本發(fā)明涉及一種蝸桿蝸輪傳動實驗臺，特別涉及一種機械功率流封閉式的蝸桿蝸輪節(jié)能實驗裝置，屬機械實驗設備領域。

背景技術：

近年來，蝸桿蝸輪傳動綜合性能測試的研究已成為現(xiàn)代測試技術的一個重要的研究方向。蝸桿蝸輪傳動實驗臺是用實驗的方法研究蝸桿蝸輪傳動的各種失效形式并測定其承載能力、傳動效率及有關性能的基本手段。實驗臺對機械零件的設計、性能要求以及現(xiàn)場人員如何選擇，提供了最具科學理論根據的數(shù)據。通過對機械零部件的實驗獲取有用的數(shù)據和性能參數(shù)，對現(xiàn)場機器的設計、制造和對老設備的改造起著至關重要的作用。

目前的蝸桿蝸輪傳動實驗臺多為功率流開放式實驗臺，該類實驗臺所傳遞的功率由電動機傳來，經過傳動裝置和實驗裝置中的所有傳動件，最后傳到耗能裝置，即加載裝置。開放式實驗臺的耗能裝置結構往往比較笨重，常常需要設置冷卻裝置，另外動力消耗功率要大于實際負載功率，這在大功率或長期工作的情況下使用不經濟，例如作長時間測試傳動件疲勞或壽命實驗的情況。因此，開放式機械傳動實驗臺適用于實驗時間較短的項目，例如效率實驗、緩沖減振(阻尼特性)實驗、滿載起動實驗和過載安全性能實驗；或者進行小功率的聯(lián)軸器的疲勞壽命實驗。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有實驗臺的不足，本發(fā)明提供一種機械功率流封閉式蝸桿蝸輪傳動實驗臺，通過功率流封閉結構大大減少了實驗中的能量消耗。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案如下：機械功率流封閉式蝸桿蝸輪傳動實驗臺包括電動機、齒輪箱、聯(lián)軸器、軸系、蝸桿蝸輪模塊、傳感器、加載裝置、底板，所述齒輪箱、所述蝸桿蝸輪模塊、所述加載裝置通過所述聯(lián)軸器和所述軸系連接，所述齒輪箱固定在所述底板上。

進一步地，所述齒輪箱包括減速齒輪箱和增速齒輪箱，所述減速齒輪箱和所述增速齒輪箱的傳動比互為倒數(shù)，所述電動機固定在所述減速齒輪箱的箱體上。

進一步地，所述聯(lián)軸器包括聯(lián)軸器ⅰ、聯(lián)軸器ⅱ、聯(lián)軸器ⅲ、聯(lián)軸器ⅳ、聯(lián)軸器ⅴ，所述軸系包括軸ⅰ、軸ⅱ、軸ⅲ、軸ⅳ，所述軸ⅰ、所述軸ⅲ為所述減速齒輪箱的軸，所述軸ⅱ、所述軸ⅳ為所述增速齒輪箱的軸；所述電動機的輸出軸通過所述聯(lián)軸器ⅲ與所述軸ⅰ連接，所述加載裝置通過所述聯(lián)軸器ⅰ與所述軸ⅰ連接、通過所述聯(lián)軸器ⅱ與所述增速齒輪箱的所述軸ⅱ連接，所述蝸桿蝸輪模塊通過所述聯(lián)軸器ⅴ與所述增速齒輪箱的所述軸ⅳ連接、通過所述聯(lián)軸器ⅳ與所述減速齒輪箱的所述軸ⅲ連接，從而形成一個閉合回路，所述加載裝置加載后產生的扭矩通過所述減速齒輪箱和所述增速齒輪箱傳遞到所述蝸桿蝸輪模塊。

進一步地，所述實驗齒輪模塊包括箱體、支座ⅰ、支座ⅱ、模塊輸入軸、蝸桿ⅰ、蝸輪ⅰ、蝸桿ⅱ、蝸輪ⅱ、螺旋升降裝置、傳動軸、模塊輸出軸ⅰ、輔助軸、模塊輸出軸ⅱ、傳感器和帶傳動裝置，所述支座ⅰ和所述支座ⅱ焊接在所述箱體上；所述模塊輸入軸支撐在所述箱體和所述支座ⅰ上，所述模塊輸出軸ⅰ和所述輔助軸均支撐在所述箱體上，所述傳動軸支撐在所述螺旋升降裝置上，所述螺旋升降裝置固定在所述箱體底部，所述模塊輸出軸ⅱ支撐在所述支座ⅱ和所述箱體上；所述蝸桿ⅰ固定在所述模塊輸入軸上、所述蝸輪ⅰ和所述蝸輪ⅱ均固定在所述傳動軸上，所述蝸桿ⅱ固定在所述模塊輸出軸ⅰ上。

進一步地，所述蝸桿ⅰ和所述蝸輪ⅰ嚙合傳動，構成被測嚙合齒輪，所述蝸桿ⅱ和所述蝸輪ⅱ嚙合傳動，構成陪試嚙合齒輪，被測嚙合齒輪和陪試嚙合齒輪有相同的傳動比；所述蝸桿ⅰ和所述蝸桿ⅱ螺旋方向、參數(shù)均相同，所述蝸輪ⅰ和所述蝸輪ⅱ螺旋方向、參數(shù)均相同。

進一步地，所述螺旋升降裝置包括螺桿、平臺、底座，所述底座與所述箱體底部相連，所述螺桿轉動，所述平臺升降，改變所述蝸桿ⅰ和所述蝸輪ⅰ、所述蝸桿ⅱ和蝸輪ⅱ的中心距，用于測量不同參數(shù)、不同尺寸蝸桿蝸輪嚙合的性能。

進一步地，所述帶傳動裝置包括主動輪、從動輪、張緊輪和皮帶，所述主動輪固定在所述模塊輸出軸ⅰ上，所述從動輪固定在所述模塊輸出軸ⅱ上、所述張緊輪固定在所述輔助軸上，所述皮帶繞在所述主動輪、所述從動輪和所述張緊輪上；所述模塊輸出軸ⅰ、所述輔助軸、所述模塊輸出軸ⅱ互相平行，所述輔助軸帶動所述張緊輪沿所述箱體上下移動來調整所述皮帶的張緊程度，使所述帶傳動裝置在合適的張緊力下工作。

進一步地，所述傳感器包括傳感器ⅰ和傳感器ⅱ，所述傳感器ⅰ位于所述蝸桿ⅰ的輸入側，測量所述蝸桿ⅰ的輸入轉速、輸入轉矩，并傳遞給數(shù)據處理裝置，所述傳感器ⅱ位于所述蝸輪ⅰ的輸出側，測量所述蝸輪ⅰ的輸出轉速、輸出轉矩，并傳遞給數(shù)據處理裝置。

本發(fā)明機械功率流封閉式蝸桿蝸輪傳動實驗臺工作時，首先由所述加載裝置加載，所述軸ⅰ和所述軸ⅱ因扭轉變形而產生扭矩。所述電動機啟動后，這些扭矩相應做功，并通過所述減速齒輪箱、所述增速齒輪箱傳到所述蝸桿蝸輪模塊。在所述蝸桿蝸輪模塊里，運動和動力首先由所述模塊輸入軸輸入，經所述蝸桿ⅰ和所述蝸輪ⅰ嚙合傳動，所述蝸桿ⅱ和所述蝸輪ⅱ的嚙合傳動，再由所述輸出軸ⅰ傳遞給所述帶傳動裝置，由所述模塊輸出軸ⅱ經過所述聯(lián)軸器ⅴ返回所述増速齒輪箱。

采用上述方案所取得的有益效果是：

1、機械功率流封閉式蝸桿蝸輪傳動實驗臺整體形成一個機械功率流封閉回路，所述電動機輸出的功率僅僅是為了克服系統(tǒng)中的各種摩擦阻力，能耗低。

2、調節(jié)所述電動機轉速，可以使蝸輪蝸桿模塊在不同的轉速條件下實驗。

3、通過螺旋升降裝置改變被測蝸桿蝸輪的中心距，可以測試不同參數(shù)、不同尺寸的蝸桿蝸輪的傳動性能，進行轉速實驗、傳動比實驗、功率實驗、效率實驗、壽命實驗，一機多用提高了實驗臺的利用率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明機械功率流封閉式蝸桿蝸輪傳動實驗臺的結構示意圖；

圖2為本發(fā)明機械功率流封閉式蝸桿蝸輪傳動實驗臺的蝸桿蝸輪模塊結構示意圖；

圖3為本發(fā)明機械功率流封閉式蝸桿蝸輪傳動實驗臺的蝸桿蝸輪模塊中帶傳動裝置的結構示意圖；

圖4為本發(fā)明機械功率流封閉式蝸桿蝸輪傳動實驗臺的蝸桿蝸輪模塊中螺旋升降裝置的示意圖。

圖中：1-電動機，2-底板，3-減速齒輪箱，4-軸ⅰ，5-聯(lián)軸器ⅰ，6-加載裝置，7-聯(lián)軸器ⅱ，8-軸ⅱ，9-增速齒輪箱，10-聯(lián)軸器ⅲ，11-軸ⅲ，12-聯(lián)軸器ⅳ，13-蝸桿蝸輪模塊，14-聯(lián)軸器ⅴ，15-軸ⅳ，16-模塊輸入軸，17-傳感器ⅰ，18-蝸桿ⅰ，19-蝸輪ⅰ，20-箱體，21-支座ⅰ，22-支座ⅱ，23-從動輪，24-模塊輸出軸ⅱ，25-傳感器ⅱ,26-平臺，27-螺桿，28-傳動軸，29-蝸桿ⅱ，30-蝸輪ⅱ，31-模塊輸出軸ⅰ，32-張緊輪，33-輔助軸，34-主動輪，35-皮帶,36-底座。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步描述。

如圖1、2、3、4所示的機械功率流封閉式蝸桿蝸輪傳動實驗臺，包括電動機1、齒輪箱3，9、聯(lián)軸器5，7，10，12，14、軸系4，8，11，15、蝸桿蝸輪模塊13、傳感器17，25、加載裝置6、底板2，齒輪箱3，9、蝸桿蝸輪模塊13、加載裝置6通過聯(lián)軸器5，7，10，12，14和軸系4，8，11，15連接，齒輪箱3，9固定在底板2上。齒輪箱3，9包括減速齒輪箱3和增速齒輪箱9，電動機固定在減速齒輪箱的箱體上。聯(lián)軸器5，7，10，12，14包括聯(lián)軸器ⅰ5、聯(lián)軸器ⅱ7、聯(lián)軸器ⅲ10、聯(lián)軸器ⅳ12、聯(lián)軸器ⅴ14，軸系4，8，11，15包括軸ⅰ4、軸ⅱ8、軸ⅲ11、軸ⅳ15，電動機1的輸出軸通過聯(lián)軸器ⅲ10與軸ⅰ4連接，加載裝置6通過聯(lián)軸器ⅰ5與軸ⅰ4連接、通過聯(lián)軸器ⅱ7與增速齒輪箱9的軸ⅱ連接，蝸桿蝸輪模塊通過聯(lián)軸器ⅴ與增速齒輪箱的軸ⅳ連接、通過聯(lián)軸器ⅳ與減速齒輪箱的軸ⅲ連接，從而形成一個閉合回路。實驗齒輪模塊包括箱體20、支座ⅰ21、支座ⅱ22、模塊輸入軸16、蝸桿ⅰ18、蝸輪ⅰ19、蝸桿ⅱ29、蝸輪ⅱ30、螺旋升降裝置、傳動軸、模塊輸出軸ⅰ，輔助軸，模塊輸出軸ⅱ、傳感器和帶傳動裝置，支座ⅰ和支座ⅱ焊接在箱體上；模塊輸入軸支撐在箱體和支座ⅰ上，模塊輸出軸ⅰ和輔助軸均支撐在箱體上，傳動軸支撐在螺旋升降裝置26，27，36上，模塊輸出軸ⅱ24支撐在支座ⅱ和箱體20上；蝸桿ⅰ31固定在模塊輸入軸16上、蝸輪ⅰ19和蝸輪ⅱ30均固定在傳動軸28上，蝸桿ⅱ29固定在模塊輸出軸ⅰ31上。螺旋升降裝置26，27，36包括螺桿27、平臺26、底座36，底座36與箱體20底部相連。帶傳動裝置23，32，34，35包括主動輪34、從動輪23、張緊輪32和皮帶35，主動輪34固定在模塊輸出軸ⅰ31上，從動輪23固定在模塊輸出軸ⅱ24上、張緊輪32固定在輔助軸33上，皮帶35繞在主動輪34、從動輪23和張緊輪32上。傳感器17，25包括傳感器ⅰ17和傳感器ⅱ25，傳感器ⅰ15位于蝸桿ⅰ的輸入側，傳感器ⅱ25位于蝸輪ⅰ的輸出側。

如圖1、2、3、4所示的機械功率流封閉式蝸桿蝸輪傳動實驗臺，其使用方法具體步驟如下：電動機1將運動和動力輸入減速齒輪箱3，通過軸ⅳ15和模塊輸入軸16，驅動蝸桿ⅰ18和蝸輪ⅰ19、蝸桿ⅱ29和蝸輪ⅱ30嚙合傳動；加載裝置6加載后將動力通過減速齒輪箱3和加速齒輪箱9傳遞給蝸桿蝸輪模塊13。在蝸桿蝸輪模塊13里，運動和動力首先由模塊輸入軸16輸入，經蝸桿ⅰ18和蝸輪ⅰ19嚙合傳動，蝸桿ⅱ29和蝸輪ⅱ30嚙合傳動，再由模塊輸出軸ⅰ31傳遞給帶傳動裝置23，32，34，35，由模塊輸出軸ⅱ24經過聯(lián)軸器ⅴ14返回增速齒輪箱9。整個傳動形成一個機械功率流封閉回路，所述電動機1輸出的功率僅僅是為了克服系統(tǒng)中的各種摩擦阻力，能耗低。需要進行蝸桿蝸輪的傳動比實驗、轉速實驗時，傳感器ⅰ17、傳感器ⅱ25采用速度傳感器，由傳感器ⅰ17測出蝸桿ⅰ18的輸入轉速，傳感器ⅱ25測出蝸輪ⅰ19的輸出轉速，即可由外接的數(shù)據處理裝置計算并顯現(xiàn)；需要進行蝸桿蝸輪的功率實驗、效率實驗和壽命實驗時，傳感器ⅰ17、傳感器ⅱ25采用扭矩傳感器，由傳感器ⅰ17測出蝸桿ⅰ18的輸入轉矩，傳感器ⅱ25測出蝸輪ⅰ19的輸出轉矩。當需要進行不同蝸桿機構的性能實驗時，轉動螺桿27，所述平臺26升降，改變所述蝸桿ⅰ18和所述蝸輪ⅰ19、所述蝸桿ⅱ29和蝸輪ⅱ30的中心距，重復上述步驟即可進行實驗。