CN106441869B - 一种通用传动机构传动精度测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机械传动精度动态测试结构，主要由伺服电动机、驱动器、联轴器、增量式编码器、转接齿轮箱体、转矩转速传感器、磁粉制动器、位置调整机构、数据采集系统和实验安装平台构成。伺服电机通过弹性联轴器与转接齿轮箱连接，转接齿轮箱另一输出端与光电编码器连接，传动轴上输出端连接弹性联轴器，与被测传动机构输入端连接，被测传动机构输出端接转接齿轮箱，转接齿轮箱左边接光电编码器，右端通过联轴器与转矩传感器连接，转矩传感器通过联轴器与磁粉制动器连接。本发明可用于测量一般传动机构的传动精度、回差，可用于汽车、航空航天等行业。

Description

一种通用传动机构传动精度测试装置

技术领域

本发明属于传动测试领域，特别是一种通用传动机构传动精度测试装置。

背景技术

文章《星行减速器传动测试分析》介绍了一种常用测量机构传动精度的装置，该装置包括精密分度头A、刚性联轴器B、被测齿轮箱C和转接齿轮箱D，精密分度头A输出端与刚性联轴器B相连，刚性联轴器B输出端与被测齿轮箱C相连，被测齿轮箱C输出端与转接齿轮箱D连接，转接齿轮箱D与光学棱镜E连接。

利用该装置进行测量的时候，具体操作为：手动旋转分度头A，每次旋转角度由被测机构C传动比确定，例如被测机构C传动比为10，那么分度头转100°，输出端转10°。测量该传动机构C传动精度时，分度头每次旋转100°，重复36次后，被测机构C输出端正好转一周，通过与输出端相连接的光学棱镜E可以读取传动机构C的传动误差。

这种测量装置结构简单易操作，但缺陷点很明显：首先，它不能定性分析被测机构的传动误差来源。其次，由于是在空载情况下测量，所测得结果与传动机构的实际情况有差异。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种通用传动机构传动精度测试装置。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种通用传动机构传动精度测试装置，包括伺服电动机、第一联轴器、第一光电编码器、第一转接齿轮箱、第二联轴器、被测传动机构、第二光电编码器、第二转接齿轮箱、第三联轴器、转矩测量仪和磁粉制动器；

所述伺服电动机的输出轴通过第一联轴器与第一转接齿轮箱相连，第一转接齿轮箱的并联端设置用于测量电机输出轴转角的第一光电编码器，第一转接齿轮箱输出轴通过第二联轴器与被测传动机构相连，通过伺服电动机带动被测传动机构转动，被测传动机构的输出端与第二转接齿轮箱连接，第二转接齿轮箱的输出轴的一端设置用于测量被测传动机构输出端转角的第二光电编码器，第二转接齿轮箱的输出轴的另一端通过第三联轴器与转矩测量仪的一端相连，转矩测量仪的另一端串联磁粉制动器。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：1)本发明公开了一种新型动态测试装置，可以实时测量被测机构的传动精度，模拟被测装置实际工作状况，避开了手动操作和眼睛读数产生的误差，测量结果更加准确；2)本发明装置测得的结果较以往的测量装置，测量结果更接近传动机构传动精度的真实值，由于具备第一光电编码器3、两个转接齿轮箱，避开了主传动轴的振动，使得测量结果更加准确可靠。

附图说明

图1为现有常用测量装置示意图。

图2为本发明通用传动机构传动精度测试装置的结构示意图。

具体实施方式

结合图2，一种通用传动机构传动精度测试装置，包括伺服电动机1、第一联轴器2、第一光电编码器3、第一转接齿轮箱4、第二联轴器5、被测传动机构6、第二光电编码器7、第二转接齿轮箱8、第三联轴器9、转矩测量仪10和磁粉制动器11；

所述伺服电动机1的输出轴通过第一联轴器2与第一转接齿轮箱4相连，第一转接齿轮箱4的并联端设置用于测量电机输出轴转角的第一光电编码器3，第一转接齿轮箱4输出轴通过第二联轴器5与被测传动机构6相连，通过伺服电动机1带动被测传动机构6转动，被测传动机构6的输出端与第二转接齿轮箱8连接，第二转接齿轮箱8的输出轴的一端设置用于测量被测传动机构输出端转角的第二光电编码器7，第二转接齿轮箱8的输出轴的另一端通过第三联轴器9与转矩测量仪10的一端相连，转矩测量仪10的另一端串联磁粉制动器11；

所述伺服电动机1是交流永磁同步伺服电机；

所述第一转接齿轮箱4采用1:1并联结构；

第一联轴器2、第二联轴器5和第三联轴器9均采用刚性联轴器；

第二转接齿轮箱8的一侧设置用于安装第二光电编码器7的滑槽。

本发明公开了一种新型动态测试装置，可以实时测量被测机构的传动精度，模拟被测装置实际工作状况，避开了手动操作和眼睛读数产生的误差，测量结果更加准确；本发明装置测得的结果较以往的测量装置，测量结果更接近传动机构传动精度的真实值，由于具备第一光电编码器3、两个转接齿轮箱，避开了主传动轴的振动，使得测量结果更加准确可靠。

下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述。

实施例1

按照图2连接好实验台，电机1输出端通过联轴器与第一转接齿轮箱4连接，在与电机传动输出轴并联的方向上安装光电编码器3，光电编码器用于测量电机输出轴转角，设计这样一种并联测量结构，可以避开主传动方向上的振动对测量结果的影响。

转接齿轮箱采用传动比1:1的形式，把被测机构输入轴转角平移到光电编码器所在轴上，方便测量的同时避开主轴振动。

第一转接齿轮箱4输出方向上利用联轴器与被测齿轮传动机构连接，用伺服电机1带动被测传动机构6转动。被测传动机构6输出端与第二转接齿轮箱8连接，对于其他输出形式的传动机构可以采用不同的转接装置，第二转接齿轮箱8左方连接第二光电编码器7，第二光电编码器7用于测量被测传动机构6输出端转角。

为了模拟被测传动机构实际工作状况，这里采用输出端加一定载荷的方式。采用磁粉制动器11加载，为了实时显示所加载荷大小，在与磁粉制动器相连接的轴上串联一转矩传测量仪10。

利用上述装置的测量方法包括以下步骤：

第一步：按照图示依次连接好传动机构

第二步：启动电机的同时对输出端加0.3倍额定载荷，模拟被测机构实际工作状况

第三步：通过数据采集卡采集角度编码器输出的模拟信号，并进行分析处理(难点)

第四步：比较传动机构输入、输出端相位，计算传动误差

第五步：应用MatLab对传动误差进行频谱分析，确定传动误差来自传动机构哪个环节。

本发明的装置可以实时测量被测机构的传动精度，模拟被测装置实际工作状况，避开了手动操作和眼睛读数产生的误差，测量结果更加准确。

实施例2

一种通用传动机构传动精度测试装置，伺服电机1输出端通过联轴器与第一转接齿轮箱4连接，在与电机传动输出轴并联的方向上安装第一光电编码器3，第一光电编码器3用于测量电机输出轴转角，设计这样一种并联测量结构，可以避开主传动方向上的振动对测量结果的影响。第一转接齿轮箱4输出方向上利用第二联轴器5与被测传动机构6连接，用伺服电机1带动被测传动机构6转动。被测传动机构6输出端与第二转接齿轮箱8连接，对于其他输出形式的传动机构可以采用不同的转接装置，第二转接齿轮箱8左方连接第二光电编码器7，第二光电编码器7用于测量被测传动机构6输出端转角。为了模拟被测传动机构实际工作状况，这里采用输出端加一定载荷的方式。采用磁粉制动器11加载，为了实时显示所加载荷大小，在与磁粉制动器11相连接的轴上串联一转矩传测量仪10，依次连接好装置后就可以进行传动精度测量实验。

本发明装置测得的结果较以往的测量装置，测量结果更接近传动机构传动精度的真实值，由于具备第一光电编码器3、两个转接齿轮箱，避开了主传动轴的振动，使得测量结果更加准确可靠。

Claims (1)

1.一种通用传动机构传动精度测试装置，其特征在于，包括伺服电动机[1]、第一联轴器[2]、第一光电编码器[3]、第一转接齿轮箱[4]、第二联轴器[5]、被测传动机构[6]、第二光电编码器[7]、第二转接齿轮箱[8]、第三联轴器[9]、转矩测量仪[10]和磁粉制动器[11]；

所述伺服电动机[1]的输出轴通过第一联轴器[2]与第一转接齿轮箱[4]相连，第一转接齿轮箱[4]的并联端设置用于测量电机输出轴转角的第一光电编码器[3]，第一转接齿轮箱[4]输出轴通过第二联轴器[5]与被测传动机构[6]相连，通过伺服电动机[1]带动被测传动机构[6]转动，被测传动机构[6]的输出端与第二转接齿轮箱[8]连接，第二转接齿轮箱[8]的输出轴的一端设置用于测量被测传动机构输出端转角的第二光电编码器[7]，第二转接齿轮箱[8]的输出轴的另一端通过第三联轴器[9]与转矩测量仪[10]的一端相连，转矩测量仪[10]的另一端串联磁粉制动器[11]；

所述伺服电动机[1]是交流永磁同步伺服电机；

所述第一转接齿轮箱[4]采用1:1并联结构；

第一联轴器[2]、第二联轴器[5]和第三联轴器[9]均采用刚性联轴器；

第二转接齿轮箱[8]的一侧设置用于安装第二光电编码器[7]的滑槽。