lián)動測試方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、在機(jī)械傳動系統(tǒng)中，螺旋錐齒輪和準(zhǔn)雙曲面齒輪被廣泛應(yīng)用于各類機(jī)器和設(shè)備中，特別是在需要改變運(yùn)動方向和傳遞動力的場合。它們以其優(yōu)良的傳動效率、平穩(wěn)的運(yùn)行性能以及較高的承載能力，成為現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)中不可或缺的重要組成部分。然而，隨著科技的進(jìn)步和工業(yè)需求的不斷提高，傳統(tǒng)的齒輪設(shè)計(jì)與測試方法逐漸暴露出不足，尤其是在軸交角和偏置距變化較大的情況下，導(dǎo)致齒輪的嚙合性能和傳動精度難以保障。

2、現(xiàn)有技術(shù)中缺乏針對軸交角與偏置距對螺旋錐齒輪與準(zhǔn)雙曲面齒輪的齒面接觸應(yīng)力和磨損不均勻性影響的探究。缺乏針對螺旋錐齒輪與準(zhǔn)雙曲面齒輪的綜合測試平臺，難以在同一環(huán)境下對不同類型的齒輪進(jìn)行對比測試。這種局限性不僅制約了齒輪的性能優(yōu)化，也降低了新型齒輪設(shè)計(jì)的研發(fā)效率。因此，開發(fā)一種能夠適應(yīng)任意軸交角和偏置距的四軸聯(lián)動測試方法及裝置顯得尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)對軸交角和偏置距的變化適應(yīng)性較差，常常需要進(jìn)行復(fù)雜的調(diào)整和重組，限制了測試的靈活性，制約了齒輪性能優(yōu)化并且降低了新型齒輪設(shè)計(jì)研發(fā)效率的問題，提供一種螺旋錐齒輪與準(zhǔn)雙曲面齒輪四軸聯(lián)動測試方法及裝置。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種螺旋錐齒輪與準(zhǔn)雙曲面齒輪四軸聯(lián)動測試裝置，包括試驗(yàn)臺、平行設(shè)置在試驗(yàn)臺上側(cè)的兩組y方向位移調(diào)節(jié)模塊、滑動設(shè)置在兩組y方向位移調(diào)節(jié)模塊之間的x方向位移調(diào)節(jié)模塊和滑動設(shè)置在x方向位移調(diào)節(jié)模塊上的z方向位移調(diào)節(jié)模塊，試驗(yàn)臺下部固定安裝有中心平臺，中心平臺上由螺栓固定連接有軸交角調(diào)節(jié)模塊，軸交角調(diào)節(jié)模塊上轉(zhuǎn)動連接有輸入端齒輪模塊，輸入端齒輪模塊上連接有輸入端齒輪，z方向位移調(diào)節(jié)模塊上滑動連接有輸出端齒輪模塊，輸出端齒輪模塊上連接有與輸入端齒輪傳動的輸出端齒輪。

4、進(jìn)一步，軸交角調(diào)節(jié)模塊包括固定安裝在試驗(yàn)臺上的分度盤安裝底板，分度盤安裝底板上轉(zhuǎn)動連接有分度盤，分度盤上固定連接有電機(jī)安裝底板，分度盤用于調(diào)節(jié)輸入端齒輪的輸入軸與輸出端齒輪的輸出軸之間的軸交角，從而可以適應(yīng)不同的軸交角。

5、進(jìn)一步，電機(jī)安裝底板上固定有變速驅(qū)動電機(jī)和與變速驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)動連接的輸入端齒輪模塊，輸入端齒輪模塊包括固定安裝在電機(jī)安裝底板上的一對輸入端軸承支撐架、轉(zhuǎn)動安裝在的輸入端軸承支撐架上的輸入端軸承以及連接在輸入端軸承上的輸入端齒輪軸，輸入端齒輪軸用于固定輸入端齒輪，輸入端軸承通過聯(lián)軸器與變速驅(qū)動電機(jī)相連，輸入端軸承支撐架用于支撐輸入端軸承，輸入端軸承用于向輸入端齒輪軸傳遞動力，進(jìn)而用于進(jìn)行齒輪的聯(lián)動測試。

6、進(jìn)一步，輸入端齒輪軸的自由端設(shè)置于用于固定和防止輸入端齒輪從輸入端齒輪軸上移動或脫落的輸入端齒輪擋圈。

7、進(jìn)一步，輸出端齒輪模塊包括滑動連接在z方向位移調(diào)節(jié)模塊上的輸出端齒輪底板、固定安裝在輸出端齒輪底板上的一對輸出端軸承支撐架、轉(zhuǎn)動安裝在的輸出端軸承支撐架上的輸出端軸承以及連接在輸出端軸承上的輸出端齒輪軸，輸出端齒輪軸用于固定輸出端齒輪，輸出端軸承支撐架用于支撐輸出端軸承，輸出端軸承用于向輸出端齒輪軸傳遞動力。

8、進(jìn)一步，試驗(yàn)臺呈長方體狀，試驗(yàn)臺頂部沿長度方向或者寬度方向的兩側(cè)固定安裝有支撐橫梁，y方向位移調(diào)節(jié)模塊固定安裝在支撐橫梁上，通過支撐橫梁能夠?qū)崿F(xiàn)對y方向位移調(diào)節(jié)模塊相對位置的調(diào)節(jié)，滿足y方向位移調(diào)節(jié)模塊不同安裝角度的調(diào)整。

9、進(jìn)一步，每組y方向位移調(diào)節(jié)模塊均包括分別固定安裝在支撐橫梁兩端的限位擋板ⅰ，限位擋板ⅰ之間轉(zhuǎn)動安裝有螺桿ⅰ，螺桿ⅰ上螺紋連接有滑塊ⅰ，兩組y方向位移調(diào)節(jié)模塊對應(yīng)的滑塊ⅰ用于固定安裝x方向位移調(diào)節(jié)模塊，x方向位移調(diào)節(jié)模塊包括固定安裝在滑塊ⅰ上的l型的限位擋板ⅱ，限位擋板ⅱ之間轉(zhuǎn)動安裝有螺桿ⅱ，螺桿ⅱ上螺紋連接有滑塊ⅱ，滑塊ⅱ用于固定安裝z方向位移調(diào)節(jié)模塊，z方向位移調(diào)節(jié)模塊包括與滑塊ⅱ固定連接的連接板，連接板兩端安裝有限位擋板ⅲ，限位擋板ⅲ之間轉(zhuǎn)動安裝有螺桿ⅲ，螺桿ⅲ上螺紋連接有滑塊ⅲ，滑塊ⅲ用于固定傳動輸出端齒輪底板。

10、基于上述螺旋錐齒輪與準(zhǔn)雙曲面齒輪四軸聯(lián)動測試裝置的測試方法，包括以下步驟：

11、s1、將輸入端齒輪、輸出端齒輪所在的轉(zhuǎn)軸通過聯(lián)軸器分別安裝在對應(yīng)的輸入端軸承、輸出端軸承上，通過軸交角調(diào)節(jié)模塊1調(diào)整輸入端齒輪的輸入軸與輸出端齒輪的輸出軸之間的軸交角；

12、s2、當(dāng)軸交角發(fā)生變化時，會導(dǎo)致輸入端齒輪的輸入軸與輸出端齒輪的輸出軸之間安裝距發(fā)生變化，為了補(bǔ)償這種變化，需要通過y方向位移調(diào)節(jié)模塊和x方向位移調(diào)節(jié)模塊進(jìn)行精確調(diào)整；

13、安裝距的變化通過以下公式進(jìn)行補(bǔ)償：

14、

15、

16、式中，為軸交角，為軸交角變化量，為分度盤旋轉(zhuǎn)中心與輸入軸與輸出軸交點(diǎn)之間的距離；

17、根據(jù)上述公式，通過y方向位移調(diào)節(jié)模塊和x方向位移調(diào)節(jié)模塊對位置進(jìn)行補(bǔ)償，確保輸入端和輸出端之間的齒輪軸保持精確對準(zhǔn)，調(diào)整過程中需要反復(fù)測量輸入端齒輪的輸入軸與輸出端齒輪的輸出軸兩個齒輪軸的相對位置，直到達(dá)到預(yù)定的精度要求；

18、s3、z方向位移調(diào)節(jié)模塊用于在調(diào)整軸交角和補(bǔ)償安裝距后對輸出端齒輪模塊進(jìn)行偏置距方向上的微調(diào)，實(shí)現(xiàn)在一個實(shí)驗(yàn)平臺上完成齒輪模塊在任意軸交角和偏置距條件下的實(shí)驗(yàn)?zāi)M，并且通過變速驅(qū)動電機(jī)能夠調(diào)節(jié)輸入端齒輪的轉(zhuǎn)速，模擬不同工況下的齒輪傳動特性。

19、本發(fā)明的有益效果在于：

20、1、本發(fā)明所公開的適用于任意軸交角和偏置距的螺旋錐齒輪與準(zhǔn)雙曲面齒輪四軸聯(lián)動測試方法，該方法在動態(tài)條件下進(jìn)行四軸聯(lián)動測試，能夠更真實(shí)地模擬齒輪在實(shí)際工作狀態(tài)下的性能，顯著提高了測試的準(zhǔn)確性與可靠性。通過精準(zhǔn)的動態(tài)測量，能夠及時捕捉到齒輪在運(yùn)動過程中的微小變化，從而為優(yōu)化設(shè)計(jì)提供更為詳實(shí)的數(shù)據(jù)支持。

21、2、本發(fā)明所公開的適用于任意軸交角和偏置距的螺旋錐齒輪與準(zhǔn)雙曲面齒輪四軸聯(lián)動測試方法，該方法能夠適應(yīng)任意的軸交角和偏置距，避免了傳統(tǒng)測試方法中由于設(shè)置不當(dāng)而導(dǎo)致的誤差。這種靈活性使得測試能夠在更廣泛的應(yīng)用場景中進(jìn)行，滿足不同機(jī)械系統(tǒng)的需求。

22、3、本發(fā)明所公開的適用于任意軸交角和偏置距的螺旋錐齒輪與準(zhǔn)雙曲面齒輪四軸聯(lián)動測試方法，該方法能通過提供高效的測試手段，縮短新型齒輪的研發(fā)和驗(yàn)證周期，提高技術(shù)研發(fā)效率。這將推動新技術(shù)的快速應(yīng)用與推廣，提升企業(yè)的市場競爭力。

23、本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發(fā)明的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過下面的說明書來實(shí)現(xiàn)和獲得。

技術(shù)特征：

1.一種螺旋錐齒輪與準(zhǔn)雙曲面齒輪四軸聯(lián)動測試裝置，其特征在于，包括試驗(yàn)臺（8）、平行設(shè)置在試驗(yàn)臺（8）上側(cè)的兩組y方向位移調(diào)節(jié)模塊（6）、滑動設(shè)置在兩組y方向位移調(diào)節(jié)模塊（6）之間的x方向位移調(diào)節(jié)模塊（9）和滑動設(shè)置在x方向位移調(diào)節(jié)模塊（9）上的z方向位移調(diào)節(jié)模塊（10），試驗(yàn)臺（8）下部固定安裝有中心平臺，中心平臺上由螺栓固定連接有軸交角調(diào)節(jié)模塊（1），軸交角調(diào)節(jié)模塊（1）上轉(zhuǎn)動連接有輸入端齒輪模塊（4），輸入端齒輪模塊（4）上連接有輸入端齒輪（5），z方向位移調(diào)節(jié)模塊（10）上滑動連接有輸出端齒輪模塊（7），輸出端齒輪模塊（7）上連接有與輸入端齒輪（5）傳動的輸出端齒輪（14）。

2.如權(quán)利要求1所述的螺旋錐齒輪與準(zhǔn)雙曲面齒輪四軸聯(lián)動測試裝置，其特征在于，軸交角調(diào)節(jié)模塊（1）包括固定安裝在試驗(yàn)臺（8）上的分度盤安裝底板（13），分度盤安裝底板（13）上轉(zhuǎn)動連接有分度盤（12），分度盤（12）上固定連接有電機(jī)安裝底板（11），分度盤（12）用于調(diào)節(jié)輸入端齒輪（5）的輸入軸與輸出端齒輪（14）的輸出軸之間的軸交角。

3.如權(quán)利要求2所述的螺旋錐齒輪與準(zhǔn)雙曲面齒輪四軸聯(lián)動測試裝置，其特征在于，電機(jī)安裝底板（11）上固定有變速驅(qū)動電機(jī)（2）和與變速驅(qū)動電機(jī)（2）轉(zhuǎn)動連接的輸入端齒輪模塊（4），輸入端齒輪模塊（4）包括固定安裝在電機(jī)安裝底板（11）上的一對輸入端軸承支撐架（43）、轉(zhuǎn)動安裝在的輸入端軸承支撐架（43）上的輸入端軸承（44）以及連接在輸入端軸承（44）上的輸入端齒輪軸（42），輸入端齒輪軸（42）用于固定輸入端齒輪（5），輸入端軸承（44）通過聯(lián)軸器（3）與變速驅(qū)動電機(jī)（2）相連，輸入端軸承支撐架（43）用于支撐輸入端軸承（44），輸入端軸承（44）用于向輸入端齒輪軸（42）傳遞動力。

4.如權(quán)利要求3所述的螺旋錐齒輪與準(zhǔn)雙曲面齒輪四軸聯(lián)動測試裝置，其特征在于，輸入端齒輪軸（42）的自由端設(shè)置于用于固定和防止輸入端齒輪（5）從輸入端齒輪軸（42）上移動或脫落的輸入端齒輪擋圈（41）。

5.如權(quán)利要求3所述的螺旋錐齒輪與準(zhǔn)雙曲面齒輪四軸聯(lián)動測試裝置，其特征在于，輸出端齒輪模塊（7）包括滑動連接在z方向位移調(diào)節(jié)模塊（10）上的輸出端齒輪底板（71）、固定安裝在輸出端齒輪底板（71）上的一對輸出端軸承支撐架（72）、轉(zhuǎn)動安裝在的輸出端軸承支撐架（72）上的輸出端軸承（73）以及連接在輸出端軸承（73）上的輸出端齒輪軸（74），輸出端齒輪軸（74）用于固定輸出端齒輪（14），輸出端軸承支撐架（72）用于支撐輸出端軸承（73），輸出端軸承（73）用于向輸出端齒輪軸（74）傳遞動力。

6.如權(quán)利要求1所述的螺旋錐齒輪與準(zhǔn)雙曲面齒輪四軸聯(lián)動測試裝置，其特征在于，試驗(yàn)臺（8）呈長方體狀，試驗(yàn)臺（8）頂部沿長度方向或者寬度方向的兩側(cè)固定安裝有支撐橫梁，y方向位移調(diào)節(jié)模塊（6）固定安裝在支撐橫梁上。

7.如權(quán)利要求6所述的螺旋錐齒輪與準(zhǔn)雙曲面齒輪四軸聯(lián)動測試裝置，其特征在于，每組y方向位移調(diào)節(jié)模塊（6）均包括分別固定安裝在支撐橫梁兩端的限位擋板ⅰ，限位擋板ⅰ之間轉(zhuǎn)動安裝有螺桿ⅰ，螺桿ⅰ上螺紋連接有滑塊ⅰ，兩組y方向位移調(diào)節(jié)模塊（6）對應(yīng)的滑塊ⅰ用于固定安裝x方向位移調(diào)節(jié)模塊（9），x方向位移調(diào)節(jié)模塊（9）包括固定安裝在滑塊ⅰ上的l型的限位擋板ⅱ，限位擋板ⅱ之間轉(zhuǎn)動安裝有螺桿ⅱ，螺桿ⅱ上螺紋連接有滑塊ⅱ，滑塊ⅱ用于固定安裝z方向位移調(diào)節(jié)模塊（10），z方向位移調(diào)節(jié)模塊（10）包括與滑塊ⅱ固定連接的連接板，連接板兩端安裝有限位擋板ⅲ，限位擋板ⅲ之間轉(zhuǎn)動安裝有螺桿ⅲ，螺桿ⅲ上螺紋連接有滑塊ⅲ，滑塊ⅲ用于固定傳動輸出端齒輪底板（71）。

8.基于權(quán)利要求5所述螺旋錐齒輪與準(zhǔn)雙曲面齒輪四軸聯(lián)動測試裝置的測試方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種螺旋錐齒輪與準(zhǔn)雙曲面齒輪四軸聯(lián)動測試方法及裝置，包括試驗(yàn)臺、軸交角調(diào)節(jié)模塊、變速驅(qū)動電機(jī)、輸入端齒輪模塊、X方向位移調(diào)節(jié)模塊、Y方向位移調(diào)節(jié)模塊、Z方向位移調(diào)節(jié)模塊、輸出端齒輪模塊；變速驅(qū)動電機(jī)安裝在軸交角調(diào)節(jié)模塊上，變速驅(qū)動電機(jī)模塊通過聯(lián)軸器與輸入端齒輪模塊連接，X方向位移調(diào)節(jié)模塊安裝在Y方向位移調(diào)節(jié)模塊上，Z方向位移調(diào)節(jié)模塊安裝在Y方向位移調(diào)節(jié)模塊上，輸出端齒輪模塊安裝在Z方向位移調(diào)節(jié)模塊上，便于根據(jù)不同測試需求調(diào)節(jié)兩齒輪的相對位置；該測試裝置能夠在一個平臺上實(shí)現(xiàn)多種安裝條件的螺旋錐齒輪與準(zhǔn)雙曲面齒輪性能測試，適應(yīng)性強(qiáng)，且操作簡便，能夠快速更換待測齒輪，滿足不同的測試需求。

技術(shù)研發(fā)人員：劉思遠(yuǎn),龐靖煒,宋朝省
受保護(hù)的技術(shù)使用者：重慶大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6