CN109253878A - 一种塑料齿轮传动误差测试结构 - Google Patents

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任新丽
石照耀
张临涛
郝雷
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明公开了一种塑料齿轮传动误差测试结构，该结构包括拧紧螺母、被测齿轮、齿轮卡头、防尘挡圈、轴套、轴承a、外隔套、内隔套、主轴、主轴箱体、轴承b、调整环、压环、过渡套环、读数头支架、过渡轴、圆光栅、读数头、圆光栅转接盘、精密锁紧螺母。本发明通过拆卸和更换齿轮卡头与拧紧螺母，能实现快速安装不同尺寸的塑料齿轮，简化了齿轮装夹的步骤。本发明采用带法兰盘的测量主轴，一端面法兰盘直接通过齿轮卡头与塑料齿轮相连，另一端面通过圆光栅转接盘连接主轴与圆光栅角度编码器，保证了圆光栅角度编码器与塑料齿轮同角度旋转，提高了测量精度。通用性强，可以用于其他需要保证圆光栅与测量轴系之间同轴转动的设计，应用范围广泛。

Description

一种塑料齿轮传动误差测试结构
技术领域
本发明涉及一种塑料齿轮传动误差测试结构。属于精密测试计量技术、精密仪器及机械传动领域。
背景技术
近年来，伴随着模具技术的日益成熟及更为坚固耐用的高性能工程塑料的开发应用，塑料齿轮因其重量轻、噪声低、自润滑、成本低等优点正在逐步替代金属齿轮而被广泛应用于航天、汽车、玩具、办公、家电等诸多领域。
齿轮的主要用处有两个，一个是传递运动，另一个是传递动力。目前国内塑料齿轮主要被用来传递运动。齿轮传动的性能一直是工程界非常重视的问题，但由于齿轮传动机构的自身因素及现阶段加工工艺等方面的影响，实际工作中很难达到理论值。传动误差是机械传动性能的最重要的技术指标，是衡量传动精度的指标之一。为了更直观的研究塑料齿轮的传动误差，指导塑料齿轮的设计和制造，搭建了塑料齿轮传动误差测试试验台，要求此试验台能快速精准的测量塑料齿轮的传动误差。根据传动误差的测量原理，此试验台中需要安装不同类型的传感器，包括角度传感器和扭矩传慼器。由于传动误差作为齿轮传动的一个重要传动性能参数，对它的精准测量至关重要。传动误差的精度与轴系的旋转精度紧密相连。而该试验台对轴系的旋转精度要求较高。通常，高精密的回转轴系会采用密珠轴系，但密珠轴系不适用于高速旋转的轴系，旋转速度过大会导致密珠轴系受热膨胀损失原有精度，且密珠轴系结构比较复杂。所以，发明一种适合于塑料齿轮传动误差测量的新型轴系结构很有必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、安装方便，能实现同一款角度传感器直接测量不同尺寸的塑料齿轮输入、输出轴转角的机械结构，提高了塑料齿轮传动误差的测量精度。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案为一种塑料齿轮传动误差测试结构。该结构包括拧紧螺母(1)、被测齿轮(2)、齿轮卡头(3)、防尘挡圈(4)、轴套(5)、轴承a(6)、外隔套(7)、内隔套(8)、主轴(9)、主轴箱体(10)、轴承b(11)、调整环(12)、压环(13)、过渡套环(14)、读数头支架(15)、过渡轴(16)、圆光栅(17)、读数头(18)、圆光栅转接盘(19)、精密锁紧螺母(20)。
塑料齿轮(2)通过拧紧螺母(1)压紧在齿轮卡头(3)上，齿轮卡头(3)通过均布的内六角圆柱头螺钉固定在主轴(9)最左端，防尘挡圈(4)固定在轴套(5)上置于主轴(9)左端，防止灰尘进入影响轴承a(6)的性能。轴承a(6)左端面紧贴于主轴(9)左侧凸台端面，轴承a(6)右端面内圈紧贴于内隔套(8)左端面、外圈紧贴于外隔套(7)左端面，内隔套(8)、外隔套(7)右端面分别紧贴于轴承b(11)左端面的内外圈。过渡套环(14)用于连接轴承b(11)右端面和精密锁紧螺母(20)，压环(13)通过一组螺钉固定于轴套(5)右端面，调整环(12)放置于轴承b(11)与压环(13)之间。轴套(5)和轴承a(6)外圈直接进行配合，轴套(5)通过内六角圆柱头螺钉直接安装到主轴箱体(10)上。主轴(9)右端使用精密锁紧螺母(20)将轴承并紧，防止轴系上零件沿轴向移动。主轴右端集成有圆光栅(17)，圆光栅(17)通过一组螺钉安装于圆光栅转接盘(19)上，转接盘(19)通过四个紧定螺钉固定在精密轴系的主轴(9)上，完成圆光栅与主轴的相连。读数头(18)通过读数头支架(15)安装在主轴箱体上。主轴右端是与扭矩传感器连接的过渡轴(16)，扭矩传感器和主轴之间采用联轴器连接传递扭矩。
本发明可以取得以下显著特点：
本发明通过拆卸和更换齿轮卡头与拧紧螺母，能实现快速安装不同尺寸的塑料齿轮，简化了齿轮装夹的步骤。
本发明采用带法兰盘的测量主轴，一端面法兰盘直接通过齿轮卡头与塑料齿轮相连，另一端面通过圆光栅转接盘连接主轴与圆光栅角度编码器，保证了圆光栅角度编码器与塑料齿轮同角度旋转，提高了测量精度。
本发明通用性强，可以用于其他需要保证圆光栅与测量轴系之间同轴转动的设计，应用范围广泛。
附图说明
图1本发明装置结构装配图。
图2测量主轴结构图。
图3齿轮卡头与拧紧螺母结构图。
图4圆光栅转接盘结构图。
图中，1-拧紧螺母、2-被测齿轮、3-齿轮卡头、4-防尘挡圈、5-轴套、6-轴承a、7-外隔套、8-内隔套、9-主轴、10-主轴箱体、11-轴承b、12-调整环、13-压环、14-过渡套环、15-读数头支架、16-过渡轴、17-圆光栅、18-读数头、19-圆光栅转接盘、20-精密锁紧螺母。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
如图1-4所示，一种结构简单、安装方便，能实现同一款角度传感器直接测量不同尺寸的塑料齿轮输入、输出轴转角的机械结构包括拧紧螺母(1)、被测齿轮(2)、齿轮卡头(3)、防尘挡圈(4)、轴套(5)、轴承a(6)、外隔套(7)、内隔套(8)、主轴(9)、主轴箱体(10)、轴承b(11)、调整环(12)、压环(13)、过渡套环(14)、读数头支架(15)、过渡轴(16)、圆光栅(17)、读数头(18)、圆光栅转接盘(19)、精密锁紧螺母(20)。
塑料齿轮(2)通过拧紧螺母(1)压紧在齿轮卡头(3)上，拧紧螺母(1)一端通过螺纹与齿轮卡头(3)连接，另一端面直接与齿轮(2)端面压紧将齿轮固定在齿轮卡头(3)上，完成齿轮装夹。齿轮卡头(3)固定在主轴(9)上，通过八个均布的内六角圆柱头螺钉连接，安装时利用八个不同的角度位置通过调整不同的角度，实现齿轮卡头径向安装位置的微调，找到齿轮夹头与主轴跳动最小的位置将夹头固定，以达到安装要求，保证回转精度。主轴(9)、轴承a(6)、轴承b(11)、内隔套(8)、外隔套(7)、调整环(12)、过渡套环(14)、精密锁紧螺母(20)组成一个整体。防尘挡圈(4)固定在轴套(5)上置于主轴(9)左端，防止灰尘进入影响轴承a(6)的性能。轴承a(6)左端面紧贴于主轴(9)左侧凸台端面，轴承a(6)右端面内圈紧贴于内隔套(8)左端面、外圈紧贴于外隔套(7)左端面，内隔套(8)、外隔套(7)右端面分别紧贴于轴承b(11)左端面的内外圈。过渡套环(14)用于连接轴承b(11)右端面和精密锁紧螺母(20)，压环(13)通过一组螺钉固定于轴套(5)右端面，调整环(12)放置于轴承b(11)与压环(13)之间。主轴(9)右端使用精密锁紧螺母(20)将轴承并紧，防止轴系上零件沿轴向移动。轴套(5)和轴承a(6)外圈直接进行配合，轴套(5)通过内六角圆柱头螺钉直接安装到主轴箱体(10)上，这样对主轴箱体的加工和装配精度要求较低，节约成本，同时也能更好的达到所需要的主轴回转精度。主轴右端集成有圆光栅(17)，圆光栅通过一组螺钉安装于圆光栅转接盘(19)上，转接盘通过四个紧定螺钉固定在精密轴系的主轴(9)上，完成圆光栅与主轴的相连。转接盘是保证光栅安装精度的重要部件，需要严格保证上下表面的平行度及配合面的刚度，从而保证光栅的安装精度。读数头(18)通过读数头支架(15)安装在主轴箱体上。主轴(9)最右端是与扭矩传感器连接的过渡轴(16)，扭矩传感器和主轴之间采用联轴器连接传递扭矩。
主轴轴系设计采用整体的设计形式，主轴在试验台之外完成装配调试。轴系采用轴套不动主轴转动的方式。

Claims (3)

1.一种塑料齿轮传动误差测试结构，其特征在于：该结构包括拧紧螺母(1)、被测齿轮(2)、齿轮卡头(3)、防尘挡圈(4)、轴套(5)、轴承a(6)、外隔套(7)、内隔套(8)、主轴(9)、主轴箱体(10)、轴承b(11)、调整环(12)、压环(13)、过渡套环(14)、读数头支架(15)、过渡轴(16)、圆光栅(17)、读数头(18)、圆光栅转接盘(19)、精密锁紧螺母(20)；
塑料齿轮(2)通过拧紧螺母(1)压紧在齿轮卡头(3)上，齿轮卡头(3)通过均布的内六角圆柱头螺钉固定在主轴(9)最左端，防尘挡圈(4)固定在轴套(5)上置于主轴(9)左端，防止灰尘进入影响轴承a(6)的性能；轴承a(6)左端面紧贴于主轴(9)左侧凸台端面，轴承a(6)右端面内圈紧贴于内隔套(8)左端面、外圈紧贴于外隔套(7)左端面，内隔套(8)、外隔套(7)右端面分别紧贴于轴承b(11)左端面的内外圈；过渡套环(14)用于连接轴承b(11)右端面和精密锁紧螺母(20)，压环(13)通过一组螺钉固定于轴套(5)右端面，调整环(12)放置于轴承b(11)与压环(13)之间；轴套(5)和轴承a(6)外圈直接进行配合，轴套(5)通过内六角圆柱头螺钉直接安装到主轴箱体(10)上；主轴(9)右端使用精密锁紧螺母(20)将轴承并紧，防止轴系上零件沿轴向移动；主轴右端集成有圆光栅(17)，圆光栅(17)通过一组螺钉安装于圆光栅转接盘(19)上，转接盘(19)通过四个紧定螺钉固定在精密轴系的主轴(9)上，完成圆光栅与主轴的相连；读数头(18)通过读数头支架(15)安装在主轴箱体上；主轴右端是与扭矩传感器连接的过渡轴(16)，扭矩传感器和主轴之间采用联轴器连接传递扭矩；调整环(12)放置于轴承b(11)与压环(13)之间。
2.根据权利要求1所述的一种塑料齿轮传动误差测试结构，其特征在于：主轴(9)最右端是与扭矩传感器连接的过渡轴(16)，扭矩传感器和主轴之间采用联轴器连接传递扭矩。
3.根据权利要求1所述的一种塑料齿轮传动误差测试结构，其特征在于：主轴轴系设计采用整体的设计形式，主轴在试验台之外完成装配调试；轴系采用轴套不动主轴转动的方式。
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