一种用于计算功率封闭斜齿轮试验台中齿轮啮合效率的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于计算功率封闭斜齿轮试验台中齿轮啮合效率的方法，所述功率封闭斜齿轮试验台包括1个受试齿轮箱，1个陪试齿轮箱，二者完全相同，1个测量输入转速的转速编码器，1个测量输入转矩的转矩编码器，1个测量输出转速的转速编码器，1个测量输出转矩的转矩编码器，1个加载器，1台交流电机，2对完全相同的输入端轴承，2对完全相同的输出端轴承。包括如下步骤：根据已知量，计算空载条件下齿轮传动效率、计算载荷条件下齿轮传动效率、计算载荷条件下总功率、计算输入端轴承的径向载荷、计算输出端轴承的径向载荷、计算轴承摩擦损失、计算齿轮啮合效率。本发明专利技术利用测量结果，解决了功率封闭斜齿轮试验台中齿轮啮合效率的计算问题。

A method for calculating gear meshing efficiency in a power closed helical gear test bench

The invention relates to a method for meshing efficiency of helical gear test-bed gear calculation power closed, the power closed helical gear test bench consists of 1 subjects with 1 gear box, gear box, two identical, 1 speed encoder measuring input speed, 1 input torque torque measurement the encoder speed encoder 1 measuring output speed and torque encoder 1 measuring the output torque, 1 loaders, 1 AC motor, 2 pair of identical input end bearing, 2 pair of identical output end bearing. Includes the following steps: according to the known quantity, calculate no-load conditions of gear transmission efficiency, load calculation under the condition of gear transmission efficiency, load calculation under the condition of total power input, calculation of bearing radial load, calculate the output end bearing radial load, calculation of bearing friction loss, gear meshing efficiency calculation. Using the measurement results, the invention solves the calculation problem of gear meshing efficiency in the power closed helical gear test bed.

【技术实现步骤摘要】
一种用于计算功率封闭斜齿轮试验台中齿轮啮合效率的方法
本专利技术涉及一种齿轮啮合效率的计算方法，尤其是涉及一种用于计算功率封闭斜齿轮试验台中齿轮啮合效率的方法。
技术介绍
齿轮机构是现代机械中应用最广泛的一种传动机构。齿轮啮合效率是齿轮传动效率重要的组成部分，齿轮啮合效率的高低直接关系到装置性能和能源消耗。高啮合效率齿轮设计已经成为重要的发展方向。试验是对理论进行验证的有效手段。功率封闭斜齿轮试验台的测量结果无法直接获得齿轮啮合效率。目前，国内外尚缺乏一种有效利用功率封闭斜齿轮试验台的测量结果来计算齿轮啮合效率的方法，这就限制了对齿轮啮合效率理论计算方法的验证。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种用于计算功率封闭斜齿轮试验台中齿轮啮合效率的方法，该方法能够有效地利用测量结果，完成功率封闭斜齿轮试验台中齿轮啮合效率的计算。本专利技术的技术解决方案是：一种用于计算功率封闭斜齿轮试验台中齿轮啮合效率的方法，所述功率封闭斜齿轮试验台包括1个受试齿轮箱，1个陪试齿轮箱，受试齿轮箱和陪试齿轮箱的规格、型号、制造工艺和水平完全相同，1个测量输入转速的转速编码器，1个测量输入转矩的转矩编码器，1个测量输出转速的转速编码器，1个测量输出转矩的转矩编码器，1个加载器，1台交流电机，2对输入端轴承，2对输入端轴承的规格、型号、制造工艺和水平完全相同，2对输出端轴承，2对输出端轴承的规格、型号、制造工艺和水平完全相同，其特征在于步骤如下：步骤1：已知受试齿轮箱主动齿轮齿数Z1、受试齿轮箱从动齿轮齿数Z2、受试齿轮箱主动齿轮法面模数mn、受试齿轮箱主动齿轮法面压力角αn、受试齿轮箱主动齿轮螺旋角β、空载条件下测量输入转速的转速编码器测得的输入转速n11、空载条件下测量输入转矩的转矩编码器测得的输入转矩T11、空载条件下测量输出转速的转速编码器测得的输出转速n12、空载条件下测量输出转矩的转矩编码器测得的输出转矩T12、载荷条件下测量输入转速的转速编码器测得的输入转速n21、载荷条件下测量输入转矩的转矩编码器测得的输入转矩T21、载荷条件下测量输出转速的转速编码器测得的输出转速n22、载荷条件下测量输出转矩的转矩编码器测得的输出转矩T22、输入端轴承摩擦系数μb1、输入端轴承的内径dbore1、输出端轴承摩擦系数μb2、输出端轴承的内径dbore2；步骤2：使用步骤1中的空载条件下输入扭矩T11、空载条件下输入转速n11、空载条件下输出扭矩T12、空载条件下输出转速n12，通过功率封闭斜齿轮试验台中齿轮传动效率计算公式，计算得到空载条件下功率封闭斜齿轮试验台中齿轮传动效率ηs；步骤3：使用步骤1中的载荷条件下输入扭矩T21、载荷条件下输入转速n21、载荷条件下输出扭矩T22、载荷条件下输出转速n22，通过功率封闭斜齿轮试验台中齿轮传动效率计算公式，计算得到载荷条件下功率封闭斜齿轮试验台中齿轮传动效率ηT；步骤4：使用步骤1中的载荷条件下输出扭矩T22、载荷条件下输出转速n22和步骤3中计算的载荷条件下功率封闭斜齿轮试验台中齿轮传动效率ηT，通过载荷条件下总功率计算公式，计算得到载荷条件下总功率Pc；步骤5：使用步骤1中的载荷条件下输入扭矩T21、受试齿轮箱主动轮齿数Z1、受试齿轮箱主动轮法面模数mn、受试齿轮箱主动轮法面压力角αn、受试齿轮箱主动轮螺旋角β，通过轴承径向力计算公式，计算得到输入端轴承的径向载荷Wb1；步骤6：使用步骤1中的载荷条件下输出扭矩T22、受试齿轮箱从动轮齿数Z2、受试齿轮箱主动轮法面模数mn、受试齿轮箱主动轮法面压力角αn、受试齿轮箱主动轮螺旋角β，通过轴承径向力计算公式，计算得到输出端轴承的径向载荷Wb2；步骤7：使用步骤1中的载荷条件下输入转速n21、载荷条件下输出转速n22、输入端轴承摩擦系数μb1、输入端轴承的内径dbore1、输出端轴承摩擦系数μb2、输出端轴承的内径dbore2、步骤5中计算的输入端轴承的径向载荷Wb1和步骤6中计算的输出端轴承的径向载荷Wb2，通过轴承摩擦损失计算公式，计算得到轴承摩擦损失PB；步骤8：使用步骤2中计算的空载条件下功率封闭斜齿轮试验台中齿轮传动效率ηs、步骤3中计算的载荷条件下功率封闭斜齿轮试验台中齿轮传动效率ηT、步骤4中计算的载荷条件下总功率Pc和步骤7中计算的轴承摩擦损失PB，通过功率封闭斜齿轮试验台中齿轮啮合效率计算公式，计算得到功率封闭斜齿轮试验台中齿轮啮合效率ηW。所述步骤2和步骤3中的功率封闭斜齿轮试验台中齿轮传动效率计算公式为：式中，η为功率封闭斜齿轮试验台中齿轮传动效率，T1为输入扭矩，n1输入转速，T2为输出扭矩，n2为输出转速。所述步骤4中的载荷条件下总功率计算公式为：式中，PC为载荷条件下总功率，T2为输出扭矩，n2为输出转速，ηT为载荷条件下功率封闭斜齿轮试验台中齿轮传动效率。所述步骤5和步骤6中的轴承径向力计算公式为：式中，Wb为轴承径向力，T为齿轮所受扭矩，d为齿轮分度圆直径，αn为齿轮法面压力角，β为齿轮螺旋角。所述步骤7中的轴承摩擦损失计算公式为：式中，PB为轴承摩擦损失，μb1为输入端轴承摩擦系数，Wb1为输入端轴承的径向载荷，dbore1为输入端轴承的内径，n1为输入端转速，μb2为输出端轴承摩擦系数，Wb2为输出端轴承的径向载荷，dbore2为输出端轴承的内径，n2为输出端转速。所述步骤8中的功率封闭斜齿轮试验台中齿轮啮合效率计算公式为：式中，ηM为功率封闭斜齿轮试验台中齿轮啮合效率，ηT为载荷条件下功率封闭斜齿轮试验台中齿轮传动效率，ηS为空载条件下功率封闭斜齿轮试验台中齿轮传动效率，PB为轴承摩擦损失，PC为载荷条件下总功率。本专利技术的有益效果在于：功率封闭斜齿轮试验台的测量结果无法直接获得齿轮啮合效率，目前尚缺乏一种用于计算功率封闭斜齿轮试验台中齿轮啮合效率的方法。本专利技术根据功率封闭斜齿轮试验台测量的结果和齿轮参数，计算空载条件下齿轮传动效率、计算载荷条件下齿轮传动效率、计算载荷条件下总功率、计算输入端轴承的径向载荷、计算输出端轴承的径向载荷、计算轴承摩擦损失、计算齿轮啮合效率。本专利技术能够有效地利用测量结果，完成功率封闭斜齿轮试验台中齿轮啮合效率的计算。本专利技术简便可行，其实施的有益效果也是显而易见的。附图说明图1为本专利技术流程图；图2为功率封闭斜齿轮试验台原理图；其中，1、交流电机，2、测量输入转速的转速编码器，3、测量输入转矩的转矩编码器，4、第一输入端轴承，5、陪试齿轮箱主动齿轮，6、第二输入端轴承，7、加载器，8、第三输入端轴承，9、受试齿轮箱主动齿轮，10、第四输入端轴承，11、第一输出端轴承，12、受试齿轮箱从动齿轮，13、受试齿轮箱，14、第二输出端轴承，15、测量输出转矩的转矩编码器，16、测量输出转速的转速编码器，17、第三输出端轴承，18、陪试齿轮箱从动齿轮，19、陪试齿轮箱，20、第四输出端轴承。具体实施方式下面将结合附图和实施例对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。请参阅图1，图1是本专利技术实施例提供的一种用于计算功率封闭斜齿轮试验台中齿轮啮合效率的方法的流程图。如图2所示为功率封闭斜齿轮试验台原理图。本专利技术一种用于计算功率封闭斜齿轮试验台中齿轮啮合效本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于计算功率封闭斜齿轮试验台中齿轮啮合效率的方法，所述功率封闭斜齿轮试验台包括1个受试齿轮箱，1个陪试齿轮箱，受试齿轮箱和陪试齿轮箱的规格、型号、制造工艺和水平完全相同，1个测量输入转速的转速编码器，1个测量输入转矩的转矩编码器，1个测量输出转速的转速编码器，1个测量输出转矩的转矩编码器，1个加载器，1台交流电机，2对输入端轴承，2对输入端轴承的规格、型号、制造工艺和水平完全相同，2对输出端轴承，2对输出端轴承的规格、型号、制造工艺和水平完全相同，其特征在于步骤如下：步骤1：已知受试齿轮箱主动齿轮齿数

【技术特征摘要】
1.一种用于计算功率封闭斜齿轮试验台中齿轮啮合效率的方法，所述功率封闭斜齿轮试验台包括1个受试齿轮箱，1个陪试齿轮箱，受试齿轮箱和陪试齿轮箱的规格、型号、制造工艺和水平完全相同，1个测量输入转速的转速编码器，1个测量输入转矩的转矩编码器，1个测量输出转速的转速编码器，1个测量输出转矩的转矩编码器，1个加载器，1台交流电机，2对输入端轴承，2对输入端轴承的规格、型号、制造工艺和水平完全相同，2对输出端轴承，2对输出端轴承的规格、型号、制造工艺和水平完全相同，其特征在于步骤如下：步骤1：已知受试齿轮箱主动齿轮齿数Z1、受试齿轮箱从动齿轮齿数Z2、受试齿轮箱主动齿轮法面模数mn、受试齿轮箱主动齿轮法面压力角αn、受试齿轮箱主动齿轮螺旋角β、空载条件下测量输入转速的转速编码器测得的输入转速n11、空载条件下测量输入转矩的转矩编码器测得的输入转矩T11、空载条件下测量输出转速的转速编码器测得的输出转速n12、空载条件下测量输出转矩的转矩编码器测得的输出转矩T12、载荷条件下测量输入转速的转速编码器测得的输入转速n21、载荷条件下测量输入转矩的转矩编码器测得的输入转矩T21、载荷条件下测量输出转速的转速编码器测得的输出转速n22、载荷条件下测量输出转矩的转矩编码器测得的输出转矩T22、输入端轴承摩擦系数μb1、输入端轴承的内径dbore1、输出端轴承摩擦系数μb2、输出端轴承的内径dbore2；步骤2：使用步骤1中的空载条件下输入扭矩T11、空载条件下输入转速n11、空载条件下输出扭矩T12、空载条件下输出转速n12，通过功率封闭斜齿轮试验台中齿轮传动效率计算公式，计算得到空载条件下功率封闭斜齿轮试验台中齿轮传动效率ηs；步骤3：使用步骤1中的载荷条件下输入扭矩T21、载荷条件下输入转速n21、载荷条件下输出扭矩T22、载荷条件下输出转速n22，通过功率封闭斜齿轮试验台中齿轮传动效率计算公式，计算得到载荷条件下功率封闭斜齿轮试验台中齿轮传动效率ηT；步骤4：使用步骤1中的载荷条件下输出扭矩T22、载荷条件下输出转速n22和步骤3中计算的载荷条件下功率封闭斜齿轮试验台中齿轮传动效率ηT，通过载荷条件下总功率计算公式，计算得到载荷条件下总功率Pc；步骤5：使用步骤1中的载荷条件下输入扭矩T21、受试齿轮箱主动轮齿数Z1、受试齿轮箱主动轮法面模数mn、受试齿轮箱主动轮法面压力角αn、受试齿轮箱主动轮螺旋角β，通过轴承径向力计算公式，计算得到输入端轴承的径向载荷Wb1；步骤6：使用步骤1中的载荷条件下输出扭矩T22、受试齿轮箱从动轮齿数Z2、受试齿轮箱主动轮法面模数mn、受试齿轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：王成，王守仁，金辉，王高琦，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东,37