[发明专利]手扶拖拉机配套旋耕机的扭矩测试方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种手扶拖拉机配套旋耕机的扭矩测试方法及其装置，属于农业机械测试领域。

背景技术

手扶拖拉机是我国广大农村，特别是南方地区最主要的农用动力机械，而旋耕机则是与之相配套的最重要的耕作机具之一。旋耕机作业能耗大，如何评判旋耕机本身性能的好坏以及与拖拉机配套是否合理，扭矩、转速和功耗是其评判的主要参数。旋耕机的最大扭矩、转速关系着旋耕机的工作能力、寿命和安全性。旋耕机的扭矩、转速和功耗参数还与旋耕机的结构参数（旋耕刀片的切削半径、旋耕机工作幅宽、旋耕刀片的数量以及在刀轴上的排列形式）、运动参数（旋耕刀片的圆周速度、机组的前进速度以及二者的比值）、性能参数（旋耕深度、刀片的切土节距和每把刀片的切土宽度）等相关，能否准确、实时地测出传动轴的扭矩和转速，对于评定手扶拖拉机旋耕机作业质量能否满足农艺要求和与手扶拖拉机的配套合理性，并考核样机是否达到设计要求具有非常重要的意义，此外对于及时发现传动轴的故障和改进设计也具有很重要的意义。

目前国内旋耕机扭矩测试主要仍采用在轴上贴应变片的传统方法。即应变片-应变仪测试旋耕机转速、扭矩和功耗。该方法直接在待测设备的传动轴贴片，即在旋耕机轴输入端圆周上每隔90°均布贴上电阻应变片，并接成全桥电路与集流环相接，同时和转速测试元件（霍尔元件或转速盘）测得的轴输出端转速信号输入动态应变仪，经动态应变仪的现场实时处理，得到旋耕机扭矩并计算出功耗。但是,这种扭矩测量方法极其繁琐，每测试一台机器必须在被测机器设备的传动轴贴片，费时、费力且重复性差。因此研发旋耕机转速、扭矩和功耗测试通用装置，改变目前“一机一贴”的状况是非常必要，具有重要的现实意义。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种操作简单、测量快速可靠、误差小且重复性好的手扶拖拉机配套旋耕机的扭矩测试方法及其装置。

为了实现上述目的，本发明的技术方案一是：一种手扶拖拉机配套旋耕机的扭矩测试装置，包括箱体，所述箱体内设置有用于连接拖拉机和旋耕机的传动机构，所述传动机构包含一扭矩传感器。

进一步的，所述传动机构还包含与拖拉机倒档齿轮相啮合的齿轮Ⅰ以及与旋耕机输入齿轮相啮合的齿轮Ⅳ，所述齿轮Ⅰ设置于轴Ⅰ上，所述轴Ⅰ的一端由箱体支撑，所述轴Ⅰ的另一端与轴Ⅱ的一端相连接并由箱体支撑，所述轴Ⅱ的另一端由箱体支撑，所述轴Ⅱ上设置有齿轮Ⅱ，所述齿轮Ⅱ与齿轮Ⅲ相啮合，所述齿轮Ⅲ设置于扭矩传感器的轴输入端上，所述扭矩传感器的轴输入端由箱体支撑，所述扭矩传感器的轴输出端与轴Ⅲ的一端相连接，所述轴Ⅲ的另一端由箱体支撑，所述齿轮Ⅳ设置于轴Ⅲ上。

进一步的，所述齿轮Ⅰ通过平键与轴Ⅰ相连接，所述齿轮Ⅳ通过平键与轴Ⅲ相连接，所述齿轮Ⅰ与齿轮Ⅳ的齿顶之间存在间隙。

进一步的，所述轴Ⅰ和轴Ⅲ的结构尺寸相同，所述轴Ⅰ的另一端设置有花键槽，所述轴Ⅱ的一端设置有与轴Ⅰ的花键槽相配合的花键，所述轴Ⅲ的一端设置有花键槽，所述扭矩传感器的轴输出端设置有与轴Ⅲ的花键槽相配合的花键。

进一步的，所述齿轮Ⅱ和齿轮Ⅲ的结构尺寸相同，所述齿轮Ⅱ通过花键套Ⅰ与轴Ⅱ相连接，所述齿轮Ⅱ的花键槽与花键套Ⅰ的外花键相配合，所述轴Ⅱ的另一端设置有与花键套Ⅰ的内花键槽相配合的花键。

进一步的，所述齿轮Ⅲ通过花键套Ⅱ与扭矩传感器的轴输入端相连接，所述花键套Ⅰ和花键套Ⅱ的结构尺寸相同，所述齿轮Ⅲ的花键槽与花键套的外花键相配合Ⅱ，所述扭矩传感器的轴输入端设置有与花键套Ⅱ的内花键槽相配合的花键。

进一步的，所述齿轮Ⅰ和齿轮Ⅳ的齿数相同，所述齿轮Ⅱ与齿轮Ⅲ的齿数相同。

进一步的，所述箱体是由箱体Ⅰ和箱体Ⅱ通过螺栓连接而成。

进一步的，所述箱体Ⅰ的A面通过螺栓固定于拖拉机的变速箱体上，所述箱体Ⅰ的B面通过螺栓与旋耕机相连接。

为了实现上述目的，本发明的技术方案二是：一种手扶拖拉机配套旋耕机的扭矩测试方法，包括上述的一种手扶拖拉机配套旋耕机的扭矩测试装置，并按以下步骤进行：（1）安装时，通过螺栓使得箱体分别与拖拉机的变速箱体和旋耕机固定连接，将拖拉机的倒档齿轮与该扭矩测试装置的齿轮Ⅰ相啮合，将旋耕机的输入齿轮与该扭矩测试装置的齿轮Ⅳ相啮合；（2）测试时，拖拉机的倒档齿轮带动齿轮Ⅰ旋转，齿轮Ⅰ通过轴Ⅰ和轴Ⅱ带动齿轮Ⅱ旋转，齿轮Ⅱ通过齿轮Ⅲ驱动扭矩传感器的轴输入端，扭矩传感器的轴输出端通过轴Ⅲ带动齿轮Ⅳ旋转，齿轮Ⅳ通过旋耕机的输入齿轮进而驱动旋耕机，此时扭矩传感器通过测量加载在其自身轴上的扭矩、转速等参数，从而计算出旋耕机的扭矩、转速和功耗。