CN114061940A - 一种双速齿轮箱传递误差测量试验装置及试验方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种双速齿轮箱传递误差测量试验装置及试验方法，包括驱动电机、负载发电机、试验齿轮箱、陪试箱，驱动电机通过第一膜片联轴器、第一测扭仪连接试验箱的输入端，试验箱的输出端通过第二膜片联轴器、第二测扭仪连接陪试箱，陪试箱通过第三膜片联轴器连接负载发电机，试验箱的输入端和输出端上均安装有编码器，试验箱里设置高速比齿轮副和低速比齿轮副，低速比齿轮副为齿轮箱的输入端，高速比齿轮副为齿轮箱的输出端。本发明能够实现额定功率下，齿轮箱两种速比的切换及传递误差测量，通过编码器，可避免齿轮箱在低速下运行造成的轴承损伤，并精确的得到双速切换时扭矩波动带来的转角误差、齿轮传递误差等数据。

Description

一种双速齿轮箱传递误差测量试验装置及试验方法
技术领域
本发明涉及的是一种试验装置及试验方法，具体地说是齿轮箱试验装置及试验方法。
背景技术
为了适应船舶最大航速要求并兼顾经济性，采用加速机组与巡航机组联合运行的传动形式。巡航机组往往采用柴油机，而加速机组一般采用燃气轮机，两类机组转速差异较大(柴油机转速低而燃机转速高)，如实现两类机组并车，需要通过双速齿轮箱来实现，使柴油机满足加速与巡航要求。
船用双速齿轮箱是一种可实现两种速比传动的特殊齿轮箱，具有轴承支承跨度大，齿轮轴挠曲变形大，齿轮啮合易错位等特点，这就导致了齿轮传递误差较大，而齿轮的传递误差是齿轮系统振动和噪声的主要激励源。因此传递误差的测量的精准程度直接影响传动动态性能的研究与分析结果，直接关系到双速齿轮箱减振降噪效果。目前传递误差测量试验装置主要针对于单对齿轮上，无法测量出双速切换时扭矩波动带来的转角误差，试验工况与实际工况差异较大，且由于传递误差测量通常在准静态条件下测得，即要求双速箱中两齿轮轴转速很低，但齿轮箱低速运转时滑动轴承油膜难以形成，易造成轴承磨损，导致试验箱受损。
发明内容
本发明的目的在于提供能够实现额定功率下，齿轮箱两种速比的切换及传递误差测量的一种双速齿轮箱传递误差测量试验装置及试验方法。
本发明的目的是这样实现的：
本发明一种双速齿轮箱传递误差测量试验装置，其特征是：包括驱动电机、负载发电机、试验齿轮箱、陪试箱，驱动电机通过第一膜片联轴器、第一测扭仪连接试验箱的输入端，试验箱的输出端通过第二膜片联轴器、第二测扭仪连接陪试箱，陪试箱通过第三膜片联轴器连接负载发电机，试验箱的输入端和输出端上均安装有编码器，试验箱里设置高速比齿轮副和低速比齿轮副，低速比齿轮副为齿轮箱的输入端，高速比齿轮副为齿轮箱的输出端。
本发明一种双速齿轮箱传递误差测量试验装置还可以包括：内圈通过转接法兰、第四膜片联轴器连接试验箱的输入端，第一编码器的外圈通过支架与试验台架固定，第一编码器的内圈与转接法兰采用间隙配合，转接法兰与连接销相连，连接销与第四膜片联轴器过渡配合；第二编码器与试验箱的输出端的连接方式与第一编码器与试验箱的输入端的连接方式相同。
一种双速齿轮箱传递误差测量试验方法，其特征是：
(1)安装双速齿轮箱传递误差测量试验装置，并调试编码器；
(2)起动驱动电机，调整离合器控制阀，保持试验齿轮箱里的高速比齿轮副运转，转速分别为400r/min、700r/min、1000r/min，在这三种转速下，按试验扭矩施加相同载荷；
(3)分别在400r/min、700r/min、1000r/min转速下测试齿轮副相对振动曲线，每种转速至少测量3组信号；
(4)对每组信号进行处理，得到相应的频谱；
(5)对同一转速下3组频谱的前6阶峰值进行平均，作为这种转速下的频谱；
(6)对该速比下传动齿轮在3种转速下相对振动频谱的前6阶峰值进行外插，计算极低转速下这对齿轮相对振动的前6阶频谱峰值；
(7)分别对这对齿轮相对振动在极低转速下的频谱进行反傅里叶变换，得到这对齿轮的承载传动误差曲线；
(8)切换离合器控制阀，换成试验齿轮箱里的低速比齿轮副运行模式并加载，重复(3)到(7)步骤。
本发明的优势在于：
(1)能实现两种速比之间的自由切换，并测量每个运行模式下的传递误差，编码器联接处设置有保护装置，避免试验时超扭对编码器的损坏；
(2)试验时可在避免齿轮箱低速运转的条件下完成传递误差的测量，降低了由于转速过低而造成的轴承磨损及试验箱损坏风险；
(3)可在各种运行模式下测量出整个试验齿轮箱的扭矩、转速、振动等关键特性变化规律，便于进行传动动态性能的研究与分析；
(4)采用电功率封闭式，实现了既加载又节能的目的，节约测量成本。
附图说明
图1为本发明的布置图；
图2为本发明结构的部分剖视图；
图3为编码器及其联接装置示意图；
图4为本发明方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
结合图1-4，本发明一种双速齿轮箱传递误差测量试验装置，由驱动电机1、测扭仪2、膜片联轴器3；编码器及其连接装置4、试验齿轮箱5、膜片联轴器6；测扭仪7、陪试箱8、膜片联轴器9、负载发电机10、离合器控制阀11组成。试验时操控离合器控制阀11结合高速比齿轮副离合器，启动驱动电机1，驱动电机将功率通过膜片联轴3、测扭仪2将功率传递至试验箱5，试验箱5输出端与膜片联轴器6、测扭仪7、陪试箱8相联接并将功率传递给负载发电机10，负载发电机10产生的电功率反作用在驱动电机上形成功率的闭环。试验箱5输入轴、输出轴远离法兰侧联接有编码器及其联接装置4。完成高速比传递误差的测量后操控离合器控制阀11结合低速比齿轮副离合器，进行低速比下传递误差的测量。
本实施例中，如图3所示，编码器4-1内圈通过转接法兰4-3、联接销4-6、膜片联轴器4-4与试验箱输入轴、输出轴非法兰端轴头相联接，外圈通过支架4-5与试验台架固定，编码器内圈与转接法兰4-3采用间隙配合，并用联接螺钉4-2采用胶水联结以定位编码器内圈，转接法兰4-3也采用胶结的方式与联接销4-6相联接，起到超扭保护作用，联接销4-6与膜片联轴器4-4采用过渡配合，膜片联轴4-4与试验箱轴头相联。
本实施例中，在增速箱地脚处布置振动加速度传感器，在试验箱2输入端及输出端布置测扭仪，在所有滑动轴承处布置温度传感器。
试验箱通过离合器控制阀控制油压实现双速比的切换，高压油与润滑油采用稠油，由液压油站提供；监控系统分别与测扭仪、振动传感器、液压油站、离合器控制阀、编码器、驱动及加载电机变频器相连。
本实施例中传递误差的测量方法，如图4所示，主要包含以下步骤：(1)安装双速齿轮箱试验装置，并调试编码器。(2)起动驱动电机，调整离合器控制阀，保持高速比齿轮副运转，转速分别为400r/min、700r/min、1000r/min，在这三种转速下，按试验扭矩施加相同载荷。(3)分别在400r/min、700r/min、1000r/min转速下测试齿轮副相对振动曲线，每种转速至少测量3组信号。(4)对每组信号进行处理，得到相应的频谱。(5)对同一转速下3组频谱的前6阶峰值进行平均，作为这种转速下的频谱。(6)对该速比下传动齿轮在3种转速下相对振动频谱的前6阶峰值进行外插，计算极低转速下这对齿轮相对振动的前6阶频谱峰值。(7)由于传动误差和相对位移振动的定义一致性，分别对这对齿轮相对振动在极低转速下的频谱进行反傅里叶变换，即可得到这对齿轮的承载传动误差曲线。(8)切换离合器控制阀，换成低速比齿轮副运行模式并加载，重复(3)到(7)步骤。
为节省能源，降低试验成本，试验装置采用电功率封闭式，试验时，经试验箱及陪试箱传递的功率由负载发电机转化为直流功率再输给驱动电动机形成闭环，达到既加载又节能的目的。
为保证在系统超扭时编码器不至于损坏，将转接法兰及联接销采用胶接的方式进行联接，同时增设联接螺钉，联接螺钉一端与编码器内圈相连，另一端与转接法兰胶接，既起到定位的作用，又起到保护编码器内圈作用。
为满足各运行模式下测量出整个试验齿轮箱扭矩、转速、振动等关键特性，在双速齿轮箱输入、输出端，陪试箱的输出端加装测扭仪，在双速齿轮箱的中分面、轴承座上部、地脚处加装振动加速度传感器，所有轴承处加装温度传感器，所有传感器连接至监控系统。

Claims (3)

1.一种双速齿轮箱传递误差测量试验装置，其特征是：包括驱动电机、负载发电机、试验齿轮箱、陪试箱，驱动电机通过第一膜片联轴器、第一测扭仪连接试验箱的输入端，试验箱的输出端通过第二膜片联轴器、第二测扭仪连接陪试箱，陪试箱通过第三膜片联轴器连接负载发电机，试验箱的输入端和输出端上分别安装有第一编码器和第二编码器，试验箱里设置高速比齿轮副和低速比齿轮副，低速比齿轮副为齿轮箱的输入端，高速比齿轮副为齿轮箱的输出端。
2.根据权利要求1所述的一种双速齿轮箱传递误差测量试验装置，其特征是：第一编码器的内圈通过转接法兰、第四膜片联轴器连接试验箱的输入端，第一编码器的外圈通过支架与试验台架固定，第一编码器的内圈与转接法兰采用间隙配合，转接法兰与连接销相连，连接销与第四膜片联轴器过渡配合；第二编码器与试验箱的输出端的连接方式与第一编码器与试验箱的输入端的连接方式相同。
3.一种双速齿轮箱传递误差测量试验方法，其特征是：
(1)安装双速齿轮箱传递误差测量试验装置，并调试编码器；
(2)起动驱动电机，调整离合器控制阀，保持试验齿轮箱里的高速比齿轮副运转，转速分别为400r/min、700r/min、1000r/min，在这三种转速下，按试验扭矩施加相同载荷；
(3)分别在400r/min、700r/min、1000r/min转速下测试齿轮副相对振动曲线，每种转速至少测量3组信号；
(4)对每组信号进行处理，得到相应的频谱；
(5)对同一转速下3组频谱的前6阶峰值进行平均，作为这种转速下的频谱；
(6)对该速比下传动齿轮在3种转速下相对振动频谱的前6阶峰值进行外插，计算极低转速下这对齿轮相对振动的前6阶频谱峰值；
(7)分别对这对齿轮相对振动在极低转速下的频谱进行反傅里叶变换，得到这对齿轮的承载传动误差曲线；
(8)切换离合器控制阀，换成试验齿轮箱里的低速比齿轮副运行模式并加载，重复(3)到(7)步骤。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112696487A (zh) * 2020-12-25 2021-04-23 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 一种双速齿轮箱传递误差试验台摩擦片离合器供油装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050107936A1 (en) * 2003-11-13 2005-05-19 Ford Global Technologies Llc Adaptive pressure control method for synchronous downshifts in a multiple-ratio transmission
CN203443779U (zh) * 2013-09-13 2014-02-19 上海索达传动机械有限公司 变速箱用耐久试验台
CN105784354A (zh) * 2016-04-17 2016-07-20 吉林大学 汽车机械式变速器传递误差综合测试装置及方法
CN105928700A (zh) * 2016-04-17 2016-09-07 吉林大学 一种后驱汽车变速箱传动误差检测试验台及综合测试方法
CN106441878A (zh) * 2016-11-11 2017-02-22 中国船舶重工集团公司第七�三研究所 一种双速传动验证装置
CN112696487A (zh) * 2020-12-25 2021-04-23 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 一种双速齿轮箱传递误差试验台摩擦片离合器供油装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050107936A1 (en) * 2003-11-13 2005-05-19 Ford Global Technologies Llc Adaptive pressure control method for synchronous downshifts in a multiple-ratio transmission
CN203443779U (zh) * 2013-09-13 2014-02-19 上海索达传动机械有限公司 变速箱用耐久试验台
CN105784354A (zh) * 2016-04-17 2016-07-20 吉林大学 汽车机械式变速器传递误差综合测试装置及方法
CN105928700A (zh) * 2016-04-17 2016-09-07 吉林大学 一种后驱汽车变速箱传动误差检测试验台及综合测试方法
CN106441878A (zh) * 2016-11-11 2017-02-22 中国船舶重工集团公司第七�三研究所 一种双速传动验证装置
CN112696487A (zh) * 2020-12-25 2021-04-23 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 一种双速齿轮箱传递误差试验台摩擦片离合器供油装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
曹科;张向慧;弓宇;吴哲;: "精密齿轮传动误差检测试验台的设计", 机床与液压 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112696487A (zh) * 2020-12-25 2021-04-23 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 一种双速齿轮箱传递误差试验台摩擦片离合器供油装置
CN112696487B (zh) * 2020-12-25 2023-03-07 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 一种双速齿轮箱传递误差试验台摩擦片离合器供油装置

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