塑料齿轮传动误差动态试验机的研制
发布时间：2021-11-27 01:18
基于单面啮合测量原理,研制了塑料齿轮传动误差动态试验机,该试验机能够模拟塑料齿轮实际工况,实现不同参数塑料齿轮空载、负载及不同转速情况下传动误差的动态测量。重点介绍了该试验机的工作原理、组成和关键零部件的设计。进行了传动误差的动态测量试验,并简要分析了空载、负载、不同转速时传动误差的变化。试验结果表明,该试验机能实现塑料齿轮传动误差的快速测量,为提高塑料齿轮的传动性能、改进塑料齿轮的设计提供了可靠手段。
【文章来源】：机械传动. 2019,43(09)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
齿轮单面啮合原理2试验机工作原理及总体设计
，用于测量主动齿轮轴系和从动齿轮轴系的实际回转角。轴B末端安装有磁滞制动器，为齿轮提供模拟负载，通过控制磁滞制动器可调整负载大小，轴系上还安装了转矩传感器，可采集负载数据。同时安装了直线光栅，用于测量齿轮啮合时的中心距。将圆光栅采集得到的转角信号通过细分器细分之后经DSI卡整合，再进入数据采集卡传送到工控机，进行数据处理后可获取测量数据，实现塑料齿轮传动误差的测量。转矩传感器和光栅同步采样，采样信号由工控机发出。图2动态试验机工作原理2.2总体设计试验机整体结构如图3所示，采用卧式结构，两轴系的平行度易于保证，结构简单，操作方便。主要组成包括：底座、伺服电机、主动齿轮轴系、从动齿轮轴系、转矩传感器、磁滞制动器。主轴回转运动采用伺服电机驱动。为了精确地控制齿轮啮合时的中心距，在Y方向上设计有长光栅，实时反馈中心距数值。图3动态试验机主机结构试验机的主要技术参数包括：①测量对象：5级及以下精度（ISO1328-1：2013）的塑料直/斜齿轮；②模数范围：0.2~1mm；③最大转速：500r/min；④最大转矩：1.2Nm；⑤测量项目：传动误差。影响试验机测量精度的主要因素包含3方面：①机械系统误差，主要包括轴系径向跳动、轴系轴向跳动、两轴安装倾角、齿轮安装偏心引入的误差；②标准量误差，主要包括圆光栅传感器的系统精度引入的误差；③信号处理与算法误差。主要包括细分器及读数卡精度、电气系统稳定性、算法引入的误差。综合以上各项误差，经分析其测量误差为4.7μm，能满足5级精度塑料齿轮测量要求。145
机械传动2019年3动态试验机的组成3.1主机系统试验机的主机由床身、主动单元和从动单元三大部分组成。床身作为试验机的基础，支撑起主动单元和从动单元。主动单元与从动单元通过精密导轨与床身单元相连接。主机的关键部件是精密轴系。一般仪器通常采用密珠轴系，由于本试验机整体尺寸较小，密珠轴系结构比较复杂，因而采用了高精密角接触球轴承，其结构如图4所示。图4主动齿轮轴系结构3.2测控系统试验机的测控系统如图5所示，主要由运动控制系统、信号采集系统组成，均通过工控机实现。运动控制系统包括电机控制和负载控制，电机控制由配套的伺服驱动器完成，负载控制由配套的程控电源完成。其中，伺服驱动器和程控电源都可以和工控机进行通讯。电机和磁滞制动器也可以通过软件控制，既可联机工作也可脱机工作。信号采集系统包括转矩传感器、主从动齿轮轴系圆光栅、直线光栅以及数据采集卡，实现对转矩、转角、中心距信号的采集。光栅信号、转矩信号可同步采集，通过数据采集卡进入工控机中，由动态试验机软件处理，最后得出实验数据。图5测控系统框图3.3测量软件软件是测控系统的灵魂，是系统测试与控制功能实现的途径。该动态试验机软件在计算上使用VC++进行编程和设计，实现对误差数据的接收、显示、精度计算等。整体采用模块化设计，包括参数管理、运动控制、信号采集、数据显示、数据管理等模块。操作流程如图6所示。对试验机的测控软件进行操作，输入被测齿轮的参数，计算出齿轮单面啮合时的理论中心距数值，根据计算结果调整两齿轮中心距位置，确保两齿轮保持单面啮合回转。在运动控制区，输入电机转速和转向，输入负载小大，参数设置好后进入自动测量?
【参考文献】：
期刊论文
[1]小模数齿轮测量：现状与趋势[J]. 石照耀,张万年,林家春. 北京工业大学学报. 2008(02)
本文编号：3521308
【文章来源】：机械传动. 2019,43(09)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
齿轮单面啮合原理2试验机工作原理及总体设计
，用于测量主动齿轮轴系和从动齿轮轴系的实际回转角。轴B末端安装有磁滞制动器，为齿轮提供模拟负载，通过控制磁滞制动器可调整负载大小，轴系上还安装了转矩传感器，可采集负载数据。同时安装了直线光栅，用于测量齿轮啮合时的中心距。将圆光栅采集得到的转角信号通过细分器细分之后经DSI卡整合，再进入数据采集卡传送到工控机，进行数据处理后可获取测量数据，实现塑料齿轮传动误差的测量。转矩传感器和光栅同步采样，采样信号由工控机发出。图2动态试验机工作原理2.2总体设计试验机整体结构如图3所示，采用卧式结构，两轴系的平行度易于保证，结构简单，操作方便。主要组成包括：底座、伺服电机、主动齿轮轴系、从动齿轮轴系、转矩传感器、磁滞制动器。主轴回转运动采用伺服电机驱动。为了精确地控制齿轮啮合时的中心距，在Y方向上设计有长光栅，实时反馈中心距数值。图3动态试验机主机结构试验机的主要技术参数包括：①测量对象：5级及以下精度（ISO1328-1：2013）的塑料直/斜齿轮；②模数范围：0.2~1mm；③最大转速：500r/min；④最大转矩：1.2Nm；⑤测量项目：传动误差。影响试验机测量精度的主要因素包含3方面：①机械系统误差，主要包括轴系径向跳动、轴系轴向跳动、两轴安装倾角、齿轮安装偏心引入的误差；②标准量误差，主要包括圆光栅传感器的系统精度引入的误差；③信号处理与算法误差。主要包括细分器及读数卡精度、电气系统稳定性、算法引入的误差。综合以上各项误差，经分析其测量误差为4.7μm，能满足5级精度塑料齿轮测量要求。145
机械传动2019年3动态试验机的组成3.1主机系统试验机的主机由床身、主动单元和从动单元三大部分组成。床身作为试验机的基础，支撑起主动单元和从动单元。主动单元与从动单元通过精密导轨与床身单元相连接。主机的关键部件是精密轴系。一般仪器通常采用密珠轴系，由于本试验机整体尺寸较小，密珠轴系结构比较复杂，因而采用了高精密角接触球轴承，其结构如图4所示。图4主动齿轮轴系结构3.2测控系统试验机的测控系统如图5所示，主要由运动控制系统、信号采集系统组成，均通过工控机实现。运动控制系统包括电机控制和负载控制，电机控制由配套的伺服驱动器完成，负载控制由配套的程控电源完成。其中，伺服驱动器和程控电源都可以和工控机进行通讯。电机和磁滞制动器也可以通过软件控制，既可联机工作也可脱机工作。信号采集系统包括转矩传感器、主从动齿轮轴系圆光栅、直线光栅以及数据采集卡，实现对转矩、转角、中心距信号的采集。光栅信号、转矩信号可同步采集，通过数据采集卡进入工控机中，由动态试验机软件处理，最后得出实验数据。图5测控系统框图3.3测量软件软件是测控系统的灵魂，是系统测试与控制功能实现的途径。该动态试验机软件在计算上使用VC++进行编程和设计，实现对误差数据的接收、显示、精度计算等。整体采用模块化设计，包括参数管理、运动控制、信号采集、数据显示、数据管理等模块。操作流程如图6所示。对试验机的测控软件进行操作，输入被测齿轮的参数，计算出齿轮单面啮合时的理论中心距数值，根据计算结果调整两齿轮中心距位置，确保两齿轮保持单面啮合回转。在运动控制区，输入电机转速和转向，输入负载小大，参数设置好后进入自动测量?
【参考文献】：
期刊论文
[1]小模数齿轮测量：现状与趋势[J]. 石照耀,张万年,林家春. 北京工业大学学报. 2008(02)
本文编号：3521308
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3521308.html
