CN107367384B - 一种齿圈式方向机传动综合性能测试平台 - Google Patents

一种齿圈式方向机传动综合性能测试平台 Download PDF

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    • G01M13/02—Gearings; Transmission mechanisms

Abstract

本发明公开了一种齿圈式方向机传动综合性能测试平台，包括工作台面板，面板端头装有一个二自由度移动平台，移动平台上装设有伺服驱动电机，电机通过第一联轴器和第一转矩转速传感器连接，第一转矩转速传感器通过第二联轴器和第一角度编码器连接，第一角度编码器通过第三联轴器和被测齿圈式方向机输入端连接；被测方向机输出齿轮端面装设连接第二角度编码器的磁性吸盘，同时方向机的输出齿轮与螺旋伞齿轮转向器输入端安装的齿轮啮合，转向器输出轴通过第四联轴器和第二转矩转速传感器连接，第二转矩转速传感器通过第五联轴器和磁粉制动器连接。本发明可实现传动效率、启动力矩、传动精度等综合性能测试要求，有效地提高测试效率和不失真性。

Description

一种齿圈式方向机传动综合性能测试平台
技术领域
本发明属于传动测试领域，具体涉及一种齿圈式方向机传动综合性能测试平台。
背景技术
齿圈式方向机作为火箭炮上一组重要行星齿轮传动装置负责横向管的摆动方向角，要求传动比大、传动效率高、启动力矩小、传动精度高等。它的主要性能指标包括：传动效率、启动力矩、传动精度等，这些指标直接决定了方向机传动的精确性和可靠性。而在传统的测试方法中对于传动效率、启动力矩、传动精度这些需要用到多个测试装置分别测试，带来设备上反复安装调试，耗时耗力效率低下等问题。而且传统的传动精度测试采用的是静态检测法，由于该方法只能测量传动设备在静止时的数据，无法反应真实的传动状态，不能很好地满足需要。同时考虑到齿圈式方向机结构形式的特殊性，其输出端为一方向齿轮，如何避免在精度测试中引入额外的传动环节所带来的传动误差，而直接测得输出转角这一技术问题仍有待解决。
发明内容
本发明的目的在于提供一种齿圈式方向机传动综合性能测试平台。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种齿圈式方向机传动综合性能测试平台，包括水平横向布置的工作台面，该台面上固定移动平台底座，移动平台底座上安装横向调节丝杠和横向移动滑板，横向移动滑板上安装纵向调节丝杠和纵向移动滑板，伺服电机通过电机支架安装在纵向移动滑板上，电机的输出轴通过第一联轴器和第一转矩转速传感器连接，第一转矩转速传感器通过第一转矩转速传感器支架固定在工作台面板上，第一转矩转速传感器通过第二联轴器和第一角度编码器连接，第一角度编码器通过第一角度编码器支架固定在工作台面板上，第一角度编码器通过第三联轴器和安装在方向机支撑架上的被测方向机的输入轴连接，方向机支撑架固定在工作台面板上；被测方向机的输出齿轮通过安装于其端面上的磁性吸盘与第二角度编码器连接，第二角度编码器通过第二角度编码器支架固定在工作台面板上；方向机的输出齿轮与螺旋伞齿轮转向器输入端安装的齿轮相啮合，螺旋伞齿轮转向器通过转向器支架固定在工作台面板上，螺旋伞齿轮转向器的输出轴通过第四联轴器和第二转矩转速传感器连接，第二转矩转速传感器通过第二转矩转速传感器支架固定在工作台面板上，第二转矩转速传感器通过第五联轴器和磁粉制动器连接，磁粉制动器通过磁粉制动器支架固定在工作台面板上。
所述安装于移动平台底座上的横向调节丝杠用于对横向移动滑板进行横向调节，进而对电机进行横向位置调节；
安装于横向移动滑板上的纵向调节丝杠用于对纵向移动滑板进行纵向调节，进而对电机进行纵向位置调节。
所述磁性吸盘为T型阶梯轴，第二角度编码器为自调心编码器，该编码器柔性安装在第二角度编码器支架上，以保证编码器和被测方向机输出端的同轴度。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：本发明的综合性能测试平台相比于传统的测试装置，可以高效率实现传动效率、启动力矩、传动精度等多项参数的测试。驱动装置采用了一个二自由度的移动平台，以保证在测试不同型号的齿圈式方向机的通用性。测试平台采用动态测试的方法可以有效提高测试精度，并通过方向齿轮端面安装磁性吸盘联接角度编码器直接测量方向机输出端转动角度的结构形式，可以有效避免引入额外的传动环节会带来的传动误差影响。整体结构简单可靠性较好，通用性强。
附图说明
图1为本发明的齿圈式方向机传动综合性能测试平台主视图。
图2为本发明的齿圈式方向机传动综合性能测试平台俯视图。
图3为本发明的齿圈式方向机传动综合性能测试平台后视图。
图4为本发明的齿圈式方向机传动综合性能测试平台轴测图。
具体实施方式
本发明的一种齿圈式方向机传动综合性能测试平台，包括水平横向布置的工作台面1，该台面上固定移动平台底座2，移动平台底座2上安装横向调节丝杠3和横向移动滑板4，横向移动滑板4上安装纵向调节丝杠5和纵向移动滑板6，伺服电机8通过电机支架7安装在纵向移动滑板6上，电机8的输出轴通过第一联轴器9和第一转矩转速传感器10连接，第一转矩转速传感器10通过第一转矩转速传感器支架11固定在工作台面板1上，第一转矩转速传感器10通过第二联轴器12和第一角度编码器14连接，第一角度编码器14通过第一角度编码器支架13固定在工作台面板1上，第一角度编码器14通过第三联轴器15和安装在方向机支撑架16上的被测方向机17的输入轴连接，方向机支撑架16固定在工作台面板1上；
被测方向机17的输出齿轮通过安装于其端面上的磁性吸盘18与第二角度编码器20连接，第二角度编码器20通过第二角度编码器支架19固定在工作台面板1上；方向机17的输出齿轮与螺旋伞齿轮转向器21输入端安装的齿轮23相啮合，螺旋伞齿轮转向器21通过转向器支架22固定在工作台面板1上，螺旋伞齿轮转向器21的输出轴通过第四联轴器24和第二转矩转速传感器25连接，第二转矩转速传感器25通过第二转矩转速传感器支架26固定在工作台面板1上，第二转矩转速传感器25通过第五联轴器27和磁粉制动器29连接，磁粉制动器29通过磁粉制动器支架28固定在工作台面板1上。
所述安装于移动平台底座2上的横向调节丝杠3用于对横向移动滑板4进行横向调节，进而对电机进行横向位置调节；
安装于横向移动滑板4上的纵向调节丝杠5用于对纵向移动滑板6进行纵向调节，进而对电机进行纵向位置调节。
所述磁性吸盘18为T型阶梯轴结构，第二角度编码器20为可自调心编码器，该编码器柔性安装在第二角度编码器支架19上，以保证编码器和被测方向机输出端的同轴度。
本发明可以在一个综合测试平台上进行多个参数测试，并更加真实地反应出实际工作情况，提高测试精度、检测效率及增强通用性。
下面结合实施例对本发明做更详细的描述。
实施例
如图1至图4所示，一种齿圈式方向机传动综合性能测试平台，包括水平横向布置的工作台面1，该台面上固定移动平台底座2，移动平台底座2上安装横向调节丝杠3和横向移动滑板4，横向移动滑板4上安装纵向调节丝杠5和纵向移动滑板6，伺服电机8通过电机支架7安装在纵向移动滑板6上，电机8的输出轴通过第一联轴器9和第一转矩转速传感器10连接，第一转矩转速传感器10通过第一转矩转速传感器支架11固定在工作台面板1上，第一转矩转速传感器10通过第二联轴器12和第一角度编码器14连接，第一角度编码器14通过第一角度编码器支架13固定在工作台面板1上，第一角度编码器14通过第三联轴器15和安装在方向机支撑架16上的被测方向机17的输入轴连接，方向机支撑架16固定在工作台面板1上；被测方向机17的输出齿轮通过安装于其端面上的磁性吸盘18与第二角度编码器20连接，第二角度编码器20通过第二角度编码器支架19固定在工作台面板1上；方向机17的输出齿轮与螺旋伞齿轮转向器21输入端安装的齿轮23相啮合，螺旋伞齿轮转向器21通过转向器支架22固定在工作台面板1上，螺旋伞齿轮转向器21的输出轴通过第四联轴器24和第二转矩转速传感器25连接，第二转矩转速传感器25通过第二转矩转速传感器支架26固定在工作台面板1上，第二转矩转速传感器25通过第五联轴器27和磁粉制动器29连接，磁粉制动器29通过磁粉制动器支架28固定在工作台面板1上。
所述安装于移动平台底座2上的横向调节丝杠3用于对横向移动滑板4进行横向调节，进而对电机进行横向位置调节；安装于横向移动滑板4上的纵向调节丝杠5用于对纵向移动滑板6进行纵向调节，进而对电机进行纵向位置调节。
所述磁性吸盘18为T型阶梯轴结构，第二角度编码器20为可自调心编码器，该编码器柔性安装在第二角度编码器支架19上，以保证编码器和被测方向机输出端的同轴度。
本测试平台的伺服电机8、第一转矩转速传感器10、第一角度编码器14、第二转矩转速传感器25、第二角度编码器20分别与工业计算机连接。进行动态测试时，给磁粉制动器29通合适的励磁电流来控制被测方向机输出端加载的转矩大小。比如：
做传动效率测试时，控制伺服电机的转速，使被测方向机输出转速为额定转速值，读取第一与第二转矩转速传感器的转矩转速值，剔除掉螺旋伞齿轮转向器带来的效率损失分析计算可得出被测方向机的传动效率。
做启动力矩测试时，使被测方向机输出端自由无负载，沿一个方向逐步增大驱动电机输出扭矩，由第一转矩转速传感器得到方向机输入轴刚开始转动时的转矩值，在此基础上减去拆下方向机后按相同方法测出的转矩值得到被测方向机的启动力矩。
做传动精度测试时，通过第二转矩转速传感器实时显示的扭矩值控制磁粉制动器的加载载荷，根据第一和第二角度编码器输出的转角值利用传动误差分析软件分析计算得出传动精度。
本发明可实现传动效率、启动力矩、传动精度等综合性能测试要求，有效地提高测试效率和不失真性。

Claims (3)

1.一种齿圈式方向机传动综合性能测试平台，其特征在于，包括水平横向布置的工作台面(1)，该台面上固定移动平台底座(2)，移动平台底座(2)上安装横向调节丝杠(3)和横向移动滑板(4)，横向移动滑板(4)上安装纵向调节丝杠(5)和纵向移动滑板(6)，伺服电机(8)通过电机支架(7)安装在纵向移动滑板(6)上，电机(8)的输出轴通过第一联轴器(9)和第一转矩转速传感器(10)连接，第一转矩转速传感器(10)通过第一转矩转速传感器支架(11)固定在工作台面板(1)上，第一转矩转速传感器(10)通过第二联轴器(12)和第一角度编码器(14)连接，第一角度编码器(14)通过第一角度编码器支架(13)固定在工作台面板(1)上，第一角度编码器(14)通过第三联轴器(15)和安装在方向机支撑架(16)上的被测方向机(17)的输入轴连接，方向机支撑架(16)固定在工作台面板(1)上；
被测方向机(17)的输出齿轮通过安装于其端面上的磁性吸盘(18)与第二角度编码器(20)连接，第二角度编码器(20)通过第二角度编码器支架(19)固定在工作台面板(1)上；方向机(17)的输出齿轮与螺旋伞齿轮转向器(21)输入端安装的齿轮(23)相啮合，螺旋伞齿轮转向器(21)通过转向器支架(22)固定在工作台面板(1)上，螺旋伞齿轮转向器(21)的输出轴通过第四联轴器(24)和第二转矩转速传感器(25)连接，第二转矩转速传感器(25)通过第二转矩转速传感器支架(26)固定在工作台面板(1)上，第二转矩转速传感器(25)通过第五联轴器(27)和磁粉制动器(29)连接，磁粉制动器(29)通过磁粉制动器支架(28)固定在工作台面板(1)上。
2.根据权利要求1所述的一种齿圈式方向机传动综合性能测试平台，其特征在于，所述安装于移动平台底座(2)上的横向调节丝杠(3)用于对横向移动滑板(4)进行横向调节，进而对电机进行横向位置调节；
安装于横向移动滑板(4)上的纵向调节丝杠(5)用于对纵向移动滑板(6)进行纵向调节，进而对电机进行纵向位置调节。
3.根据权利要求1所述的一种齿圈式方向机传动综合性能测试平台，其特征在于，所述磁性吸盘(18)为T型阶梯轴结构，第二角度编码器(20)为可自调心编码器，该编码器柔性安装在第二角度编码器支架(19)上，以保证编码器和被测方向机输出端的同轴度。
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