專利名稱：雙曲面滾柱加載器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對回轉(zhuǎn)體進(jìn)行加載和制動的加載器。
背景技術(shù)：
目前，常用的負(fù)載與吸功設(shè)備有電動同步加載器、磁粉制動器、磁滯測功機(jī)、電渦流測功機(jī)、水力測功器、液壓加載器等，其性能特點(diǎn)、應(yīng)用范圍各不相同。電動同步加載器用于機(jī)械封閉試驗(yàn)臺，提供全數(shù)字調(diào)節(jié)器，具有負(fù)載調(diào)節(jié)方便、響應(yīng)速度快、加載精度高、載荷自動鎖定等特點(diǎn)。磁粉制動器適用于低轉(zhuǎn)速場合、調(diào)節(jié)方便。磁滯測功機(jī)用于小扭矩高轉(zhuǎn)速試驗(yàn)臺、電渦流測功機(jī)與水力測功器用于高轉(zhuǎn)速大扭矩測功。液壓加載器常常用于大功率測試臺。以上加載器分別具有應(yīng)用范圍窄，體積大，造價(jià)高等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種結(jié)構(gòu)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(diǎn)，在其母線方向上布置滾柱，利用內(nèi)外雙曲面的幾何形狀關(guān)系，將所施加的軸向力轉(zhuǎn)化為周向轉(zhuǎn)矩的新型加載裝置。它包括內(nèi)環(huán)1、外環(huán)2、滾柱3和保持架4，所述內(nèi)環(huán)1的外表面為單葉雙曲回轉(zhuǎn)面5中喉圓5-1一側(cè)的一部分，所述外環(huán)2的內(nèi)表面2-1與內(nèi)環(huán)1的外表面1-1相匹配，在內(nèi)環(huán)1和外環(huán)2之間設(shè)有保持架4，滾柱3通過保持架4進(jìn)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沿單葉雙曲回轉(zhuǎn)面周向均勻布置。本發(fā)明具有磨損小、工作壽命長、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、造價(jià)低、可靠性高、額外消耗能量小、節(jié)能環(huán)保、操作方便、易于維護(hù)、可控性好的優(yōu)點(diǎn)。


圖1是一部分單葉雙曲回轉(zhuǎn)面示意圖，圖2是本發(fā)明產(chǎn)品立體結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是外環(huán)2的立體結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是內(nèi)環(huán)1的立體結(jié)構(gòu)示意圖，圖5是保持架與滾柱裝配結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式包括內(nèi)環(huán)1、外環(huán)2、滾柱3和保持架4，所述內(nèi)環(huán)1的外表面為單葉雙曲回轉(zhuǎn)面5中喉圓5-1一側(cè)的一部分，所述外環(huán)2的內(nèi)表面2-1與內(nèi)環(huán)1的外表面1-1相匹配，在內(nèi)環(huán)1和外環(huán)2之間設(shè)有保持架4，滾柱3通過保持架4進(jìn)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沿單葉雙曲回轉(zhuǎn)面周向均勻布置。
本發(fā)明加載器產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的原理是當(dāng)內(nèi)環(huán)或外環(huán)轉(zhuǎn)動時(shí)，滾柱和內(nèi)外接觸面有相對運(yùn)動趨勢，將軸向力作用在加載器上，產(chǎn)生垂直于接觸面的法向壓力，同時(shí)由于內(nèi)環(huán)和外環(huán)相對轉(zhuǎn)動，滾柱與內(nèi)環(huán)和外環(huán)有一空間夾角，滾柱必然產(chǎn)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(chǎn)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(zhuǎn)矩。
具體實(shí)施方式
二本發(fā)明裝配過程如下內(nèi)環(huán)是以空間兩相交直線中的一條以另一條直線為軸旋轉(zhuǎn)一周所得單葉雙曲面體的一部分，在內(nèi)環(huán)的外表面設(shè)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(shí)在滾柱上加保持架以保持滾柱傾斜角度，然后裝配以相應(yīng)內(nèi)表面的外環(huán)，內(nèi)外環(huán)的工作表面如圖1所示，工作時(shí)加軸向力，利用其接觸表面的特殊幾何關(guān)系產(chǎn)生的周向摩擦力矩來達(dá)到傳遞轉(zhuǎn)矩的目的。使用的時(shí)候，周向固定外環(huán)2，內(nèi)環(huán)1轉(zhuǎn)動，并在外環(huán)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(nèi)外工作表面上，則該軸向力通過滾柱3作用到內(nèi)環(huán)1上，由于滾柱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(tài)下產(chǎn)生滾動摩擦和滑動摩擦，從而在內(nèi)環(huán)上輸出周向轉(zhuǎn)矩。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式中，周向固定內(nèi)環(huán)1，外環(huán)2轉(zhuǎn)動，并在內(nèi)環(huán)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(nèi)外工作表面上，則該軸向力通過滾柱3作用到外環(huán)2上，由于滾柱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(tài)下產(chǎn)生滾動摩擦和滑動摩擦，從而在外環(huán)上輸出周向轉(zhuǎn)矩。
單葉雙曲面滾柱加載器，其工作表面的標(biāo)準(zhǔn)方程為x2a2+y2a2-z2(a·ctgθ)2=1]]>參數(shù)方程為
所施加的軸向力與產(chǎn)生的周向轉(zhuǎn)矩之間關(guān)系為T＝K·Q式中轉(zhuǎn)矩與軸向力關(guān)系系數(shù)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，滑動摩擦系數(shù)，滾動摩擦系數(shù)有關(guān)；Q所受軸向力；T產(chǎn)生的周向轉(zhuǎn)矩。
本專利所述加載器可用于加載，還可用于制動，但無論本專利所述加載器做何用途，只要與本專利所述結(jié)構(gòu)一致，都在本專利的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種雙曲面滾柱加載器，它包括內(nèi)環(huán)(1)、外環(huán)(2)、滾柱(3)和保持架(4)，其特征在于所述內(nèi)環(huán)(1)的外表面為單葉雙曲回轉(zhuǎn)面(5)中喉圓(5-1)一側(cè)的一部分，所述外環(huán)(2)的內(nèi)表面(2-1)與內(nèi)環(huán)(1)的外表面(1-1)相匹配，在內(nèi)環(huán)(1)和外環(huán)(2)之間設(shè)有保持架(4)，滾柱(3)通過保持架(4)進(jìn)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)沿單葉雙曲回轉(zhuǎn)面周向均勻布置。
全文摘要
雙曲面滾柱加載器，它涉及一種對回轉(zhuǎn)體進(jìn)行加載和制動的加載器。現(xiàn)有的加載器分別具有應(yīng)用范圍窄，體積大，造價(jià)高等缺點(diǎn)。本發(fā)明包括內(nèi)環(huán)(1)、外環(huán)(2)、滾柱(3)和保持架(4)，內(nèi)環(huán)(1)的外表面為單葉雙曲回轉(zhuǎn)面中喉圓一側(cè)的一部分，所述外環(huán)(2)的內(nèi)表面與內(nèi)環(huán)(1)的外表面相配合，在內(nèi)環(huán)(1)和外環(huán)(2)之間設(shè)有保持架(4)，滾柱(3)通過保持架(4)進(jìn)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)沿單葉雙曲回轉(zhuǎn)面周向均勻布置。本發(fā)明具有磨損小、工作壽命長、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、造價(jià)低、可靠性高、額外消耗能量小、節(jié)能環(huán)保、操作方便、易于維護(hù)、可控性好的優(yōu)點(diǎn)。
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(yōu)先權(quán)日2004年4月20日
發(fā)明者陳明, 蘭天, 潘明強(qiáng) 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)