CN103969044B - 一种齿轮传动精度测试实验台 - Google Patents

Abstract

一种齿轮传动精度测试实验台，属于齿轮传动精度检测设备技术领域。本发明通过竖向滚珠丝杠调节标准齿轮的高度位置，通过水平滚珠丝杠调节被测齿轮的水平位置，保证了标准齿轮与被测齿轮的准确啮合；通过翻转机构轻松的实现了标准齿轮的90度翻转，满足了圆柱齿轮或锥齿轮的传动精度测试；通过空心编码器采集标准齿轮和被测齿轮啮合转动过程中产生的信号，实现了齿轮间传动误差值的测试；通过调节磁滞制动器的制动力扭矩输出，可以进行齿轮间静态误差和动态误差的测试，实现空载情况及负载情况的模拟，提高了齿轮传动精度测试的真实性。

Description

一种齿轮传动精度测试实验台

技术领域

本发明属于齿轮传动精度检测设备技术领域，特别是涉及一种齿轮传动精度测试实验台。

背景技术

齿轮传动精度是衡量齿轮啮合质量的重要指标，齿轮传动精度的检测在齿轮质量控制中具有重要价值。现阶段用于齿轮传动精度检测的设备并不多，制造成本高昂，大部分检测设备都是针对圆柱齿轮的，极少一部分检测设备能够满足锥齿轮的传动精度测试，想要同时满足圆柱齿轮及锥齿轮传动精度测试的设备更加困难，且现有检测设备只考虑了空载情况下的静态误差，忽略了负载条件下的动态误差，无法真实模拟齿轮间实际工作状态，导致齿轮传动精度测试的真实性降低。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种齿轮传动精度测试实验台，该实验台能够同时满足圆柱齿轮及锥齿轮传动精度测试，能够同时满足空载条件下静态误差及负载条件下动态误差的检测，能够真实模拟齿轮间实际工作状态，提高齿轮传动精度测试的真实性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种齿轮传动精度测试实验台，包括基座、竖向滚珠丝杠、第一丝母滑座、水平滚珠丝杠、第二丝母滑座、主动齿轮轴、从动齿轮轴、翻转机构及驱动电机，所述第一丝母滑座固装在基座侧部，且第一丝母滑座套装在竖向滚珠丝杠上，在竖向滚珠丝杠顶端安装有第一固定支架，第一固定支架与竖向滚珠丝杠之间通过轴承相连接；所述翻转机构安装在第一固定支架上，所述驱动电机安装在翻转机构上，驱动电机的电机轴通过联轴器与主动齿轮轴相连接，在主动齿轮轴上套装有第一空心编码器，在主动齿轮轴端部安装有标准齿轮；

所述水平滚珠丝杠通过轴承座安装在基座上端，所述第二丝母滑座套装在水平滚珠丝杠上，在第二丝母滑座上固装有第二固定支架，所述从动齿轮轴通过轴承竖向安装在第二固定支架上，在从动齿轮轴上套装有第二空心编码器，在从动齿轮轴下端安装有磁滞制动器，在从动齿轮轴上端安装有被测齿轮，被测齿轮与标准齿轮相对应。

所述翻转机构包括翻转块、固定支座、活动支座及复位弹簧，所述固定支座固装在第一固定支架上，在固定支座上水平设置有转动销轴，在翻转块上设置有销孔，翻转块通过销孔套装在转动销轴上；所述活动支座通过复位弹簧与固定支座相连，在活动支座上设置有四个分度头，四个分度头呈环形均匀分布，且环形的中心位于转动销轴的轴向中心线上；在翻转块上设置有四个分度孔，四个分度孔呈环形均匀分布，且环形的中心位于转动销轴的轴向中心线上，分度头与分度孔相配合；在所述活动支座与翻转块之间设置有锁紧螺栓；在翻转块上设置有齿轮轴安装孔，主动齿轮轴位于齿轮轴安装孔内，主动齿轮轴通过轴承与翻转块相连接；所述驱动电机通过电机支架与翻转块相固接。

所述从动齿轮轴与第二固定支架之间的连接轴承采用密珠轴承。

所述主动齿轮轴与翻转块之间的连接轴承采用密珠轴承。

所述驱动电机采用伺服电机。

所述分度头与分度孔之间采用过盈配合。

所述分度头的顶端为圆锥结构。

本发明的有益效果：

本发明与现有技术相比，满足圆柱齿轮传动精度测试的同时，通过翻转机构翻转90度后，还能够满足锥齿轮传动精度测试，由于增加了磁滞制动器，当磁滞制动器制动力扭矩调为零时，能够满足空载情况下齿轮间静态误差的检测，当磁滞制动器的制动力扭矩调为实际工作扭矩时，能够模拟齿轮间实际工作状态，并满足负载情况下齿轮间动态误差的检测，提高了齿轮传动精度测试的真实性，本发明结构简单，制造成本低，操作方便，适合推广使用。

附图说明

图1为本发明的一种齿轮传动精度测试实验台结构示意图；

图2为本发明的翻转机构立体图；

图3为本发明的翻转机构正视图；

图4为本发明的翻转机构俯视图；

图5为本发明安装锥齿轮后的结构示意图；

图中，1—基座，2—竖向滚珠丝杠，3—水平滚珠丝杠，4—第二丝母滑座，5—翻转机构，6—驱动电机，7—第一固定支架，8—第二固定支架，9—第一空心编码器，10—第二空心编码器，11—磁滞制动器，12—标准齿轮，13—被测齿轮，14—翻转块，15—固定支座，16—活动支座，17—复位弹簧，18—转动销轴，19—分度头，20—分度孔，21—锁紧螺栓，22—齿轮轴安装孔，23—电机支架。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1、2、3、4所示，一种齿轮传动精度测试实验台，包括基座1、竖向滚珠丝杠2、第一丝母滑座、水平滚珠丝杠3、第二丝母滑座4、主动齿轮轴、从动齿轮轴、翻转机构5及驱动电机6，所述第一丝母滑座固装在基座1侧部，且第一丝母滑座套装在竖向滚珠丝杠2上，在竖向滚珠丝杠2顶端安装有第一固定支架7，第一固定支架7与竖向滚珠丝杠2之间通过轴承相连接；所述翻转机构5安装在第一固定支架7上，所述驱动电机6安装在翻转机构5上，驱动电机6的电机轴通过联轴器与主动齿轮轴相连接，在主动齿轮轴上套装有第一空心编码器9，在主动齿轮轴端部安装有标准齿轮12；

所述水平滚珠丝杠3通过轴承座安装在基座1上端，所述第二丝母滑座4套装在水平滚珠丝杠3上，在第二丝母滑座4上固装有第二固定支架8，所述从动齿轮轴通过轴承竖向安装在第二固定支架8上，在从动齿轮轴上套装有第二空心编码器10，在从动齿轮轴下端安装有磁滞制动器11，在从动齿轮轴上端安装有被测齿轮13，被测齿轮13与标准齿轮12相对应。

所述翻转机构5包括翻转块14、固定支座15、活动支座16及复位弹簧17，所述固定支座15固装在第一固定支架7上，在固定支座15上水平设置有转动销轴18，在翻转块14上设置有销孔，翻转块14通过销孔套装在转动销轴18上；所述活动支座16通过复位弹簧17与固定支座15相连，在活动支座16上设置有四个分度头19，四个分度头19呈环形均匀分布，且环形的中心位于转动销轴18的轴向中心线上；在翻转块14上设置有四个分度孔20，四个分度孔20呈环形均匀分布，且环形的中心位于转动销轴18的轴向中心线上，分度头19与分度孔20相配合；在所述活动支座16与翻转块14之间设置有锁紧螺栓21；在翻转块14上设置有齿轮轴安装孔22，主动齿轮轴位于齿轮轴安装孔22内，主动齿轮轴通过轴承与翻转块14相连接；所述驱动电机6通过电机支架23与翻转块14相固接。

所述从动齿轮轴与第二固定支架8之间的连接轴承采用密珠轴承，保证了从动齿轮轴的回转精度。

所述主动齿轮轴与翻转块14之间的连接轴承采用密珠轴承，保证了主动齿轮轴的回转精度。

所述驱动电机6采用伺服电机。

所述分度头19与分度孔20之间采用过盈配合。

所述分度头19的顶端为圆锥结构，保证分度头19能够准确进入分度孔20内。

下面结合附图说明本发明的一次使用过程：

应用实施例一

本实施例中，标准齿轮12和被测齿轮13为圆柱齿轮，测试前，将选定好的标准齿轮12和被测齿轮13安装到位，翻转块14处于水平位置，使标准齿轮12处于水平位置，转动竖向滚珠丝杠2，进而调整标准齿轮12的高度位置，使其与被测齿轮13对齐，转动水平滚珠丝杠3，调整被测齿轮13的水平位置，直到被测齿轮13与标准齿轮12准确啮合，具体如图1所示；然后将第一空心编码器9及第二空心编码器10的信号输出端与计算机相连；

启动驱动电机6，带动标准齿轮12转动，进而带动被测齿轮13转动，在标准齿轮12转动过程中，第一空心编码器9会将采集的数据传输至计算机，在动被测齿轮13转动过程中，第二空心编码器10会将采集的数据传输至计算机，此时在计算机上便可得到标准齿轮12与被测齿轮13之间的传动误差值；

其中，当磁滞制动器11的制动力扭矩调为零时，所测得的传动误差值属于静态误差，即表示空载情况下标准齿轮12与被测齿轮13的传动精度；当磁滞制动器11的制动力扭矩调为实际工作扭矩时，所测得的传动误差值属于动态误差，即表示负载情况下标准齿轮12与被测齿轮13的传动精度。

应用实施例二

本实施例中，标准齿轮12和被测齿轮13更换为锥齿轮，更换前，分别转动竖向滚珠丝杠2和水平滚珠丝杠3，将标准齿轮12和被测齿轮13各自退到互不干涉的位置，此时将圆柱齿轮卸下，并更换为锥齿轮；

齿轮更换完成后，需要将标准齿轮12翻转90度，首先松开锁紧螺栓21，手动向外拉出活动支座16，使四个分度头19的圆锥顶脱离四个分度孔20即可，此时将翻转块14从水平位置翻转90度到竖直位置，然后松开活动支座16，在复位弹簧17作用下，活动支座16被拉回，同时四个分度头19再次进入四个分度孔20内，最后将锁紧螺栓21拧紧，此时标准齿轮12完成90度翻转；

通过转动竖向滚珠丝杠2，调整标准齿轮12的高度位置，通过转动水平滚珠丝杠3，调整被测齿轮13的水平位置，直到被测齿轮13与标准齿轮12准确啮合，具体如图5所示；启动驱动电机6，标准齿轮12带动被测齿轮13转动，第一空心编码器9、第二空心编码器10分别将采集的数据传输至计算机，此时在计算机上便可得到标准齿轮12与被测齿轮13之间的传动误差值；

其中，当磁滞制动器11的制动力扭矩调为零时，所测得的传动误差值属于静态误差，即表示空载情况下标准齿轮12与被测齿轮13的传动精度；当磁滞制动器11的制动力扭矩调为实际工作扭矩时，所测得的传动误差值属于动态误差，即表示负载情况下标准齿轮12与被测齿轮13的传动精度。

实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。

Claims (7)

1.一种齿轮传动精度测试实验台，其特征在于：包括基座、竖向滚珠丝杠、第一丝母滑座、水平滚珠丝杠、第二丝母滑座、主动齿轮轴、从动齿轮轴、翻转机构及驱动电机，所述第一丝母滑座固装在基座侧部，且第一丝母滑座套装在竖向滚珠丝杠上，在竖向滚珠丝杠顶端安装有第一固定支架，第一固定支架与竖向滚珠丝杠之间通过轴承相连接；所述翻转机构安装在第一固定支架上，所述驱动电机安装在翻转机构上，驱动电机的电机轴通过联轴器与主动齿轮轴相连接，在主动齿轮轴上套装有第一空心编码器，在主动齿轮轴端部安装有标准齿轮；

所述水平滚珠丝杠通过轴承座安装在基座上端，所述第二丝母滑座套装在水平滚珠丝杠上，在第二丝母滑座上固装有第二固定支架，所述从动齿轮轴通过轴承竖向安装在第二固定支架上，在从动齿轮轴上套装有第二空心编码器，在从动齿轮轴下端安装有磁滞制动器，在从动齿轮轴上端安装有被测齿轮，被测齿轮与标准齿轮相对应。

2.根据权利要求1所述的一种齿轮传动精度测试实验台，其特征在于：所述翻转机构包括翻转块、固定支座、活动支座及复位弹簧，所述固定支座固装在第一固定支架上，在固定支座上水平设置有转动销轴，在翻转块上设置有销孔，翻转块通过销孔套装在转动销轴上；所述活动支座通过复位弹簧与固定支座相连，在活动支座上设置有四个分度头，四个分度头呈环形均匀分布，且环形的中心位于转动销轴的轴向中心线上；在翻转块上设置有四个分度孔，四个分度孔呈环形均匀分布，且环形的中心位于转动销轴的轴向中心线上，分度头与分度孔相配合；在所述活动支座与翻转块之间设置有锁紧螺栓；在翻转块上设置有齿轮轴安装孔，主动齿轮轴位于齿轮轴安装孔内，主动齿轮轴通过轴承与翻转块相连接；所述驱动电机通过电机支架与翻转块相固接。

3.根据权利要求1所述的一种齿轮传动精度测试实验台，其特征在于：所述从动齿轮轴与第二固定支架之间的连接轴承采用密珠轴承。

4.根据权利要求2所述的一种齿轮传动精度测试实验台，其特征在于：所述主动齿轮轴与翻转块之间的连接轴承采用密珠轴承。

5.根据权利要求1所述的一种齿轮传动精度测试实验台，其特征在于：所述驱动电机采用伺服电机。

6.根据权利要求2所述的一种齿轮传动精度测试实验台，其特征在于：所述分度头与分度孔之间采用过盈配合。

7.根据权利要求2所述的一种齿轮传动精度测试实验台，其特征在于：所述分度头的顶端为圆锥结构。