CN113310449A - 齿轮箱啮合间隙检测装置及检测方法 - Google Patents

齿轮箱啮合间隙检测装置及检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种齿轮箱啮合间隙检测装置及检测方法。一种齿轮箱啮合间隙检测装置，包括：扭矩传感器，标准数据存储模块，用于存储齿轮啮合检测时作为输入一端的伺服电机的转动角度设定数据α、伺服电机的转动α角度检测到的标准扭矩T0，T0为扭矩范围；控制模块，当被测齿轮箱在本检测装置装夹后，齿轮箱输出端被止转机构止转，齿轮箱的输入端通过扭矩传感器与伺服电机连接；数据比对模块，用于将扭矩传感器获取的扭矩数据T1与标准数据存储模块存储的标准扭矩T0进行比对；检测结果输出模块，根据数据比对模块的比对结果输出不同的结果。本发明具有结构简单且能对齿轮箱的输出端齿轮与齿轮箱的输入端齿轮之间的间隙进行检测的优点。

Description

齿轮箱啮合间隙检测装置及检测方法
技术领域
本发明涉及一种齿轮箱啮合间隙检测装置及检测方法。
背景技术
对于齿轮箱，输入轴齿轮与输出轴齿轮的啮合间隙的大小直接影响产品的质量。输入轴齿轮与输出轴齿轮的啮合间隙过大会造成如下缺陷：使用时产生冲击；齿面容易被破坏，缩短使用寿命；传动比不准。输入轴齿轮与输出轴齿轮的啮合间隙过小会造成如下缺陷：阻力增大，齿轮非正常磨损。因此，通常情况下都需要对齿轮箱进行齿轮箱啮合间隙检测。
中国国家知识产权局于2020年6月16日公开了一份公告号为CN210773986U的实用新型文件，其公开了一种差速器上下齿轮啮合间隙检测装置，包括机架、伺服电机、第一联轴器、扭力传感器、第二联轴器、轴承座、气动滑环、夹具气缸及涨紧夹具，所述伺服电机的基座固定于所述机架的顶端，所述伺服电机的输出端通过联轴器连接所述扭力传感器的一端，所述扭力传感器的另一端通过联轴器连接所述轴承座，所述轴承座连接所述气动滑环，所述气动滑环连接所述夹具气缸的固定端，所述夹具气缸的输出轴连接所述涨紧夹具。
上述方案存在如下问题：结构复杂；不能对齿轮箱的输出端齿轮与齿轮箱的输入端齿轮之间的啮合间隙进行检测。
发明内容
本发明提供一种结构简单且能对齿轮箱的输出端齿轮与齿轮箱的输入端齿轮之间的间隙进行检测的齿轮箱啮合间隙检测装置。
针对上述目的，本发明采用如下方案：一种齿轮箱啮合间隙检测装置，包括：
止转机构，用于阻止待检测的齿轮箱输出端转动；
伺服电机，用于驱动待检测的齿轮箱输入端转动；
扭矩传感器，连接在伺服电机输出端与待检测的齿轮箱的输入端之间，用于检测伺服电机输出端与待检测的齿轮箱的输入端间的扭矩T1；
标准数据存储模块，用于存储齿轮啮合检测时作为输入一端的伺服电机输出端的转动角度设定数据α、伺服电机输出端的转动角度α检测到的标准扭矩T0，T0为扭矩范围值；
控制模块，当被测齿轮箱在本检测装置装夹后，待检测的齿轮箱输出端被止转机构止转，待检测的齿轮箱的输入端通过扭矩传感器与伺服电机输出端连接，控制模块用于控制伺服电机输出端转动角度α；
数据比对模块，用于将扭矩传感器获取的扭矩数据T1与标准数据存储模块存储的标准扭矩T0进行比对；
检测结果输出模块，根据数据比对模块的比对结果输出不同的结果，如果T1介于T0的数值范围内，则给出齿轮啮合间隙合格的结果；否则，给出齿轮啮合间隙不合格的结果。
使用时，控制模块控制止转机构使得待检测的齿轮箱的输出端止转；然后，控制模块控制伺服电机驱动待检测的齿轮箱的输入端转动角度α；接着，扭矩传感器测量伺服电机输出端与齿轮箱输入端间的扭矩T1；随后，数据比对模块得出齿轮箱啮合间隙是否合格的结果；最后，将检测完成的齿轮箱更换为下一个待检测的齿轮箱，并重复上述步骤。当待检测的齿轮箱的输出端被止转机构止转，伺服电机输出端与待检测的齿轮箱的输入端配合后，伺服电机输出端的转动将逐级带动待检测的齿轮箱内齿轮转动一定角度，此时连接在伺服电机输出端与待检测的齿轮箱输入端之间的扭矩传感器受到的扭矩较小；当待检测的齿轮箱从输入端到输出端的啮合间隙被消除后，待检测的齿轮箱内的齿轮将不能继续转动，此时伺服电机输出端将不能继续使待检测的齿轮箱内齿轮转动，连接在伺服电机输出端与待检测的齿轮箱输入端之间的扭矩传感器受到的扭矩将迅速增大。测得消除待检测的齿轮箱标准啮合间隙时伺服电机输出端所需转动的角度α，同时测得伺服电机输出端转动角度α时扭矩传感器的扭矩值范围T0，以前述值作为参照使伺服电机输出端转动角度α来检测齿轮箱，通过扭矩传感器的测得值T1与T0比较，如果T1介于T0的数值范围内，则给出齿轮啮合间隙合格的结果；否则，给出齿轮啮合间隙不合格的结果。若伺服电机输出端的转动角度小于α之前就被待检测的齿轮箱阻止不能转动且扭矩传感器的值超过T0的上限值，则直接给出待检测的齿轮箱啮合间隙不合格的结果，此时实际结果是待检测的齿轮箱啮合间隙过小。相比于传统齿轮啮合间隙测量，可以将待检测的齿轮箱视为整体进行齿轮啮合间隙测量，减少测量步骤，提高工作效率。控制模块控制伺服电机输出端转动角度，使得本装置可以测试不同的待检测的齿轮箱，提高本装置的通用性。
作为优选，所述伺服电机输出端通过第一联轴器与待检测的齿轮箱的输出端连接，所述止转机构与所述第一联轴器间设有用于放置待检测的齿轮箱的支架，所述扭矩传感器位于所述第一联轴器与所述伺服电机输出端之间。
作为优选，还包括第一固定板和第二固定板，第一固定板和第二固定板间分别固定在导向杆的两端，所述导向杆上滑配有活动板，所述活动板靠近第一固定板的一侧固定有止转机构，所述支架与所述第一固定板固定，所述支架位于活动板和所述第一固定板之间，所述第一固定板远离支架的一侧固定有伺服电机。活动板与导向杆滑动配合，使得活动板能在第一固定板与第二固定板间移动，使得止转机构能够适应不同的工件。
作为优选，所述止转机构包括用于与待检测的齿轮箱输出端连接的第二联轴器，以及与第二联轴器连接的止转电机。通过止转电机的自锁功能限制齿轮的输出端齿轮的转动，止转效果更好，从而提高齿轮箱啮合间隙检测结果的准确性。
作为优选，所述支架设有贯穿所述支架的让位槽。让位槽对工件的输入端进行让位，工件能够容易的被放置在支架上。
作为优选，所述第二固定板固定有升降机构，所述升降机构的输出端与活动板固定。升降机构为丝杆升降机，丝杆升降机为市场上可以购买的丝杆升降机。
作为优选，所述支架上可拆卸固定有用于与待检测的齿轮箱搭配的支撑板，所述支撑板设有贯穿孔。支撑板通过螺栓与工件可拆卸固定，支撑板被放置在支架上后，支撑板通过螺栓与支架可拆卸固定，方便支架与工件固定，避免在检测过程中，工件发生振动。
检测装置的齿轮箱啮合间隙检测方法包括：
S1：将待检测的待检测的齿轮箱装夹到检测装置上，止转机构使得待检测的齿轮箱的输出端止转，控制模块控制伺服电机使得伺服电机输出端转动一定角度α；
S2：扭矩传感器检测到伺服电机输出端与齿轮箱输入端间的扭矩数据T1，并将扭矩数据T1传递至数据比对模块；
S3：数据比对模块将扭矩传感器获取的扭矩数据T1与标准数据存储模块存储的标准扭矩数据T0进行比对；
S4：检测结果输出模块根据数据比对模块的比对结果输出不同的结果：如果T1介于T0扭矩范围内，则给出齿轮啮合间隙合格的结果；否则，给出齿轮啮合间隙不合格的结果。
当待检测的齿轮箱的输出端被止转机构止转，伺服电机输出端与待检测的齿轮箱的输入端配合后，伺服电机输出端的转动将逐级带动待检测的齿轮箱内齿轮转动一定角度，此时连接在伺服电机与待检测的齿轮箱输入端之间的扭矩传感器受到的扭矩较小；当待检测的齿轮箱从输入端到输出端的啮合间隙被消除后，待检测的齿轮箱内的齿轮将不能继续转动，此时伺服电机将不能继续使待检测的齿轮箱内齿轮转动，连接在伺服电机输出端与待检测的齿轮箱输入端之间的扭矩传感器受到的扭矩将迅速增大。测得消除齿轮箱标准啮合间隙时伺服电机输出端所需转动的角度α，同时测得伺服电机输出端转动角度α时扭矩传感器的扭矩值范围T0，以前述值作为参照使伺服电机输出端转动角度α来检测待检测的齿轮箱，通过扭矩传感器的测得值T1与T0比较，如果T1介于T0的数值范围内，则给出齿轮啮合间隙合格的结果；否则，给出齿轮啮合间隙不合格的结果。若伺服电机输出端的转动角度小于α之前就被待检测的齿轮箱阻止不能转动且扭矩传感器的值超过T0的上限值，则直接给出待检测的齿轮箱啮合间隙不合格的结果，此时实际结果是待检测的齿轮箱啮合间隙过小。相比于传统齿轮啮合间隙测量，可以将待检测的齿轮箱视为整体进行齿轮啮合间隙测量，减少测量步骤，提高工作效率。
本发明具有如下优点：结构简单；伺服电机的输出端旋转的角度能够进行调节，从而能够对不同的待检测的齿轮箱的齿轮啮合间隙进行检测，通用性更好；能对待检测的齿轮箱的输出轴齿轮与待检测的齿轮箱的输入轴齿轮之间的间隙进行检测；通过止转电机对待检测的齿轮箱的输出轴进行止转，止转效果更好，检测结果准确性高；让位槽对工件的输入轴进行让位，工件能够容易的被放置在支架上。
附图说明
图1为本发明的使用状态图；
图2为本发明的结构示意图；
图3为支撑板的结构示意图；
图4为本发明的原理图。
具体实施方式
为进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术方案，以下结合附图，对上述技术方案进行详细说明，说明如下：
如图1至图2所示，一种齿轮箱啮合间隙检测装置，包括水平设置的第一固定板6和位于第一固定板6上方的第二固定板7。第一固定板6和第二固定板7间分别固定在竖向设置的导向杆8的两端，四根竖向设置的导向杆8滑配有水平设置的活动板9，活动板9设有贯穿活动板9的让位孔，四根导向杆8分别位于一让位孔内。
第一固定板6固定有支架3，支架3位于活动板9和第一固定板6之间，第一固定板6远离支架3的一侧固定有伺服电机4，伺服电机4的输出端连接有第一联轴器1。第一联轴器1与伺服电机4输出端之间连接有测量扭矩的扭矩传感器5。如图1和图3所示，设有让位槽31的支架3上方固定有支撑板32，支撑板32设有贯穿孔33，贯穿孔33与让位槽31对应。由于让位槽的存在，只要工件的下端面高于第一联轴器的上端面高度，就可以实现工件的输入端与第一联轴器连接，便于工件的放置。
第二固定板7的上侧固定有升降机构71，升降机构71的输出端穿过第二固定板7后与活动板9的上侧固定。升降机构为丝杆升降机。
活动板9靠近第一固定板6的一侧固定有用于连接工件输出端的止转机构2，止转机构2包括用于与工件10输出端连接的第二联轴器21，以及与第二联轴器21连接的止转电机22。止转电机22固定在活动板9的上侧，止转电机22的输出端连接有第二联轴器21，活动板9位于止转电机22与第二联轴器21的两端。
如图4所示，本装置还包括控制模块，控制模块连接有扭矩传感器4、伺服电机5、数据比对模块、标准数据存储模块、检测结果输出模块。标准数据存储模块，用于存储齿轮啮合检测时作为输入一端的伺服电机4输出端的转动角度设定数据α、伺服电机4输出端转动角度α检测到的标准扭矩T0，T0为扭矩范围值；控制模块，当齿轮箱10在本检测装置装夹后，齿轮箱10输出端被止转机构2止转，齿轮箱10的输入端通过扭矩传感器5与伺服电机4输出端连接，控制模块用于控制伺服电机4的输出端转动角度α；数据比对模块，用于将扭矩传感器5获取的扭矩数据T1与标准数据存储模块存储的标准扭矩T0进行比对；检测结果输出模块，根据数据比对模块的比对结果输出不同的结果，如果T1介于T0的数值范围内，则给出齿轮啮合间隙合格的结果；否则，给出齿轮啮合间隙不合格的结果。
如图4所示，本发明的使用方法如下：使用前，步骤一：将待检测的齿轮箱与支撑板固定，待检测的齿轮箱的输出端位于贯穿孔内；步骤二：将支撑板放置在支架上，接着将待检测的齿轮箱的输入端与止转机构连接，待检测的齿轮箱的输出端与第一联轴器连接。使用时，步骤一：止转机构2使得待检测的齿轮箱10的输出端止转，控制模块控制伺服电机4使得伺服电机4输出端转动一定角度α；步骤二：扭矩传感器5检测到伺服电机4输出端与待检测的齿轮箱输入端间的扭矩数据T1，并将扭矩数据T1传递至数据比对模块；步骤三：数据比对模块将扭矩传感器5获取的扭矩数据T1与标准数据存储模块存储的标准扭矩数据T0进行比对；步骤四：检测结果输出模块根据数据比对模块的比对结果输出不同的结果：如果T1介于T0数值范围内，则给出齿轮啮合间隙合格的结果；否则，给出齿轮啮合间隙不合格的结果。检测后，将齿轮间隙检测完成的待检测的齿轮箱更换成待测待检测的齿轮箱。
以上所述，仅是本发明的一种具体实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明的具体实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种齿轮箱啮合间隙检测装置，包括：
止转机构(2)，用于阻止待检测的齿轮箱(10)输出端转动；
伺服电机(4)，用于驱动待检测的齿轮箱(10)输入端转动；
扭矩传感器(5)，连接在伺服电机(4)输出端与待检测的齿轮箱(10)的输入端之间，用于检测伺服电机(4)输出端与齿轮箱的输入端间的扭矩T1；
标准数据存储模块，用于存储齿轮啮合检测时作为输入一端的伺服电机(4)输出端的转动角度设定数据α、伺服电机(4)输出端转动角度α检测到的标准扭矩T0，T0为扭矩范围值；
控制模块，当齿轮箱(10)在本检测装置装夹后，齿轮箱(10)输出端被止转机构(2)止转，齿轮箱(10)的输入端通过扭矩传感器(5)与伺服电机(4)输出端连接，控制模块用于控制伺服电机(4)的输出端转动角度α；
数据比对模块，用于将扭矩传感器(5)获取的扭矩数据T1与标准数据存储模块存储的标准扭矩T0进行比对；
检测结果输出模块，根据数据比对模块的比对结果输出不同的结果，如果T1介于T0的数值范围内，则给出齿轮啮合间隙合格的结果；否则，给出齿轮啮合间隙不合格的结果。
2.根据权利要求1所述的齿轮箱啮合间隙检测装置，其特征在于所述伺服电机(4)输出端通过第一联轴器(1)与待检测的齿轮箱(10)的输出端连接，所述止转机构(2)与所述第一联轴器(1)间设有用于放置齿轮箱(10)的支架(3)，所述扭矩传感器(5)位于所述第一联轴器(1)与所述伺服电机(4)输出端之间。
3.根据权利要求2所述的齿轮箱啮合间隙检测装置，其特征在于还包括第一固定板(6)和第二固定板(7)，第一固定板(6)和第二固定板(7)间分别固定在导向杆(8)的两端，所述导向杆(8)上滑配有活动板(9)，所述活动板(9)靠近第一固定板(6)的一侧固定有所述止转机构(2)，所述支架(3)与所述第一固定板(6)固定，所述支架(3)位于活动板(9)和所述第一固定板(6)之间，所述第一固定板(6)远离支架(3)的一侧固定有伺服电机(4)。
4.根据权利要求3所述的齿轮箱啮合间隙检测装置，其特征在于所述止转机构(2)包括用于与待检测的齿轮箱(10)输出端连接的第二联轴器(21)，以及与第二联轴器(21)连接的止转电机(22)。
5.根据权利要求2所述的齿轮箱啮合间隙检测装置，其特征在于所述支架(3)设有贯穿所述支架(3)的让位槽(31)。
6.根据权利要求3所述的齿轮箱啮合间隙检测装置，其特征在于所述第二固定板(7)上固定有升降机构(71)，所述升降机构(71)的输出端与活动板(9)固定。
7.根据权利要求2所述的齿轮箱啮合间隙检测装置，其特征在于所述支架(3)上可拆卸固定有用于与待检测的齿轮箱(10)搭配的支撑板(32)，所述支撑板(32)设有贯穿孔(33)。
8.用于权利要求1-7任意一项权利要求所述检测装置的齿轮箱啮合间隙检测方法，其特征在于包括：
S1：将待检测的齿轮箱(10)装夹到检测装置上，止转机构(2)使得待检测的齿轮箱(10)的输出端止转，控制模块控制伺服电机(4)使得伺服电机(4)的输出端转动一定角度α；
S2：扭矩传感器(5)检测到伺服电机(4)输出端与齿轮箱输入端间的扭矩数据T1，并将扭矩数据T1传递至数据比对模块；
S3：数据比对模块将扭矩传感器(5)获取的扭矩数据T1与标准数据存储模块存储的标准扭矩数据T0进行比对；
S4：检测结果输出模块根据数据比对模块的比对结果输出不同的结果：如果T1介于T0数值范围内，则给出齿轮啮合间隙合格的结果；否则，给出齿轮啮合间隙不合格的结果。
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