專(zhuān)利名稱(chēng)：一種扭矩測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及動(dòng)力傳輸技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種扭矩測(cè)量?jī)x。
背景技術(shù)：
扭矩是機(jī)械量中的一個(gè)重要參數(shù)，現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)扭矩測(cè)量方式主要包括應(yīng)變法測(cè)量、相位差法測(cè)量和壓磁法扭矩測(cè)量。應(yīng)變法扭矩測(cè)量當(dāng)轉(zhuǎn)軸受扭矩作用時(shí)轉(zhuǎn)軸表面會(huì)發(fā)生形變，通過(guò)應(yīng)變片對(duì)形變的測(cè)量可以得到轉(zhuǎn)軸表面剪應(yīng)力狀態(tài)，進(jìn)而可獲得轉(zhuǎn)軸上的扭矩。該種方式中，應(yīng)變片隨轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，而測(cè)量記錄裝置是固定的，因而需要將應(yīng)變片獲得的測(cè)量值傳輸至測(cè)量記錄裝置上，而無(wú)論是接觸式還是無(wú)線式的傳輸方式，都容易引入干擾和誤差，導(dǎo)致最終記錄的應(yīng)力與實(shí)際應(yīng)力存在偏差，由此獲得的扭矩也存在偏差。相位差法扭矩測(cè)量當(dāng)轉(zhuǎn)軸承受扭矩時(shí)，轉(zhuǎn)軸的兩端會(huì)產(chǎn)生正比于扭矩的扭轉(zhuǎn)角，通過(guò)對(duì)扭轉(zhuǎn)角的測(cè)量能夠獲得轉(zhuǎn)軸上的扭矩信息。該測(cè)量設(shè)備主要采用一短軸，短軸安裝于被測(cè)的轉(zhuǎn)軸上，短軸的兩端均安裝齒輪，齒輪的外側(cè)安裝檢測(cè)線圈，短軸帶動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩齒輪齒頂和齒谷交替周期性地掃過(guò)線圈底部，使得線圈磁通量產(chǎn)生周期性變化，可以獲得波形。短軸受到扭矩作用時(shí)，兩線圈的波形的相位差會(huì)發(fā)生變化，通過(guò)相位差變化的分析即可獲取扭轉(zhuǎn)角。該測(cè)量方式依靠齒輪相位差獲取轉(zhuǎn)軸的扭轉(zhuǎn)角，而齒輪相位信號(hào)在低轉(zhuǎn)速時(shí)輸出信號(hào)的幅值變低，會(huì)帶來(lái)較大的測(cè)量誤差，故該種檢測(cè)方式不適合低速轉(zhuǎn)軸的扭矩測(cè)量。此外，為了獲得較好的波形，提高分辨率，短軸、齒輪等構(gòu)件的尺寸不能太小，故該類(lèi)型的測(cè)量設(shè)備存在著體積較大、不易安裝、低速性能不理想的缺點(diǎn)。壓磁式扭矩測(cè)量轉(zhuǎn)軸受扭矩的扭轉(zhuǎn)作用時(shí)，轉(zhuǎn)軸的導(dǎo)磁率會(huì)發(fā)生變化，通過(guò)測(cè)量磁導(dǎo)率的變化來(lái)測(cè)量軸上扭矩的變化。該測(cè)量方式要求轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)過(guò)程不出現(xiàn)徑向跳動(dòng)，否則鐵芯與轉(zhuǎn)軸間隙改變，會(huì)造成較大的測(cè)量誤差。有鑒于此，如何提供一種測(cè)量精度高的扭矩測(cè)量?jī)x，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的為提供一種扭矩測(cè)量?jī)x，該扭矩測(cè)量?jī)x通過(guò)檢測(cè)外齒圈的切向壓力即可獲得扭矩，提高了測(cè)量精度和可靠性。為達(dá)到本發(fā)明的第一目的，本發(fā)明提供一種扭矩測(cè)量?jī)x，包括行星齒輪機(jī)構(gòu)，行星齒輪機(jī)構(gòu)包括太陽(yáng)輪、外齒圈，和行星架；所述太陽(yáng)輪和所述行星架二者中，一者為扭矩輸入端，另一者為扭矩輸出端；還包括檢測(cè)所述外齒圈切向壓力的壓力檢測(cè)元件。優(yōu)選地，還包括殼體和基座，所述殼體相對(duì)于所述基座固定；所述外齒圈嵌套于所述殼體內(nèi)，所述外齒圈的外周和所述殼體的內(nèi)壁二者中的一者設(shè)有凹槽，另一者連接插銷(xiāo)，所述插銷(xiāo)插入所述凹槽內(nèi)；所述壓力檢測(cè)元件設(shè)于所述插銷(xiāo)的側(cè)面與所述凹槽側(cè)壁之間，且所述壓力檢測(cè)元件沿所述殼體或所述外齒圈的周向設(shè)置。
優(yōu)選地，還包括基座，所述外齒圈的外周和所述基座二者中的一者設(shè)有凹槽，另一者連接插銷(xiāo)，所述插銷(xiāo)插入所述凹槽內(nèi)；所述壓力檢測(cè)元件設(shè)于所述插銷(xiāo)的側(cè)面與所述凹槽側(cè)壁之間，且所述壓力檢測(cè)元件沿所述殼體或所述外齒圈的周向設(shè)置。優(yōu)選地，所述壓力檢測(cè)元件為壓力傳感器，所述插銷(xiāo)的兩側(cè)和所述凹槽側(cè)壁之間均設(shè)有所述壓力傳感器。優(yōu)選地，所述凹槽設(shè)于所述殼體的內(nèi)壁，所述插銷(xiāo)設(shè)置于所述外齒圈的外周。
優(yōu)選地，所述插銷(xiāo)沿所述外齒圈的徑向延伸。優(yōu)選地，所述插銷(xiāo)的數(shù)目為兩個(gè)或兩個(gè)以上，且沿所述外齒圈的外周均布；所述殼體的內(nèi)壁設(shè)有與各所述插銷(xiāo)對(duì)應(yīng)的所述凹槽。優(yōu)選地，所述插銷(xiāo)的數(shù)目為八個(gè)。本發(fā)明提供的扭矩測(cè)量?jī)x，包括行星齒輪機(jī)構(gòu)，行星齒輪機(jī)構(gòu)包括太陽(yáng)輪、外齒圈，和行星架；所述太陽(yáng)輪和所述行星架二者中，一者為扭矩輸入端，另一者為扭矩輸出端；還包括檢測(cè)所述外齒圈切向壓力的壓力檢測(cè)元件。該發(fā)明將轉(zhuǎn)軸的輸入或輸出扭矩通過(guò)扭矩測(cè)量?jī)x進(jìn)行測(cè)量時(shí)，可以將旋轉(zhuǎn)扭矩的測(cè)量轉(zhuǎn)化為壓力的測(cè)量，相較于應(yīng)變測(cè)量、相位角測(cè)量、壓磁式測(cè)量等方法，該扭矩測(cè)量?jī)x的測(cè)量方式具有操作簡(jiǎn)單、成本低廉、重復(fù)性好、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，且壓力測(cè)量方式的技術(shù)更為成熟，能夠保證較高的測(cè)量精度。此外，該扭矩測(cè)量?jī)x對(duì)扭矩的測(cè)量與轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)，故可實(shí)現(xiàn)從靜扭矩測(cè)量到高速動(dòng)扭矩測(cè)量，且測(cè)量量程和測(cè)量精度不受轉(zhuǎn)速影響。另，還可以通過(guò)增加壓力檢測(cè)元件數(shù)目的方式提高扭矩測(cè)量?jī)x的測(cè)量量程，在不影響測(cè)量精度的前提下，實(shí)現(xiàn)高扭矩的測(cè)量。


圖I為本發(fā)明所提供扭矩測(cè)量?jī)x一種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I中A部位的局部放大示意圖；圖3為圖I中外齒圈受到順時(shí)針扭矩時(shí)壓力傳感器的受力分析原理圖。圖1-3 中21基座、22殼體、221凹槽、23太陽(yáng)輪、24行星架、25行星齒輪、26外齒圈、261插銷(xiāo)、27壓力傳感器。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的核心為提供一種扭矩測(cè)量?jī)x，該扭矩測(cè)量?jī)x通過(guò)檢測(cè)外齒圈的切向壓力即可獲得扭矩，提高了測(cè)量精度和可靠性。為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。請(qǐng)參考圖I和圖2，圖I為本發(fā)明所提供扭矩測(cè)量?jī)x一種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I中A部位的局部放大示意圖。該實(shí)施例中的扭矩測(cè)量?jī)x包括行星齒輪機(jī)構(gòu)，該行星齒輪機(jī)構(gòu)包括行星架24、太陽(yáng)輪23，以及外齒圈26。行星架24上的行星齒輪25與太陽(yáng)輪23嚙合，外齒圈26與行星齒輪25嚙合，圖I和圖2為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，并未示出用于嚙合的齒結(jié)構(gòu)。測(cè)量扭矩時(shí)，扭矩自太陽(yáng)輪23輸入、行星架24輸出，或自行星架24輸入、太陽(yáng)輪23輸出。
該扭矩測(cè)量?jī)x還包括基座21和殼體22，外齒圈26嵌套于殼體22內(nèi)，圖中，整個(gè)行星齒輪機(jī)構(gòu)均位于殼體22的內(nèi)部。外齒圈26的外周設(shè)有四個(gè)插銷(xiāo)261,插銷(xiāo)261可以與外齒圈26加工為一體，或?qū)⒉邃N(xiāo)261固定在外齒圈26上。殼體22的內(nèi)壁設(shè)有四個(gè)凹槽221，四個(gè)插銷(xiāo)261可以分別插入與之位置對(duì)應(yīng)的凹槽221內(nèi)。插銷(xiāo)261的側(cè)面和凹槽221的側(cè)壁之間設(shè)有壓力傳感器27。當(dāng)太陽(yáng)輪23和行星架24分別與輸入軸、輸出軸，或輸出軸、輸入軸連接時(shí)，外齒圈26會(huì)受到扭矩作用。假設(shè)太陽(yáng)輪23、行星架24、外齒圈26的轉(zhuǎn)速分別為N1、N2、N3，扭矩分別為T(mén)1、T2、T3，外齒圈26與太陽(yáng)輪23齒數(shù)比為a，由行星齒輪機(jī)構(gòu)的特性易知轉(zhuǎn)速和扭矩有如下關(guān)系

權(quán)利要求
1.一種扭矩測(cè)量?jī)x，其特征在于，包括行星齒輪機(jī)構(gòu)，行星齒輪機(jī)構(gòu)包括太陽(yáng)輪、外齒圈，和行星架；所述太陽(yáng)輪和所述行星架二者中，一者為扭矩輸入端，另一者為扭矩輸出端；還包括檢測(cè)所述外齒圈切向壓力的壓力檢測(cè)元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的扭矩測(cè)量?jī)x，其特征在于，還包括殼體和基座，所述殼體相對(duì)于所述基座固定；所述外齒圈嵌套于所述殼體內(nèi)，所述外齒圈的外周和所述殼體的內(nèi)壁二者中的一者設(shè)有凹槽，另一者連接插銷(xiāo)，所述插銷(xiāo)插入所述凹槽內(nèi)；所述壓力檢測(cè)元件設(shè)于所述插銷(xiāo)的側(cè)面與所述凹槽側(cè)壁之間，且所述壓力檢測(cè)元件沿所述殼體或所述外齒圈的周向設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的扭矩測(cè)量?jī)x，其特征在于，還包括基座，所述外齒圈的外周和所述基座二者中的一者設(shè)有凹槽，另一者連接插銷(xiāo)，所述插銷(xiāo)插入所述凹槽內(nèi)；所述壓力檢測(cè)元件設(shè)于所述插銷(xiāo)的側(cè)面與所述凹槽側(cè)壁之間，且所述壓力檢測(cè)元件沿所述殼體或所述外齒圈的周向設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的扭矩測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述壓力檢測(cè)元件為壓力傳感器，所述插銷(xiāo)的兩側(cè)和所述凹槽側(cè)壁之間均設(shè)有所述壓力傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的扭矩測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述凹槽設(shè)于所述殼體的內(nèi)壁，所述插銷(xiāo)設(shè)置于所述外齒圈的外周。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的扭矩測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述插銷(xiāo)沿所述外齒圈的徑向延伸。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的扭矩測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述插銷(xiāo)的數(shù)目為兩個(gè)或兩個(gè)以上，且沿所述外齒圈的外周均布；所述殼體的內(nèi)壁設(shè)有與各所述插銷(xiāo)對(duì)應(yīng)的所述凹槽。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的扭矩測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述插銷(xiāo)的數(shù)目為八個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種扭矩測(cè)量?jī)x，包括行星齒輪機(jī)構(gòu)，行星齒輪機(jī)構(gòu)包括太陽(yáng)輪、外齒圈，和行星架；所述太陽(yáng)輪和所述行星架二者中，一者為扭矩輸入端，另一者為扭矩輸出端；還包括檢測(cè)所述外齒圈切向壓力的壓力檢測(cè)元件。該扭矩測(cè)量?jī)x對(duì)轉(zhuǎn)軸的輸入或輸出扭矩進(jìn)行測(cè)量時(shí)，可以將旋轉(zhuǎn)扭矩的測(cè)量轉(zhuǎn)化為壓力的測(cè)量，相較于應(yīng)變測(cè)量、相位角測(cè)量、壓磁式測(cè)量等方法，該扭矩測(cè)量?jī)x的測(cè)量方式具有操作簡(jiǎn)單、成本低廉、重復(fù)性好、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，且壓力測(cè)量方式的技術(shù)更為成熟，能夠保證較高的測(cè)量精度。此外，該扭矩測(cè)量?jī)x對(duì)扭矩的測(cè)量與轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)，故可實(shí)現(xiàn)從靜扭矩測(cè)量到高速動(dòng)扭矩測(cè)量，且測(cè)量范圍與測(cè)量精度不受轉(zhuǎn)速影響。
文檔編號(hào)G01L3/02GK102620875SQ20121010257
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月9日
發(fā)明者孫強(qiáng), 王宏宇, 韓爾樑 申請(qǐng)人:濰柴動(dòng)力股份有限公司