[发明专利]平行双摆轴双盘形凸轮四摆杆关节轴承高速试验机

说明书

技术领域

本发明涉及一种平行双摆轴双盘形凸轮四摆杆关节轴承高速试验机。

背景技术

关节轴承是一种特殊结构的滑动轴承，主要是由一个带外球面的内圈和一个带内球面的外圈组成。关节轴承因具有转动灵活、免维护、结构紧凑、易于装拆、承载能力大、寿命长等诸多优点，被广泛应用于航空飞行器摆动构件连接。

航空飞行器在飞行过程中，任何组成构件的失效都会造成灾难性后果。因此对航空飞行器组成构件服役寿命的确定是一项非常严肃而重要的工作。为了准确的确定航空飞行器组成构件的服役寿命，通常做法是对航空飞行器组成构件进行模拟真实工况条件下的疲劳试验，再把通过试验求得的疲劳寿命除以一个安全系数即为航空飞行器组成构件的服役寿命。

关节轴承作为航空飞行器的重要组成构件之一，也必须进行模拟真实工况条件下的疲劳试验。有些航空飞行器上的关节轴承摆动频率很高（30～70Hz），而我国目前使用的关节轴承疲劳试验机多采用曲柄滑块机构，因该机构难以实现运动构件的动平衡，故其最高摆动频率一般不超过20Hz，无法满足高频摆动航空关节轴承疲劳试验的要求，严重制约了国产高频摆动航空关节轴承的发展。

发明内容

为了克服现有的采用曲柄滑块机构的关节轴承疲劳试验机存在的上述不足，本发明提供一种平行双摆轴双盘形凸轮四摆杆关节轴承高速试验机。该发明的高速旋转轴和其上固联的工作凸轮、平衡凸轮构成近似动平衡结构，离心惯性力全部得到平衡，离心惯性力矩大部分得到平衡。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种平行双摆轴双盘形凸轮四摆杆关节轴承高速试验机，包括传动齿轮Ⅰ、Ⅱ、联轴器、电机、滚动轴承Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ、Ⅻ、试验关节轴承Ⅰ、Ⅱ和加载液压缸Ⅰ、Ⅱ，其特征是：高速旋转轴Ⅰ、Ⅱ分别支承在四个滚动轴承Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ上，在高速旋转轴Ⅰ、Ⅱ的中部分别固联传动齿轮Ⅰ、Ⅱ，两个传动齿轮Ⅰ、Ⅱ相互啮合；高速旋转轴Ⅰ的一端固定安装一个工作凸轮Ⅰ和一个平衡凸轮Ⅰ，高速旋转轴Ⅱ的一端固定安装一个工作凸轮Ⅱ和一个平衡凸轮Ⅱ，高速旋转轴Ⅱ的另一端通过联轴器与电机相连；两根高频摆动轴Ⅰ、Ⅱ分别支承在四个滚动轴承Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ上，高频摆动轴Ⅰ、Ⅱ的一端分别与试验关节轴承Ⅰ、Ⅱ的内圈固联，试验关节轴承Ⅰ、Ⅱ的外圈分别与加载液压缸Ⅰ、Ⅱ固联；高频摆动轴Ⅰ、Ⅱ的另一端分别固联四个L形摆杆Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，两个L形摆杆Ⅰ、Ⅱ对称于高频摆动轴Ⅰ轴线，两个L形摆杆Ⅲ、Ⅳ对称于高频摆动轴Ⅱ轴线，L形摆杆的结构相同，其中，L形摆杆Ⅰ由一根连接杆和一个短轴构成，连接杆与高频摆动轴Ⅰ端部固联，短轴上安装一个滚动轴承Ⅸ；四个L形摆杆Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ短轴上的滚动轴承Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ、Ⅻ均与工作凸轮Ⅰ、Ⅱ相切。

所述高速旋转轴Ⅰ、Ⅱ上的工作凸轮Ⅰ、Ⅱ为反向布置，即两个工作凸轮Ⅰ、Ⅱ的偏心方向相反,偏心距e大小相等；两根高速旋转轴Ⅰ、Ⅱ上的平衡凸轮Ⅰ、Ⅱ为反向布置，即两个平衡凸轮Ⅰ、Ⅱ的偏心方向相反,偏心距e大小相等。

所述高频摆动轴Ⅰ、Ⅱ轴线与高速旋转轴Ⅰ、Ⅱ轴线平行；高速旋转轴Ⅰ、Ⅱ的轴线位于同一平面内，高频摆动轴Ⅰ、Ⅱ位于高速旋转轴Ⅰ、Ⅱ的轴线所构成的平面的两侧。

所述连接杆轴线与短轴轴线相互垂直，连接杆轴线与高频摆动轴Ⅰ、Ⅱ轴线相互垂直，短轴轴线与高频摆动轴Ⅰ、Ⅱ轴线相互平行，且三根轴线共面。

所述工作凸轮Ⅰ、Ⅱ和平衡凸轮Ⅰ、Ⅱ均具有偏心距e，工作凸轮Ⅰ、Ⅱ和平衡凸轮Ⅰ、Ⅱ的中心线相对于高速旋转轴Ⅰ、Ⅱ的轴线对称。

所述L形摆杆Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ短轴上的滚动轴承Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ、Ⅻ两端面的对称平面均与相应的工作凸轮Ⅰ、Ⅱ的两端面的对称平面共面。

本发明与现有技术相比具有如下优点：1、本发明的高速旋转轴和其上固联的工作凸轮、平衡凸轮构成近似动平衡结构，即在高速旋转轴和两个斜盘端面凸轮转动过程中，离心惯性力全部得到平衡，离心惯性力矩大部分得到平衡。2、工作凸轮和与之接触的滚动轴承为纯滚动摩擦，摩擦力小、磨损轻。3、由于工作凸和与之接触的滚动轴承间仅有微小间隙（0.03mm左右），故两者间的冲击小、噪音低。该发明的摆动频率可达70～80Hz，可满足高频摆动航空关节轴承疲劳试验的要求。

附图说明

图1为平行双摆轴双盘形凸轮四摆杆关节轴承高速试验机主视剖面结构示意图（图2的A-A剖视示意图）；

图2为图1的D-D剖视示意图；

图3为图1的C-C剖视示意图；