[發明專利]減速器扭轉剛度和空程誤差測試實驗臺及其測試方法

有效

• 申請號: 201410021027.9
• 申請日: 2014-01-15
• 公開（公告）號: CN103776628A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 楊玉虎;沈兆光;陳振宇;朱臨宇
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01M13/02
• 分類號: G01M13/02
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李麗萍

技術領域

本發明涉及一種減速器扭轉剛度和空程回差的測試技術，尤其涉及一種減速器扭轉剛度和空程回差測試實驗臺及其測試方法。

背景技術

扭轉剛度和空程誤差是減速器的兩項重要性能指標，準確測量和評價其扭轉剛度和空程誤差，是減速器領域的一項重要課題。齒輪減速器，無論是漸開線齒輪減速器還是擺線齒輪減速器，其扭轉剛度和空程誤差都會隨著齒輪間的嚙合狀態的不同而有所變化。因此，準確測量減速器在不同嚙合狀態下的扭轉剛度和空程誤差，對減速器理論研究及實際應用都有著重要的意義。

現有的減速器扭轉剛度測試實驗臺采用輸入軸固定，輸出軸加載，測量輸出軸在不同加載扭矩下的轉角的方式來衡量減速器的扭轉剛度。該類實驗臺的輸入軸與機架固連在一起，測試中無法改變輸入軸角度，進而改變減速器中齒輪的嚙合狀態，即該類實驗臺只能測試減速器在某一固定嚙合狀態下的扭轉剛度。現有扭轉剛度實驗臺采用杠桿-砝碼加載方式，加載杠桿通過鍵連接安裝在減速器的輸出軸上，加載杠桿的末端吊有砝碼，加載力矩的大小通過砝碼測量。這樣的實驗臺難以滿足高承載減速器的加載需求，且當加載杠桿處于非水平狀態時，將導致測量誤差。輸出端轉角采用角度編碼器測量。角度編碼器由于受到光柵條數的限制，測量精度很難滿足高精密減速器的測試要求。為提高測量精度，需進行電子細分，從而增加了測量環節，帶來測量誤差，造成測量結果的不穩定。

發明內容

針對上述現有扭轉剛度測試實驗臺的不足，本發明提供一種可測試減速器在不同嚙合狀態下扭轉剛度和空程誤差的測試實驗臺及其測試方法；本發明實驗臺具有測量精度高，結構簡單，操作簡易，可根據測量需求調整被測減速器輸入軸轉角，進而測量被測減速器在不同嚙合狀態下的扭轉剛度和空回誤差的特點。

為解決上述技術問題，本發明提供一種減速器扭轉剛度和空程誤差測試實驗臺，由工作臺、輸入軸夾緊裝置、機架、加載系統和激光干涉儀測量系統組成；所述輸入軸夾緊裝置由分度頭和過渡軸組成，所述過渡軸的一端與被測減速器的輸入軸鍵連接，所述過渡軸的另一端為球頭，所述球頭裝夾在所述分度頭的三爪卡盤上，所述分度頭固定在工作臺上；所述機架固定在工作臺上，被測減速器固定在所述機架上；所述加載系統由輸出軸、加載杠桿、力傳感器、過渡球腕部件、螺旋千斤頂和數字顯示器組成；其中，所述加載杠桿由中間套筒和兩個力臂桿構成，所述輸出軸的一端與被測減速器的輸出端連接，所述輸出軸的中部與所述中間套筒鍵連接，所述輸出軸的另一端連接至所述激光干涉儀測量系統；所述力傳感器的一端與所述加載杠桿的支點接觸，所述力傳感器的另一端通過一過渡球腕部件與螺旋千斤頂相連，所述力傳感器的示數通過數字顯示器讀取；所述過渡球腕部件由球腕和推力軸承組成，所述球腕的上球腕固定在所述力傳感器上，所述球腕的下球腕安裝在所述推力軸承的座圈上，所述螺旋千斤頂包括底座和螺桿，所述螺桿的頂端設有圓柱軸頭，所述推力軸承的軸圈安裝在螺旋千斤頂的圓柱軸頭上，所述螺旋千斤頂的底座固定在工作臺上。

本發明一種減速器扭轉剛度和空程誤差的測試方法，采用上述減速器扭轉剛度和空程誤差測試實驗臺，并將所述力傳感器、過渡球腕部件和螺旋千斤頂布置在所述加載杠桿中一個力臂桿的下方；將激光干涉儀測量系統的反射鏡通過磁力表座固定在所述輸出軸的端部；將激光干涉儀測量系統的干涉鏡通過磁力表座固定在工作臺上，將激光干涉儀測量系統的激光發射器放置在工作臺上，所述激光發射器、干涉鏡和反射鏡的軸線重合；

扭轉剛度的測試步驟如下：

步驟1-1：對力傳感器零點標定，并初始化激光干涉儀測量系統的測試參數；

步驟1-2：通過操作螺旋千斤頂對被測減速器進行加載和卸載，在加載和卸載的間隔過程中通過數字顯示器讀取力、通過激光干涉儀測量系統的工控機讀取角度，在額定載荷為50～100%范圍內選取多組測量數據，采用最小二乘法計算被測減速器該嚙合狀態下的測量扭轉剛度；采用公式計算被測減速器在該嚙合狀態下的實際扭轉剛度：