[发明专利]齿轮箱故障模拟装置及其系统

说明书

本发明提供的齿轮箱故障模拟装置及其系统，属于故障模拟机械领域。包括底座，底座设置有驱动电机、实验装置箱体和负载加持机构，实验装置箱体设置有中间轴齿轮总成、输入齿轮和输出齿轮，中间轴齿轮总成包括轴套管和套设于轴套管外侧的中间齿轮，轴套管套设于中间轴的外侧，轴套管和中间轴之间嵌设有中间轴承；输入齿轮和输出齿轮分别能够与中间齿轮啮合。齿轮箱故障模拟系统包括齿轮箱故障模拟装置，底座包括安装底板，驱动电机、实验装置箱体和负载加持机构依次设置于所述安装底板。齿轮箱故障模拟装置能够实现轴承和齿轮的耦合故障的模拟。齿轮箱故障模拟系统能够实现部件的合理布局，缩小整体体积的占用空间，更适于模拟实验。

技术领域

本发明涉及故障模拟机械领域，具体而言，涉及齿轮箱故障模拟装置及其系统。

背景技术

现有技术中的齿轮箱故障模拟试验台存在以下的缺点：1、只能用于齿轮或者轴承的故障检测；2、仅能用于模拟直齿齿轮故障，无法模拟斜齿轮故障；3、齿轮和轴承故障只能分别进行测量，不能模拟齿轮和轴承的耦合故障实验，即不能模拟齿轮和轴承的叠加故障的实验；4、更换故障齿轮时，需要完全拆解齿轮箱，不够方便；5、模拟轴承故障实验中，更换轴承并不方便，为固定轴承还须设置多种附属部件，使结构更加复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供齿轮箱故障模拟装置，以实现轴承故障，齿轮故障以及轴承和齿轮的耦合故障的模拟。

本发明的另一个目的在于提供齿轮箱故障模拟系统，以简化整体结构。

本发明是这样实现的：

本发明提供的齿轮箱故障模拟装置包括底座，底座设置有驱动电机、实验装置箱体和负载加持机构，实验装置箱体设置有输入轴、输出轴、中间轴和中间轴齿轮总成，输入轴的外侧套设有输入齿轮，输出轴的外侧套设有输出齿轮，中间轴可拆卸地设置于实验装置箱体且位于输入轴和输出轴之间，中间轴、输入轴和输出轴的轴心线不在同一平面内；中间轴齿轮总成包括轴套管和套设于轴套管外侧的中间齿轮，轴套管套设于中间轴的外侧，轴套管和中间轴之间嵌设有中间轴承；输入齿轮和输出齿轮分别能够与中间齿轮啮合；负载加持机构设置有加载轴，输入轴与驱动电机连接，输出轴与加载轴连接。

待测故障齿轮安装在轴套管的外侧，中间齿轮即为待测故障齿轮，中间齿轮与轴套管可以可拆卸连接，也可以一体成型。可拆卸连接，则中间齿轮可以拆换不同的齿轮，同时轴套管的内径可以设计不同的尺寸，进而中间轴和轴套管之间可以匹配安装不同的轴承。一体成型，则轴套管和齿轮可以一起更换，同理，轴套管和齿轮可以有不同的配合，轴套管和中间轴之间依然可以安装不同的轴承。不管是哪一种方式，轴承和齿轮的安装和拆卸都非常简单，大大简化了结构。

轴套管与中间轴之间安装待测故障轴承，中间轴承即为待测故障轴承。齿轮和轴承的故障实验模拟可以分别进行，也可以同时进行，实现叠加故障的模拟实验。轴承故障单独模拟，则中间齿轮为无故障齿轮，中间轴承为故障轴承，传动路径为输入齿轮、中间齿轮和输出齿轮；齿轮故障单独模拟，则中间轴承为无故障齿轮，中间齿轮为故障齿轮，传动路径为输入齿轮、中间齿轮和输出齿轮；轴承和齿轮故障的耦合模拟，中间齿轮为故障齿轮，中间轴承为故障轴承，传动路径依然为输入齿轮、中间齿轮和输出齿轮。

进一步地，中间齿轮为中间直齿轮和/或中间斜齿轮。

进一步地，齿轮箱故障模拟装置还包括拨叉换位装置，拨叉换位装置设置于输出轴的一侧；中间齿轮包括中间直齿轮和中间斜齿轮，中间直齿轮和中间斜齿轮固定套设于轴套管的外侧，输出齿轮包括输出直齿轮和输出斜齿轮，输出斜齿轮空转套设于输出轴的外侧且与中间斜齿轮啮合，输出直齿轮滑动套设于输出轴的外侧且始终与输出轴同步转动，输出直齿轮在拨叉换位装置的作用下能够与中间直齿轮啮合或者与输出斜齿轮对接实现同步转动。