一种变齿数齿轮搅油功率损耗测量装置及方法

摘要

本发明公开一种变齿数齿轮搅油功率损耗测量装置，包括至少一个可变齿数齿轮组，该可变齿数齿轮组包括齿轮盘本体，若干个齿轮插齿，以及若干个等间隔设于齿轮盘本体圆周面上的齿轮齿槽；在齿轮插齿底部两侧分别设有插块槽，在齿轮齿槽内部沿径向依次设有弹簧一和按块，在相邻两齿轮齿槽之间设有两矩形槽，且相邻的矩形槽和齿轮齿槽之间相互连通，在矩形槽内部、自矩形槽和齿轮齿槽的连通处依次设有矩形块和弹簧二，当齿轮插齿插入齿轮齿槽内，位于齿轮齿槽内的按块下移，矩形块在弹簧二的作用下插入插块槽并将齿轮插齿固定在齿轮齿槽内，优点在于可在齿轮盘本体上安装任意数量齿轮插齿，便于改变齿轮齿数，进而研究不同齿数对搅油功率损耗的影响。

权利要求

1.一种变齿数齿轮搅油功率损耗测量装置，其特征在于，包括至少一个可变齿数齿轮组，所述可变齿数齿轮组包括齿轮盘本体，若干个齿轮插齿，以及若干个等间隔设于所述齿轮盘本体圆周面上的齿轮齿槽；在所述齿轮插齿底部两侧分别设有插块槽，在所述齿轮齿槽内部沿径向依次设有弹簧一和按块，同时在相邻两齿轮齿槽之间设有两矩形槽，且相邻的矩形槽和齿轮齿槽之间相互连通，在所述矩形槽内部、自矩形槽和齿轮齿槽的连通处依次设有矩形块和弹簧二，当齿轮插齿未插入齿轮齿槽内，矩形块在弹簧二作用下顶住其对应侧的按块侧壁；当齿轮插齿插入齿轮齿槽内，位于齿轮齿槽内的按块下移，矩形块在弹簧二的作用下插入插块槽并将齿轮插齿固定在齿轮齿槽内；

还包括若干个与所述齿轮齿槽一一对应设置的矩形块回缩装置，所述矩形块回缩装置包括设于所述齿轮盘本体一侧面的T型滑槽和设于所述T型滑槽上的拉块；在所述齿轮盘本体内设有与所述矩形槽靠近弹簧二一端连通、且径向设置的半圆柱槽，在所述齿轮盘本体内设有与所述半圆柱槽相连通的圆环槽，且所述圆环槽与所述T型滑槽相连通；所述拉块通过两金属丝分别与两侧对应的矩形块连接，所述金属丝一端与所述矩形块固定，另一端依次穿过矩形块后侧对应的弹簧二中心、半圆柱槽、以及圆环槽，最后与所述拉块固定连接，当拉块向上滑动，所述金属丝拉动矩形块回缩，齿轮插齿在所述弹簧一作用下向上自动弹出齿轮齿槽；

转速转矩测量装置包括控制器，与所述控制器连接的电机，以及与所述电机输出端连接的联轴器，所述联轴器与其中一齿轮轴的端部连接，同时在所述联轴器上设有一转速转矩传感器。

2.根据权利要求1所述的变齿数齿轮搅油功率损耗测量装置，其特征在于，在所述插块槽的周侧设置圆弧状边角，同时所述矩形块的头部设置为圆弧状。

3.根据权利要求1所述的变齿数齿轮搅油功率损耗测量装置，其特征在于，在所述矩形槽和所述半圆柱槽连通处、以及所述半圆柱槽和所述圆环槽连通处均为圆弧形曲面。

4.根据权利要求1所述的变齿数齿轮搅油功率损耗测量装置，其特征在于，在所述T型滑槽底部设有一供金属丝通过的矩形口，且所述金属丝一端与所述拉块底部固定连接。

5.根据权利要求1所述的变齿数齿轮搅油功率损耗测量装置，其特征在于，还包括减速箱箱体，且所述可变齿数齿轮组的个数为一个或两个；

当可变齿数齿轮组的个数为一个时，所述减速箱箱体内设有一个用于套装可变齿数齿轮组的齿轮轴，该齿轮轴的两个端部均连接有转速转矩测量装置；

当可变齿数齿轮组的个数为两个时，所述减速箱箱体内设有两个分别用于套装两可变齿数齿轮组的齿轮轴，且两可变齿数齿轮组相互齿合，所述两齿轮轴中其中两个端部或四个端部连接有转速转矩测量装置。

6.一种如权利要求1所述的变齿数齿轮搅油功率损耗测量方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

(1)设定功率测试点分别为：p1…pi…pj，驱动电机的转速分别为:n1…ni…nj；

(2)在进行测试点p1测量时，设置驱动电机的转速为n1，维持驱动电机在该转速下运行一段时间，使驱动电机的输入功率和测功电机的输出功率趋于平稳，测量驱动电机的输入转矩为Tin-1，测功电机的输出转矩为Tout-1；再依次测试下一个转速测试点p2的输入转矩和输出转矩，直至所有的测试点p1…pi…pj都被运行和测量，最后得出驱动电机的输入转矩为：Tin-1…Tin-i…Tin-j，测功电机的输出转矩为：Tout-1…Tout-i…Tout-j；

(3)最后得到第pi测试点齿轮的搅油损失值Pi为：

其中i＝1…j。

说明书

一种变齿数齿轮搅油功率损耗测量装置及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种功率损耗测量装置，具体涉及一种变齿数齿轮搅油功率损耗测量装置及方法。

背景技术

[0002] 当前对搅油机构功率损耗的原因主要是对于搅油机构功率损耗外因的研究。没有专用的可以改变齿轮齿数、位置和转向的减速器机构，测量功率损耗时齿数、位置和转向一般固定，忽视了齿数变化对于减速器搅油功率损耗的影响，这些因素可能都是影响搅油损失的主要原因。

发明内容

[0003] 本发明目的是：提供一种便于改变齿轮齿数、位置以及转向，进而研究不同齿数、不同位置、不同转向对减速器搅油功率损耗影响的变齿数齿轮搅油功率损耗测量装置及方法。

[0004] 本发明的技术方案是：一种变齿数齿轮搅油功率损耗测量装置，包括至少一个可变齿数齿轮组，所述可变齿数齿轮组包括齿轮盘本体，若干个齿轮插齿，以及若干个等间隔设于所述齿轮盘本体圆周面上的齿轮齿槽；在所述齿轮插齿底部两侧分别设有插块槽，在所述齿轮齿槽内部沿径向依次设有弹簧一和按块，同时在相邻两齿轮齿槽之间设有两矩形槽，且相邻的矩形槽和齿轮齿槽之间相互连通，在所述矩形槽内部、自矩形槽和齿轮齿槽的连通处依次设有矩形块和弹簧二，当齿轮插齿未插入齿轮齿槽内，矩形块在弹簧二作用下顶住其对应侧的按块侧壁；当齿轮插齿插入齿轮齿槽内，位于齿轮齿槽内的按块下移，矩形块在弹簧二的作用下插入插块槽并将齿轮插齿固定在齿轮齿槽内。

[0005] 作为优选的技术方案，还包括若干个与所述齿轮齿槽一一对应设置的矩形块回缩装置，所述矩形块回缩装置包括设于所述齿轮盘本体一侧面的T型滑槽和设于所述T型滑槽上的拉块；在所述齿轮盘本体内设有与所述矩形槽靠近弹簧二一端连通、且径向设置的半圆柱槽，在所述齿轮盘本体内设有与所述半圆柱槽相连通的圆环槽，且所述圆环槽与所述T型滑槽相连通；所述拉块通过两金属丝分别与两侧对应的矩形块连接，所述金属丝一端与所述矩形块固定，另一端依次穿过矩形块后侧对应的弹簧二中心、半圆柱槽、以及圆环槽，最后与所述拉块固定连接，当拉块向上滑动，所述金属丝拉动矩形块回缩，齿轮插齿在所述弹簧一作用下向上自动弹出齿轮齿槽。

[0006] 作为优选的技术方案，在所述插块槽的周侧设置圆弧状边角，同时所述矩形块的头部设置为圆弧状。

[0007] 作为优选的技术方案，在所述矩形槽和所述半圆柱槽连通处、以及所述半圆柱槽和所述圆环槽连通处均为圆弧形曲面。

[0008] 作为优选的技术方案，在所述T型滑槽底部设有一供金属丝通过的矩形口，且所述金属丝一端与所述拉块底部固定连接。

[0009] 作为优选的技术方案，还包括减速箱箱体，且所述可变齿数齿轮组的个数为一个或两个；

[0010] 当可变齿数齿轮组的个数为一个时，所述减速箱箱体内设有一个用于套装可变齿数齿轮组的齿轮轴，该齿轮轴的两个端部均连接有转速转矩测量装置；

[0011] 当可变齿数齿轮组的个数为两个时，所述减速箱箱体内设有两个分别用于套装两可变齿数齿轮组的齿轮轴，且两可变齿数齿轮组相互齿合，所述两齿轮轴中其中两个端部或四个端部连接有转速转矩测量装置。

[0012] 作为优选的技术方案，所述转速转矩测量装置包括控制器，与所述控制器连接的电机，以及与所述电机输出端连接的联轴器，所述联轴器与其中一齿轮轴的端部连接，同时在所述联轴器上设有一转速转矩传感器。

[0013] 一种变齿数齿轮搅油功率损耗测量方法，具体包括以下步骤：

[0014] (1)设定功率测试点分别为：p1…pi…pj，驱动电机的转速分别为:n1…ni…nj；

[0015] (2)在进行测试点p1测量时，设置驱动电机的转速为n1，维持驱动电机在该转速下运行一段时间，使驱动电机的输入功率和测功电机的输出功率趋于平稳，测量驱动电机的输入转矩为Tin-1，测功电机的输出转矩为Tout-1；再依次测试下一个转速测试点p2的输入转矩和输出转矩，直至所有的测试点p1…pi…pj都被运行和测量，最后得出驱动电机的输入转矩为：Tin-1…Tin-i…Tin-j，测功电机的输出转矩为：Tout-1…Tout-i…Tout-j；

[0016] (3)最后得到第pi测试点齿轮的搅油损失值Pi为：

[0017]

[0018] 本发明的优点是：

[0019] 1.本发明的变齿数齿轮搅油功率损耗测量装置可在齿轮盘本体上安装任意数量的齿轮插齿，便于改变齿轮的齿数，进而研究不同齿数对减速器搅油功率损耗的影响；

[0020] 2.本发明还可以用于研究相同齿数，齿分布不同位置时，对于减速器搅油功率损耗的影响；研究齿轮顺时针、逆时针转动时，对于减速器搅油功率损耗的影响，进而为以后减速器的功率损耗研究提供数据支撑。

附图说明

[0021] 下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

[0022] 图1为本发明可变齿数齿轮组的组装结构示意图；

[0023] 图2为本发明可变齿数齿轮组结构示意图；

[0024] 图3为本发明可变齿数齿轮组结构剖视图；

[0025] 图4为本发明矩形块回缩装置结构示意图；

[0026] 图5为本发明T型滑槽结构示意图；

[0027] 图6为本发明实施例2的结构示意图；

[0028] 图7为本发明实施例3的结构示意图；

[0029] 图8为本发明实施例4的结构示意图；

[0030] 其中：1齿轮盘本体，2齿轮插齿，3齿轮齿槽，4插块槽，5弹簧一，6按块，7矩形块，8弹簧二，9T型滑槽，10拉块，11半圆柱槽，12圆环槽，13矩形口，14减速箱箱体，15齿轮轴，16控制器，17电机，18联轴器，19转速转矩传感器。

具体实施方式

[0031] 实施例1：参照图1至5所示，一种变齿数齿轮搅油功率损耗测量装置，包括至少一个可变齿数齿轮组，该可变齿数齿轮组包括齿轮盘本体1，若干个齿轮插齿2，以及若干个等间隔设于齿轮盘本体1圆周面上的齿轮齿槽3；在齿轮插齿2底部两侧分别设有插块槽4，在齿轮齿槽3内部沿径向依次设有弹簧一5和按块6，同时在相邻两齿轮齿槽3之间设有两矩形槽，且相邻的矩形槽和齿轮齿槽3之间相互连通，在矩形槽内部、自矩形槽和齿轮齿槽3的连通处依次设有矩形块7和弹簧二8，当齿轮插齿2未插入齿轮齿槽3内，矩形块7在弹簧二8作用下顶住其对应侧的按块6侧壁；当齿轮插齿2插入齿轮齿槽3内，位于齿轮齿槽3内的按块6下移，矩形块7在弹簧二8的作用下插入插块槽4并将齿轮插齿2固定在齿轮齿槽3内。

[0032] 本发明还包括若干个与齿轮齿槽3一一对应设置的矩形块回缩装置，该矩形块回缩装置包括设于齿轮盘本体1一侧面的T型滑槽9和设于T型滑槽9上的拉块10；在齿轮盘本体1内设有与矩形槽靠近弹簧二8一端连通、且径向设置的半圆柱槽11，在齿轮盘本体1内设有与半圆柱槽11相连通的圆环槽12，且圆环槽12与T型滑槽9相连通；拉块10通过两金属丝分别与两侧对应的矩形块7连接，金属丝一端与矩形块7固定，另一端依次穿过矩形块7后侧对应的弹簧二8中心、半圆柱槽11、以及圆环槽12，最后与拉块10底部固定连接，同时在T型滑槽9底部设有一供金属丝通过的矩形口13，当拉块10向上滑动，金属丝拉动矩形块7回缩，齿轮插齿2在弹簧一5作用下向上自动弹出齿轮齿槽3。

[0033] 本发明在插块槽4的周侧设置圆弧状边角，便于两侧矩形块7进入插块槽4，同时矩形块7的头部设置为圆弧状，减小按块6下移时矩形块7与按块6之间的摩擦力，并进一步使矩形块7进入插块槽4中。

[0034] 在矩形槽和半圆柱槽11连通处、以及半圆柱槽11和圆环槽12连通处均为圆弧形曲面，以便于金属丝通过，同时矩形口13的周侧设置为圆弧状边角，以便于金属丝移动。

[0035] 一种变齿数齿轮搅油功率损耗测量方法，具体包括以下步骤：

[0036] (1)设定功率测试点分别为：p1…pi…pj，驱动电机的转速分别为:n1…ni…nj；

[0037] (2)在进行测试点p1测量时，设置驱动电机的转速为n1，维持驱动电机在该转速下运行一段时间，使驱动电机的输入功率和测功电机的输出功率趋于平稳，测量驱动电机的输入转矩为Tin-1，测功电机的输出转矩为Tout-1；再依次测试下一个转速测试点p2的输入转矩和输出转矩，直至所有的测试点p1…pi…pj都被运行和测量，最后得出驱动电机的输入转矩为：Tin-1…Tin-i…Tin-j，测功电机的输出转矩为：Tout-1…Tout-i…Tout-j；

[0038] (3)最后得到第pi测试点齿轮的搅油损失值Pi为：

[0039]

[0040] 实施例2：参照图6所示，本发明变齿数齿轮搅油功率损耗测量装置包括减速箱箱体14，以及设于减速箱箱体14内的两齿轮轴15，可变齿数齿轮组的个数为两个，且分别套装于两齿轮轴15上，两齿轮轴15中位于交叉位置的两个端部连接有转速转矩测量装置；该转速转矩测量装置包括控制器16，与控制器16连接的电机17，以及与电机17输出端连接的联轴器8，该联轴器18与其中一齿轮轴15的端部连接，同时在联轴器18上设有一转速转矩传感器19，并且其中一个电机为驱动电机，另一个电机为测功电机。

[0041] 其具体实施方法如下：

[0042] (1)使两可变齿数齿轮组满齿啮合，其中一个可变齿数齿轮组顺时针与另一个可变齿数齿轮组啮合旋转，通过两转速转矩传感器19来测出转速转矩，最后采用实施例1中的方法求出其功率损耗。

[0043] (2)使两可变齿数齿轮组满齿啮合，其中一个可变齿数齿轮组逆时针与另一个可变齿数齿轮组啮合旋转，通过两转速转矩传感器19来测出转速转矩，最后采用实施例1中的方法求出其功率损耗。

[0044] 实施例3：参照图7所示，本发明可变齿数齿轮搅油功率损耗测量装置包括减速箱箱体14，以及设于减速箱箱体14内的一齿轮轴15，可变齿数齿轮组的个数为一个，且套装于该齿轮轴15上，该齿轮轴15的两个端部均连接有转速转矩测量装置；该转速转矩测量装置包括控制器16，与控制器16连接的电机17，以及与电机17输出端连接的联轴器18，该联轴器18与其中一齿轮轴15的端部连接，同时在联轴器18上设有一转速转矩传感器19，并且其中一个电机为驱动电机，另一个电机为测功电机。

[0045] 其具体实施方法如下：

[0046] (1)使可变齿数齿轮组先不插入齿轮插齿2，并以圆盘的形式顺时针旋转，通过两转速转矩传感器19来测出转速转矩，最后采用实施例1中的方法求出其功率损耗。

[0047] (2)使可变齿数齿轮组先不插入齿轮插齿2，并以圆盘的形式逆时针旋转，通过两转速转矩传感器19来测出转速转矩，最后采用实施例1中的方法求出其功率损耗。

[0048] (3)使可变齿数齿轮组上的齿轮插齿2不规则分布在齿轮盘本体1上，先以齿数为n时顺时针转动以及实施例1中的测量方法分别测量齿轮插齿2安装在不同位置时搅油功率的损耗，来探究相同齿数下，齿轮插齿2不规则安装在不同位置时对于齿轮搅油功率损耗的影响；然后再依次测量齿数为n+1，n+2,…n+j时，以不同位置安装时的功率损耗。

[0049] (4)使可变齿数齿轮组上的齿轮插齿2不规则分布在齿轮盘本体1上，先以齿数为n时逆时针转动以及实施例1中的测量方法分别测量齿轮插齿2安装在不同位置时搅油功率的损耗，来探究相同齿数下，齿轮插齿2不规则安装在不同位置时对于齿轮搅油功率损耗的影响；然后再依次测量齿数为n+1，n+2,…n+j时，以不同位置安装时的功率损耗。并与其顺时针转动时的功率损耗作比较。

[0050] (5)使可变齿数齿轮组的齿轮插齿2规则的分布在齿轮盘本体1上，先以齿数为n时顺时针转动以及实施例1中的测量方法分别测量齿轮插齿2以不同的对称方式安装在圆盘上时搅油功率的损耗；然后再依次测量齿数为n+1，n+2,…n+j时，以不同对称方式安装时齿轮搅油功率的损失。

[0051] (6)使可变齿数齿轮组的齿轮插齿2规则的分布在齿轮盘本体1上，先以齿数为n时逆时针转动以及实施例1中的测量方法分别测量齿轮插齿2以不同的对称方式安装在圆盘上时搅油功率的损耗；然后再依次测量齿数为n+1，n+2,…n+j时，以不同对称方式安装时齿轮搅油功率的损失。并与顺时针转动时功率损耗比较。

[0052] 实施例4:参照图8所示，本发明可变齿数齿轮搅油功率损耗测量装置包括减速箱箱体14，以及设于减速箱箱体14内的两齿轮轴15，可变齿数齿轮组的个数为两个，且分别套装于两齿轮轴15上，该两齿轮轴15的四个端部均连接有转速转矩测量装置；该转速转矩测量装置包括控制器16，与控制器16连接的电机17，以及与电机17输出端连接的联轴器18，该联轴器18与其中一齿轮轴15的端部连接，同时在联轴器18上设有一转速转矩传感器19，并且其中两个电机为驱动电机，另两个电机为测功电机。

[0053] 其具体实施方法如下：

[0054] (1)两可变齿数齿轮组先不插入楔形插齿2，并以圆盘的形式分别顺时针旋转，最后采用实施例1中的方法求出两种功率损耗，并比较两种功率损耗的不同。

[0055] (2)两可变齿数齿轮组先不插入楔形插齿2，并其中一个以圆盘的形式顺时针旋转，之后另一个以圆盘的形式逆时针旋转，最后采用实施例1中的方法求出两种功率损耗，并比较两种功率损耗的不同。

[0056] (3)两可变齿数齿轮组先不插入楔形插齿2，并以圆盘的形式分别逆时针旋转，最后采用实施例1中的方法求出两种功率损耗，并比较两种功率损耗的不同。

[0057] (4)其中一个可变齿数齿轮组与实施例3中方法(1)(2)、(3)、(4)(5)(6)的齿轮安装情况相同，另一个可变齿数齿轮组先不插入齿轮插齿2，并以圆盘的形式顺时针旋转，通过实施例1的方法来测得其搅油损失，并与实施例3中方法(1)(2)、(3)、(4)(5)(6)的实验数据比较来探究多加一个圆盘搅油时对于齿轮搅油功率的影响。

[0058] (5)其中一个可变齿数齿轮组与实施例3中方法(1)(2)、(3)、(4)(5)(6)的齿轮安装情况相同，另一个可变齿数齿轮组先不插入齿轮插齿2，并以圆盘的形式逆时针旋转，通过实施例1的方法来测得其搅油损失，并与实施例3中方法(1)(2)、(3)、(4)(5)(6)的实验数据比较来探究多加一个圆盘搅油时对于齿轮搅油功率的影响。

[0059] 同时在比较(4)和(5)的实验数据来探究圆盘顺时针和逆时针对齿轮搅油功率的影响。

[0060] 上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。