传动轴扭矩测量装置的结构设计及实验分析

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1、第41卷第1期中国测试Vol.41No.12015年1月CHINAMEASUREMENT&TESTJanuary，2015doi院10.11857/j.issn.1674-5124.2015.01.031传动轴扭矩测量装置的结构设计及实验分析杨文志袁冯志斌袁何维娜（内蒙古科技大学机械工程学院，内蒙古包头014010）摘要院为解决传动轴扭矩难以实现长期监测的问题，设计一种新型传动轴扭矩测量装置。在传动轴表面焊接一底座，用紧固螺栓把扭矩测量装置固定在上面，通过测量敏感梁的应变测出所受扭矩。对自制的实验扭矩测量装置利用ANSYSWorkbench进行静力学分析，同时进行静态特性和动态响应实验

2、，得出特性指标和响应曲线，实验结果证明：该扭矩测量装置可行有效，对解决传动轴扭矩的监测具有实际指导意义。关键词院传动轴；扭矩测量；扭矩实验；静力学分析文献标志码院A文章编号院1674-5124渊2015冤01-0120-04Torquemeasuringdevice’sstructuraldesignandexperimentalanalysisfordriveshaftYANGWenzhi，FENGZhibin，HEWeina（InstituteofMechanicalEngineering，InnerMongoliaUniversityofScienceandTechnology，

3、Baotou014010，China）Abstract:Tosolvetheproblemthatitisdifficulttoachievelong-termmonitoringfordrivingshafttorque，anewtypeofdriveshafttorquemeasuringdeviceisdesigned.Abaseisweldedonthesurfaceofthedriveshaft.Thetorquemeasuringdeviceisfixedwithfasteningbolt，andthetorqueisobtainedbymeasuringthestrain

4、ofthesensitivebeam.Theself-madeexperimentaltorquemeasuringdeviceisanalyzedwithAnsysWorkbench，andtheexperimentofstaticcharacteristicanddynamicresponseisconducted，andthecharacteristicindexandresponsecurvesareobtained.Theexperimentalresultsconfirmthatthetorquemeasuringdeviceiseffective，andithasprac

5、ticalguidingsignificanceondriveshafttorquemonitoring.Keywords:driveshaft；torquemeasure；torqueexperiment；staticanalysis0引言国内外现有的扭矩测量方法，大致分为3类：扭矩是旋转机械传动轴的重要工作参数，扭矩1）在连接轴的法兰处串接一个扭矩传感器，这类扭测量已成为机械测量中一个重要组成部分。扭矩幅矩传感器规格齐全，比较成熟；2）通过光电、磁电、压值的大小、变化规律是反映设备负荷的一项重要指电等物理效应测量传动轴变形时的扭转角，间接计标，同时也是传动轴受力状况、安全程度以及使

6、用寿算扭矩；3）在传动轴表面上直接粘贴电阻应变片，应命的度量标准[1-2]。因此，在大型、重载等旋转机械中，变片轴线与传动轴轴线成45毅、135毅，测量扭转变形扭矩测量对于加强设备监测、保障设备安全运行、提时轴的主应力大小。前两类测量方法受现场条件的高传动轴使用寿命具有重要意义。限制，具有很大的局限性，不适合在大型传动轴上使用。第3种测量方法只适用于短期扭矩测量，且存在收稿日期院2014-01-12曰院收到修改稿日期院2014-03-12作者简介：杨文志（1960-），男，内蒙古呼和浩特市人，教授，以下缺点：1）应变片粘贴质量受现场条件影响较大；高级工程师，主要从事机械系统测试、机械状

7、态监测方面的2）粘贴应变片占用时间长，应变片与传动轴轴线的研究。角度误差难以控制，为实际测量数据带来误差；3）现第41卷第1期杨文志等：传动轴扭矩测量装置的结构设计及实验分析121场条件无法标定扭矩，扭矩测量误差较大。本文设计相连，无线发射模块将扭矩幅值以数字信号方式发了新型扭矩测量装置，此装置不需要断开轴系，安装射出去。当轴受扭转时，轴表面产生对应的应力，经更换方便，可实现扭矩的长期在线测量。过扭矩测量装置中的底座、螺栓，传递到测量载体、1传