[发明专利]内力耗散力矩平衡式谐波传动双柔性构件性能试验装置

说明书

本发明涉及一种内力耗散力矩平衡式谐波传动双柔性构件性能试验装置，随动加载系统通过螺栓连接的方式固定在驱动系统上，散热系统是构成随动加载系统的一部分。且驱动系统连接随动加载系统及被试验零部件—柔轮和柔性轴承来分别进行驱动；随动加载系统利用摩擦轴承产生的摩擦力矩平衡外加的力矩负荷，通过弹性加载齿轮在柔轮上施加切向载荷，将其所做的功转化为摩擦热并由散热系统产生的风冷耗散掉；散热系统是随动加载系统结构的一部分，满足试验过程中通风散热问题；支撑系统是对驱动系统、随动加载系统和数据采集和处理系统的支撑；试验时能对柔性轴承性能进行试验，能对柔轮性能进行试验，还能对柔性轴承和柔轮的一体集成件性能进行试验。

技术领域

本发明属于柔性轴承与柔轮的疲劳检测技术领域，特别涉及一种内力耗散力矩平衡式谐波传动双柔性构件性能试验装置，能模拟实际工况下，不同规格的柔性轴承与柔轮的受力情况，并对柔性轴承和柔轮的性能与寿命进行试验。

背景技术

谐波传动技术是近些年来为了适应空间技术以及机器人技术等要求发展起来的一种新型传动技术，具有传动比大，体积小，重量轻，传动精度高，回转误差小等优点，特别是可以向密封空间传递运动和动力的特性，使其得到了广泛应用。其中具有代表性的传动机构是谐波减速器，谐波减速器的发展已有将近60年，被广泛应用于航天、军事、自动控制、仪器仪表、数控机床以及机器人等领域。随着我国航天技术，机器人技术和高精度仪器等方面的发展，谐波传动在我国也有了较快的发展，通用谐波减速器也有了系列化的生产。影响谐波减速器寿命的主要因素是柔性轴承与柔轮的失效，柔性轴承与柔轮作为谐波减速器中最重要的两个零件，对他们的失效模式与机理的研究是十分重要的。由于国内对谐波减速器尤其是单一的针对柔性轴承或柔轮的试验研究较少，对它们的失效机理和诊断方法认识不充分，进而影响到谐波减速器的寿命计算和设计等，因此对柔性轴承与柔轮进行试验研究的意义是十分重大的。

柔性轴承是一种特殊的滚动轴承，其内外圈的壁厚较薄，在装入波发生器之前为圆形，装入波发生器之后，柔性轴承被挤压变形，内外圈均变成波发生器的等距曲线；柔轮是一种具有外啮合齿圈的薄壁构件，通常为杯形或草帽形，与带有内齿圈的刚轮啮合，柔轮与柔性轴承装配后，在波发生器作用下发生变形，在椭圆长轴两端处的柔轮轮齿与钢轮轮齿完全啮合，从而传递动力和运动。在谐波减速器中，波发生器一般作为主动件，柔轮为从动件，刚轮固定。波发生器转动从而驱动柔性轴承内圈转动，由于柔轮外齿与刚轮内齿有齿数差，柔轮转动时会与钢轮形成错齿运动，柔轮和柔性轴承外圈与内圈和波发生器的转向相反，转速也不同。当柔轮作为输出端使用时，柔轮长轴端外齿与刚轮内齿之间啮合产生的作用力会传递给柔性轴承。因此在有负载的情况下，柔性轴承的受载位置始终位于外圈的变形长轴两端，而随着波发生器的旋转，导致柔轮的变形长轴也随之变化，因此柔轮与柔性轴承外圈受载荷作用的位置随波发生器的转动而不断改变。

本发明可模拟工作状态下柔轮与柔性轴承的受力情况，对柔轮施加径、切向载荷，能模拟柔轮与钢轮多对齿同时啮合传递扭矩的工况；本发明既可以单独对柔性轴承或者柔轮试验，也可以对两者的结合体进行试验，能模拟一定减速比和外加力矩负荷下两者的运行情况，对二者的寿命与性能进行研究，针对发现的问题改善柔性轴承与柔轮在设计、工艺和材料等方面的缺陷，提高使用寿命。

发明内容