CN109100139B - 一种丝杠副传动效率动态测量装置及其测量方法 - Google Patents

一种丝杠副传动效率动态测量装置及其测量方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109100139B
CN109100139B CN201810976780.1A CN201810976780A CN109100139B CN 109100139 B CN109100139 B CN 109100139B CN 201810976780 A CN201810976780 A CN 201810976780A CN 109100139 B CN109100139 B CN 109100139B
Authority
CN
China
Prior art keywords
gear
main shaft
shaft system
transmission
tested
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810976780.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109100139A (zh
Inventor
欧屹
魏一凡
韩军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhangjiagang Sikesi Precision Machinery Co ltd
Nanjing University of Science and Technology
Original Assignee
Zhangjiagang Sikesi Precision Machinery Co ltd
Nanjing University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhangjiagang Sikesi Precision Machinery Co ltd, Nanjing University of Science and Technology filed Critical Zhangjiagang Sikesi Precision Machinery Co ltd
Priority to CN201810976780.1A priority Critical patent/CN109100139B/zh
Publication of CN109100139A publication Critical patent/CN109100139A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109100139B publication Critical patent/CN109100139B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M13/00—Testing of machine parts
    • G01M13/02—Gearings; Transmission mechanisms
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

Abstract

本发明公开了一种丝杠副传动效率动态测量装置及其测量方法，该测量装置包括四档转换机构、床身、工作台、尾架、电机；床身包括底座和面板，面板垂直设置于底座的上表面；面板的一侧设置3组与底座上表面垂直的带有滑块的平行导轨，3组导轨从一端起分别记为第一导轨、第二导轨、第三导轨，其中第二导轨的滑块上设置尾架，且尾架的轴线与第二导轨平行，第一导轨与第三导轨的滑块上设置工作台；底座的一侧设置一个用于驱动四档转换机构运动的电机，电机上设置电机同步带轮。本发明能能够测量正传动有负载、正传动无负载、逆传动有负载、逆传动无负载四种状态下丝杠副传动效率；且采用立式结构，能减少头、尾架同轴度误差，减少丝杠挠度，结构简单。

Description

一种丝杠副传动效率动态测量装置及其测量方法
技术领域
本发明属于丝杠副动态效率领域，特别是一种丝杠副传动效率动态测量装置及其测量方法。
背景技术
在现代制造系统中，数控机床对制造业起着举足轻重的作用。近年来，随着国内数控机床工业技术水平的逐渐提升，数控机床性能有了长远的发展，机床产业的发展取得了明显的进步。但是，从机床产品总体技术水平来看，我国与国际先进水平还有较大差距，特别在一些高性能、高精度的高端机床产品方面差距尤为明显。作为数控机床关键功能部件的传动功能部件，在传动效率的动态测量与性能特性研究方面的问题非常突出，急需技术攻关来解决。因此，从丝杠副传动效率动态测量与性能研究入手，检验并提高传动功能部件的传动效率已成为国产传动功能部件生产企业的当务之急，直接影响到我国机床行业和装备制造业的发展。
丝杠副的传动效率就是输出功率与输入功率的比值，这是从理论上定义的传动效率，其大小直接影响这丝杠副甚至整个数控机床的质量。因此，只有进行丝杠副传动效率的动态测量以及综合性能的研究分析才能真正提高产品的质量，目前国内在传动效率动态测量方面的研究仍然很少，具有相当大的改进和提高空间。丝杠副效率行业内普遍采用经验值，具体测量原理是通过测量输出功率与输入功率，将两者相除即为效率。目前，丝杠副动态效率测量系统还不完善，在结构布局上，现有的检测装置无法测量丝杠副动态效率；在软件处理上，还没有专门的检测软件，需要调试。
现在为了测量丝杠副传动效率，通常方法是先将丝杠正装，然后通过加负载(砝码，加压等方式)，逐一测量丝杠传动效率；再将丝杠拆卸，反装，加载，测量丝杠传动效率。但是在这种方式下测量丝杠传动效率不仅效率低下，且不能测量丝杠逆传动时的传动效率。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种丝杠副传动效率动态测量装置及其测量方法。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种丝杠副传动效率动态测量装置，包括四档转换机构、床身、工作台、尾架、电机；床身包括底座和面板，面板垂直设置于底座的上表面；面板的一侧设置3组与底座上表面垂直的带有滑块的平行导轨，3组导轨从一端起分别记为第一导轨、第二导轨、第三导轨，其中第二导轨的滑块上设置尾架，且尾架的轴线与第二导轨平行，第一导轨与第三导轨的滑块上设置工作台；底座的一侧设置一个用于驱动四档转换机构运动的电机，电机上设置电机同步带轮。
一种利用上述丝杠副传动效率动态测量装置进行滚珠丝杠副传动效率的测量方法，包括以下步骤：
步骤1、将被测丝杠一端与被测主轴系的胀套配合，调整尾架在床身上的位置，固定被测丝杠的另一端，完成被测丝杠的夹持；
步骤2、通过工作台的螺母固定台固定待测丝杠的螺母，之后再通过电机带动待测丝杠运动以调整其螺母的位置至丝杠测量起始端；
步骤3、调节卡槽中感应座的位置，确定待测丝杠的运动行程和运动极限位置；
步骤4、进行正传动有负载档位测量，将花键主轴系上的第一滑移齿轮与被测主轴系上的第一齿轮相啮合，制动器主轴系上的第二滑移齿轮与陪跑主轴系上的第二传动齿轮相啮合，工控机发出指令控制电机工作，电机通过同步带传动使胀套旋转进而带动被测丝杠旋转；
步骤5、丝杠旋转带动工作台上的螺母固定台进行相应的轴向运动，进而使得螺母固定台带动连接座上的感应头进行同轴移动；
步骤6、根据计算机收集到丝杠旋转扭矩、转速、轴向力，确定被测丝杠的传动效率。
步骤7、进行正传动无负载档位测量，将花键主轴系上的第一滑移齿轮与被测主轴系上的第一齿轮相啮合，制动器主轴系上的第二滑移齿轮与陪跑主轴系上的第二传动齿轮和被测主轴系上的第一齿轮都分离，工控机发出指令控制电机工作，电机通过同步带传动使胀套旋转进而带动被测丝杠旋转；
步骤8、重复步骤5、6；
步骤9、进行逆传动有负载档位测量，将花键主轴系上的第一滑移齿轮与陪跑主轴系上的第二传动齿轮相啮合，制动器主轴系上的第二滑移齿轮与被测主轴系上的第一齿轮相啮合，工控机发出指令控制电机工作，电机通过同步带传动使胀套旋转进而带动被测丝杠旋转；
步骤10、重复步骤5、6；
步骤11、进行逆传动无负载档位测量，将花键主轴系上的第一滑移齿轮与陪跑主轴系上的第二传动齿轮相啮合，制动器主轴系上的第二滑移齿轮与陪跑主轴系上的第二传动齿轮和被测主轴系上的第一齿轮都分离，工控机发出指令控制电机工作，电机通过同步带传动使胀套旋转进而带动被测丝杠旋转；
步骤12、重复步骤5、6，完成丝杠副传动效率动态测量。
本发明与现有技术相比，其显著优点：1)本发明原理简单，在一次装夹丝杠后，便可通过齿轮间啮合关系的转换实现测量正传动有负载、正传动无负载、逆传动有负载、逆传动无负载四种情况下丝杠的传动效率；2)本发明换档动作由滑移齿轮完成，控制简单可靠，极大地增加了装置的实用性能和操作性能；3)本发明采用立式结构，能减小头、尾架同轴度误差，减少跑合丝杠挠度，结构简单且安装方便。
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
附图说明
图1为本发明丝杠副传动效率动态测量装置的总体结构示意图。
图2为本发明测量装置的四档转换机构的总体结构示意图。
图3为本发明测量装置的四档转换机构的被测主轴系示意图。
图4为本发明测量装置的四档转换机构的花键主轴系示意图。
图5为本发明测量装置的四档转换机构的陪跑主轴系示意图。
图6为本发明测量装置的四档转换机构的制动器主轴系示意图。
图7为本发明测量装置的尾架示意图。
图8为本发明测量装置的工作台示意图。
图9为本发明测量装置的正传动有负载档位传动流程图。
图10为本发明测量装置的正传动无负载档位传动流程图。
图11为本发明测量装置的逆传动有负载档位传动流程图。
图12为本发明测量装置的逆传动无负载档位传动流程图。
具体实施方式
结合图1，本发明一种丝杠副传动效率动态测量装置，包括四档转换机构1、床身2、工作台3、尾架4、电机5；床身2包括底座6和面板7，面板7垂直设置于底座6的上表面；面板7的一侧设置3组与底座6上表面垂直的带有滑块的平行导轨，3组导轨从一端起分别记为第一导轨7-1、第二导轨7-2、第三导轨7-3，其中第二导轨7-2的滑块上设置尾架4，且尾架4的轴线与第二导轨7-2平行，第一导轨7-1与第三导轨7-3的滑块上设置工作台3；底座6的一侧设置一个用于驱动四档转换机构1运动的电机5，电机5上设置电机同步带轮5-1。
结合图2，所述四档转换机构1包括被测主轴系1-1、花键主轴系1-2、陪跑主轴系1-3、制动器主轴系1-4，上述四个轴系均通过机架安装在底座6上，制动器主轴系1-4有一组齿轮副常啮合，通过移动花键主轴系1-2上的第一滑移齿轮1-2-3及制动系主轴系1-4上的第二滑移齿轮1-4-3的位置实现四档转换。
结合图3，所述被测主轴系1-1包括胀套1-1-1、胀套座1-1-2、胀套座拖1-1-3、第一机架1-1-4、第一连轴器1-1-5、三参数传感器1-1-6、第二联轴器1-1-7、第一齿轮1-1-8、第一主轴1-1-9、第二主轴1-1-10；所述第一主轴1-1-9的一端设置胀套座1-1-2，第一主轴1-1-9的另一端固连第一连轴器1-1-5的一端，胀套座1-1-2与第一连轴器1-1-5之间设置用于将第一主轴1-1-9固定于测量箱体上的第一机架1-1-4，胀套座1-1-2与第一机架1-1-4之间设置胀套座拖1-1-3，胀套1-1-1的一端固定于胀套座1-1-2上远离第一机架1-1-4的一端，且胀套1-1-1的另一端连接被测丝杠5，胀套座1-1-2的另一端与胀套座拖1-1-3固连；第一连轴器1-1-5的另一端固连三参数传感器1-1-6的一端，三参数传感器1-1-6的另一端固连第二联轴器1-1-7的一端，第二联轴器1-1-7的另一端固连第二主轴1-1-10的一端，第二主轴1-1-10的另一端设置第一齿轮1-1-8；被测主轴系1-1与尾架4同轴设置。
结合图4，所述花键主轴系1-2包括花键轴1-2-1、第二机架1-2-2、第一滑移齿轮1-2-3、第一传动齿轮1-2-4；所述花键轴1-2-1的一端设置用于将花键轴1-2-1固定于测量箱体上的第二机架1-2-2，花键轴1-2-1的另一端设置第一传动齿轮1-2-4，第二机架1-2-2与第一传动齿轮1-2-4之间设置第一滑移齿轮1-2-3，第一滑移齿轮1-2-3可沿花键轴1-2-1的轴向移动；第一滑移齿轮1-2-3与外界电机输出齿轮相啮合。
结合图5，所述陪跑主轴系1-3包括第三机架1-3-2、第三联轴器1-3-3、传动轴1-3-4、第二传动齿轮1-3-5；所述传动轴1-3-4的一端固连第三联轴器1-3-3的一端，第三联轴器1-3-3的另一端设置第二传动齿轮1-3-5，第三联轴器1-3-3的另一端固连第三机架1-3-2的一端，第三机架1-3-2的另一端连接陪跑丝杠1-3-1；第三机架1-3-2固定于测量箱体上。
结合图6，所述制动器主轴系1-4包括第四机架1-4-1、制动器连接轴1-4-2、第二滑移齿轮1-4-3、第一锥齿轮1-4-4、第二锥齿轮1-4-5、传动主轴1-4-6、第四联轴器1-4-7、制动器1-4-8；所述制动器连接轴1-4-2的一端设置第四机架1-4-1，制动器连接轴1-4-2的另一端设置第一锥齿轮1-4-4，第四机架1-4-1与第一锥齿轮1-4-4之间设置第二滑移齿轮1-4-3，第二滑移齿轮1-4-3可沿制动器连接轴1-4-2的轴向移动；所述传动主轴1-4-6的一端设置第二锥齿轮1-4-5，传动主轴1-4-6的另一端固连第四联轴器1-4-7的一端，第四联轴器1-4-7的另一端固连制动器1-4-8；所述第四机架1-4-1固定于测量箱体上，第一锥齿轮1-4-4与第二锥齿轮1-4-5相啮合，制动器1-4-8用于提供负载。
结合图7，所述尾架4包括尾架顶尖4-1，顶尖套4-2，尾架座4-3，T型丝杠4-4，螺母4-5、手柄4-6和钳制器4-7；所述尾架座4-3为空心体结构，其内部设置顶尖套4-2，顶尖套4-2远离底座6的一端连接螺母4-5，螺母4-5、T型丝杠4-4、手柄4-6依次相连；所述尾架顶尖4-1嵌套于顶尖套4-2内；手柄4-6依次带动T型丝杠4-4、螺母4-5、顶尖套4-2、尾架顶尖4-1在轴向进行伸缩运动；所述钳制器4-7置于导轨上，且通过连接板与尾架座4-3相连，用于锁紧尾架顶尖4-1。
结合图8，所述工作台3包括螺母固定台3-1、连接座3-2，连接座3-2与螺母固定台3-1的一端固连；位于第一导轨7-1与第三导轨7-3之间的螺母固定台3-1上设置了两个通孔，其中的一个通孔与被测主轴系1-1与尾架4同轴设置，另一个通孔与陪跑主轴系1-3同轴设置，且每个通孔的边缘一周设置有与丝杠螺母相配合的螺栓孔，用于固定丝杠副的螺母，螺母带动工作台3同轴运动。结合图1和图8，所述面板7的导轨所在面上，设置有与导轨平行的若干条卡槽8，且该若干条卡槽8相对于螺母固定台3-1与连接座3-2同侧；每条卡槽中设置有m个带有用于限定丝杠副的运动行程和运动极限位置的感应头9的感应座10，连接座3-2上设置有与每条卡槽中感应座10同轴的感应头9。
进一步地，m＝2。
进一步地，床身2采用金属材料。
四档转换测量机构处于正传动有负载档状态时，花键主轴系1-2上的第一滑移齿轮1-2-3与被测主轴系1-1上的第一齿轮1-1-8相啮合，制动器主轴系1-4上的第二滑移齿轮1-4-3与陪跑主轴系1-3上的第二传动齿轮1-3-5相啮合。正传动有负载档位传动流程如图9所示，具体如下：
1、电机5—电机同步带轮5-1—花键主轴传动齿轮1-2-4—滑移齿轮1-2-3—被测主轴齿轮1-1-8—被测丝杠1-5—螺母固定台3-1—陪跑丝杠1-3-1。
2、制动器1-4-8—第二锥齿轮1-4-5—第一锥齿轮1-4-4—滑移齿轮1-4-3—陪跑主轴传动齿轮1-3-5—陪跑丝杠1-3-1。
四档转换测量机构处于正传动无负载档状态时，花键主轴系1-2上的第一滑移齿轮1-2-3与被测主轴系1-1上的第一齿轮1-1-8相啮合，制动器主轴系1-4上的第二滑移齿轮1-4-3与陪跑主轴系1-3上的第二传动齿轮1-3-5、被测主轴系1-1上的第一齿轮1-1-8均分离。正传动无负载档位传动流程如图10所示，具体如下：
电机5—电机同步带轮5-1—花键主轴传动齿轮1-2-4—滑移齿轮1-2-3—被测主轴齿轮1-1-8—被测丝杠1-5—螺母固定台3-1—陪跑丝杠1-3-1。
四档转换测量机构处于逆传动有负载档状态时，花键主轴系1-2上的第一滑移齿轮1-2-3与陪跑主轴系1-3上的第二传动齿轮1-3-5相啮合，制动器主轴系1-4上的第二滑移齿轮1-4-3与被测主轴系1-1上的第一齿轮1-1-8相啮合。逆传动有负载档位传动流程如图11所示，具体如下：
1、电机5—电机同步带轮5-1—花键主轴传动齿轮1-2-4—滑移齿轮1-2-3—陪跑主轴传动齿轮1-3-5—陪跑丝杠1-3-1—螺母固定台3-1—被测丝杠1-5。
2、制动器1-4-8—第二锥齿轮1-4-5—第一锥齿轮1-4-4—滑移齿轮1-4-3—被测主轴齿轮1-1-8—被测丝杠1-5。
四档转换测量机构处于逆传动无负载档状态时，花键主轴系1-2上的第一滑移齿轮1-2-3与陪跑主轴系1-3上的第二传动齿轮1-3-5相啮合，制动器主轴系1-4上的第二滑移齿轮1-4-3与陪跑主轴系1-3上的第二传动齿轮1-3-5、被测主轴系1-1上的第一齿轮1-1-8均分离。逆传动无负载档位传动流程如图12所示，具体如下：
电机5—电机同步带轮5-1—花键主轴传动齿轮1-2-4—滑移齿轮1-2-3—陪跑主轴传动齿轮1-3-5—陪跑丝杠1-3-1—螺母固定台3-1—被测丝杠1-5。
本发明装置工作时，利用上述丝杠副动态效率测量装置进行滚珠丝杠副传动效率测量的过程为，其被测主轴系、尾架装置夹持着待测丝杠，丝杠先和被测主轴系胀套配合，尾架通过导轨滑块在连接在床身上的导轨上运动，调整位置被测主轴系；通过工作台的螺母固定台固定待测丝杠的螺母，之后再通过电机带动待测丝杠运动以调整其螺母的位置至丝杠测量起始端；然后调节卡槽中感应座的位置，确定待测丝杠的运动行程和运动极限位置；之后开始测量：
1、进行正传动有负载档位测量，将花键主轴系上的第一滑移齿轮与被测主轴系上的第一齿轮相啮合，制动器主轴系上的第二滑移齿轮与陪跑主轴系上的第二传动齿轮相啮合，工控机发出指令控制电机工作，电机通过同步带传动使胀套旋转进而带动被测丝杠旋转；丝杠旋转带动工作台上的螺母固定台进行相应的轴向运动，进而使得螺母固定台带动连接座上的感应头进行同轴移动；根据计算机收集到丝杠旋转扭矩、转速、轴向力，确定被测丝杠的传动效率。
2、进行正传动无负载档位测量，将花键主轴系上的第一滑移齿轮与被测主轴系上的第一齿轮相啮合，制动器主轴系上的第二滑移齿轮与陪跑主轴系上的第二传动齿轮和被测主轴系上的第一齿轮都分离，工控机发出指令控制电机工作，电机通过同步带传动使胀套旋转进而带动被测丝杠旋转；丝杠旋转带动工作台上的螺母固定台进行相应的轴向运动，进而使得螺母固定台带动连接座上的感应头进行同轴移动；根据计算机收集到丝杠旋转扭矩、转速、轴向力，确定被测丝杠的传动效率。
3、进行逆传动有负载档位测量，将花键主轴系上的第一滑移齿轮与陪跑主轴系上的第二传动齿轮相啮合，制动器主轴系上的第二滑移齿轮与被测主轴系上的第一齿轮相啮合，工控机发出指令控制电机工作，电机通过同步带传动使胀套旋转进而带动被测丝杠旋转；丝杠旋转带动工作台上的螺母固定台进行相应的轴向运动，进而使得螺母固定台带动连接座上的感应头进行同轴移动；根据计算机收集到丝杠旋转扭矩、转速、轴向力，确定被测丝杠的传动效率。
4、进行逆传动无负载档位测量，将花键主轴系上的第一滑移齿轮与陪跑主轴系上的第二传动齿轮相啮合，制动器主轴系上的第二滑移齿轮与陪跑主轴系上的第二传动齿轮和被测主轴系上的第一齿轮都分离，工控机发出指令控制电机工作，电机通过同步带传动使胀套旋转进而带动被测丝杠旋转；丝杠旋转带动工作台上的螺母固定台进行相应的轴向运动，进而使得螺母固定台带动连接座上的感应头进行同轴移动；根据计算机收集到丝杠旋转扭矩、转速、轴向力，确定被测丝杠的传动效率。
完成上述正传动有负载档位测量、正传动无负载档位测量、逆传动有负载档位测量、逆传动无负载档位测量，即完成丝杠副传动效率动态测量。
本发明能满足滚珠丝杠副传动效率测量的要求，实现一次装夹后，能够测量正传动有负载、正传动无负载、逆传动有负载、逆传动无负载四种状态下丝杠副传动效率；且采用立式结构，能减少头、尾架同轴度误差，减少丝杠挠度，结构简单，安装方便。

Claims (5)

1.一种丝杠副传动效率动态测量装置，其特征在于，包括四档转换机构（1）、床身（2）、工作台（3）、尾架（4）、电机（5）；床身（2）包括底座（6）和面板（7），面板（7）垂直设置于底座（6）的上表面；面板（7）的一侧设置3组与底座（6）上表面垂直的带有滑块的平行导轨，3组导轨从一端起分别记为第一导轨（7-1）、第二导轨（7-2）、第三导轨（7-3），其中第二导轨（7-2）的滑块上设置尾架（4），且尾架（4）的轴线与第二导轨（7-2）平行，第一导轨（7-1）与第三导轨（7-3）的滑块上设置工作台（3）；底座（6）的一侧设置一个用于驱动四档转换机构（1）运动的电机（5），电机（5）上设置电机同步带轮（5-1）；
所述四档转换机构（1）包括被测主轴系（1-1）、花键主轴系（1-2）、陪跑主轴系（1-3）、制动器主轴系（1-4），上述四个轴系均通过机架安装在底座（6）上，制动器主轴系（1-4）有一组齿轮副常啮合，通过移动花键主轴系（1-2）上的第一滑移齿轮（1-2-3）及制动器主轴系（1-4）上的第二滑移齿轮（1-4-3）的位置实现四档转换；
所述被测主轴系（1-1）包括胀套（1-1-1）、胀套座（1-1-2）、胀套座拖（1-1-3）、第一机架（1-1-4）、第一连轴器（1-1-5）、三参数传感器（1-1-6）、第二联轴器（1-1-7）、第一齿轮（1-1-8）、第一主轴（1-1-9）、第二主轴（1-1-10）；所述第一主轴（1-1-9）的一端设置胀套座（1-1-2），第一主轴（1-1-9）的另一端固连第一连轴器（1-1-5）的一端，胀套座（1-1-2）与第一连轴器（1-1-5）之间设置用于将第一主轴（1-1-9）固定于测量箱体上的第一机架（1-1-4），胀套座（1-1-2）与第一机架（1-1-4）之间设置胀套座拖（1-1-3），胀套（1-1-1）的一端固定于胀套座（1-1-2）上远离第一机架（1-1-4）的一端，且胀套（1-1-1）的另一端连接被测丝杠，胀套座（1-1-2）的另一端与胀套座拖（1-1-3）固连；第一连轴器（1-1-5）的另一端固连三参数传感器（1-1-6）的一端，三参数传感器（1-1-6）的另一端固连第二联轴器（1-1-7）的一端，第二联轴器（1-1-7）的另一端固连第二主轴（1-1-10）的一端，第二主轴（1-1-10）的另一端设置第一齿轮（1-1-8）；被测主轴系（1-1）与尾架（4）同轴设置；
所述花键主轴系（1-2）包括花键轴（1-2-1）、第二机架（1-2-2）、第一滑移齿轮（1-2-3）、第一传动齿轮（1-2-4）；所述花键轴（1-2-1）的一端设置用于将花键轴（1-2-1）固定于测量箱体上的第二机架（1-2-2），花键轴（1-2-1）的另一端设置第一传动齿轮（1-2-4），第二机架（1-2-2）与第一传动齿轮（1-2-4）之间设置第一滑移齿轮（1-2-3），第一滑移齿轮（1-2-3）可沿花键轴（1-2-1）的轴向移动；第一滑移齿轮（1-2-3）与外界电机输出齿轮相啮合；
所述陪跑主轴系（1-3）包括第三机架（1-3-2）、第三联轴器（1-3-3）、传动轴（1-3-4）、第二传动齿轮（1-3-5）；所述传动轴（1-3-4）的一端固连第三联轴器（1-3-3）的一端，第三联轴器（1-3-3）的另一端设置第二传动齿轮（1-3-5），第三联轴器（1-3-3）的另一端固连第三机架（1-3-2）的一端，第三机架（1-3-2）的另一端连接陪跑丝杠（1-3-1）；第三机架（1-3-2）固定于测量箱体上；
所述制动器主轴系（1-4）包括第四机架（1-4-1）、制动器连接轴（1-4-2）、第二滑移齿轮（1-4-3）、第一锥齿轮（1-4-4）、第二锥齿轮（1-4-5）、传动主轴（1-4-6）、第四联轴器（1-4-7）、制动器（1-4-8）；所述制动器连接轴（1-4-2）的一端设置第四机架（1-4-1），制动器连接轴（1-4-2）的另一端设置第一锥齿轮（1-4-4），第四机架（1-4-1）与第一锥齿轮（1-4-4）之间设置第二滑移齿轮（1-4-3），第二滑移齿轮（1-4-3）可沿制动器连接轴（1-4-2）的轴向移动；所述传动主轴（1-4-6）的一端设置第二锥齿轮（1-4-5），传动主轴（1-4-6）的另一端固连第四联轴器（1-4-7）的一端，第四联轴器（1-4-7）的另一端固连制动器（1-4-8）；所述第四机架（1-4-1）固定于测量箱体上，第一锥齿轮（1-4-4）与第二锥齿轮（1-4-5）相啮合，制动器（1-4-8）用于提供负载；
所述面板（7）的导轨所在面上，设置有与导轨平行的若干条卡槽（8），且该若干条卡槽（8）相对于螺母固定台（3-1）与连接座（3-2）同侧；每条卡槽中设置有m个带有用于限定丝杠副的运动行程和运动极限位置的感应头（9）的感应座（10），连接座（3-2）上设置有与每条卡槽中感应座（10）同轴的感应头（9）；
所述m=2；
所述床身（2）采用金属材料。
2.根据权利要求1所述的丝杠副传动效率动态测量装置，其特征在于，所述四档转换测量机构处于正传动有负载档状态时，花键主轴系（1-2）上的第一滑移齿轮（1-2-3）与被测主轴系（1-1）上的第一齿轮（1-1-8）相啮合，制动器主轴系（1-4）上的第二滑移齿轮（1-4-3）与陪跑主轴系（1-3）上的第二传动齿轮（1-3-5）相啮合；
所述四档转换测量机构处于正传动无负载档状态时，花键主轴系（1-2）上的第一滑移齿轮（1-2-3）与被测主轴系（1-1）上的第一齿轮（1-1-8）相啮合，制动器主轴系（1-4）上的第二滑移齿轮（1-4-3）与陪跑主轴系（1-3）上的第二传动齿轮（1-3-5）、被测主轴系（1-1）上的第一齿轮（1-1-8）均分离；
所述四档转换测量机构处于逆传动有负载档状态时，花键主轴系（1-2）上的第一滑移齿轮（1-2-3）与陪跑主轴系（1-3）上的第二传动齿轮（1-3-5）相啮合，制动器主轴系（1-4）上的第二滑移齿轮（1-4-3）与被测主轴系（1-1）上的第一齿轮（1-1-8）相啮合；
所述四档转换测量机构处于逆传动无负载档状态时，花键主轴系（1-2）上的第一滑移齿轮（1-2-3）与陪跑主轴系（1-3）上的第二传动齿轮（1-3-5）相啮合，制动器主轴系（1-4）上的第二滑移齿轮（1-4-3）与陪跑主轴系（1-3）上的第二传动齿轮（1-3-5）、被测主轴系（1-1）上的第一齿轮（1-1-8）均分离。
3.根据权利要求1所述的丝杠副传动效率动态测量装置，其特征在于，所述尾架（4）包括尾架顶尖（4-1），顶尖套（4-2），尾架座（4-3），T型丝杠（4-4），螺母（4-5）、手柄（4-6）和钳制器（4-7）；所述尾架座（4-3）为空心体结构，其内部设置顶尖套（4-2），顶尖套（4-2）远离底座（6）的一端连接螺母（4-5），螺母（4-5）、T型丝杠（4-4）、手柄（4-6）依次相连；所述尾架顶尖（4-1）嵌套于顶尖套（4-2）内；手柄（4-6）依次带动T型丝杠（4-4）、螺母（4-5）、顶尖套（4-2）、尾架顶尖（4-1）在轴向进行伸缩运动；所述钳制器（4-7）置于导轨上，且通过连接板与尾架座（4-3）相连，用于锁紧尾架顶尖（4-1）。
4.根据权利要求1所述的丝杠副传动效率动态测量装置，其特征在于，所述工作台（3）包括螺母固定台（3-1）、连接座（3-2），连接座（3-2）与螺母固定台（3-1）的一端固连；位于第一导轨（7-1）与第三导轨（7-3）之间的螺母固定台（3-1）上设置了两个通孔，其中的一个通孔与被测主轴系（1-1）与尾架（4）同轴设置，另一个通孔与陪跑主轴系（1-3）同轴设置，且每个通孔的边缘一周设置有与丝杠螺母相配合的螺栓孔，用于固定丝杠副的螺母，螺母带动工作台（3）同轴运动。
5.一种利用权利要求1至4任意一项所述的丝杠副传动效率动态测量装置进行滚珠丝杠副传动效率的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、将被测丝杠一端与被测主轴系的胀套配合，调整尾架在床身上的位置，固定被测丝杠的另一端，完成被测丝杠的夹持；
步骤2、通过工作台的螺母固定台固定待测丝杠的螺母，之后再通过电机带动待测丝杠运动以调整其螺母的位置至丝杠测量起始端；
步骤3、调节卡槽中感应座的位置，确定待测丝杠的运动行程和运动极限位置；
步骤4、进行正传动有负载档位测量，将花键主轴系上的第一滑移齿轮与被测主轴系上的第一齿轮相啮合，制动器主轴系上的第二滑移齿轮与陪跑主轴系上的第二传动齿轮相啮合，工控机发出指令控制电机工作，电机通过同步带传动使胀套旋转进而带动被测丝杠旋转；
步骤5、丝杠旋转带动工作台上的螺母固定台进行相应的轴向运动，进而使得螺母固定台带动连接座上的感应头进行同轴移动；
步骤6、根据计算机收集到丝杠旋转扭矩、转速、轴向力，确定被测丝杠的传动效率；
步骤7、进行正传动无负载档位测量，将花键主轴系上的第一滑移齿轮与被测主轴系上的第一齿轮相啮合，制动器主轴系上的第二滑移齿轮与陪跑主轴系上的第二传动齿轮和被测主轴系上的第一齿轮都分离，工控机发出指令控制电机工作，电机通过同步带传动使胀套旋转进而带动被测丝杠旋转；
步骤8、重复步骤5、6；
步骤9、进行逆传动有负载档位测量，将花键主轴系上的第一滑移齿轮与陪跑主轴系上的第二传动齿轮相啮合，制动器主轴系上的第二滑移齿轮与被测主轴系上的第一齿轮相啮合，工控机发出指令控制电机工作，电机通过同步带传动使胀套旋转进而带动被测丝杠旋转；
步骤10、重复步骤5、6；
步骤11、进行逆传动无负载档位测量，将花键主轴系上的第一滑移齿轮与陪跑主轴系上的第二传动齿轮相啮合，制动器主轴系上的第二滑移齿轮与陪跑主轴系上的第二传动齿轮和被测主轴系上的第一齿轮都分离，工控机发出指令控制电机工作，电机通过同步带传动使胀套旋转进而带动被测丝杠旋转；
步骤12、重复步骤5、6，完成丝杠副传动效率动态测量。
CN201810976780.1A 2018-08-25 2018-08-25 一种丝杠副传动效率动态测量装置及其测量方法 Active CN109100139B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810976780.1A CN109100139B (zh) 2018-08-25 2018-08-25 一种丝杠副传动效率动态测量装置及其测量方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810976780.1A CN109100139B (zh) 2018-08-25 2018-08-25 一种丝杠副传动效率动态测量装置及其测量方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109100139A CN109100139A (zh) 2018-12-28
CN109100139B true CN109100139B (zh) 2023-08-08

Family

ID=64851015

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810976780.1A Active CN109100139B (zh) 2018-08-25 2018-08-25 一种丝杠副传动效率动态测量装置及其测量方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109100139B (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109708874A (zh) * 2018-12-30 2019-05-03 慈兴集团有限公司 滚珠丝杠副振动与噪声测量装置及测量方法
CN110542501B (zh) * 2019-08-15 2021-02-12 北京空间飞行器总体设计部 一种滚珠丝杠传动效率测试系统
CN112504663A (zh) * 2019-08-26 2021-03-16 南京理工大学 基于齿轮传动的滚珠丝杠副传动效率测量方法
CN112504662A (zh) * 2019-08-26 2021-03-16 南京理工大学 基于齿轮换挡机构的滚珠丝杠副传动效率的测量装置
CN110672318A (zh) * 2019-09-20 2020-01-10 南京理工大学 基于动力驱动系统的滚珠丝杠副传动效率测量装置及方法
CN111351658B (zh) * 2020-03-12 2021-09-21 南京理工大学 丝杠反向器摩擦阻力矩检测装置
CN112201606B (zh) * 2020-10-12 2023-08-25 华海清科股份有限公司 具有柔性连轴器的晶圆对中机构、传输装置及减薄设备
CN113029562A (zh) * 2021-03-17 2021-06-25 中国航发动力股份有限公司 一种丝杠传动机构负载状态的检测方法及检测装置
CN113375717B (zh) * 2021-06-02 2022-12-13 南京理工大学 一种可实现正逆传动加载的滚珠丝杠副综合性能测量平台

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01304335A (ja) * 1988-06-02 1989-12-07 Mitsubishi Electric Corp 駆動機構の負荷計測装置
CN101929530A (zh) * 2010-04-23 2010-12-29 南京理工大学 小型移动机器人用三档变速机构
CN102620929A (zh) * 2012-03-15 2012-08-01 南京理工大学 滚珠丝杠副精度保持性试验装置与方法
CN104122087A (zh) * 2014-08-15 2014-10-29 上海理工大学 直线电机驱动的滚珠丝杠性能实验台
CN204025640U (zh) * 2014-08-13 2014-12-17 浙江万里扬变速器股份有限公司 汽车变速器副箱电控换档机构
JP2018080999A (ja) * 2016-11-16 2018-05-24 トヨタ自動車株式会社 負荷試験装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01304335A (ja) * 1988-06-02 1989-12-07 Mitsubishi Electric Corp 駆動機構の負荷計測装置
CN101929530A (zh) * 2010-04-23 2010-12-29 南京理工大学 小型移动机器人用三档变速机构
CN102620929A (zh) * 2012-03-15 2012-08-01 南京理工大学 滚珠丝杠副精度保持性试验装置与方法
CN204025640U (zh) * 2014-08-13 2014-12-17 浙江万里扬变速器股份有限公司 汽车变速器副箱电控换档机构
CN104122087A (zh) * 2014-08-15 2014-10-29 上海理工大学 直线电机驱动的滚珠丝杠性能实验台
JP2018080999A (ja) * 2016-11-16 2018-05-24 トヨタ自動車株式会社 負荷試験装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
滚珠丝杠副精度保持性加载装置的设计与对比;丁聪;冯虎田;欧屹;;组合机床与自动化加工技术(第01期);57-74 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN109100139A (zh) 2018-12-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109100139B (zh) 一种丝杠副传动效率动态测量装置及其测量方法
CN201792186U (zh) 液压油缸活塞杆装配设备
CN105563246A (zh) 一种数控深孔磨床
CN110672318A (zh) 基于动力驱动系统的滚珠丝杠副传动效率测量装置及方法
CN102211301B (zh) 大型平面的超精密自动化加工装置及其加工方法
CN203011772U (zh) 滚珠丝杠副轴向静刚度卧式测量装置
US11215534B2 (en) Wheel testing machine detects performance through application of radial thrust
CN104792640B (zh) 一种滚珠丝杠副磨损测量试验台
CN110864898B (zh) 一种可快速换装的大功率锥齿轮综合性能试验台
CN208833503U (zh) 一种丝杠副传动效率动态测量装置
CN203317152U (zh) 高刚性大扭矩立式加工中心
CN203572624U (zh) 一种滚珠丝杠副轴向静刚度测试系统
CN211802457U (zh) 自动螺纹通止检测设备
CN109029984B (zh) 一种适用于滚珠丝杠副的四档转换测量机构
CN203009756U (zh) 一种旋转螺母的丝杆传动结构
CN203751367U (zh) 液压三爪自动定心卡盘
CN207238825U (zh) 一种单摆臂左右共弯型数控弯管机
CN210037209U (zh) 一种薄壁轴承测振的径向加载装置
CN113375717B (zh) 一种可实现正逆传动加载的滚珠丝杠副综合性能测量平台
CN206764029U (zh) 用于磨床的旋转锉夹持装置
CN202137449U (zh) 一种拉削装置
CN208833507U (zh) 一种适用于滚珠丝杠副的四档转换测量机构
CN219915064U (zh) 一种用于制作物理检测样块的切转装置
CN112504663A (zh) 基于齿轮传动的滚珠丝杠副传动效率测量方法
CN216179588U (zh) 一种主轴系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant