1.一种立式封闭单联万向联轴器效率测试装置,其特征在于,包括:动力装置(1),测试装置(2),扭矩加载装置(3),立式角度调节装置(4),箱体(5);所述动力装置(1)包括:电机I(11),阶梯轴I(12),滑移齿轮(13),拨叉(14),连杆I(15),曲柄(16),阶梯轴II(17),电机II(18);所述测试装置(2)包括:阶梯轴III(21),圆柱齿轮I(22),圆柱齿轮II(23),扭矩传感器I(24),万向联轴器I(25),扭矩传感器II(26);所述扭矩加载装置(3)包括:阶梯轴IV(31),圆柱齿轮III(32),圆柱齿轮IV(33),顺逆异速离合器I(34);所述立式角度调节装置(4)包括:摇板(401),阶梯轴V(402),圆柱齿轮V(403),万向联轴器II(404),阶梯轴VI(405),圆柱齿轮VI(406),顺逆异速离合器II(407),连杆II(408),曲轴(409),锥齿轮(410),锥齿轮轴(411),电机III(412);所述顺逆异速离合器I(34)包括:爪轮(341)、外圈(342)、钢球(343)、弹簧顶杆(344)和挡圈(345);所述动力装置(1)通过轴承座与所述箱体(5)相连,其中的所述动力装置(1)的滑移齿轮(13)通过滑动与所述测试装置(2)中的圆柱齿轮I(22)和所述扭矩加载装置(3)中的圆柱齿轮III(32)相啮合;所述测试装置(2)通过轴承座与所述箱体(5)相连,所述测试装置(2)通过圆柱齿轮II(23)与所述扭矩加载装置(3)中的圆柱齿轮IV(33)相连,所述测试装置(2)中的万向联轴器I(25)通过刚性联轴器与所述立式角度调节装置(4)中的阶梯轴V(402)相连;所述扭矩加载装置(3)通过轴承座与所述箱体(5)相连,所述扭矩加载装置(3)中的顺逆异速离合器I(34)输出轴通过刚性联轴器与所述立式角度调节装置(4)中的万向联轴器II(404)的输入轴相连;所述立式角度调节装置(4)中的摇板(401)通过小阶梯轴与所述箱体(5)相连,所述立式角度调节装置(4)中的曲轴(409)通过轴承座与所述箱体(5)相连,所述立式角度调节装置(4)中的电机III(412)用螺栓固定在所述箱体(5)上;所述测试装置(2)、所述扭矩加载装置(3)和所述立式角度调节装置(4)之间相互连接,构成一封闭回路;所述箱体(5)用地脚螺栓固定在地面上。
2.如权利要求1所述的一种立式封闭单联万向联轴器效率测试装置,其特征在于:所述电机I(11)通过刚性联轴器与所述阶梯轴I(12)相连,所述电机I(11)通过螺栓固定在所述箱体(5)上;所述滑移齿轮(13)通过滑键安装在所述阶梯轴I(12)上的键槽内,实现沿键槽作轴向滑动;所述阶梯轴I(12)通过轴承座固定在所述箱体(5)侧壁上;所述拨叉(14)的一端安装在所述滑移齿轮(13)的槽处,另一端的孔套在与所述箱体(5)相连的横梁上,所述拨叉(14)杆部加工出一段圆柱面,所述连杆I(15)两端半圆与连杆中部杆用螺栓连接,连接孔中装有衬套,一个连接孔通过所述拨叉(14)上的圆柱面与所述拨叉(14)相连,且周向不受约束,所述曲柄(16)两端均有一个通孔,一个通孔通过小阶梯轴与所述连杆I(15)的另一个连接孔相连,所述连杆I(15)固定在该小阶梯轴上,无相对运动,所述曲柄(16)空套在该小阶梯轴上,所述曲柄(16)另一个通孔通过所述阶梯轴II(17)和刚性联轴器与所述电机II(18)相连,所述阶梯轴II(17)通过轴承座固定在所述箱体(5)上,所述电机II(18)通过螺栓固定在所述箱体(5)的底部上,所述拨叉(14)、所述连杆I(15)和所述曲柄(16)组成曲柄滑块机构,所述滑移齿轮(13)在所述拨叉(14)的带动下,在所述阶梯轴I(12)的键槽部分沿轴向移动;当要预加扭矩时,所述电机II(18)转动,带动所述曲柄(16)和所述连杆I(15)转动,从而带动所述拨叉(14)和所述滑移齿轮(13)移动,所述滑移齿轮(13)与所述扭矩加载装置(3)中的圆柱齿轮III(32)相啮合,所述电机I(11)启动,带动所述阶梯轴I(12)和所述滑移齿轮(13)转动,从而实现在轴系中预加扭矩,达到扭矩要求时,关闭所述电机I(11);当进行测试试验时,所述电机II(18)转动,带动所述曲柄(16)和所述连杆I(15)转动,从而带动所述拨叉(14)和所述滑移齿轮(13)移动,所述滑移齿轮(13)与所述测试装置(2)中的圆柱齿轮I相啮合,开启所述电机I(11),带动所述阶梯轴I(12)和所述滑移齿轮(13)转动,从而带动所述测试装置(2)中的阶梯轴I转动,测试结束时,关闭所述电机I(11)。
3.如权利要求1所述的一种立式封闭单联万向联轴器效率测试装置,其特征在于:所述阶梯轴III(21)通过轴承座与所述箱体(5)的侧壁相连;所述圆柱齿轮I(22)轴向一端用所述阶梯轴III(21)轴肩定位,周向用键定位,所述圆柱齿轮I(22)另一端通过轴套用轴承座定位,所述圆柱齿轮II(23)轴向一端用所述阶梯轴III(21)轴环定位,另一端用双螺母压紧,周向用键与所述阶梯轴III(21)连接;所述扭矩传感器I(24)测量所述万向联轴器I(25)的输入轴扭矩,所述扭矩传感器I(24)一端通过刚性联轴器与所述阶梯轴III(21)相连,另一端利用刚性联轴器与所述万向联轴器I(25)的输入轴相连;所述万向联轴器I(25)是被测试的万向联轴器,适合任意一种万向联轴器,这里以三叉式万向联轴器为例,输入轴和输出轴均为实心轴,输出轴用刚性联轴器与所述扭矩传感器II(26)相连;所述扭矩传感器II(26)测量所述万向联轴器I(25)的输出轴扭矩,所述扭矩传感器II(26)另一端通过刚性联轴器与所述立式角度调节装置(4)中的阶梯轴V(402)相连;当测试开始时,所述动力装置(1)中的滑移齿轮(13)与所述圆柱齿轮I(22)相啮合并转动,所述圆柱齿轮I(22)带动所述阶梯轴III(21)转动,从而带动所述扭矩传感器I(24)中的轴转动,进行所述万向联轴器I(25)输入轴扭矩的测量,所述万向联轴器I(25)随着所述阶梯轴III(21)转动,继而带动所述扭矩传感器II(26)的轴转动,测量所述万向联轴器I(25)输出轴的扭矩,所述万向联轴器I(25)输出轴端和输入轴端均安有红外速度传感器,分别测量输入轴和输出轴的转速,分别将输入轴和输出轴的扭矩乘以其转速,通过编程分别得到输入轴和输出轴的功率,利用输出轴功率除以输入轴的功率,从而得到该所述万向联轴器I(25)的效率;同时,所述阶梯轴III(21)带动所述圆柱齿轮II(23)转动,从而带动所述扭矩加载装置(3)中的圆柱齿轮IV(33)转动。
4.如权利要求1所述的一种立式封闭单联万向联轴器效率测试装置,其特征在于:所述阶梯轴IV(31)通过轴承座与所述箱体(5)的侧壁相连;所述圆柱齿轮III(32)轴向一端用所述阶梯轴IV(31)轴肩定位,周向用键定位,所述圆柱齿轮III(32)另一端通过轴套用轴承座定位,所述圆柱齿轮IV(33)轴向一端用所述阶梯轴IV(31)轴环定位,另一端用双螺母压紧,周向用键与所述阶梯轴IV(31)连接,所述圆柱齿轮IV(33)与所述测试装置(2)中的圆柱齿轮II(23)相啮合;所述顺逆异速离合器I(34)用于两轴间产生相对转动,输入轴为空心轴,套在所述阶梯轴IV(31)上,轴向用轴肩定位,周向用键定位,输出轴为实心轴,用刚性联轴器与所述立式角度调节装置(4)中的万向联轴器II(404)的输入轴相连;当要预加扭矩时,所述动力装置(1)中的滑移齿轮(13)与所述扭矩加载装置(3)中的圆柱齿轮III(32)相啮合,所述电机I(11)开启,所述滑移齿轮(13)带动所述圆柱齿轮III(32)转动,从而带动所述阶梯轴III(21)转动,此时所述顺逆异速离合器I(34)的输入轴在输出轴中空转,输出轴静止,输出轴通过所述立式角度调节装置(4)与所述测试装置(2)中的万向联轴器I(25)的输出轴相连,且静止,所述顺逆异速离合器I(34)的输入轴通过所述圆柱齿轮III(32)和所述测试装置(2)中圆柱齿轮II(23)与阶梯轴III(21)连接,继而通过刚性联轴器与所述万向联轴器I(25)的输入轴相连,且转动,从而使所述万向联轴器I(25)输入轴与输出轴之间产生一定的扭矩,利用产生的扭矩实现所述万向联轴器I(25)的负载施加,所述测试装置(2)中的扭矩传感器I(24)显示预加扭矩的数值,当达到预定数值时,关闭所述电机I(11);当测试时,所述圆柱齿轮II(23)带动所述圆柱齿轮IV(33)转动,从而带动所述阶梯轴IV(31)转动,继而带动所述顺逆异速离合器I(34)中的所述爪轮、所述外圈转动,最终带动所述立式角度调节装置(4)中的阶梯轴VI(405)转动。
5.如权利要求1所述的一种立式封闭单联万向联轴器效率测试装置,其特征在于:所述摇板(401)为一L型直角钢板,其中一平面水平,另一平面垂直于所述箱体(5)底面,水平直角面两端各焊接一个三角板,三角板的厚度与直角钢板厚度相等,在两三角板上各加工一个通孔,两通孔中心连线与所述阶梯轴V(402)和所述阶梯轴VI(405)均平行,靠近所述扭矩加载装置(3)的顺逆异速离合器I(34)一侧的三角板通孔的轴线与所述测试装置(2)中的万向联轴器I(25)和所述万向联轴器II(404)的中心在同一直线上,这端三角板通孔套在一小阶梯轴上,通过小阶梯轴上的滚动轴承与所述箱体(5)底面相连,周向用键固定在小阶梯轴上,所述摇板(401)实现绕小阶梯轴的轴线转动;所述阶梯轴V(402)通过轴承座与所述摇板(401)垂直与所述箱体(5)底座的直角面相连;所述圆柱齿轮V(403)轴向一端用所述阶梯轴V(402)轴环定位,周向用键定位,所述圆柱齿轮V(403)另一端通过双螺母定位;所述万向联轴器II(404)与所述测试装置(2)的万向联轴器I(25)为完全相同的联轴器,选用三叉式万向联轴器,所述万向联轴器II(404)实现与所述万向联轴器I(25)的同步角度变化,与所述万向联轴器I(25)输出轴有相等的瞬时转速,防止所述圆柱齿轮V(403)和所述圆柱齿轮VI(406)相互碰撞干涉,所述万向联轴器II(404)的输出轴通过刚性联轴器与所述阶梯轴VI(405)相连;所述阶梯轴VI(405)通过轴承座与所述摇板(401)垂直与所述箱体(5)底座的直角面相连,且在所述阶梯轴V(402)的正下方,所述阶梯轴V(402)和所述阶梯轴VI(405)的轴线平行,且两轴线所在的平面平行于所述摇板(401)的垂直直角面;所述圆柱齿轮VI(406)轴向一端用所述阶梯轴VI(405)轴环定位,周向用键定位,所述圆柱齿轮VI(406)另一端通过双螺母定位;所述顺逆异速离合器II(407)和所述顺逆异速离合器I(34)结构完全相等,输入轴和输出轴调换,所述顺逆异速离合器II(407)用于控制所述阶梯轴VI(405)静止和转动,输入轴为实心轴,用刚性联轴器与所述阶梯轴VI(405)相连,输出轴套在一小阶梯轴上,轴向用轴肩定位,周向用键定位,该小阶梯轴另一轴段上用键与轴承座连接,该轴承座用螺栓连接在所述摇板(401)水平面上,所述顺逆异速离合器II(407)的输出轴始终不动;所述连杆II(408)两端均加工一通孔,其中一端通孔通过一小阶梯轴与所述摇板(401)水平面上的另一三角板上的通孔相连;所述曲轴(409)通过轴承座与所述箱体(5)相连,所述曲轴(409)主轴轴线与所述箱体(5)底座所在的平面垂直,所述曲轴(409)中的曲柄段与所述连杆II(408)的另一端通孔相连,所述连杆沿所述曲轴(409)中曲柄端轴线旋转;所述锥齿轮(410)安装在所述曲轴(409)上,轴向一端用所述曲轴(409)主轴轴肩定位,另一端用轴端挡圈压紧,周向用键定位,所述曲轴(409)、所述连杆II(408)和所述摇板(401)组成曲柄摇杆机构;所述锥齿轮轴(411)上的锥齿轮部分与所述锥齿轮(410)相啮合,所述锥齿轮轴(411)通过轴承座与所述箱体(5)底部连接;所述电机III(412)通过螺栓与所述箱体(5)相连,所述电机III(412)通过刚性联轴器与所述锥齿轮轴(411)相连;当要调节所述万向联轴器I(25)角度时,所述动力装置(1)的电机I(11)和所述电机II(18)停止,所述电机III(412)开启,带动所述锥齿轮轴(411)、所述锥齿轮(410)和所述曲轴(409)转动,从而带动所述连杆II(408)作平面运动,继而带动所述摇板(401)以所述万向联轴器I(25)和所述万向联轴器II(404)的中心为旋转中心,按照一定的角度摆动,所述阶梯轴V(402)和所述阶梯轴VI(405)竖直排布,解决水平排布摆动时,导致整个回路间距发生变化,使齿轮无法啮合的问题,实现所述万向联轴器I(25)无极角度调节的目的;当要预加扭矩时,所述电机III(412)关闭,所述电机I(11)开启,带动所述万向联轴器I(25)输入轴转动,所述顺逆异速离合器II(407)中输入轴和输出轴同步静止,使所述阶梯轴VI(405)、所述圆柱齿轮VI(406)、所述圆柱齿轮V(403)和所述阶梯轴V(402)和所述万向联轴器I(25)的输出轴均静止,使所述万向联轴器I(25)输入轴与输出轴之间产生相对转动,预加扭矩,在整个回路上,相当于施加了负载,省去了原有的制动器和驱动制动器工作的电机的工作,实现节能的目的;当测试时,所述顺逆异速离合器II(407)输出轴静止,输入轴随所述阶梯轴VI(405)转动,所述万向联轴器I(25)、所述万向联轴器II(404)、所述阶梯轴VI(405)、所述圆柱齿轮VI(406)、所述阶梯轴V(402)和所述圆柱齿轮V(403)同步转动。
6.如权利要求1所述的一种立式封闭单联万向联轴器效率测试装置,其特征在于:所述箱体(5)包括:上箱体(51)和下箱体(52),铸造加工,所述上箱体(51)通过螺栓固定在所述下箱体(52)上,所述动力装置(1)、所述测试装置(2)、所述扭矩加载装置(3)和所述立式角度调节装置(4)均在所述箱体(5)内,所述下箱体(52)上安装操作面板,操作面板上安装所述电机I(11)、所述电机II(18)和所述电机III(412)的开关,实现操作方便的作用,安装所述万向联轴器I(25)和所述万向联轴器II(404)时,拆下螺栓,打开所述上箱体(51);工作时,所述上箱体(51)通过螺栓与所述下箱体(52)相连。
7.如权利要求4所述的一种立式封闭单联万向联轴器效率测试装置,其特征在于:所述爪轮(341)为一圆环材料,从所述外圈(342)向内部铣一个小平面,再将垂直平面铣平,并钻一盲孔,以圆环轴线每旋转90度,加工一次,共加工四次,所述爪轮(341)与一空心圆柱焊接,轴线对齐,空心圆柱内部加工键槽;所述弹簧顶杆(344)安装到所述爪轮(341)的盲孔中,弹簧与盲孔底部焊接,弹簧顶部焊接圆柱顶杆;所述钢球(343)直径等于所述爪轮(341)加工垂直面上加工平面交线与所述外圈(342)之间的距离,所述钢球(343)夹在所述爪轮(341)、所述弹簧顶杆(344)和所述外圈(342)之间,与所述弹簧顶杆(344)中的顶杆焊接;所述外圈(342)内径略大于所述爪轮外径,所述外圈(342)与一实心阶梯轴焊接,轴线对齐,所述外圈(342)空套在所述爪轮(341)外侧,轴线对齐;所述挡圈(345)为一圆环,圆环外径与所述外圈(342)外径相等,内径与外径之间的距离略大于所述钢球(343)的直径,所述挡圈(345)与所述外圈(342)之间用螺栓连接,防止所述钢球(343)转动时甩出所述顺逆异速离合器I(34);所述顺逆异速离合器I(34)通过所述爪轮(341)和所述外圈(342)速度不同,来调节与所述顺逆异速离合器I(34)相连的轴的转向和转速。