CN108414220A - 齿轮箱检测方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种齿轮箱检测方法和设备，方法包括：获取齿轮箱的从动齿轮的第一实时转角以及主动齿轮的第二实时转角，并通过第一实时转角和第二实时转角获得实时转角差值；在主动齿轮在各转动角度时，输入转动量、输出转动量和中间轴的中间转动量，并根据输入转动量、输出转动量和中间转动量，获得主动齿轮和从动齿轮的传递误差；根据实时转角差值和传递误差，获取主动齿轮的修形量。通过获取对从动齿轮和主动齿轮的转角的监测以及对各轴之间的转动量，最终获得转角差值和传递误差，通过转角差值和传递误差获得修形量。这种方法需要的数据容易获取，并且获得修形量的用时短。

Description

齿轮箱检测方法和设备

技术领域

本发明涉及齿轮箱检测方法和设备。

背景技术

随着技术的逐渐深入，用户对齿轮箱的需求不仅仅停留在基本的速比变换和扭矩变换等基本功能，在一些特定领域人们更加注重齿轮箱的性能指标，如齿轮箱振动噪声、传动精度等。

齿轮副自身在受载传动过程中，外加载荷导致的系统变形使得从动齿轮的转速在微观上与主动齿轮转速不协调，从动齿轮实际转速与理论转速的差值即为该齿轮副的传递误差。即使齿轮齿廓完全精确，传递误差因轮齿啮合过程中的时变啮合刚度和系统的受载变形依然存在。

通常采用齿轮微观修形手段来补偿齿轮不同啮合阶段的不同变形，从而降低齿轮的传递误差，改善齿轮箱振动、噪声问题，同时提高齿轮承载能力。

目前常用的齿轮修形方案制定和修形参数设计方法主要有以下几种：

①根据工程师的主观经验进行设计，缺乏指导齿轮修形设计的量化指标，难以保证修形设计的有效性。

②使用接触斑点试验对微观修形加以验证，仅能对接触形貌进行定性分析，难以对微观修形提出量化的优化建议，通常也需要进行设计→试验→优化周而复始的多次过程才能达到较好的修形结果，周期较长。

③采用计算机仿真辅助齿轮修形的设计，由于目前接触斑点仿真方面的理论还不完全成熟，仿真准确常需要和接触斑点试验结合才能达到目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种齿轮箱检测方法和设备，可以方便简单的对齿轮箱内的齿轮进行检测，并进行齿轮修形。

本发明的齿轮箱检测方法，包括：获取所述齿轮箱的从动齿轮的第一实时转角以及主动齿轮的第二实时转角，并通过所述第一实时转角和所述第二实时转角获得实时转角差值，所述实时转角差值包括：所述主动齿轮在各转动角度时，与所述从动齿轮在对应时刻的转动角度的转角差值；在所述主动齿轮在各转动角度时，输入转动量、输出转动量和中间轴的中间转动量，并根据所述输入转动量、所述输出转动量和所述中间转动量，获得所述主动齿轮和所述从动齿轮的传递误差；根据所述实时转角差值和所述传递误差，获取所述主动齿轮的修形量；其中，在检测开始时，先确定所述主动齿轮和所述从动齿轮转动的起始位置。如上所述的齿轮箱检测方法，其中，所述实时转角差值为Fx，所述传递误差为Tx，所述修形量为：Fx+Tx。

本发明的齿轮箱检测设备，包括：驱动电机，用于连接待测试齿轮箱的输入轴；加载电机，用于连接所述待测试齿轮箱的输出轴；第一解码器，用于连接到所述驱动电机的转轴，获取输出转动量；第二解码器，用于连接到所述待测试齿轮箱的中间轴，获取中间转动量；第三解码器，用于连接到所述加载电机的转轴，获取输入转动量；反光带，分别设置在主动齿轮和从动齿轮上；光电传感器，分别朝向所述反光带，用于获取所述主动齿轮的第一实时转角，以及用于获取所述从动齿轮的第二实时转角。

本发明的齿轮箱检测方法和设备，通过获取对从动齿轮和主动齿轮的转角的监测以及对各轴之间的转动量，最终获得转角差值和传递误差，通过转角差值和传递误差获得修形量。这种方法需要的数据容易获取，并且获得修形量的用时短。

附图说明

图1为转角差值示意图；

图2为传递误差示意图；

图3为修形量示意图；

图4为齿轮箱检测设备示意图。

附图标记：

输入轴1、中间轴2、输出轴3、连接器6、光电传感器7、齿轮箱8，主动齿轮11，第一齿轮21，第二齿轮22，从动齿轮31，驱动电机41，加载电机42，第一解码器51，第二解码器52，第三解码器53。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本发明公开一种齿轮箱检测方法，该方法最终是为了对齿轮箱内的齿轮进行修形，以提高齿轮箱动力传递的效能。

该方法可以分为两个大步骤，第一个是获得数据步骤，第二个是处理数据步骤。具体的，要获得的数据有转角差值和传递误差。为了方便说明，先对齿轮箱8的结构做一个简单的说明。

齿轮箱8具有输入轴1、中间轴2和输出轴3，该输入轴1上连接有主动齿轮11，中间轴2上具有第一齿轮21和第二齿轮22，输出轴3上具有从动齿轮31，第一齿轮21与主动齿轮11啮合，第二齿轮22和从动齿轮31啮合。当然上述的齿轮都在齿轮箱8内，而输入轴1和输出轴3均具有从齿轮箱8露出的部分，以便于输入轴1和驱动电机41连接，输出轴3和加载电机42连接。中间轴2也可以露出，以便于连接测试用的设备，具体的下面会说明。

下面说明这两个数据获得的方式。

转角差值：获取齿轮箱8的从动齿轮31的第一实时转角以及主动齿轮11的第二实时转角，并通过第一实时转角和第二实时转角获得实时转角差值，实时转角差值包括：主动齿轮11在各转动角度时，与从动齿轮31在对应时刻的转动角度的转角差值。

上述第一实时转角和第二实时转角，就是记录在同一时间点主动齿轮11和从动齿轮31转过的角度，实时转角差则是在同一时间点内两个角度的差。参见图1，将实时转角以主动齿轮11的转动角为基准处理，也就是说以主动齿轮11转过的角度为基准，获取在各个角度对应的同样时间点上，从动齿轮31与主动齿轮11的差。

需要理解，以主动齿轮11转过的角度为基准，或者以时间为基准，这两者是相同的，只要保证是同一时间点上的，两个齿轮转角的差即可。但是，使用主动齿轮11转过的角度为基准的好处是，可以明确的知晓，主动齿轮11在各转动角度时，与从动齿轮31在对应时刻的转动角度的转角差值。

传递误差：在主动齿轮在各转动角度时，输入转动量、输出转动量和中间轴2的中间转动量，并根据输入转动量、输出转动量和中间转动量，获得主动齿轮11和从动齿轮31的传递误差。

输入转动量，一般是驱动电机41的转轴上获取的转动量，输出转动量一般是加载电机42的转轴上获取的转动量。

需要理解，传递误差即使只通过输入转动量和输出转动量这两个数据，就可以获得，但是为了保证传递误差的精准，也会参考中间传动量，主要是考察中间传动量与输入转动量的差值范围，以及中间传动量与输出转动量的差值范围，这两个范围如果都在标准范围内，就可以直接使用输入转动量和输出转动量来获得传递误差，也就是直接做差获得传递误差。如果上述两个范围都错过标准范围，则需要考虑中间传动量的影响，当然使用中间传动量的具体方式，根据不同的需要也可以不同，例如将中间传动量与输入传动量做叠加，叠加后的结果与输出传动量做差获得传递误差。当然，这仅是一个离子，具体的获得手段，本领域技术人员可以根据需要进行调整。如图2所示，该传递误差也是以主动齿轮11的转动角为基础。

获得数据步骤中的两个数据已经说明完毕，下面说明处理数据步骤，该步骤根据实时转角差值和传递误差，获取主动齿轮11的修形量。如图3所示，是一种可行的处理方式，将实时转角差值和传递误差做和，最终形成以主动齿轮11的各个转动角度为基准的修形量。结合图1到图3，以所述实时转角差值为Fx，所述传递误差为Tx，所述修形量为：Fx+Tx。

图1到图3中，示出了三个点，以1、2、3为例，转角差值对应位置的三个点差值分别为F1、F2、F3,在主动齿轮11相同转角处的专递误差为T1、T2、T3，对应的修形量为M1、M2、M3，其中，M1＝F1+M1、M2＝F2+M2、M3＝F3+M3。

因为该修形量，也是以主动齿轮11转动角度为基础的，因此在获取各个数据前，要标记处主动齿轮11和从动齿轮31转动前的起始位置，这样，各个角度可以明确的对应到主动齿轮11和从动齿轮31上，从图3上看，例如M2所示的修形量，对应的是主动齿轮11转过a度，那么在对主动齿轮11修形时，就沿其起始位置，转过a度，该位置就是需要修形的位置。

本发明的齿轮箱检测设备，如图4所示，包括：驱动电机41，用于连接待测试齿轮箱8的输入轴1；加载电机42，用于连接所述待测试齿轮箱8的输出轴3；第一解码器51，用于连接到所述驱动电机41的转轴，获取输出转动量；第二解码器52，用于连接到所述待测试齿轮箱8的中间轴2，获取中间转动量；第三解码器53，用于连接到所述加载电机42的转轴，获取输入转动量；反光带，分别设置在主动齿轮11和从动齿轮31上；光电传感器7，分别朝向所述反光带，用于获取所述主动齿轮11的第一实时转角，以及用于获取所述从动齿轮31的第二实时转角。

该反光带除了与光电传感器7配合使用外，其本身还起到了记录主动齿轮11和从动齿轮31起始位置的功能。

一般的驱动电机41的转轴与输入轴1之间通过连接器6连接，同样的，加载电机42的转轴与输出轴3之间通过连接器6连接。

在一种实施例中，反光带还可以设置在主动齿轮11和第二齿轮22上。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种齿轮箱检测方法，其特征在于，包括：

获取所述齿轮箱(8)的从动齿轮(31)的第一实时转角以及主动齿轮(11)的第二实时转角，并通过所述第一实时转角和所述第二实时转角获得实时转角差值，所述实时转角差值包括：所述主动齿轮(11)在各转动角度时，与所述从动齿轮(31)在对应时刻的转动角度的转角差值；

在所述主动齿轮(31)在各转动角度时，输入转动量、输出转动量和中间轴(2)的中间转动量，并根据所述输入转动量、所述输出转动量和所述中间转动量，获得所述主动齿轮(11)和所述从动齿轮(31)的传递误差；

根据所述实时转角差值和所述传递误差，获取所述主动齿轮(11)的修形量；

其中，在检测开始时，先确定所述主动齿轮(11)和所述从动齿轮(31)转动的起始位置。

2.根据权利要求1所述的齿轮箱检测方法，其特征在于，

所述实时转角差值为Fx，所述传递误差为Tx，所述修形量为：Fx+Tx。

3.一种齿轮箱检测设备，其特征在于，包括：

驱动电机(41)，用于连接待测试齿轮箱(8)的输入轴(1)；

加载电机(42)，用于连接所述待测试齿轮箱(8)的输出轴(3)；

第一解码器(51)，用于连接到所述驱动电机(41)的转轴，获取输出转动量；

第二解码器(52)，用于连接到所述待测试齿轮箱(8)的中间轴(2)，获取中间转动量；

第三解码器(53)，用于连接到所述加载电机(42)的转轴，获取输入转动量；

反光带，分别设置在主动齿轮(11)和从动齿轮(31)上；

光电传感器(7)，分别朝向所述反光带，用于获取所述主动齿轮(11)的第一实时转角，以及用于获取所述从动齿轮(31)的第二实时转角。