一种端接式机械静态加载传动装置

技术领域

本发明涉及一种加载装置，具体涉及一种端接式机械静态加载传动装置。

背景技术

齿轮传动是传递功率的重要传动形式，在汽车、船舶、航天、航空、化工等领域发挥着重要的作用。同时，齿轮箱也是各种动力传递系统中的重要传动装置，齿轮箱的性能将直接影响到整个传动系统的性能；特别是具有离合、减速和正反转功能的船用齿轮箱的性能更是直接地影响着整个船舶传动系统的操纵和航运安全。因此，性能试验在齿轮箱的整个开发过程中占有十分重要的地位，为此，必须有合适的试验系统来对其进行测试。

为了测试齿轮箱的性能，需要对齿轮箱采用全负荷、全转速的性能试验；单台小批量时，因成本考虑，需要采用开式的试验形式，尤其是对大功率齿轮传动来说，驱动和能耗较大；如：公告号为CN110174260B，名称为机械封闭齿轮试验机的转矩加载装置的发明专利，其公开的转矩加载装置采用的是：活塞组件中的活塞和活塞缸能够通过配油阀总成和供油通道使第一转轴和第二转轴产生轴向相对运动，进而通过转动加载组件的螺旋槽与适配齿的作用将活塞组件的轴向作用力转化为第一转轴与第二转轴之间的相对转动，达到施加转矩的目的。该转矩加载装置由于采用了液压活塞组件进行加载，加载过程中冲击力大，存在加载不平稳的问题。同时，该加载装置还存在结构复杂，体积大的问题。

综上所述，现有转矩加载装置存在加载不平稳、结构复杂和体积大的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有转矩加载装置存在加载不平稳、结构复杂和体积大的问题。进而提供一种端接式机械静态加载传动装置。

本发明的技术方案是：一种端接式机械静态加载传动装置包括圆周运动执行机构和轴向运动机构，其中，轴向运动机构包括推动板；圆周运动执行机构包括内花键、外花键法兰、外法兰和多组推动单元；传动轴的端部插装在推动板的中心孔内，且传动轴与推动板之间螺纹连接，推动板做圆周运动时通过所述螺纹带动传动轴向推动板侧做轴向运动；内花键套装在推动板上，外花键法兰和外法兰连接后整体套装在传动轴上，且外花键法兰与传动轴之间采用锥面配合，外花键法兰与内花键之间键配合，多组推动单元呈环形阵列的方式安装在内花键和推动板上，多组推动单元带动推动板做圆周运动。

优选地，推动板为中间带有中心孔的阶梯状板体，所述中心孔与传动轴的连接侧加工有内螺纹。

进一步地，轴向运动机构还包括螺纹注油管，传动轴的端部沿其轴线方向加工有内螺纹孔，传动轴上开设有与内螺纹孔垂直的径向油孔，且内螺纹孔和径向油孔连通，所述径向油孔与外花键法兰和传动轴之间的锥面连通，螺纹注油管穿过推动板的中心孔后与传动轴的内螺纹孔连接。

更进一步地，圆周运动执行机构还包括膜片组，膜片组安装在传动轴上，且膜片组位于外花键法兰和外法兰之间。

更进一步地，每组推动单元均包括第一连接组件、第二连接组件、第一螺旋柱、螺纹套和第二螺旋柱，第一连接组件安装在内花键的外侧壁上，第二连接组件安装在推动板上，第一螺旋柱的一端安装在第一连接组件上，第二螺旋柱的一端安装在第二连接组件上，第一螺旋柱的另一端和第二螺旋柱的另一端之间通过螺纹套连接。

优选地，第一螺旋柱和第二螺旋柱上的螺纹旋向相反。

优选地，螺纹套内的两侧分别加工有旋向相反的内螺纹。

进一步地，第一连接组件包括转动连接件、支架和第一支撑板，第一支撑板安装在内花键的外侧壁上，支架竖直安装在第一支撑板上，转动连接件安装在支架上，第一螺旋柱的一端安装在转动连接件上。

优选地，支架为两个平行布置的板体。

进一步地，第二连接组件包括第二支撑板和拉杆，第二支撑板安装在推动板上，拉杆的一端与第二支撑板螺纹连接，且拉杆平行于推动板的中心孔轴线。

本发明与现有技术相比具有以下效果：

1、本发明主要用于齿轮箱加载的场合，通过推动板8与传动轴17之间同轴螺纹连接，在推动板8的作用下实现对传动轴17的同轴加载。使得对齿轮箱加载更加准确。

2、本发明采用机械静态加载的方式，有效避免了采用液压活塞组件进行加载时，存在初始加载冲击力大的问题，进而保证了传动轴加载的平稳性，使得整个加载过程更加平稳。

3、本发明结构紧凑，体积小。而且加载方向任意，并可根据需要实现任意单向加载。用于功率封闭试验台中。

附图说明

图1是本发明的主视图，图2是图1沿A-A处的剖视图。

图中：1为支架；2为第一螺纹柱；3为第一支撑板；4为第四螺栓；5为螺纹套；6为第二螺纹柱；7为第二支撑板；8为推动板；9为第二螺栓；10为第二螺母；11为内花键；12为外花键法兰；13为第一螺母；14为膜片组；15为第一螺栓；16为外法兰；17为传动轴；18为第三螺母；19为拉杆；20为第三螺栓；21为螺纹注油管；8-1为中心孔；8-2为第一凸台；8-3为第二凸台；17-1为内螺纹孔；17-2为径向油孔。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图2说明本实施方式，本实施方式的一种端接式机械静态加载传动装置包括圆周运动执行机构和轴向运动机构，其中，轴向运动机构包括推动板8；圆周运动执行机构包括内花键11、外花键法兰12、外法兰16和多组推动单元；传动轴17的端部插装在推动板8的中心孔8-1内，且传动轴17与推动板8之间螺纹连接，推动板8做圆周运动时通过所述螺纹带动传动轴17向推动板8侧做轴向运动；内花键11套装在推动板8上，外花键法兰12和外法兰16连接后整体套装在传动轴17上，且外花键法兰12与传动轴17之间采用锥面配合，外花键法兰12与内花键11之间键配合，多组推动单元呈环形阵列的方式安装在内花键11和推动板8上，多组推动单元带动推动板8做圆周运动。

本实施方式中外花键法兰12与传动轴17之间的锥面配合联接时，传动轴17的端部设有台肩，所述台肩与推动板8的侧端面相抵，不但能够起到对传动轴17在轴线反向上的位移量，还便于锥面的加工布置。传动轴17上靠近推动板8一侧为锥面配合的小端。外花键法兰12的内孔孔径与传动轴17的外圆周面之间过盈配合，保证传动轴与推动板之间的转动没有丢转损失，使加载测试更加准确。

在实际使用过程中，本实施方式的推动单元数量优选为3-5组。

具体实施方式二：结合图2说明本实施方式，本实施方式的推动板8为中间带有中心孔8-1的阶梯状板体，所述中心孔8-1与传动轴17的连接侧加工有内螺纹。如此设置，便于推动板8与传动轴17之间的连接。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。

本实施方式的推动板8上设有第一凸台8-2和第二凸台8-3，内花键11分别与第一凸台8-2和第二凸台8-3的外圆周面配合，便于实现内花键11的定位和安装。

具体实施方式三：结合图2说明本实施方式，本实施方式的轴向运动机构还包括螺纹注油管21，传动轴17的端部沿其轴线方向加工有内螺纹孔17-1，传动轴17上开设有与内螺纹孔17-1垂直的径向油孔17-2，且内螺纹孔17-1和径向油孔17-2连通，所述径向油孔17-2与外花键法兰12和传动轴17之间的锥面连通，螺纹注油管21穿过推动板8的中心孔8-1后与传动轴17的内螺纹孔17-1连接。如此设置，便于实现传动轴17的卸载和拆卸。其它组成和连接关系与具体实施方式一或二相同。

本实施方式中，螺纹注油管21的端部设有外螺纹，在螺纹注油管21的轴向方向上开设有油孔，该油孔用于向内螺纹孔17-1和径向油孔17-2注入高压油，通过该高压油实现外花键法兰12和传动轴17之间锥面的分离。

具体实施方式四：结合图2说明本实施方式，本实施方式的圆周运动执行机构还包括膜片组14，膜片组14安装在传动轴17上，且膜片组14位于外花键法兰12和外法兰16之间。如此设置，便于传递扭矩、减少缓冲和调整偏差。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二或三相同。

本实施方式中的圆周运动执行机构还包括第一螺栓15和第一螺母13，外花键法兰12、膜片组14和外法兰16之间通过第一螺栓15和第一螺母13连接，便于拆装，尤其是需要更换膜片组14时，简单，方便。

具体实施方式五：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的每组推动单元均包括第一连接组件、第二连接组件、第一螺旋柱2、螺纹套5和第二螺旋柱6，第一连接组件安装在内花键11的外侧壁上，第二连接组件安装在推动板8上，第一螺旋柱2的一端安装在第一连接组件上，第二螺旋柱6的一端安装在第二连接组件上，第一螺旋柱2的另一端和第二螺旋柱6的另一端之间通过螺纹套5连接。如此设置，旋转螺纹套5，带动推动板8做圆周运动，同时推动板8通过与传动轴17上的螺纹联接带动传动轴17向推动板8侧做轴向运动，在实现单向加载的同时通过锥面配合完成形成功率封闭加载系统。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三或四相同。

具体实施方式六：结合图1说明本实施方式，本实施方式的第一螺旋柱2和第二螺旋柱6上的螺纹旋向相反。如此设置，便于通过螺纹套5的转动快速实现第二螺旋柱6推动推动板8转动。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四或五相同。

具体实施方式七：结合图1说明本实施方式，本实施方式的螺纹套5内的两侧分别加工有旋向相反的内螺纹。如此设置，便于同时与第一螺旋柱2和第二螺旋柱6连接。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五或六相同。

本实施方式的第一螺旋柱2和第二螺旋柱6与螺纹套5之间采用螺纹连接的配合，便于根据实际情况选择不同螺距的螺纹，同时，通过调整旋转螺纹套的速度来实现对推动板转动速度的控制，整个操作和控制过程更加灵活。

具体实施方式八：结合图2说明本实施方式，本实施方式的第一连接组件包括转动连接件、支架1和第一支撑板3，第一支撑板3安装在内花键11的外侧壁上，支架1竖直安装在第一支撑板3上，转动连接件安装在支架1上，第一螺旋柱2的一端安装在转动连接件上。如此设置，结构简单，便于与内花键11连接。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六或七相同。

第一连接组件还包括第四螺栓4，第一支撑板3通过第四螺栓4安装在内花键11的外侧壁上。

具体实施方式九：结合图2说明本实施方式，本实施方式的支架1为两个平行布置的板体。如此设置，两个平行布置的板体与第一支撑板3之间采用焊接的方式固定连接。其它组成和连接关系与具体实施方式一至八中任意一项相同。

本实施方式的第一连接组件还包括第二螺栓9和第二螺母10，两个平行布置的板体之间通过第二螺栓9和第二螺母10连接。第一螺旋柱2的一端套装在两个平行布置的板体之间的第二螺栓9上。

具体实施方式十：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的第二连接组件包括第二支撑板7和拉杆19，第二支撑板7安装在推动板8上，拉杆19的一端与第二支撑板7螺纹连接，且拉杆17平行于推动板8的中心孔8-1轴线，其中，拉杆19是一个两端具有外螺纹的杆状结构。如此设置，便于带动推动板8转动。其它组成和连接关系与具体实施方式一至九中任意一项相同。

本实施方式的第二连接组件还包括第三螺栓20和第三螺母18，第二支撑板7通过第三螺栓20安装在推动板8上，第二螺旋柱6的一端套装在拉杆19上，且拉杆19的端部通过第三螺母18实现对第二螺旋柱6的限位。

结合图1至图2说明本发明的工作原理：

1、本发明的加载原理：

旋转螺纹套5，通过第一螺旋柱2和第二螺旋柱6相向移动，带动推动板8做圆周运动。同时，推动板8通过与传动轴17上的螺纹连接带动传动轴17向推动板8侧做轴向运动，在实现单向加载的同时通过锥面配合完成形成功率封闭加载系统。

2、本发明的卸载和拆卸原理：

使用外部油站加入高压油，高压油通过螺纹注油管21和传动轴17上的径向油孔17-2作用实现外花键法兰12的内锥面和传动轴17的外锥面分离，推动板8反向圆周转动，使传动轴17向远离推动板8侧移动，进而完成了卸载和拆卸工作。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明的，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其他变化，以及应用到本发明未提及的领域中，当然，这些依据本发明精神所做的变化都应包含在本发明所要求保护的范围内。