CN110196161B - 一种齿轮传动链精度测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种齿轮传动链精度测试装置，包括支撑机构、对中机构、传动输入端机构、传动输出端机构以及控制系统。对中机构实现被测传动链输出端与传动输出端机构转接板的对中调节，保证两者同轴度；传动输入端机构固定安装于被测传动链的输入端，为整个齿轮传动链精度测试装置提供动力并将输入端数据传递到控制系统；传动输出端机构固定安装于被测传动链的输出端，将输出端数据传递到控制系统，同时还可给输出端加载，模拟传动链的实际工作状态，使测试结果更准确；控制系统用于采集分析传动链输入端及输出端的数据，从而得到被测传动链的传动误差及传动回差，本发明提供的齿轮传动链精度测试装置自动化程度高，通用性好。

Description

一种齿轮传动链精度测试装置

技术领域

本发明属于传动测试领域，尤其涉及一种齿轮传动链精度测试装置。

背景技术

齿轮传动链精度测试包括传动链误差测试和传动链回差测试，目前常用的传动链精度测试方法有两种：一是基于简单工艺装备的手工测量；二是基于非标设备的自动化测量。

基于简单工艺装备的手工测量采用多面体、经纬仪、平行光管等开展传动链精度测试，自动化程度低、流程复杂、效率差，测试时需要转动手轮400～500转以上，过程中需多次停止来记录测量值。在整体工艺流程中需要装调员具有丰富的实践经验，且装调过程涉及大量数据运算，耗时费力，该手工测量装置所存在的最主要的缺点是自动化测试程度低下。依赖于经验的工艺方法不能精确受控，效率低，装配质量存在隐患。

基于非标设备的自动化测量则主要是针对变速器等产品的传动链测量，但在输入输出轴轴线呈空间交错分布且精度要求较高的大型传动链上较难使用，通用性差。

发明内容

本发明的目的是提供一种齿轮传动链精度测试装置，其自动化程度高、通用性好，可应用于输入输出端轴线为任意角度传动链的误差及回差测量。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种齿轮传动链精度测试装置，包括：

支撑机构；

对中机构，固定安装于所述支撑机构的上端；

传动输入端机构，所述传动输入端机构包括伺服电机、第一联轴器、双输出轴减速箱、第二联轴器、第三联轴器以及第一角编码器，所述伺服电机的输出轴通过所述第一联轴器与所述双输出轴减速箱的输入轴相连，所述伺服电机用于提供传动动力，所述双输出轴减速箱固定安装于所述被测传动链输入端的定结构上，所述双输出轴减速箱的第一输出轴通过所述第二联轴器与被测传动链输入端固定连接，所述双输出轴减速箱的第二输出轴通过所述第三联轴器与所述第一角编码器相连，所述第一角编码器用于采集所述被测传动链的输入端的第一角位移信息；

传动输出端机构，所述传动输出端机构包括支撑面板、转接板、增速箱、第四联轴器、第五联轴器以及第二角编码器，所述支撑面板可移动安装于所述对中机构上，所述增速箱固定安装于所述支撑面板上，所述增速箱的输入轴通过第四联轴器与所述转接板相连，所述转接板与所述被测传动链的输出端固定连接，所述增速箱的输出轴通过所述第五联轴器与所述第二角编码器相连，所述第二角编码器用于采集所述被测传动链的输出端的第二角位移信息；

控制系统，包括参数设置模块、数据输出模块、数据采集模块、集成控制模块及计算分析模块，所述参数设置模块的数据输出端与所述数据输出模块的数据输入端相连，所述参数设置模块用于设置所述伺服电机的转速及启停，所述数据输出模块的数据输出端与所述伺服电机的数据输入端相连，所述第一角编码器和所述第二角编码器的数据输出端与所述数据采集模块的数据输入端相连，所述数据采集模块的数据输出端与所述集成控制模块的数据输入端相连，所述集成控制模块的数据输出端与所述计算分析模块的数据输入端相连，所述控制系统用于采集所述第一角位移信息以及所述第二角位移信息，并计算得到所述被测传动链的传动误差和传动回差。

优选地，所述输出轴增速箱为双输出轴增速箱。

优选地，所述传动输出端机构还包括加载结构，所述加载结构包括第六联轴器、扭力传感器、第七联轴器以及磁粉制动器，所述双输出轴增速箱的第二输出轴通过所述第六联轴器与所述扭力传感器靠近所述第六联轴器一侧相连，所述扭力传感器靠近所述第七联轴器一侧通过所述第七联轴器与所述磁粉制动器相连，所述参数设置模块内设置所述磁粉制动器的扭矩及启停，所述扭力传感器的数据输出端与所述数据采集模块的数据输入端相连，所述磁粉制动器用于给所述被测传动链的输出端加载。

优选地，所述对中机构包括前后移动导轨、上下移动导轨以及左右移动导轨，所述前后移动导轨的非工作面固定安装于所述支撑机构的上端，所述上下移动导轨可移动安装于所述前后导轨的工作面上，所述左右移动导轨可移动地安装于所述上下移动导轨的工作面上，所述支撑面板可移动安装于所述左右移动导轨的工作面上，实现所述传动输出端机构的前后、上下、左右方向上的位置调整。

优选地，所述前后移动导轨的前后两端设有止挡块。

优选地，所述对中机构还包括若干个C形夹，所述C形夹用于固定所述上下移动导轨相对于所述前后移动导轨的位置、所述左右移动导轨相对于所述上下移动导轨的位置以及所述支撑面板相对于所述左右移动导轨的位置。

优选地，所述双输出轴减速箱的第一输出轴与所述双输出轴减速箱的第二输出轴为同轴一体设计。

优选地，所述支撑机构底部设有若干个调整块，用于调整所述齿轮传动链精度测试装置的水平度。

优选地，所述控制系统还包括显示装置，用于显示所述参数设置模块设置的参数值、所述传动误差和所述传动回差。

本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

1)本发明提供了一种齿轮传动链精度测试装置，包括支撑机构、对中机构、传动输入端机构、传动输出端机构以及控制系统。支撑机构用于支撑起整个齿轮传动链精度测试装置；对中机构固定安装于支撑机构的上端，传动输出端机构可移动安装于对中机构上，实现被测传动链输出端与传动输出端机构的转接板的对中调节，保证被测传动链输出端与整个齿轮传动链精度测试装置的同轴度；传动输入端机构固定安装于被测传动链的输入端，传动输入端机构包括伺服电机、双输出轴减速箱以及第一角编码器等，伺服电机为整个齿轮传动链精度测试装置提供动力，第一角编码器用于采集被测传动链的输入端的第一角位移信息；传动输出端机构固定安装于被测传动链的输出端，其包括一个第二角编码器，第二角编码器用于采集被测传动链的输出端的第二角位移信息；控制系统，用于采集第一角位移信息和第二角位移信息，并对其采集的数据进行分析，从而得到被测传动链的传动误差及传动回差，本发明提供的齿轮传动链精度测试装置自动化程度高，并且，本发明提供的齿轮传动链精度测试装置的传动输入端机构以及传动输出端机构分别安装于被测传动链的输入端及输出端上，因而可用于输入输出端轴线为任意角度传动链的误差及回差测量。

2)本发明的传动输出端机构还包括加载结构，加载结构包括磁粉制动器，用于给被测传动链的输出端加载，通过磁粉制动器输出力矩来模拟被测传动链的实际加载工作状态，使传动链精度的测试结果更准确、更具参考性。

3)本发明提供的齿轮传动链精度测试装置，其传动输入端机构采用双输出轴减速箱、传动输出端机构采用双输出轴增速箱，双输出轴减速箱的第一输出轴与其第二输出轴以及双输出轴增速箱的第一输出轴与其第二输出轴均为同轴一体设计，即保证第一角编码器和被测传动链的输入端位于变速箱的两端、第二角编码器和被测传动链的输出端位于变速箱的两端，最大可能减少传动的中间环节，提高了齿轮传动链精度测试装置的精度。

附图说明

图1为齿轮传动链精度测试装置的立体图；

图2为图1中支撑机构的示意图；

图3为图1中对中机构的示意图；

图4为图1中传动输入端机构的示意图；

图5为图1中传动输出端机构的示意图；

图6为图1中控制系统的原理图。

附图标记说明：

1：支撑结构；11：调整块；2：对中机构；21：前后移动导轨；211：止挡块；22：上下移动导轨；23：左右移动导轨；24：C形夹；3：传动输入端机构；31：伺服电机；32：第一联轴器；33：双输出轴减速箱；331：第一安装支架；34：第二联轴器；35：第三联轴器；36：第一角编码器；361：第一角编码器安装支架；4：传动输出端机构；41：支撑面板；42：转接板；43：双输出轴增速箱；341：第二安装架；44：第四联轴器；45：第五联轴器；46：第二角编码器；461：第二角编码器安装支架；47：加载结构；471：第六联轴器；472：扭力传感器；4721：扭力传感器安装支架；473：第七联轴器；474：磁粉制动器；4741：磁粉制动器安装支架；5：控制系统；51：参数设置模块；52：数据输出模块；53：数据采集模块；54：集成控制模块；55：计算分析模块；56：显示装置；6：被测传动链；7：平板。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种齿轮传动链精度测试装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。

参看图1所示，图1为齿轮传动链精度测试装置的立体图，本发明提供了一种齿轮传动链精度测试装置，包括支撑机构1、对中机构2、传动输入端机构3、传动输出端机构4以及控制系统5。

参看图2所示，图2为图1中支撑机构的示意图，支撑机构1用于支撑起整个齿轮传动链精度测试装置，支撑机构1的底部还安装有调整块11，可用于调整整个齿轮传动链精度测试装置的水平度。

参看图3所示，图3为图1中对中机构的示意图，对中机构2固定安装于支撑机构1的上端，在本实施例中，对中机构2包括前后移动导轨21、上下移动导轨22以及左右移动导轨23，可实现前后、上下以及左右三个方向的调整，前后移动导轨21通过一安装板上的连接孔固定安装于支撑机构1的上端，上下移动导轨22可移动安装于前后移动导轨21的工作面上，上下移动导轨22可在前后移动导轨21上面前后移动，前后移动导轨21的前后两端各设有一个止挡块211，止挡块211可限定上下移动导轨22前后移动的范围。左右移动导轨23可移动地安装于上下移动导轨22的工作面上，左右移动导轨23可相对上下移动导轨22上下运动，传动输出端机构4通过支撑面板41可移动安装于左右移动导轨23的工作面上，从而通过移动上下移动导轨22、左右移动导轨23以及支撑面板41来调整传动输出端机构4的位置。在本实施例中，对中机构2还包括若干个C形夹24，当传动输出端机构4的位置调整完毕后，用C形夹24固定上下移动导轨22相对于前后移动导轨21的位置、左右移动导轨23相对于上下移动导轨22的位置以及支撑面板41相对于左右移动导轨23的位置，从而将传动输出端机构4的位置进行固定。

参看图4所示，图4为图1中传动输入端机构的示意图，传动输入端机构3包括伺服电机31、第一联轴器32、双输出轴减速箱33、第二联轴器34、第三联轴器35以及第一角编码器36，双输出轴减速箱33具有两个输出轴和一个输入轴，伺服电机31的输出轴通过第一联轴器32与双输出轴减速箱33的输入轴相连，伺服电机31是整个齿轮传动链精度测试装置的动力来源；双输出轴减速箱33的外壳上设有第一安装支架331，双输出轴减速箱33通过第一安装支架331固定安装于被测传动链6输入端的定结构上，双输出轴减速箱33的第一输出轴通过第二联轴器34与被测传动链6的输入端固定连接，双输出轴减速箱33的第二输出轴通过第三联轴器35与第一角编码器36相连，第一角编码器36用于采集被测传动链6的输入端的第一角位移信息，双输出轴减速箱33不仅可以将伺服电机转速减速处理后将动力传递至被测传动链6的输入端，还可以直接将被测传动链6输入端的角度变化情况传递到第一角编码器36，在本实施例中，第一角编码器36通过第一角编码器安装支架361进行安装。在本实施例中，双输出轴减速箱33的第一输出轴与双输出轴减速箱33的第二输出轴为同轴一体设计，第一角编码器36和被测传动链6的输入端位于双输出轴减速箱33同一输出轴的两端，保证第一角编码器36和被测传动链6的输入端同轴，减小双输出轴减速箱33跳动的影响，避免减速箱背隙引入的测量误差，最大可能减少传动的中间环节，提高了齿轮传动链精度测试装置的精度。

参看图5所示，图5为图1中传动输出端机构的示意图，传动输出端机构4包括支撑面板41、转接板42、增速箱、第四联轴器44、第五联轴器45以及第二角编码器46，增速箱通过第二安装架431固定安装于支撑面板41上，支撑面板41可移动安装于对中机构2的左右移动导轨23上，增速箱的输入轴通过第四联轴器44与转接板42相连，转接板42与被测传动链6的输出端固定连接，增速箱的输出轴通过第五联轴器45与第二角编码器46相连，第二角编码器46通过第二角编码器安装支架461进行安装，第二角编码器46用于采集被测传动链6的输出端的第二角位移信息，传动输出端机构4通过对中结构2进行前后、上下以及左右三个方向的调整，实现被测传动链6输出端与测试装置转接轴的对中调节，保证两者同轴度，在本实施例中，增速箱的输入轴与增速箱的输出轴为同轴一体设计，第二角编码器46和被测传动链6的输出端位于增速箱同一轴的两端，保证第二角编码器46和被测传动链6的输出端同轴，减小增速箱跳动的影响，避免增速箱背隙引入的测量误差，最大可能减少传动的中间环节，提高了齿轮传动链精度测试装置的精度。在本实施例中，增速箱为双输出轴增速箱43，双输出轴增速箱43具有两个输出轴和一个输入轴，双输出轴增速箱43的输入轴与被测传动链6输入端连接，双输出轴增速箱43的第一输出轴与第二角编码器46相连，在本实施例中，传动输出端机构4还包括加载结构47，加载结构47包括第六联轴器471、扭力传感器472、第七联轴器473以及磁粉制动器474，双输出轴增速箱43的第二输出轴通过第六联轴器471与扭力传感器472靠近第六联轴器471一侧相连，扭力传感器472靠近第七联轴器473一侧通过第七联轴器473与磁粉制动器474相连，磁粉制动器474可给被测传动链6的输出端加一可控的扭矩，模拟被测传动链6带载状态，扭力传感器472可测量被测传动链6输出端的转动力矩，并将测得的力矩值作为判断磁粉制动器474是否需要加载的条件，通过磁粉制动器474输出力矩来模拟被测传动链6的实际加载工作状态，使传动链精度的测试结果更准确、更具参考性。

参看图6所示，图6为图1中控制系统的原理图，控制系统5包括参数设置模块51、数据输出模块52、数据采集模块53、集成控制模块54及计算分析模块55，参数设置模块51的数据输出端与数据输出模块52的数据输入端相连，参数设置模块51可设置伺服电机31的转速、启停、磁粉制动器474的启停等，数据输出模块52的数据输出端与伺服电机31的数据输入端相连，第一角编码器36、第二角编码器46以及扭力传感器472的数据输出端与数据采集模块53的数据输入端相连，数据采集模块53用于采集被测传动链6输入端的第一角位移信息、被测传动链6输出端的第二角位移信息以及被测传动链6输出端的加载扭矩，数据采集模块53的数据输出端与集成控制模块54的数据输入端相连，集成控制模块54的数据输出端与计算分析模块55的数据输入端相连，控制系统4采用电气控制的方式对被测传动链6的输入端及输出端的数据进行采集分析实现被测传动链6的动态测量，并计算被测传动链6的传动误差和传动回差。在本实施例中，控制系统5还包括显示装置56，用于显示参数设置模块设置的参数值、传动误差和传动回差。

本实施例提供的齿轮传动链精度测试装置的使用方法为：

首先将传动输入端机构3安装至被测传动链6的输入端，再将支撑机构1放置于产品所在的装配平板7上，如图1所示，用调整块11调节好水平度；用对中机构2调整好传动输入端机构4的位置，将转接板42固定于被测传动链6的输出端。最后启动测试系统，完成各项测试与记录。

如图6所示，在进行齿轮传动链精度动态测试时，输入输出轴的角位移信息由第一角编码器36、第二角编码器46分别采集，并产生反映输入轴和输出轴角位移的脉冲信号，这两路信号传输给计算机，经过数据处理后送入计数器进行脉冲计数。误差测量软件模块不断地读取计数器的数据，以此来计算出传动误差和回差，同时传动误差值和回差值不断地被保存到计算机硬盘的指定空间并在显示器上实时显示。具体如下：

对于传动链误差测试，根据传动链的工作状态设置磁粉制动器474的力矩值，使测试过程接近传动链的实际工作状态。在传动链输出端齿轮旋转一周的情况下，设定测试的点数N，第一角编码器36、第二角编码器46在测试装置启动X秒后开始同时自动检测并由软件记录传动链输入端与输出端的角度变化量。第二角编码器46在输出端齿轮旋转每(360°/N)角度后检测一次角度变化量Zi，同时第一角编码器36检测一次角度变化量Xi，则本点处的传动链误差为|Xi-i*Zi|，其中i是传动比，测试过程在传动链末端齿轮旋转一周后自动停机。将输出端理论角度变化量与实测值比较后，通过控制系统在后台对采集的数据按照设定的公式进行计算，可得到传动链误差。此测试过程为定点测量模式，也可选择定时测量模式。

对于传动链回差测试，在传动链输出端齿轮旋转一周的情况下，设定需要测试的点数m，两处角编码器在测试装置启动X秒后开始工作。第二角编码器46记录传动链输出端齿轮角度变化，在输出端齿轮旋转每(360°/m)角度后由控制器发送一次测试回差命令，收到测试回差命令后，伺服电机31制动，当电机输出轴扭矩减小到设定值M1时，磁粉制动器474锁紧，传动链输出端齿轮停转。伺服电机31扭矩达到规定值M2后停转，同时第一角编码器36自动清零；随后伺服电机31反转，使得扭矩达到规定值M2后再次停转，同时第一角编码器36记录角度值变化值。第一角编码器36两次记录的数值差值就是此传动链测试点的回差δi，经过测试第m个点后得到回差δm，再通过控制器在后台对采集的数据按照设定的公式计算得到传动链回差。此测试过程为定点测量模式，也可选择定时测量模式。

本发明提供了一种齿轮传动链精度测试装置，包括支撑机构1、对中机构2、传动输入端机构3、传动输出端机构4以及控制系统5。支撑机构1用于支撑起整个齿轮传动链精度测试装置；对中机构2固定安装于支撑机构1的上端，传动输出端机构4可移动安装于对中机构2上，实现被测传动链6输出端与传动输出端机构的转接板的对中调节，保证被测传动链6输出端与整个齿轮传动链精度测试装置的同轴度；传动输入端机构3固定安装于被测传动链6的输入端，传动输入端机构3包括伺服电机31、双输出轴减速箱33以及第一角编码器36等，伺服电机31为整个齿轮传动链精度测试装置提供动力，第一角编码器36用于采集被测传动链6的输入端的第一角位移信息；传动输出端机构4固定安装于被测传动链6的输出端，其包括一个第二角编码器46，第二角编码器46用于采集被测传动链6的输出端的第二角位移信息；控制系统5，用于采集第一角位移信息和第二角位移信息，并对其采集的数据进行分析，从而得到被测传动链的传动误差及传动回差，本发明提供的齿轮传动链精度测试装置自动化程度高，并且，本发明提供的齿轮传动链精度测试装置的传动输入端机构3以及传动输出端机构4分别安装于被测传动链6的输入端及输出端上，因而可用于输入输出端轴线为任意角度传动链的误差及回差测量。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种齿轮传动链精度测试装置，其特征在于，包括：

支撑机构；

对中机构，固定安装于所述支撑机构的上端；

传动输入端机构，所述传动输入端机构包括伺服电机、第一联轴器、双输出轴减速箱、第二联轴器、第三联轴器以及第一角编码器，所述伺服电机的输出轴通过所述第一联轴器与所述双输出轴减速箱的输入轴相连，所述伺服电机用于提供传动动力，所述双输出轴减速箱固定安装于被测传动链输入端的定结构上，所述双输出轴减速箱的第一输出轴通过所述第二联轴器与被测传动链的输入端固定连接，所述双输出轴减速箱的第二输出轴通过所述第三联轴器与所述第一角编码器相连，所述第一角编码器用于采集所述被测传动链输入端的第一角位移信息，所述双输出轴减速箱的第一输出轴与所述双输出轴减速箱的第二输出轴为同轴一体设计；

传动输出端机构，所述传动输出端机构包括支撑面板、转接板、增速箱、第四联轴器、第五联轴器以及第二角编码器，所述支撑面板可移动安装于所述对中机构上，所述增速箱固定安装于所述支撑面板上，所述增速箱的输入轴通过第四联轴器与所述转接板相连，所述转接板与所述被测传动链的输出端固定连接，所述增速箱的输出轴通过所述第五联轴器与所述第二角编码器相连，所述第二角编码器用于采集所述被测传动链的输出端的第二角位移信息，所述增速箱为双输出轴增速箱，所述双输出轴增速箱的第一输出轴与所述双输出轴增速箱的第二输出轴为同轴一体设计；

控制系统，包括参数设置模块、数据输出模块、数据采集模块、集成控制模块及计算分析模块，所述参数设置模块的数据输出端与所述数据输出模块的数据输入端相连，所述参数设置模块用于设置所述伺服电机的转速及启停，所述数据输出模块的数据输出端与所述伺服电机的数据输入端相连，所述第一角编码器和所述第二角编码器的数据输出端与所述数据采集模块的数据输入端相连，所述数据采集模块的数据输出端与所述集成控制模块的数据输入端相连，所述集成控制模块的数据输出端与所述计算分析模块的数据输入端相连，所述控制系统用于采集所述第一角位移信息以及所述第二角位移信息，并计算得到所述被测传动链的传动误差和传动回差。

2.根据权利要求1所述的齿轮传动链精度测试装置，其特征在于，所述传动输出端机构还包括加载结构，所述加载结构包括第六联轴器、扭力传感器、第七联轴器以及磁粉制动器，所述双输出轴增速箱的第二输出轴通过所述第六联轴器与所述扭力传感器靠近所述第六联轴器一侧相连，所述扭力传感器靠近所述第七联轴器一侧通过所述第七联轴器与所述磁粉制动器相连，所述参数设置模块内设置所述磁粉制动器的扭矩及启停，所述扭力传感器的数据输出端与所述数据采集模块的数据输入端相连，所述磁粉制动器用于给所述被测传动链的输出端加载。

3.根据权利要求1所述的齿轮传动链精度测试装置，其特征在于，所述对中机构包括前后移动导轨、上下移动导轨以及左右移动导轨，所述前后移动导轨的非工作面固定安装于所述支撑机构的上端，所述上下移动导轨可移动安装于所述前后导轨的工作面上，所述左右移动导轨可移动地安装于所述上下移动导轨的工作面上，所述支撑面板可移动安装于所述左右移动导轨的工作面上，实现所述传动输出端机构的前后、上下、左右方向上的位置调整。

4.根据权利要求3所述的齿轮传动链精度测试装置，其特征在于，所述前后移动导轨的前后两端设有止挡块。

5.根据权利要求3所述的齿轮传动链精度测试装置，其特征在于，所述对中机构还包括若干个C形夹，所述C形夹用于固定所述上下移动导轨相对于所述前后移动导轨的位置、所述左右移动导轨相对于所述上下移动导轨的位置以及所述支撑面板相对于所述左右移动导轨的位置。

6.根据权利要求1所述的齿轮传动链精度测试装置，其特征在于，所述支撑机构底部设有若干个调整块，用于调整所述齿轮传动链精度测试装置的水平度。

7.根据权利要求1所述的齿轮传动链精度测试装置，其特征在于，所述控制系统还包括显示装置，用于显示所述参数设置模块设置的参数值、所述传动误差和所述传动回差。

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