[發(fā)明專利]一種利用電噪聲測量齒輪嚙合側(cè)隙的裝置及方法

有效

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• 申請日: 2014-06-27
• 公開（公告）號: CN104075888A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉壯;李利;崔赪旻;袁帥;李寧;于華濤
• 申請（專利權(quán)）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: G01M13/02
• 分類號: G01M13/02;G01B17/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張麗娜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種利用電噪聲測量齒輪嚙合側(cè)隙的裝置及方法，屬于空間低速指向機(jī)構(gòu)的測試技術(shù)領(lǐng)域。該裝置將齒輪傳動組件的固定部分作為直流電傳輸回路的一端，齒輪傳動組件的轉(zhuǎn)動部分作為直流電傳輸回路的另一端，通過采集齒輪傳動時(shí)的電噪聲數(shù)值來折算其嚙合側(cè)隙。該裝置無需拆卸被測組件，可以推廣至其他導(dǎo)體構(gòu)成的齒輪傳動組件，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)無損檢測。目前，該裝置已經(jīng)應(yīng)用于太陽帆板驅(qū)動機(jī)構(gòu)的測試過程中。

背景技術(shù)

目前測量齒輪空回的最常用的方法是鉛塞法，在齒輪嚙合位置塞入少量的鉛塊，齒輪嚙合后將鉛塊擠壓成型，通過測量被擠壓的鉛塊的厚度間接測量齒輪側(cè)隙。對于空間低速指向機(jī)構(gòu)常用的高精度小模數(shù)齒輪，特別是諧波齒輪，由于模數(shù)較小，且柔輪部分可以發(fā)生形變，該方法并不適用。另一種常見的測量方法是在齒輪組件上外接光柵碼盤等高精度轉(zhuǎn)角測試裝置。這種方法通常需要制作專用的轉(zhuǎn)接工裝，因此往往只能在產(chǎn)品裝配過程中測量，當(dāng)產(chǎn)品裝配完畢，因?yàn)榘惭b方式、工作空間等因素的影響，無法外接這些測試裝置時(shí)該方法則無能為力。

對于空間低速指向機(jī)構(gòu)，由于常用的高精度齒輪模數(shù)較小，且產(chǎn)品裝配完畢后不再具備拆卸檢查或安裝轉(zhuǎn)角測試設(shè)備的條件，因此常規(guī)的轉(zhuǎn)角測量方法無法滿足此類機(jī)構(gòu)齒輪側(cè)隙測量的需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種利用電噪聲測量齒輪嚙合側(cè)隙的裝置及方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明的一種利用電噪聲測量齒輪嚙合側(cè)隙的裝置，該裝置包括噪聲測試儀、直流電源和被測齒輪傳動組件；

被測齒輪傳動組件的固定部分與直流電源的正極(或負(fù)極)通過導(dǎo)線連接，被測齒輪傳動組件的轉(zhuǎn)動部分與直流電源的負(fù)極(或正極)通過導(dǎo)線連接；

被測齒輪傳動組件的固定部分與噪聲測試儀的正極(或負(fù)極)通過導(dǎo)線連接，被測齒輪傳動組件的轉(zhuǎn)動部分與噪聲測試儀的負(fù)極(或正極)通過導(dǎo)線連接。

利用上述的裝置對齒輪嚙合側(cè)隙進(jìn)行測量的方法，首先使齒輪按正向或反向單向貼合，然后使被測齒輪傳動組件按反向或正向以速度v進(jìn)行轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動的同時(shí)開始用噪聲測試儀采集噪聲；開始噪聲曲線處于平直階段，當(dāng)噪聲上下波動，峰峰值超過平直段噪聲平均值的2倍時(shí)(此時(shí)認(rèn)為噪聲發(fā)生突變)，說明齒輪處于反向或正向貼合狀態(tài)，開始傳遞運(yùn)動；記錄噪聲處于突變前的時(shí)間t，則被測齒輪傳動組件在該位置的嚙合側(cè)隙＝v×t。

有益效果

本發(fā)明的裝置主要應(yīng)用于空間低速指向機(jī)構(gòu)的傳動精度測量，也可以應(yīng)用于其他導(dǎo)體組成的齒輪傳動組件；

本發(fā)明的裝置除在轉(zhuǎn)動部分和固定部分連接兩根導(dǎo)線外，無需拆卸組件或在被測組件上安裝其他測試裝置，較好的滿足了空間低速指向機(jī)構(gòu)的齒輪側(cè)隙測量需要；

本發(fā)明的裝置將被測傳動組件的固定部分和轉(zhuǎn)動部分視作電傳輸回路的摩擦對偶副；由于摩擦對偶副在靜止和運(yùn)動時(shí)的電噪聲特性有較大差異；本發(fā)明的裝置利用這一差異，通過測量由于齒輪側(cè)隙所導(dǎo)致的傳動延時(shí)來計(jì)算齒輪側(cè)隙。該裝置的優(yōu)勢在于無需拆卸被測組件，可以實(shí)現(xiàn)低速高精度的小模數(shù)傳動齒輪的側(cè)隙測量；

本發(fā)明的裝置可以最大限度的避免拆卸被測組件，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)無損檢測。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的測量結(jié)果圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

實(shí)施例

如圖1所示，一種利用電噪聲測量齒輪嚙合側(cè)隙的裝置，該裝置包括噪聲測試儀1、直流電源2和被測齒輪傳動組件；

被測齒輪傳動組件的固定部分3與直流電源2的正極通過導(dǎo)線連接，被測齒輪傳動組件的轉(zhuǎn)動部分4與直流電源2的負(fù)極通過導(dǎo)線連接；

被測齒輪傳動組件的固定部分3與噪聲測試儀1的正極通過導(dǎo)線連接，被測齒輪傳動組件的轉(zhuǎn)動部分4與噪聲測試儀1的負(fù)極通過導(dǎo)線連接。

上述的噪聲測試儀1具備交流均方根采集模式(AC-rms)，單周期采集時(shí)間為一項(xiàng)需要設(shè)定的參數(shù)，與齒輪傳動組件額定轉(zhuǎn)速有關(guān)。本實(shí)例采集時(shí)間為4秒，齒輪組件額定轉(zhuǎn)速為0.06°/s。噪聲測量量程為另一項(xiàng)需要設(shè)置的參數(shù)，本實(shí)例為15mVrms/A；

上述的直流電源2工作在恒流輸出模式，需要設(shè)置的參數(shù)為輸出電流，與齒輪傳動組件從固定端到輸出端的直流電阻有關(guān)，本實(shí)例設(shè)置為0.5A；