[發(fā)明專利]齒輪系側(cè)隙測(cè)量裝置及其測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210023059.3
• 申請(qǐng)日: 2012-02-02
• 公開（公告）號(hào): CN103090834A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王志勇;靳國忠;黎康康;郭友超;張亞楠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南車戚墅堰機(jī)車車輛工藝研究所有限公司
• 主分類號(hào): G01B21/16
• 分類號(hào): G01B21/16
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責(zé)任公司 32102
• 代理人: 何朝旭;陸明耀

1.一種齒輪系側(cè)隙測(cè)量裝置，其特征在于，包括：控制系統(tǒng)；驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；扭矩測(cè)量機(jī)構(gòu)；轉(zhuǎn)角測(cè)量機(jī)構(gòu)和測(cè)試系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)控制所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)齒輪系的被驅(qū)動(dòng)端運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)齒輪系的各級(jí)齒輪副運(yùn)動(dòng)；所述扭矩測(cè)量機(jī)構(gòu)監(jiān)測(cè)所述齒輪系的被驅(qū)動(dòng)端隨時(shí)間變化的扭矩，并將對(duì)應(yīng)的第一信號(hào)發(fā)送給測(cè)試系統(tǒng)；所述轉(zhuǎn)角測(cè)量機(jī)構(gòu)監(jiān)測(cè)所述齒輪系的被驅(qū)動(dòng)端隨時(shí)間變化的轉(zhuǎn)角，并將對(duì)應(yīng)的第二信號(hào)發(fā)送給測(cè)試系統(tǒng)；所述測(cè)試系統(tǒng)包括存儲(chǔ)模塊和計(jì)算模塊，所述存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)齒輪系結(jié)構(gòu)參數(shù)，所述計(jì)算模塊根據(jù)第一信號(hào)、第二信號(hào)和所述的齒輪系結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算齒輪系的各級(jí)側(cè)隙。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪系側(cè)隙測(cè)量裝置，其特征在于：所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)和用于連接電機(jī)和齒輪系的連接結(jié)構(gòu)，所述電機(jī)通過所述連接結(jié)構(gòu)勻速驅(qū)動(dòng)齒輪系。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的齒輪系側(cè)隙測(cè)量裝置，其特征在于：所述連接結(jié)構(gòu)包括連接電機(jī)的電機(jī)軸的傳動(dòng)帶，以及可由傳動(dòng)帶帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)盤，驅(qū)動(dòng)盤旋轉(zhuǎn)固定地連接到齒輪系的被驅(qū)動(dòng)端上。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的齒輪系側(cè)隙測(cè)量裝置，其特征在于：所述計(jì)算模塊包括第一處理單元，所述第一處理單元將第一信號(hào)和第二信號(hào)處理為表征扭矩發(fā)生跳變的各個(gè)轉(zhuǎn)角值的第三信號(hào)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的齒輪系側(cè)隙測(cè)量裝置，其特征在于：所述存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)的齒輪系結(jié)構(gòu)參數(shù)包括齒輪系的各級(jí)嚙合副的傳動(dòng)比，和各級(jí)嚙合副的嚙合點(diǎn)半徑，所述計(jì)算模塊包括第二處理單元，所述第二處理單元將第三信號(hào)的各個(gè)轉(zhuǎn)角值和前述各級(jí)嚙合副的傳動(dòng)比和各級(jí)嚙合副的嚙合點(diǎn)半徑一一配對(duì)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪系側(cè)隙測(cè)量裝置，其特征在于：所述扭矩測(cè)量機(jī)構(gòu)為扭矩傳感器或驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作電流監(jiān)測(cè)電路。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪系側(cè)隙測(cè)量裝置，其特征在于：所述轉(zhuǎn)角測(cè)量機(jī)構(gòu)為設(shè)置在被驅(qū)動(dòng)端上的轉(zhuǎn)角傳感器，或者為設(shè)置在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)軸上的轉(zhuǎn)角傳感器。

8.一種使用權(quán)利要求1所示的齒輪系側(cè)隙測(cè)量裝置的齒輪系側(cè)隙測(cè)量方法，其特征在于，包括以下步驟：

通過控制系統(tǒng)控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)齒輪系勻速運(yùn)動(dòng)；

計(jì)算齒輪系的各級(jí)嚙合副加入運(yùn)動(dòng)時(shí)齒輪系的轉(zhuǎn)角a_n；

記錄齒輪系從被驅(qū)動(dòng)端到自由端的各級(jí)嚙合副的傳動(dòng)比i_n；

記錄齒輪系的各級(jí)嚙合副的嚙合點(diǎn)半徑r_n；

通過測(cè)試系統(tǒng)，根據(jù)公式計(jì)算各級(jí)嚙合副的側(cè)隙j_n，側(cè)隙j_n的計(jì)算公式為：j_n=[a_n-a_（n-1）]*i_n*r_n，以上各參數(shù)符號(hào)中n為嚙合副級(jí)數(shù)，a₀為齒輪系未轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的起始轉(zhuǎn)角。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的齒輪系側(cè)隙測(cè)量方法，其特征在于：所述計(jì)算齒輪系的各級(jí)嚙合副加入運(yùn)動(dòng)時(shí)齒輪系的轉(zhuǎn)角a_n的步驟包括：

通過轉(zhuǎn)角測(cè)量機(jī)構(gòu)監(jiān)測(cè)得到齒輪系的轉(zhuǎn)角和時(shí)間的對(duì)應(yīng)變化信息；

通過扭矩測(cè)量機(jī)構(gòu)監(jiān)測(cè)得到齒輪系的扭矩和時(shí)間的對(duì)應(yīng)變化信息；

當(dāng)扭矩跳變時(shí)，確定該時(shí)間對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角為所述的轉(zhuǎn)角a_n。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的齒輪系側(cè)隙測(cè)量方法，其特征在于：在所述記錄齒輪系的各級(jí)嚙合副加入運(yùn)動(dòng)時(shí)齒輪系的轉(zhuǎn)角a_n的步驟前，先將齒輪系朝一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)直到各個(gè)嚙合副朝同一方向單側(cè)接觸，之后再進(jìn)行驅(qū)動(dòng)齒輪系勻速運(yùn)動(dòng)的步驟。

11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的齒輪系側(cè)隙測(cè)量方法，其特征在于：在所述記錄齒輪系的各級(jí)嚙合副加入運(yùn)動(dòng)時(shí)齒輪系的轉(zhuǎn)角a_n的步驟前，先將齒輪系朝一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)直到齒輪系的各個(gè)嚙合副全部轉(zhuǎn)動(dòng)，再緩慢停止驅(qū)動(dòng)，之后再以反方向進(jìn)行驅(qū)動(dòng)齒輪系勻速運(yùn)動(dòng)的步驟。