[发明专利]一种间接测量齿轮啮合区油膜厚度的装置及测量方法

说明书

本申请提供了一种间接测量齿轮啮合区油膜厚度的装置，所述装置包括：主动轮和从动轮构成的齿轮副，所述齿轮副置于齿轮箱内；用于驱动所述齿轮副的电机，所述电机通过主动轴连接至主动轮；用于提供阻力矩的制动器，所述制动器通过从动轴连接至从动轮；其中，在主动轮或从动轮任一的齿轮啮合区域具有低于齿轮啮合面的修型区域，所述修型区域内设有安装孔，所述安装孔内安装有电涡流传感器，当主动轮与从动轮啮合时，通过所述电涡流传感器测量主动轮与从动轮之间的油膜厚度。本申请所提供的测量装置在能够对油膜厚度进行精准测量的前提下，具有结构简单、成本低、易于推广等优点。

技术领域

本申请属于航空发动机技术领域，特别涉及一种间接测量齿轮啮合区油膜厚度的装置及测量方法。

背景技术

齿轮系统是航空发动机重要的动力及传输部件，其润滑性能将较大的影响齿轮系统的使用性能及工作效率。齿轮油膜厚度是评价齿轮润滑效果的重要参数。

目前油膜厚度常用的方法有电阻法、放电电压法、位移法、电容法、X射线投射法和光干涉法等，其中最有效的是电容法和光干涉法。但这些方法常用于圆盘之间油膜厚度的测量，主要用以原理性试验验证，难以应用到实际工况中齿轮油膜厚度的测试。由于齿轮的旋转导致滑油与空气成为两相流场，测量环境的变化对传统测量方式的精度有巨大的影响。用光学方法测量油膜厚度虽然精度较高，但是光路的设计非常困难，且需要测量装置采用透明材料，限制因素诸多。同时，实际工况中齿轮啮合面会受到较大的挤压应力，若采用直接在齿轮啮合区埋布传感器方法对油膜厚度进行测量，则齿轮承载能力成为试验方案的技术瓶颈。

因此，需要一种测量齿轮啮合区油膜厚度的方法或装置，以解决上述测量难题。

发明内容

本申请的目的是提供了一种间接测量齿轮啮合区油膜厚度的装置，以解决或减轻背景技术中的至少一个问题。

一方面，本申请提供的技术方案是：一种间接测量齿轮啮合区油膜厚度的装置，其特征在于，所述装置包括：

被测主动轮和被测从动轮构成的被测齿轮副，所述被测齿轮副置于具有润滑油的齿轮箱内；

与被测主动轮和被测从动轮结构相同的陪试主动轮和陪试从动轮，陪试主动轮和陪试从动轮构成的陪试齿轮副，所述陪试齿轮副置于齿轮箱外，且所述被测主动轮与陪试主动轮共轴设置，被测从动轮与陪试从动轮共轴设置；

用于驱动所述被测齿轮副和陪试齿轮副的电机，所述电机通过主动轴连接至被测主动轮和陪试主动轮；

用于提供阻力矩的制动器，所述制动器通过从动轴连接至被测从动轮和陪试从动轮；

其中，在陪试主动轮或陪试从动轮任一的齿轮啮合区域具有低于齿轮啮合面的修型区域，所述修型区域内设有安装孔，所述安装孔内安装有电涡流传感器，当被测主动轮与被测从动轮啮合时，陪试主动轮与陪试从动轮同步进行啮合，通过所述电涡流传感器测量陪试主动轮与陪试从动轮在被测主动轮与被测从动轮通润滑油前后的高度差，即得到被测主动轮与被测从动轮之间的油膜厚度。

在本申请一优选实施方式中，所述修型区域低于齿轮啮合面的高度根据电涡流传感器安装在安装孔内的高度确定，所述高度使电涡流传感器安装在安装孔内时，陪试主动轮与陪试从动轮在啮合过程中不与电涡流传感器发生干涉。

在本申请一优选实施方式中，所述修型区域位于齿轮啮合区域的边缘。

在本申请一优选实施方式中，在具有安装孔的陪试主动轮或陪试从动轮上具有连通所述安装孔的引线通道，所述引线通道用于将所述电涡流传感器的电缆引出。

在本申请一优选实施方式中，所述引线通道沿径向方向设置。

在本申请一优选实施方式中，所述装置还包括扭矩转速传感器，所述扭矩转速传感器安装在主动轴上，用于对转速进行测量。