基于單面嚙合測量原理,研制了塑料齒輪傳動誤差動態(tài)試驗機,該試驗機能夠模擬塑料齒輪實際工況,實現(xiàn)不同參數(shù)塑料齒輪空載、負載及不同轉(zhuǎn)速情況下傳動誤差的動態(tài)測量。重點介紹了該試驗機的工作原理、組成和關鍵零部件的設計。進行了傳動誤差的動態(tài)測量試驗,并簡要分析了空載、負載、不同轉(zhuǎn)速時傳動誤差的變化。試驗結(jié)果表明,該試驗機能實現(xiàn)塑料齒輪傳動誤差的快速測量,為提高塑料齒輪的傳動性能、改進塑料齒輪的設計提供了可靠手段。 

【文章來源】：機械傳動. 2019,43(09)北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

齒輪單面嚙合原理2試驗機工作原理及總體設計

，用于測量主動齒輪軸系和從動齒輪軸系的實際回轉(zhuǎn)角。軸B末端安裝有磁滯制動器，為齒輪提供模擬負載，通過控制磁滯制動器可調(diào)整負載大小，軸系上還安裝了轉(zhuǎn)矩傳感器，可采集負載數(shù)據(jù)。同時安裝了直線光柵，用于測量齒輪嚙合時的中心距。將圓光柵采集得到的轉(zhuǎn)角信號通過細分器細分之后經(jīng)DSI卡整合，再進入數(shù)據(jù)采集卡傳送到工控機，進行數(shù)據(jù)處理后可獲取測量數(shù)據(jù)，實現(xiàn)塑料齒輪傳動誤差的測量。轉(zhuǎn)矩傳感器和光柵同步采樣，采樣信號由工控機發(fā)出。圖2動態(tài)試驗機工作原理2.2總體設計試驗機整體結(jié)構(gòu)如圖3所示，采用臥式結(jié)構(gòu)，兩軸系的平行度易于保證，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。主要組成包括：底座、伺服電機、主動齒輪軸系、從動齒輪軸系、轉(zhuǎn)矩傳感器、磁滯制動器。主軸回轉(zhuǎn)運動采用伺服電機驅(qū)動。為了精確地控制齒輪嚙合時的中心距，在Y方向上設計有長光柵，實時反饋中心距數(shù)值。圖3動態(tài)試驗機主機結(jié)構(gòu)試驗機的主要技術參數(shù)包括：①測量對象：5級及以下精度（ISO1328-1：2013）的塑料直/斜齒輪；②模數(shù)范圍：0.2~1mm；③最大轉(zhuǎn)速：500r/min；④最大轉(zhuǎn)矩：1.2Nm；⑤測量項目：傳動誤差。影響試驗機測量精度的主要因素包含3方面：①機械系統(tǒng)誤差，主要包括軸系徑向跳動、軸系軸向跳動、兩軸安裝傾角、齒輪安裝偏心引入的誤差；②標準量誤差，主要包括圓光柵傳感器的系統(tǒng)精度引入的誤差；③信號處理與算法誤差。主要包括細分器及讀數(shù)卡精度、電氣系統(tǒng)穩(wěn)定性、算法引入的誤差。綜合以上各項誤差，經(jīng)分析其測量誤差為4.7μm，能滿足5級精度塑料齒輪測量要求。145

機械傳動2019年3動態(tài)試驗機的組成3.1主機系統(tǒng)試驗機的主機由床身、主動單元和從動單元三大部分組成。床身作為試驗機的基礎，支撐起主動單元和從動單元。主動單元與從動單元通過精密導軌與床身單元相連接。主機的關鍵部件是精密軸系。一般儀器通常采用密珠軸系，由于本試驗機整體尺寸較小，密珠軸系結(jié)構(gòu)比較復雜，因而采用了高精密角接觸球軸承，其結(jié)構(gòu)如圖4所示。圖4主動齒輪軸系結(jié)構(gòu)3.2測控系統(tǒng)試驗機的測控系統(tǒng)如圖5所示，主要由運動控制系統(tǒng)、信號采集系統(tǒng)組成，均通過工控機實現(xiàn)。運動控制系統(tǒng)包括電機控制和負載控制，電機控制由配套的伺服驅(qū)動器完成，負載控制由配套的程控電源完成。其中，伺服驅(qū)動器和程控電源都可以和工控機進行通訊。電機和磁滯制動器也可以通過軟件控制，既可聯(lián)機工作也可脫機工作。信號采集系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)矩傳感器、主從動齒輪軸系圓光柵、直線光柵以及數(shù)據(jù)采集卡，實現(xiàn)對轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)角、中心距信號的采集。光柵信號、轉(zhuǎn)矩信號可同步采集，通過數(shù)據(jù)采集卡進入工控機中，由動態(tài)試驗機軟件處理，最后得出實驗數(shù)據(jù)。圖5測控系統(tǒng)框圖3.3測量軟件軟件是測控系統(tǒng)的靈魂，是系統(tǒng)測試與控制功能實現(xiàn)的途徑。該動態(tài)試驗機軟件在計算上使用VC++進行編程和設計，實現(xiàn)對誤差數(shù)據(jù)的接收、顯示、精度計算等。整體采用模塊化設計，包括參數(shù)管理、運動控制、信號采集、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)管理等模塊。操作流程如圖6所示。對試驗機的測控軟件進行操作，輸入被測齒輪的參數(shù)，計算出齒輪單面嚙合時的理論中心距數(shù)值，根據(jù)計算結(jié)果調(diào)整兩齒輪中心距位置，確保兩齒輪保持單面嚙合回轉(zhuǎn)。在運動控制區(qū)，輸入電機轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，輸入負載小大，參數(shù)設置好后進入自動測量?

【參考文獻】：
期刊論文
[1]小模數(shù)齒輪測量：現(xiàn)狀與趨勢[J]. 石照耀,張萬年,林家春.  北京工業(yè)大學學報. 2008(02)



本文編號：3521308