雙曲面滾柱加載器的製作方法

2023-08-13 08:38:46

專利名稱：雙曲面滾柱加載器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種對迴轉體進行加載和制動的加載器。
背景技術：
目前，常用的負載與吸功設備有電動同步加載器、磁粉制動器、磁滯測功機、電渦流測功機、水力測功器、液壓加載器等，其性能特點、應用範圍各不相同。電動同步加載器用於機械封閉試驗臺，提供全數字調節器，具有負載調節方便、響應速度快、加載精度高、載荷自動鎖定等特點。磁粉制動器適用於低轉速場合、調節方便。磁滯測功機用於小扭矩高轉速試驗臺、電渦流測功機與水力測功器用於高轉速大扭矩測功。液壓加載器常常用於大功率測試臺。以上加載器分別具有應用範圍窄，體積大，造價高等缺點。

發明內容
本發明的目的在於提出一種結構簡單的雙曲面滾柱加載器，它是利用單葉雙曲面為直紋面的特點，在其母線方向上布置滾柱，利用內外雙曲面的幾何形狀關係，將所施加的軸向力轉化為周向轉矩的新型加載裝置。它包括內環1、外環2、滾柱3和保持架4，所述內環1的外表面為單葉雙曲迴轉面5中喉圓5-1一側的一部分，所述外環2的內表面2-1與內環1的外表面1-1相匹配，在內環1和外環2之間設有保持架4，滾柱3通過保持架4進行角度及位置的相對固定，所述滾柱3的軸線與所述單葉雙曲面的母線平行，且滾柱3沿單葉雙曲迴轉面周向均勻布置。本發明具有磨損小、工作壽命長、結構簡單、體積小、造價低、可靠性高、額外消耗能量小、節能環保、操作方便、易於維護、可控性好的優點。


圖1是一部分單葉雙曲迴轉面示意圖，圖2是本發明產品立體結構示意圖，圖3是外環2的立體結構示意圖，圖4是內環1的立體結構示意圖，圖5是保持架與滾柱裝配結構示意圖。
具體實施例方式具體實施方式
一本實施方式包括內環1、外環2、滾柱3和保持架4，所述內環1的外表面為單葉雙曲迴轉面5中喉圓5-1一側的一部分，所述外環2的內表面2-1與內環1的外表面1-1相匹配，在內環1和外環2之間設有保持架4，滾柱3通過保持架4進行角度及位置的相對固定，所述滾柱3的軸線與所述單葉雙曲面的母線平行，且滾柱3沿單葉雙曲迴轉面周向均勻布置。
本發明加載器產生轉矩的原理是當內環或外環轉動時，滾柱和內外接觸面有相對運動趨勢，將軸向力作用在加載器上，產生垂直於接觸面的法向壓力，同時由於內環和外環相對轉動，滾柱與內環和外環有一空間夾角，滾柱必然產生沿其軸向的滑動趨勢和沿其切向的滑動和滾動趨勢，因此必然產生摩擦力，引起摩擦力矩。這種雙曲面滾柱加載器即是依靠沿滾柱切向和軸向的摩擦合力來傳遞轉矩。
具體實施方式
二本發明裝配過程如下內環是以空間兩相交直線中的一條以另一條直線為軸旋轉一周所得單葉雙曲面體的一部分，在內環的外表面設置滾柱，滾柱沿單葉雙曲面體的母線方向與主軸成一定角度布置，同時在滾柱上加保持架以保持滾柱傾斜角度，然後裝配以相應內表面的外環，內外環的工作表面如圖1所示，工作時加軸向力，利用其接觸表面的特殊幾何關係產生的周向摩擦力矩來達到傳遞轉矩的目的。使用的時候，周向固定外環2，內環1轉動，並在外環2上施加一軸向力，且利用保持架4將滾柱3沿周向均勻布置在內外工作表面上，則該軸向力通過滾柱3作用到內環1上，由於滾柱3是沿單葉雙曲面的母線方向布置，在工作表面上添加牽引油，則滾柱3在潤滑狀態下產生滾動摩擦和滑動摩擦，從而在內環上輸出周向轉矩。
具體實施方式
三本實施方式中，周向固定內環1，外環2轉動，並在內環1上施加一軸向力，且利用保持架4將滾柱3沿周向均勻布置在內外工作表面上，則該軸向力通過滾柱3作用到外環2上，由於滾柱3是沿單葉雙曲面的母線方向布置，在工作表面上添加牽引油，則滾柱3在潤滑狀態下產生滾動摩擦和滑動摩擦，從而在外環上輸出周向轉矩。
單葉雙曲面滾柱加載器，其工作表面的標準方程為x2a2+y2a2-z2(actg)2=1]]>參數方程為
所施加的軸向力與產生的周向轉矩之間關係為T＝K·Q式中轉矩與軸向力關係係數K與滾柱長度，兩條空間直線的夾角θ，單葉雙曲面的喉圓半徑α，滑動摩擦係數，滾動摩擦係數有關；Q所受軸向力；T產生的周向轉矩。
本專利所述加載器可用於加載，還可用於制動，但無論本專利所述加載器做何用途，只要與本專利所述結構一致，都在本專利的保護範圍內。
權利要求
1.一種雙曲面滾柱加載器，它包括內環(1)、外環(2)、滾柱(3)和保持架(4)，其特徵在於所述內環(1)的外表面為單葉雙曲迴轉面(5)中喉圓(5-1)一側的一部分，所述外環(2)的內表面(2-1)與內環(1)的外表面(1-1)相匹配，在內環(1)和外環(2)之間設有保持架(4)，滾柱(3)通過保持架(4)進行角度及位置的相對固定，所述滾柱(3)的軸線與所述單葉雙曲面的母線平行，且滾柱(3)沿單葉雙曲迴轉面周向均勻布置。
全文摘要
雙曲面滾柱加載器，它涉及一種對迴轉體進行加載和制動的加載器。現有的加載器分別具有應用範圍窄，體積大，造價高等缺點。本發明包括內環(1)、外環(2)、滾柱(3)和保持架(4)，內環(1)的外表面為單葉雙曲迴轉面中喉圓一側的一部分，所述外環(2)的內表面與內環(1)的外表面相配合，在內環(1)和外環(2)之間設有保持架(4)，滾柱(3)通過保持架(4)進行角度及位置的相對固定，所述滾柱(3)的軸線與所述單葉雙曲面的母線平行，且滾柱(3)沿單葉雙曲迴轉面周向均勻布置。本發明具有磨損小、工作壽命長、結構簡單、體積小、造價低、可靠性高、額外消耗能量小、節能環保、操作方便、易於維護、可控性好的優點。
文檔編號F16D13/22GK1563733SQ200410013700
公開日2005年1月12日 申請日期2004年4月20日 優先權日2004年4月20日
發明者陳明, 蘭天, 潘明強 申請人:哈爾濱工業大學