一种可变齿数齿轮搅油功率损耗测量装置及其方法

1.一种可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，若干个等间隔径向设于所述齿轮盘本体侧面上的楔形齿槽，沿径向依次设于每个楔形齿槽内部的弹簧和按块，以及若干个设于所述齿轮盘本体周侧的楔形插齿；同时在所述楔形齿槽上、位于所述齿轮盘本体的圆周面设有方形口，将所述按块沿径向按下，所述楔形插齿宽部从所述齿轮盘本体的侧面插入所述楔形齿槽内，所述楔形插齿在弹簧回复力和与楔形齿槽两侧接触面的摩擦力作用下固定；
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。
2.根据权利要求1所述的可变齿数齿轮搅油功率损耗测量装置，其特征在于，当所述弹簧处于未压缩状态时，所述按块的顶面与所述方形口位于同一平面上。
3.根据权利要求1所述的可变齿数齿轮搅油功率损耗测量装置，其特征在于，所述按块的内侧面紧贴于所述楔形齿槽底面，所述按块的外侧面到楔形齿槽所在侧面的距离a与所述楔形齿槽所在相对侧面到所述楔形齿槽底面的距离b相等。
4.根据权利要求3所述的可变齿数齿轮搅油功率损耗测量装置，其特征在于，在所述楔形插齿的插入面设有一阶梯面，所述阶梯面的宽度c与所述楔形齿槽所在相对侧面到所述楔形齿槽底面的距离b相等。
5.根据权利要求1所述的可变齿数齿轮搅油功率损耗测量装置，其特征在于，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。
6.一种如权利要求1所述的可变齿数齿轮搅油功率损耗测量装置的测量方法，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：

一种可变齿数齿轮搅油功率损耗测量装置及其方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种功率损耗测量装置，具体涉及一种可变齿数齿轮搅油功率损耗测量装置及其方法。\n背景技术\n[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。\n发明内容\n[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可变齿数齿轮搅油功率损耗测量装置及其方法。\n[0004] 本发明的技术方案是：一种可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，若干个等间隔径向设于所述齿轮盘本体侧面上的楔形齿槽，沿径向依次设于每个楔形齿槽内部的弹簧和按块，以及若干个设于所述齿轮盘本体周侧的楔形插齿；同时在所述楔形齿槽上、位于所述齿轮盘本体的圆周面设有方形口，将所述按块沿径向按下，所述楔形插齿宽部从所述齿轮盘本体的侧面插入所述楔形齿槽内，所述楔形插齿在弹簧回复力和与楔形齿槽两侧接触面的摩擦力作用下固定。\n[0005] 作为优选的技术方案，当所述弹簧处于未压缩状态时，所述按块的顶面与所述方形口位于同一平面上。\n[0006] 作为优选的技术方案，所述按块的内侧面紧贴于所述楔形齿槽底面，所述按块的外侧面到楔形齿槽所在侧面的距离a与所述楔形齿槽所在相对侧面到所述楔形齿槽底面的距离b相等。\n[0007] 作为优选的技术方案，在所述楔形插齿的插入面设有一阶梯面，所述阶梯面的宽度c与所述楔形齿槽所在相对侧面到所述楔形齿槽底面的距离b相等。\n[0008] 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；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。\n[0009] 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。\n[0010] 一种如可变齿数齿轮搅油功率损耗测量方法，具体包括以下步骤：\n[0011] (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；\n[0012] (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；\n[0013] (3)最后得到第pi测试点齿轮的搅油损失值Pi为：\n[0014]\n[0015] 本发明的优点是：\n[0016] 1.本发明通过安装弹簧和按块，使得可在齿轮盘本体上安装任意数量的楔形插齿，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；\n[0017] 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。\n附图说明\n[0018] 下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：\n[0019] 图1为本发明的齿轮盘本体及弹簧和按块结构示意图；\n[0020] 图2为本发明的齿轮盘本体与楔形插齿装配示意图；\n[0021] 图3为本发明的可变齿数齿轮组结构示意图；\n[0022] 图4为本发明实施例2的结构示意图；\n[0023] 图5为本发明实施例3的结构示意图；\n[0024] 图6为本发明实施例4的结构示意图；\n[0025] 其中：1齿轮盘本体，2楔形齿槽，3弹簧，4按块，5楔形插齿，6减速箱箱体，7齿轮轴，\n8控制器，9电机，10联轴器，11转速转矩传感器。\n具体实施方式\n[0026] 实施例1：参照图1至3所示，一种可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，若干个等间隔径向设于齿轮盘本体1侧面上的楔形齿槽2，沿径向依次设于每个楔形齿槽2内部的弹簧3和按块4，以及若干个设于齿轮盘本体1周侧的楔形插齿5；同时在楔形齿槽2上、位于齿轮盘本体1的圆周面设有方形口，将按块4沿径向按下，将楔形插齿5宽部从齿轮盘本体1的侧面插入楔形齿槽2内，楔形插齿5在弹簧3回复力和与楔形齿槽2两侧接触面的摩擦力作用下固定。\n[0027] 本发明当弹簧3处于未压缩状态时，按块4的顶面与方形口位于同一平面上，按块4的内侧面紧贴于楔形齿槽2底面，按块4的外侧面到楔形齿槽2所在侧面的距离a与楔形齿槽\n2所在相对侧面到楔形齿槽2底面的距离b相等。在楔形插齿5的插入面设有一阶梯面，阶梯面的宽度c与楔形齿槽2所在相对侧面到楔形齿槽2底面的距离b相等。\n[0028] 一种如可变齿数齿轮搅油功率损耗测量方法，具体包括以下步骤：\n[0029] (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；\n[0030] (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；\n[0031] (3)最后得到第pi测试点齿轮的搅油损失值Pi为：\n[0032]\n[0033] 实施例2：参照图4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6，以及设于减速箱箱体6内的两齿轮轴7，可变齿数齿轮组的个数为两个，且分别套装于两齿轮轴7上，两齿轮轴7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8，与控制器8连接的电机9，以及与电机9输出端连接的联轴器10，该联轴器10与其中一齿轮轴7的端部连接，同时在联轴器10上设有一转速转矩传感器11，并且其中一个电机为驱动电机，另一个电机为测功电机。\n[0034] 其具体实施方法如下：\n[0035] (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11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。\n[0036] (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11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。\n[0037] 实施例3：参照图5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6，以及设于减速箱箱体6内的一齿轮轴7，可变齿数齿轮组的个数为一个，且套装于该齿轮轴7上，该齿轮轴7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8，与控制器8连接的电机9，以及与电机9输出端连接的联轴器10，该联轴器10与其中一齿轮轴7的端部连接，同时在联轴器10上设有一转速转矩传感器11，并且其中一个电机为驱动电机，另一个电机为测功电机。\n[0038] 其具体实施方法如下：\n[0039] (1)使可变齿数齿轮组先不插入楔形插齿5，并以圆盘的形式顺时针旋转，通过两转速转矩传感器11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。\n[0040] (2)使可变齿数齿轮组先不插入楔形插齿5，并以圆盘的形式逆时针旋转，通过两转速转矩传感器11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。\n[0041] (3)使可变齿数齿轮组上的楔形插齿5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楔形插齿5安装在不同位置时搅油功率的损耗，来探究相同齿数下，楔形插齿5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。\n[0042] (4)使可变齿数齿轮组上的楔形插齿5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楔形插齿5安装在不同位置时搅油功率的损耗，来探究相同齿数下，楔形插齿5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。\n[0043] (5)使可变齿数齿轮组的楔形插齿5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楔形插齿5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。\n[0044] (6)使可变齿数齿轮组的楔形插齿5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楔形插齿5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。\n[0045] 实施例4:参照图6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6，以及设于减速箱箱体6内的两齿轮轴7，可变齿数齿轮组的个数为两个，且分别套装于两齿轮轴7上，该两齿轮轴7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8，与控制器8连接的电机9，以及与电机9输出端连接的联轴器10，该联轴器10与其中一齿轮轴7的端部连接，同时在联轴器10上设有一转速转矩传感器11，并且其中两个电机为驱动电机，另两个电机为测功电机。\n[0046] 其具体实施方法如下：\n[0047] (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。\n[0048] (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。\n[0049] (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。\n[0050] (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楔形插齿5，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。\n[0051] (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楔形插齿5，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。\n[0052] 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。\n[0053] 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。