[發明專利]齒輪系側隙測量裝置及其測量方法

有效

• 申請號: 201210023059.3
• 申請日: 2012-02-02
• 公開（公告）號: CN103090834A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 王志勇;靳國忠;黎康康;郭友超;張亞楠
• 申請（專利權）人: 南車戚墅堰機車車輛工藝研究所有限公司
• 主分類號: G01B21/16
• 分類號: G01B21/16
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 何朝旭;陸明耀

技術領域

本發明涉及齒輪設計制造領域，尤其涉及齒輪系側隙測量裝置及使用該齒輪系側隙測量裝置的齒輪系側隙測量方法。

背景技術

為防止齒輪系運作中溫升導致齒輪變大而導致咬死，齒輪系都具有側隙。齒輪系的側隙是指裝配好的齒輪副，當一個齒輪固定時，另一個齒輪的圓周晃動量。目前，齒輪系的齒輪側隙測量，大體上有三種方法：一是直接塞尺測量，通過塞尺檢測已裝配好的齒輪副間處于嚙合位置時的齒面最小間隙，得到該齒輪副的側隙；二是滾壓鉛絲測量，將直徑合適的鉛絲置于已裝配好的齒輪副的一個輪齒上，滾動齒輪壓過鉛絲，通過測量鉛絲的最大變形位置的厚度得到該齒輪副的側隙；三是間接打表測量，在已裝配好的齒輪副上選擇一個輪齒（或在齒輪軸端通過軸心安裝標尺），將百分表（或千分表）垂直打在該輪齒的分度圓位置（或者標尺上的節圓半徑處），固定另一齒輪，反復波動輪齒，通過表盤讀數得到該齒輪副的側隙。上述測量方式雖然簡單，但被測量對象受到很大的局限，一次只能檢測一對齒輪副，且對結構限制較大的齒輪副還無法檢測。隨著電子技術的發展，新的檢測方法也不斷出現，方便了對某些參數的檢測，但仍無法一次完成對齒輪系的各嚙合副側隙的測量，如發明專利“齒輪副傳動精度測量方法”（200810098882.4）中，利用角度傳感器檢測齒輪副輸入、輸出軸的角度，可獲得該齒輪副的傳動精度，同時，若利用該方法對一對齒輪副進行測量，也可獲得該齒輪副的側隙即回差，但是，針對齒輪系，由于其存在多組嚙合副，該方法就無法得到各嚙合副的側隙了。

由于現有技術無法對齒輪系的各級嚙合副的側隙進行完全檢測，因此，需要一種更加先進的方法，來實現對齒輪系的各級嚙合副的所有側隙進行精確的測量。

發明內容

本發明的目的在于：針對上述現有技術存在的問題，提供一種能夠精確測量齒輪系中所有側隙的齒輪系側隙測量裝置。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種齒輪系側隙測量裝置，包括：控制系統；驅動機構；扭矩測量機構；轉角測量機構和測試系統，所述控制系統控制所述驅動機構，驅動齒輪系的被驅動端運動，進而帶動齒輪系的各級齒輪副運動；所述扭矩測量機構監測所述齒輪系的被驅動端隨時間變化的扭矩，并將對應的第一信號發送給測試系統；所述轉角測量機構監測所述齒輪系的被驅動端隨時間變化的轉角，并將對應的第二信號發送給測試系統；所述測試系統包括存儲模塊和計算模塊，所述存儲模塊用于存儲齒輪系結構參數，所述計算模塊根據第一信號、第二信號和所述的齒輪系結構參數計算齒輪系的各級側隙。

優選的，所述驅動機構包括電機和用于連接電機和齒輪系的連接結構，所述電機通過所述連接結構勻速驅動齒輪系。

優選的，所述連接結構包括連接電機的電機軸的傳動帶，以及可由傳動帶帶動旋轉的驅動盤，驅動盤旋轉固定地連接到齒輪系的被驅動端上。

優選的，所述計算模塊包括第一處理單元，所述第一處理單元將第一信號和第二信號處理為表征扭矩發生跳變的各個轉角值的第三信號。

優選的，所述存儲模塊存儲的齒輪系結構參數包括齒輪系的各級嚙合副的傳動比，和各級嚙合副的嚙合點半徑，所述計算模塊包括第二處理單元，所述第二處理單元將第三信號的各個轉角值和前述各級嚙合副的傳動比和各級嚙合副的嚙合點半徑一一配對。

優選的，所述扭矩測量機構為扭矩傳感器或驅動機構的工作電流監測電路。

優選的，所述轉角測量機構為設置在被驅動端上的轉角傳感器，或者為設置在驅動機構的驅動軸上的轉角傳感器。

本發明的有益效果主要體現在：通過扭矩監測機構和轉角監測機構，監測得到扭矩跳變時的時間，得各個嚙合副加入傳動的轉角，能夠一次性簡便準確的計算出齒輪系的各級側隙。

本發明的另一目的在于提供一種能夠精確測量齒輪系中所有側隙的齒輪系側隙測量方法。