CN106124207A - 一种齿轮传递误差测试试验台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种齿轮传递误差测试试验台，变频电机通过行星减速器和第二扭矩转速传感器将动力传递给测试齿轮副主动轮；磁粉加载器通过第一扭矩转速传感器为从动轮提供制动力矩；测试试验台上主动轮轴和从动轮轴分别安装圆光栅，测量齿轮的转角，进而计算齿轮传递误差。主动轮基座固定在齿轮副基座上，从动轮基座通过导轨安装在齿轮副基座上，实现对不同齿轮参数组成的齿轮副的传递误差测量；测试试验台上有激光干涉仪，实时测试主动轮轴和从动轮轴之间的距离；在从动轮基座的两端安装摩擦片，配套安装有2个液压缸，使试验台在重载条件下稳定可靠的进行测试。齿轮传递误差测试试验台结构简单，可实现重载条件下高精度测试。

Description

一种齿轮传递误差测试试验台

技术领域

本发明涉及齿轮的转角传递测试技术领域，具体来说，涉及一种齿轮传递误差测试试验台。

背景技术

齿轮传动是机械传动传动中最常用的一种机械形式，具有效率高、结构紧凑、寿命长等优点，广泛应用于航空、航天、工程机械等领域。传递误差用来衡量齿轮传递运动的准确程度，它是影响齿轮的工作精度、振动、噪声、可靠性及寿命的一项重要参数。

齿轮传递误差试验台，按照功率流情况可分为开式试验台和闭式试验台两种，机械封闭试验台需要的动力装置的功率小，控制***简单，但机械封闭试验台结构相对复杂、通用性差，通常是针对某一特定齿轮副进行试验；开式试验台需要的动力装置功率大，但通用性好，比较容易实现对不同齿轮参数组成的齿轮副的传递误差测量。

传统齿轮传递误差测量大多局限于试验条件下，针对某一齿轮副，建立特定齿轮箱，仅能对特定齿轮参数的齿轮副进行传递误差测量。也有一部分试验台可以实现对不同齿轮参数组成的齿轮副传递误差测量，但在更换齿轮副后，试验台不能保持原有的精度，而且在重载条件下不能稳定可靠的工作。

发明专利CN 201945450 U的“齿轮传递误差检测设备”，可实现对不同齿轮参数组成的齿轮副传递误差的测量，但仅仅能在小载荷的条件下测试，且更换齿轮副后，试验台齿轮副精度仅仅依靠步进电机本身的运动精度间接保证。而目前的船舶齿轮具有大功率、高精度、低噪声的特点。所以有必要发明一种齿轮传递误差检测设备，即可测试由不同齿轮参数组成的齿轮副的传递误差，又可在重载条件下实现稳定可靠的高精度转角测量。

发明内容

为了避免现有技术存在的不足，本发明提出一种齿轮传递误差测试试验台，该传递误差测试试验台可测试不同齿轮参数组成的齿轮副的传递误差，且每次更换测试齿轮副后试验台都可保持齿轮副精度，尤其在重载条件能实现可靠稳定的高精度转角测量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:齿轮传递误差测试试验台，在基座平台的一侧依次安装有第一基座、第二基座、第三基座，基座上分别安装有变频电机、行星减速器和第二扭矩转速传感器，三者之间通过第四联轴器、第五联轴器相连接，变频电机通过行星减速器和第二扭矩转速传感器将动力传递给测试齿轮副主动轮；在基座平台的另一侧，依次安装有第四基座和第五基座，上面分别安装有磁粉加载器和第一扭矩转速传感器，为从动轮提供制动力矩；其特征在于包括主动轮组件、从动轮组件、主动轮基座、主动轮左基盖、主动轮右基盖、从动轮基座、从动轮左基盖、从动轮右基盖、齿轮副基座、激光头、线性干涉镜、测量反射镜、一组精密液压滑动导轨、一套滚珠丝杠、第一液压缸、第二液压缸；齿轮副基座安装在基座平台上，上面安装有主动轮基座和从动轮基座，主动轮基座安装在齿轮副基座上，从动轮基座通过一组精密液压滑动导轨安装在齿轮副基座上；主动轮组件和从动轮组件分别安装在相对应的主动轮基座和从动轮基座上；主动轮基座和主动轮左基盖通过第一锥销、第八锥销和螺栓进行定位连接；主动轮基座和主动轮右基盖通过第二锥销、第三锥销和螺栓进行定位连接；从动轮基座和主动轮左基盖通过第六锥销、第七锥销和螺栓进行定位连接；从动轮基座和从动轮右基盖通过第四锥销、第五锥销和螺栓进行定位连接；在从动轮基座的下方安装有一套滚珠丝杠副，通过转动手轮来控制从动轮基座的移动，用以不同测试齿轮副的安装；激光头通过螺栓固定在主动轮右基盖上，线性干涉镜通过螺栓固定在主动轮左基盖上，测量反射镜通过螺栓固定在从动轮左基盖上，三者组成激光干涉仪，用于检测齿轮副中心距的距离；在从动轮基座的两侧有2个摩擦片，分别与第一液压缸、第二液压缸相配套，两个液压缸直接安装在齿轮副基座上；在齿轮副主动轮轴上和齿轮副从动轮轴上分别安装第一圆光栅和第二圆光栅。

在测试试验台的输入端主动轮轴通过膜片联轴器连接着第一扭矩转速传感器，测试试验台的输出端从动轮轴通过膜片联轴器连接着第二扭矩转速传感器，用来测试和反馈控制测试齿轮副的实际工况；采用一组精密液压滑动导轨来保证从动轮基座在移动中保持很高的直线精度；激光头、线性干涉镜、测量反射镜组成一套一套激光干涉仪，监测主动轮轴和从动轮轴之间的中心距离，使从动轮基座移动后，保持位置精度；在主动轮轴和从动轮轴上安装两个高精度的圆光栅，实现对齿轮转角的精确测量，进而计算出齿轮传递误差。

有益效果

本发明齿轮传递误差测试试验台，根据测试齿轮副的要求，通过拆卸和更换少数零件，可安装测试不同齿轮参数组成的齿轮副的传递误差。在测试试验台的输入端和输出端分别安装有扭矩转速传感器，可实时测试和反馈控制测试齿轮副的实际工况；在主动轮轴和从动轮轴上安装两个高精度的圆光栅，实现对齿轮转角的精确测量，进而计算出齿轮传递误差。

本发明齿轮传递误差测试试验台，在从动轮基座的下方安装有一套精密液压滑动导轨，保证从动轮基座在移动中有很高的直线精度；在主动轮左基盖、主动轮右基盖上分别安装有激光头、线性干涉镜，在从动轮左基盖上安装有测量反射镜，三者组成一套激光干涉仪，即使在更换齿轮副后，从动轮基座能够保持准确的位置精度；在从动轮基座的两侧安装有两个摩擦片，配套的有2个制动液压缸，在工作时，2个液压缸同时制动，使得试验台即使在重载条件也能稳定可靠的工作。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明一种齿轮传递误差测试试验台作进一步详细说明。

图1为本发明齿轮传递误差测试试验台轴测图。

图2为测试试验台轴测图。

图3为小齿轮组件和大齿轮组件剖面图。

图中:

1.磁粉加载器 2.第一联轴器 3.第一扭矩转速传感器 4.第二联轴器5.测试试验台

6.第三联轴器 7.第二扭矩转速传感器 8.第四联轴器 9.行星减速器 10.第五联轴器

11.变频电机 12.第一基座 13.第二基座 14.第三基座 15.基座平台 16.第四基座

17.第五基座 18.测量反射镜 19.第一圆光栅 20.线性干涉镜 21.主动轮左基盖

22.主动轮组件 23.激光头 24.主动轮右基盖 25.主动轮基座 26.第二圆光栅

27.第一液压缸 28.从动轮右基盖 29.从动轮基座 30.精密液压滑动导轨组件

31.滚珠丝杠组件 32.齿轮副基座 33.第二液压缸 34.从动轮左基盖 35.从动轮组件

36.主动轮左轴承端盖 37.第一套杯 38.第一圆锥销 39.第一圆锥滚子轴承

40.主动轮 41.主动轮轴 42.主动轮轴套 43.第二圆锥销 44.主动轮右轴承端盖

45.第二圆锥滚子轴承 46.第二套杯 47.第三圆锥销 48.第四圆锥销

49.从动轮右轴承端盖 50.第三套杯 51.第二圆光栅压盖 52.第三圆锥滚子轴承

53.第五圆锥销 54.从动轮 55.从动轮轴 56.从动轮轴套 57.第六圆锥销

58.第四圆锥滚子轴承 59.第四套杯 60.从动轮左轴承端盖 61.联轴器轴套

62.第七圆锥销 63.第八圆锥销 64.第一圆光栅压盖

具体实施方式

本实施例是一种齿轮传递误差测试试验台。

参阅图1、图2、图3，本实施例齿轮传递误差测试试验台，在基座平台15的一侧依次安装有第一基座12、第二基座13、第三基座14，上面分别安装有变频电机11、行星减速器9和第二扭矩转速传感器7，三者之间通过第四联轴器8、第五联轴器10相互连接，变频电机11通过行星减速器9和第二扭矩转速传感器7将动力传递给测试齿轮副主动轮40；在基座平台15的另一侧，安装有第四基座16和第五基座17，上面分别安装有磁粉加载器1和第一扭矩转速传感器3，为齿轮副从动轮54提供制动力矩；中心的测试试验台5由主动轮组件22、从动轮组件35、主动轮基座25、主动轮左基盖21、主动轮右基盖24、从动轮基座29、从动轮左基盖34、从动轮右基盖28、齿轮副基座32、激光头23、线性干涉镜20、测量反射镜18、一组精密液压滑动导轨30、一套滚珠丝杠31、第一液压缸27、第二液压缸33组成；主动轮组件由主动轮左轴承端盖36、第一套杯37、第一圆锥滚子轴承39、主动轮40、主动轮轴41、主动轮轴套42、主动轮右轴承端盖44、第二圆锥滚子轴承45、第二套杯46组成；从动轮组件由从动轮右轴承端盖49、第三套杯50、第三圆锥滚子轴承52、从动轮54、从动轮轴55、从动轮轴套56、第四圆锥滚子轴承58、第四套杯59、从动轮左轴承端盖60组成；齿轮副基座32通过螺栓安装在基座平台15上，上面安装有主动轮基座25和从动轮基座29；主动轮基座25通过螺栓直接安装在齿轮副基座32上，从动轮基座29通过一组精密液压滑动导轨30安装在齿轮副基座32上；主动轮组件22和从动轮组件35分别安装在相对应的主动轮上基座25和从动轮基座29上；主动轮基座25和主动轮左基盖21通过第一锥销38、第八锥销63和螺栓进行定位连接；主动轮基座25和主动轮右基盖24通过第二锥销43、第三锥销47和螺栓进行定位连接；从动轮基座29和主动轮左基盖34通过第六锥销57、第七锥销62和螺栓进行定位连接；从动轮基座29和从动轮右基盖28通过第四锥销48、第五锥销53和螺栓进行定位连接；在从动轮基座29齿轮副基座32之间安装有一套滚珠丝杠副31，通过转动手轮来控制从动轮基座29的移动；激光头23通过螺栓固定在主动轮右基盖24上，线性干涉镜20通过螺栓固定在主动轮左基盖21上，测量反射镜18通过螺栓固定在从动轮左基盖34，三者组成一套激光干涉仪，检测齿轮副中心距的距离；在从动轮基座29的两侧有2个摩擦片，分别与第一液压缸27、第二液压缸33相配套，两个液压缸直接安装在齿轮副基座32上；第一圆光栅19的外圈通过螺栓固定在主动轮基座25上，内圈通过第一圆光栅压盖64和主齿轮轴41固定在主动轮轴上；第二圆光栅26的外圈通过螺栓固定在从动轮基座29上，内圈通过第二圆光栅压盖51和从齿轮轴55固定在从齿轮轴上。

本实施例中，试验台采用扭矩转速传感器来测试和反馈控制齿轮副的实际工况，采用精密液压导轨和激光干涉仪来保证从动轮基座移动过程中非常高的直线精度和定位精度，采用液压制动器可使试验台在重载条件下依然可靠稳定的测试，采用高精度圆光栅实现齿轮转角的精确测量，进而计算出齿轮的传递误差。

在测试前，转动滚珠丝杠31的手轮移动从动轮基座26，使从动轮基座29与主动轮基座25紧靠，打开激光头23，此时重置激光干涉仪的测试值为试验台齿轮副中心距最小值；然后转动滚珠丝杠31的手轮移动从动轮基座26，当激光干涉仪的测试值为测试齿轮副的中心距时，第一液压缸27、第二液压缸33的上下缸头同时开始制动，固定从动轮基座29；接着，松开主动轮基座25和主动轮左基盖21、主动轮右基盖24之间的螺栓和锥销，以及从动轮基座29和从动轮左基盖34、从动轮右基盖28之前的螺栓和锥销；然后安装测试齿轮副的主动轮组件21和从动轮组件31，并再次拧紧主动轮基座25和主动轮左基盖21、主动轮右基盖24之间的螺栓和锥销，以及从动轮基座29和从动轮左基盖34、从动轮右基盖28之前的螺栓和锥销；接着，启动变频电机11和磁粉制动器1，并使用第一扭矩转速传感器7和第二扭矩转速传感器3对测试试验台主动轮轴41和从动轮轴55的转速和扭矩进行实时检测和并对电机进行反馈控制，达到我们实际所需要的测试工况；最后，第一圆光栅19和第二圆光栅26开始对齿轮的转角开始测量，进而计算出齿轮的传递误差。

Claims (2)

1.一种齿轮传递误差测试试验台，在基座平台的一侧依次安装有第一基座、第二基座、第三基座，基座上分别安装有变频电机、行星减速器和第二扭矩转速传感器，三者之间通过第四联轴器、第五联轴器相连接，变频电机通过行星减速器和第二扭矩转速传感器将动力传递给测试齿轮副主动轮；在基座平台的另一侧，依次安装有第四基座和第五基座，上面分别安装有磁粉加载器和第一扭矩转速传感器，为从动轮提供制动力矩；其特征在于:包括主动轮组件、从动轮组件、主动轮基座、主动轮左基盖、主动轮右基盖、从动轮基座、从动轮左基盖、从动轮右基盖、齿轮副基座、激光头、线性干涉镜、测量反射镜、一组精密液压滑动导轨、一套滚珠丝杠、第一液压缸、第二液压缸；齿轮副基座安装在基座平台上，上面安装有主动轮基座和从动轮基座，主动轮基座安装在齿轮副基座上，从动轮基座通过一组精密液压滑动导轨安装在齿轮副基座上；主动轮组件和从动轮组件分别安装在相对应的主动轮基座和从动轮基座上；主动轮基座和主动轮左基盖通过第一锥销、第八锥销和螺栓进行定位连接；主动轮基座和主动轮右基盖通过第二锥销、第三锥销和螺栓进行定位连接；从动轮基座和主动轮左基盖通过第六锥销、第七锥销和螺栓进行定位连接；从动轮基座和从动轮右基盖通过第四锥销、第五锥销和螺栓进行定位连接；在从动轮基座的下方安装有一套滚珠丝杠副，通过转动手轮来控制从动轮基座的移动，用以不同测试齿轮副的安装；激光头通过螺栓固定在主动轮右基盖上，线性干涉镜通过螺栓固定在主动轮左基盖上，测量反射镜通过螺栓固定在从动轮左基盖上，三者组成激光干涉仪，用于检测齿轮副中心距的距离；在从动轮基座的两侧有2个摩擦片，分别与第一液压缸、第二液压缸相配套，两个液压缸直接安装在齿轮副基座上；在齿轮副主动轮轴上和齿轮副从动轮轴上分别安装第一圆光栅和第二圆光栅。

2.根据权利要求1所述的齿轮传递误差测试试验台，其特征在于:在测试试验台的输入端主动轮轴通过膜片联轴器连接着第一扭矩转速传感器，测试试验台的输出端从动轮轴通过膜片联轴器连接着第二扭矩转速传感器，用来测试和反馈控制测试齿轮副的实际工况；采用一组精密液压滑动导轨来保证从动轮基座在移动中保持很高的直线精度；激光头、线性干涉镜、测量反射镜组成一套一套激光干涉仪，监测主动轮轴和从动轮轴之间的中心距离，使从动轮基座移动后，保持位置精度；在主动轮轴和从动轮轴上安装两个高精度的圆光栅，实现对齿轮转角的精确测量，进而计算出齿轮传递误差。