[發明專利]一種用于齒輪的測試系統和方法

有效

• 申請號: 202111168020.6
• 申請日: 2021-10-08
• 公開（公告）號: CN113607409B
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 商建民;焦龍;劉亞飛;范江濤;徐計同;顧興臣
• 申請（專利權）人: 山東世紀智慧農業科技有限公司;山東天禾農業可持續發展研究院;山東大生態現代農業科技有限公司;山東世紀礦山機電有限公司
• 主分類號: G01M13/021
• 分類號: G01M13/021
• 代理公司: 煙臺上禾知識產權代理事務所(普通合伙) 37234
• 代理人: 齊素立

本發明公開了一種用于齒輪的測試系統，包括齒輪箱、主動輪和從動輪，主動輪貫穿安裝有輸入軸，輸入軸左端通過聯軸器固定連接有測功機，從動輪貫穿安裝有輸出軸，輸出軸右端通過聯軸器固定連接有磁粉制動器，且磁粉制動器的主軸右端固定連接有轉速傳感器，主動輪和從動輪的右側設有光電傳感器，在光電傳感器的左側設有兩個對稱設置的反射器。考慮到了實際動力傳動過程中輸入軸至主動輪節點和從動輪至輸出軸節點間的傳動誤差影響，并提出新的計算公式對傳動誤差值進行計算，不僅適用于實際工況條件下齒輪傳動系統的傳動誤差值的計算，同時可以提高傳動誤差值的測量精度。本發明還公開了一種用于齒輪的測試方法。

技術領域

本發明涉及齒輪性能測試領域，特別涉及一種用于齒輪的測試系統和方法。

背景技術

傳動誤差是指齒輪傳動系統中，理論的輸出軸位置與實際的輸出軸位置之間的差值，是衡量齒輪傳動系統平穩性和準確性的重要指標，現有的傳動誤差的檢測方法是在低轉速狀態下（轉速300r/min），測量齒輪傳動系統的輸入軸與輸出軸的轉角值，將轉角值代入計算公式中，并與理論值作對比，以此計算傳動誤差，其適用范圍小，忽略了輸入軸與主動輪，和從動輪與輸出軸之間的傳動誤差影響，但發動機應用中的齒輪傳動系統運行的實際工況條件往往是在高轉速的情況下，故采用上述測量方法和計算公式不能夠適用于發動機中齒輪傳動系統的傳動誤差的測量，會導致測試結果不精確，為此，我們提出一種用于齒輪的測試系統和方法以解決測試結果不精確的問題。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種用于齒輪的測試系統和方法，通過采用新的測量方法和計算公式，可以測量出齒輪傳動系統的傳動誤差值，有效解決采用現有齒輪傳動系統傳動誤差測量方法導致測量結果不精確的問題。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：一種用于齒輪的測試系統，包括用于主動輪和從動輪安裝的齒輪箱、主動輪和從動輪，齒輪箱中安裝有相互嚙合的主動輪和從動輪，主動輪貫穿安裝有輸入軸，輸入軸通過軸承與齒輪箱轉動連接，輸入軸左端通過聯軸器連接有提供動力的測功機，從動輪貫穿安裝有輸出軸，輸出軸通過軸承與齒輪箱轉動連接，輸出軸右端通過聯軸器連接有用于模擬負載的磁粉制動器，且磁粉制動器的主軸右端固定連接有測量輸出軸轉速的轉速傳感器，轉速傳感器連接有信號采集模塊，信號采集模塊連接有信號處理器，輸入軸的右端固定連接有用于測量輸入軸轉角信號的第一圓盤光柵，輸出軸的左端固定連接有用于測量輸出軸的轉角信號的第二圓盤光柵，且第一圓盤光柵和第二圓盤光柵均與信號采集模塊連接，主動輪和從動輪的右側設有測量主動輪和從動輪轉角信號的光電傳感器，在光電傳感器的左側設有兩個對稱設置的反射器。

其中，所述信號處理器接收來自第一圓盤光柵、第二圓盤光柵和光電傳感器的數據，計算出齒輪傳動系統的傳動誤差值，計算方法如下：

（1-1）

其中：TE_總為傳動系統的傳動誤差值；i為主動輪與從動輪的傳動比；A為輸入軸勻速運行狀態的轉角數值；B為輸出軸勻速運行狀態的轉角數值；C為主動輪勻加速階段時的轉角數值；D為從動輪勻加速階段時的轉角數值。

進一步的，主動輪和從動輪在面向光電傳感器的一側端面均設有反射點，且主動輪和從動輪的圓心與反射點的距離相等。

進一步的，公式（1-1）的推導步驟如下：

設（1-2）

則有（1-3）

在理想狀態下，輸入軸與輸出軸均未發生扭曲形變，輸入軸與主動輪之間轉動同步，從動輪與輸出軸之間轉動同步，則有：

（1-4）

由式（1-4）可以推出（1-5）

將式（1-5）中α、β、γ的值代入式（1-3）中有：

（1-6）

將式（1-6）化簡后有：