精密行星减速器的多功能测试系统的研究和开发
发布时间：2020-11-20 11:21
精密行星伺服减速器是用于专业数控工业设备的减速器,具有体积小、刚性好、传递扭矩大、传动精度高、回差小等明显优点,广泛应用于要求结构紧凑的动力传动中。精密级行星减速器的测试,尤其是刚度、回差、极限力矩等静态参数的测试缺乏统一测试标准。 本文正是针对上述问题,以奈孚行星伺服减速器为研究对象,在深入分析减速器的滞回特性与扭转特性的基础上,对减速器的扭矩加载方案和数据处理方法作了创新性和探索性研究。主要内容包括: 1.详细研究了现有减速器刚度、回差测试系统的组成与工作原理,对通过滞回曲线来确定减速器的扭转刚度和回差的数据处理方法进行了归纳和比较。 2.提出了新的减速器静态测试系统,用于实现减速器的滞回曲线测试和扭转曲线测试。基于计算机技术和虚拟仪器技术,开发了测控软件,实现了测试加载和数据采集的自动化。 3.研究了滞回曲线的特性,提出了最小残差上移法和截距差法。通过滞回曲线的线性段截取,根据直线拟合残差的变化趋势来决定反向线段的最佳上移量,总结出了更合理的刚度分析方法,截距差法也是对回差分析方法的进一步优化。 4.研究了扭转曲线的特性,提出了向右逼近法。通过研究扭转曲线进行直线拟合时的残差、斜率变化趋势,总结出了残差增量法用于线性点与非线性点的判断;并以此提出了向右逼近法原理,结合粗逼近法和细逼近法,实现了转折点的准确查找和极限扭矩的确定。 5.分析了测试系统的误差来源和影响规律,提出了误差修正方法,最后对测试系统进行了刚度测量的标定。 应用本测试系统进行了某型号减速器的滞回曲线测试和扭转曲线测试,其分析结果表明本测试系统能够圆满完成减速器的静态测试任务。本测试系统的方案是可行的,其测试精度高、速度快、测量误差小、试验操作简单、适应性好。本测试方案已经被纳为行星减速器测试的国家标准。
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2009
【中图分类】：TH132.46
【部分图文】：
矩值的更新频率为 10Hz，为保证采集数据的有效性，数据采集Hz。如果脉冲计数值的更新频率低于 10Hz，两次数据采集的脉，这是不必要的，也不利于提高测试速度。脉冲频率大于 10 Hz转速不低于 0.357 转/分。表 2-1 计算得到 min(maxn )=0.703，满足最低转速条件。利用数冲的频率上限为 10MHz，对电机最高转速的限制可以忽略。得转速公式：min min maxmin max maxmax0.357, 6.540.357 0.357, 0.3570.357, 0.357in n n nn n n nn n ≥ = × = ≤ ≥ = × ≤ = 且 此，将单次测试的时间控制在 180 秒左右，实际电机转速为最数倍。电机转速与被测减速器输入端最大扭角的关系如图 2-
min min maxmin max maxmax0.357, 3.70.357 & 0.357, 0.3570.357, 0.357in n n nn n n nn n ≥ = × = ≤ ≥ = × ≤ = 据被测减速器的设计特性，iM 最小为 41.9mrad，对应的最大转速机的最小转速 0.357。根据被测减速器的特性，其转速的分布如图
图 2-6 静态测试的机械装配平台1——伺服电机；2——电机座横棒；3——初级减速器 NS115-30；4——轴联器；5——磁粉离合器；6——圆柱齿轮减速器；7——被测减速器；8——滚动丝杠；9——扭矩传感器；10——磁粉制动器；11——轴承座及轴承；12——移动平台；13——扭矩传感器座；14——导轨15——被测减速器座；16——圆柱齿轮减速器座；17——磁粉离合器座；18——电机座；1——底座。初级减速器的作用是降低电机转速，增大传递力矩。在低速性能不稳定的运动控制系统中，初级减速器的应用可以保证电机的速度不会过低，从而提高了测试加载的稳定性。扭矩转速传感器的安装位置决定了其另一个作用：对被测减速器输出端自身扭角的检测。圆柱齿轮减速器的输入端与被测减速器的输入端都在同一主轴上，以保证其角位移一致；圆柱齿轮减速器输出端不带负载，直接与编码器相连。为适应被测减速器的多尺寸要求，方便安装台的灵活调节，将扭矩传感器和磁粉制动器固定在一个可移动平台上，另设滚动丝杠用于调节该移动平台的轴向
【引证文献】
本文编号：2891350
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2009
【中图分类】：TH132.46
【部分图文】：
矩值的更新频率为 10Hz，为保证采集数据的有效性，数据采集Hz。如果脉冲计数值的更新频率低于 10Hz，两次数据采集的脉，这是不必要的，也不利于提高测试速度。脉冲频率大于 10 Hz转速不低于 0.357 转/分。表 2-1 计算得到 min(maxn )=0.703，满足最低转速条件。利用数冲的频率上限为 10MHz，对电机最高转速的限制可以忽略。得转速公式：min min maxmin max maxmax0.357, 6.540.357 0.357, 0.3570.357, 0.357in n n nn n n nn n ≥ = × = ≤ ≥ = × ≤ = 且 此，将单次测试的时间控制在 180 秒左右，实际电机转速为最数倍。电机转速与被测减速器输入端最大扭角的关系如图 2-
min min maxmin max maxmax0.357, 3.70.357 & 0.357, 0.3570.357, 0.357in n n nn n n nn n ≥ = × = ≤ ≥ = × ≤ = 据被测减速器的设计特性，iM 最小为 41.9mrad，对应的最大转速机的最小转速 0.357。根据被测减速器的特性，其转速的分布如图
图 2-6 静态测试的机械装配平台1——伺服电机；2——电机座横棒；3——初级减速器 NS115-30；4——轴联器；5——磁粉离合器；6——圆柱齿轮减速器；7——被测减速器；8——滚动丝杠；9——扭矩传感器；10——磁粉制动器；11——轴承座及轴承；12——移动平台；13——扭矩传感器座；14——导轨15——被测减速器座；16——圆柱齿轮减速器座；17——磁粉离合器座；18——电机座；1——底座。初级减速器的作用是降低电机转速，增大传递力矩。在低速性能不稳定的运动控制系统中，初级减速器的应用可以保证电机的速度不会过低，从而提高了测试加载的稳定性。扭矩转速传感器的安装位置决定了其另一个作用：对被测减速器输出端自身扭角的检测。圆柱齿轮减速器的输入端与被测减速器的输入端都在同一主轴上，以保证其角位移一致；圆柱齿轮减速器输出端不带负载，直接与编码器相连。为适应被测减速器的多尺寸要求，方便安装台的灵活调节，将扭矩传感器和磁粉制动器固定在一个可移动平台上，另设滚动丝杠用于调节该移动平台的轴向
【引证文献】
相关硕士学位论文 前4条
1 郑建林;齿轮系统中的动态强度及变刚度仿真[D];电子科技大学;2011年
2 吴华;开放式谐波减速器传动精度测量仪的设计[D];重庆大学;2011年
3 徐畅;特种机电传动机构综合性能试验平台传动系统研究[D];重庆大学;2011年
4 邓晓毅;建模与仿真的评估方法及其在减速器刚度测试中的应用[D];电子科技大学;2010年
本文编号：2891350
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