技术摘要：
本发明一种模拟失重环境的行星齿轮机构振动响应试验装置，包括内齿轮、内齿轮架、工作台、电机、小带轮、皮带、大带轮、行星轮、太阳轮和气瓶箱；工作台的中心处设有中空圆台，工作台上设有多个凹槽；每个凹槽内均安装有支撑块，支撑块的上部转动安装有行星轮；太阳轮  全部
背景技术：
随着现代高科技的发展，航空航天和现代高精密仪器对传动系统的运动性能要求 越来越高；运动部件之间由于间隙的存在会对传动系统的动力学特性、运动精度以及稳定 性等产生影响。行星齿轮机构在空间机械设备中应用非常广泛，它是一种典型的航天器传 动机构，而且行星齿轮机构具有构件多、间隙数量多及间隙种类多等特点，任何间隙都会引 起航天器振动，进而影响航天器的正常运行。由于航天器在太空失重环境下运行，因此需要 一种在地面直接模拟失重环境的试验装置来探究行星齿轮机构在多间隙条件下的振动响 应，进而为航天器的设计提供理论依据。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种模拟失重环境的行 星齿轮机构振动响应试验装置；该装置能够进行失重环境下的行星齿轮机构的多间隙振动 试验，消除了内齿轮架与工作台之间端面接触产生的摩擦力，具有成本低、制造要求低、结 构简单、间隙易调节等优点。 本发明解决所述技术问题采用的技术方案是： 一种模拟失重环境的行星齿轮机构振动响应试验装置，包括内齿轮、内齿轮架、工 作台、电机、减速器、小带轮、皮带、大带轮和支撑块；其特征在于，该试验装置还包括行星 轮、太阳轮、气瓶箱； 所述工作台的中心处设有中空圆台，工作台上呈圆周均匀设有多个凹槽；每个凹 槽内均安装有支撑块，支撑块能在凹槽内沿工作台径向微移；支撑块的上部均设有短轴，短 轴上通过轴承安装有行星轮；太阳轮通过轴承安装在中空圆台上，太阳轮与安装在中空圆 台上的轴承外圈固连，太阳轮同时与所有的行星轮啮合；大带轮套装在中空圆台上且固定 在太阳轮的下端面，在大带轮的作用下太阳轮能相对于中空圆台转动，大带轮的下表面及 內圆周面均不与工作台接触；内齿轮套装在所有的行星轮外侧，同时与所有的行星轮啮合； 气瓶箱位于工作台的下方，气瓶箱的底部设有多个气足，气瓶箱内的气瓶通过相应气管与 各个气足连接；气瓶箱的上部固定有支撑柱，支撑柱穿过中空圆台与内齿轮架固连，内齿轮 架同时与内齿轮固连；在气足的作用下内齿轮能处于悬浮状态。 与现有技术相比，本发明的有益效果在于： 1.本发明填补了国内模拟失重环境的行星齿轮试验平台的技术空白，为研究人员 研究太空环境下系统间隙对行星齿轮机构传动特性的影响提供了一种试验手段，能直接在 地面进行航天器行星齿轮机构振动特性试验研究。 2.本发明通过气足设置使内齿轮架悬浮起来，这一过程模拟了太空不受重力的失 3 CN 111551362 A 说　明　书 2/5 页 重环境，消除了内齿轮架与工作台之间由于端面接触产生的摩擦力，防止摩擦力对振动的 抑制，提高试验的精度和可靠度。通过调节支撑块的安装位置和更换不同尺寸的支撑柱实 现尺侧间隙以及径向间隙的调节；目前有很多气浮技术(如气轴承)，但是如果应用气轴承 使内齿轮架悬浮是无法做到间隙可调的，且调节精度较差，因此本发明将间隙调节结构与 气足调节结合，不仅能实现对不同间隙的调节，又能使内齿轮架浮起过程中不会引入外力， 且浮起过程平稳，一般能控制浮起高度在1mm左右，为航天器上行星齿轮机构的真实振动响 应提供更加可靠的实验数据，同时解决了目前航天器上行星齿轮机构的地面模拟实验时受 重力影响的问题，避免了常规技术中从动齿轮架与从动齿轮架支撑块存在端面接触，在运 动时由于重力的存在会产生较大的摩擦力，抑制了从动齿轮的振动，使得试验结果与装置 在失重环境下的真实情况存在误差，该装置能够更加真实地模拟太空失重环境。 3.将加速度传感器放置于气瓶箱中，通过无线装置传输数据，可以更加精确的采 集被测部件的三轴加速度、速度及运动轨迹，为研究人员提供了种类齐全的运动参数，解决 了该试验装置的内齿轮架在不停旋转过程中存在试验数据采集困难的难题。 4.采用气瓶存气的方式为气足供气，不会因为外接气泵，而使装置引入外力，干扰 试验，造成误差。 5.本发明配套多种规格的支撑柱用来调节内齿轮的径向间隙，该方法更加便于操 作，并且更加精确，加工成本较低。 6.采用带传动机构传递运动，将电机和减速器与工作台分离，避免了电机本身的 振动对实验数据采集的影响；同时采用减速器使电机在较低转速下也能平稳运行，减小误 差，使试验装置更加可靠，数据可信度高，误差小。本试验装置可以进行多间隙可调的行星 齿轮机构的振动试验，满足了研究人员对多间隙齿轮传动机构振动问题的研究需要。采用 铝型材做支架，电机、减速器和带传动机构调速，电机可以实现更精确的速度输出与实时速 度采集。该试验装置结构简单，实用性强，可以固定在任意平整的桌面、地面，便于安装。通 过高精度三轴加速度传感器测量行星齿轮机构的振动，操作简单，测量精确。本发明的工作 台、内齿轮架、支撑块、支撑柱、支腿及两个带轮等主要部件均采用铝制成，质量轻，强度高， 便于拆卸与安装。 本发明针对行星齿轮机构研究，将太阳轮设置在中心，太阳轮下通过大带轮、小带 轮与电机部分传动，在太阳轮和内齿轮之间的区域安装多个行星轮(航天器中行星轮系统 一般至少包含有三个行星轮)。齿轮架的设置原因是为了支撑内齿轮，并使其能够在受到气 浮力时能整体浮起来。 附图说明 图1为本发明的整体结构示意图； 图2为本发明沿工作台纵向的剖视图； 图3为本发明的减速器与支架的连接示意图； 图4为本发明的工作台的结构示意图； 图5为本发明的支撑块的结构示意图； 图6为本发明的内齿轮架的结构示意图； 图7为本发明的大带轮的结构示意图； 4 CN 111551362 A 说　明　书 3/5 页 图中：1、内齿轮；2、内齿轮架；3、行星轮；4、太阳轮；5、工作台；6、支腿；7、气瓶箱； 8、气足；9、支撑柱；10、减速器固定板；11、支架；12、电机；13、减速器；14、小带轮；15、皮带； 16、大带轮；17、支撑块； 5-1、中空圆台；5-2、凹槽；5-3、螺纹孔；9-1、凸台。