圆柱齿轮副准静态传递误差试验台、测试及数据处理方法技术

本发明专利技术公开了一种圆柱齿轮副准静态传递误差试验台、测试及数据处理方法，其特征是，包括加载组件、旋转锁定组件、试验台支撑组件、主动轮轴组件和从动轮轴组件；所述试验台支撑组件上依次设置有相互连接的所述主动轮轴组件和从动轮轴组件；所述加载组件安装在所述主动轮轴组件中的主动轴端；旋转锁定组件安装在所述从动轮轴组件中的从动轴端。本发明专利技术所达到的有益效果：1)试验台只有一对圆柱齿轮副和供圆柱齿轮副啮合传动的支撑机构，结构紧凑，占用空间小，便于维护；2)通过砝码加载，无需电动机及磁粉制动器等驱动设备，可以节省资金，缩短设备采购周期；3)本发明专利技术只需将贴有应变片的齿轮正常啮合加载便可进行试验测量。

【技术实现步骤摘要】
圆柱齿轮副准静态传递误差试验台、测试及数据处理方法
本专利技术涉及一种圆柱齿轮副准静态传递误差试验台、测试及数据处理方法，属于圆柱齿轮副传递误差测试

技术介绍
齿轮传动是机械传动中最常用的一种机械形式，具有工作可靠、效率高、结构紧凑、寿命长等优点，因此被广泛应用于各类机械设备上。传递误差用来衡量齿轮传动的准确程度，它是影响齿轮的工作精度、振动、噪声、可靠性及寿命的一项重要参数。齿轮在啮合传动过程中，随着齿面磨损的扩展，齿轮的齿形误差、基节误差和齿侧间隙也将增加；另外在实际应用中的齿轮还不可避免地存在着制造、安装误差，在载荷的作用下轮齿也会发生变形。这些误差和变形破坏了齿轮传动的啮合关系，使齿轮啮合时的位置相对于其理论位置发生偏离，形成了齿轮啮合的位移误差激励，圆柱齿轮副动态特性研究的基础参数之一就是准静态传递误差；获得准确的圆柱齿轮副准静态传递误差是圆柱齿轮副动态行为分析的核心之一。目前，针对圆柱齿轮副准静态传递误差试验台多采用光栅式试验台，通过一对圆光栅测定圆柱齿轮副的转角差值来获得准静态传递误差。然后这种方法对光栅精度要求较高，试验所用光栅盘刻度必须达到测试精度要求，而采购高精度的光栅盘通常需国外进口，会导致试验费用高昂，且采购周期长。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种圆柱齿轮副准静态传递误差试验台、测试及数据处理方法，用于获得不同齿形的圆柱齿轮副准静态传递误差的实测值。为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案：一种圆柱齿轮副准静态传递误差试验台，其特征是，包括加载组件、旋转锁定组件、试验台支撑组件、主动轮轴组件和从动轮轴组件；所述试验台支撑组件上依次设置有相互连接的所述主动轮轴组件和从动轮轴组件；所述加载组件安装在所述主动轮轴组件中的主动轴端；所述旋转锁定组件安装在所述从动轮轴组件中的从动轴端。前述的一种圆柱齿轮副准静态传递误差试验台，其特征是，所述加载组件包括加载力臂、力臂制动盘、砝码、力臂挂钩、挂钩挡块和锁紧螺栓；所述力臂挂钩的底部用于放置所述砝码，顶部用于与加载力臂相连接；所述挂钩挡块位于加载力臂的自由端，用于防止力臂挂钩滑出；所述加载力臂的另一端与力臂制动盘相连接；所述力臂制动盘位于试验台支撑组件上；所述加载力臂和力臂制动盘通过锁紧螺栓锁紧；所述力臂制动盘沿圆周方向开有T型槽；所述锁紧螺栓的头部位于力臂制动盘的T型槽内，锁紧螺栓的螺杆通过力臂制动盘的滑槽，穿过力臂制动盘的周向通孔，拧入配合的螺母；所述力臂制动盘与加载力臂通过锁紧螺栓连接，通过力臂制动盘端面和加载力臂端面摩擦传递扭矩。前述的一种圆柱齿轮副准静态传递误差试验台，其特征是，所述旋转锁定组件包括制动器、制动器圆盘和用于锁紧制动器和制动器圆盘的锁紧螺栓；所述制动器圆盘中开有T型槽；所述制动器设置在制动器圆盘上；所述制动器圆盘位于试验台支撑组件上；所述锁紧螺栓的头部位于制动器圆盘的T型槽内，锁紧螺栓的螺杆通过制动器圆盘的滑槽，穿过制动器的周向通孔，拧入配合的螺母；所述制动器圆盘与制动器通过锁紧螺栓连接，通过制动器圆盘端面和制动器端面摩擦传递扭矩。前述的一种圆柱齿轮副准静态传递误差试验台，其特征是，所述试验台支撑组件包括底座、设置有两组且均位于所述底座上的主动轴支撑部件、主动轴支撑端盖、从动轴支撑部件、从动轴支撑端盖、主动轮轴承端盖和从动轮轴承端盖；所述主动轴支撑端盖设置在主动轴支撑部件顶部，主动轮轴承端盖设置在主动轴支撑端盖和主动轴支撑部件的外侧；所述从动轴支撑端盖设置在从动轴支撑部件顶部，从动轮轴承端盖设置在从动轴支撑端盖和从动轴支撑部件的外侧；所述主动轴支撑部件和从动轴支撑部件顺次分布于底座上；所述主动轮轴承端盖用于连接主动轮轴组件；所述从动轮轴承端盖用于连接从动轮轴组件。前述的一种圆柱齿轮副准静态传递误差试验台，其特征是，所述底座上设置有螺纹孔，分别用于安装主动轴支撑部件和从动轴支撑部件；所述螺纹孔的位置根据测试齿轮中心距确定；所述主动轴支撑端盖与主动轴支撑部件、从动轴支撑端盖与从动轴支撑部件均通过螺栓连接；所述主动轮轴承端盖与主动轴支撑端盖、主动轴支撑部件通过螺栓连接；所述从动轮轴承端盖与从动轴支撑端盖、从动轴支撑部件通过螺栓连接；所述底座还开有用于固定制动器的螺纹孔。前述的一种圆柱齿轮副准静态传递误差试验台，其特征是，所述主动轮轴组件包括主动轴，依次设置在主动轴上的轴承、主动轮键、主动轴套筒、轴承、力臂制动盘键、力臂制动盘和主动轴轴端档盖；所述主动轴轴端档盖与主动轴通过螺栓连接；所述主动轮键外壁设置有主动轮，主动轮键与主动轮相配合；所述力臂制动盘键的外壁设置有加载力臂，力臂制动盘键与加载力臂相配合；所述从动轮轴组件包括从动轴、依次安装在从动轴上的轴承、从动轮键、从动轴套筒、轴承、制动圆盘键、制动器和从动轴轴端档盖；所述从动轴轴端档盖与从动轴通过螺栓连接；所述从动轮键外壁设置有从动轮，从动轮键与从动轮相配合；所述制动圆盘键的外壁设置有制动圆盘，制动圆盘键与制动圆盘相配合。前述的一种圆柱齿轮副准静态传递误差试验台，其特征是，所述主动轮键、从动轮键采用双键结构；所述力臂制动圆盘、制动器圆盘采用双键结构。一种圆柱齿轮副准静态传递误差试验台的测试方法，其特征是，包括如下步骤：1)确定试验圆柱齿轮副贴片位置：选定主、从动轮试验轮齿，通过齿根危险截面法，即30°切线法，确定齿根危险截面位置，并标记为a点；在选定的主动轮、从动轮试验轮齿的轮缘中间位置标记为b点；在离试验轮齿顺时针或逆时针四个轮齿的位置的轮缘中点位置标记为c点；按照应变片贴片预先处理标准打磨主、从动轮的a、b、c点，按照贴片标准贴应变片；2)安装试验圆柱齿轮副，保证圆柱齿轮副的啮合传动轮齿为贴有应变片且应变片承受载荷的轮齿，分别锁紧加载组件和旋转锁定组件中的锁紧螺栓；3)确定载荷：确定所需选用的砝码个数及质量，其中砝码包含不同质量砝码，并挂于力臂挂钩上；确定加载距离，并在加载力上相应位置挂载力臂挂钩。一种圆柱齿轮副准静态传递误差试验台的测试方法的数据处理方法，其特征是，具体包括如下步骤：a)根据齿轮几何关系，利用测试点b处的应变变化，建立轮缘的微变形量计算公式εa＝2π×ε2，式中，ε2为测量b处微变形量；b)建立加载点位于啮入点A时测试点a处的轮齿微变形量计算公式：εb＝tan(ε1/rε1)×hA，式中，ε1为测量a处微变化值；rε1为测量a位置的半径；hA为啮合点距测量a位置的齿高；c)根据准静态传递误差的定义将a、b点处的轮齿微变形量沿啮合线方向拟合，其中，轮齿啮入点A处的总微变形量为εA＝2π×ε2+tan(ε1/rε1)×hA；d)采用步骤b)、c)同样的方法，分别建立加载点位于双-单啮合区分界点B、节点C、单-双啮合区分界点D、啮出点E时的总微变形量；用从动轮拟合后的位移量减主动轮拟合后的微变形量，获得圆柱齿轮副的准静态传递误差，STEA＝δA从-δA主，式中，δA从为从动轮啮入点A处微变形量；δA主为主动轮啮入点A处的微变形量；同理，可求得双-单啮合区分界点B、节点C、单-双啮合区分界点D、啮出点E处的准静态传递误差，获得圆柱齿轮副啮合传动的准静态传递误差。本专利技术所达到的有益效果：1)试验台构造较简单，只有一对圆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种圆柱齿轮副准静态传递误差试验台，其特征是，包括加载组件、旋转锁定组件、试验台支撑组件、主动轮轴组件和从动轮轴组件；所述试验台支撑组件上依次设置有相互连接的所述主动轮轴组件和从动轮轴组件；所述加载组件安装在所述主动轮轴组件中的主动轴端；所述旋转锁定组件安装在所述从动轮轴组件中的从动轴端。

【技术特征摘要】
1.一种圆柱齿轮副准静态传递误差试验台，其特征是，包括加载组件、旋转锁定组件、试验台支撑组件、主动轮轴组件和从动轮轴组件；所述试验台支撑组件上依次设置有相互连接的所述主动轮轴组件和从动轮轴组件；所述加载组件安装在所述主动轮轴组件中的主动轴端；所述旋转锁定组件安装在所述从动轮轴组件中的从动轴端。2.根据权利要求1所述的一种圆柱齿轮副准静态传递误差试验台，其特征是，所述加载组件包括加载力臂、力臂制动盘、砝码、力臂挂钩、挂钩挡块和锁紧螺栓；所述力臂挂钩的底部用于放置所述砝码，顶部用于与加载力臂相连接；所述挂钩挡块位于加载力臂的自由端，用于防止力臂挂钩滑出；所述加载力臂的另一端与力臂制动盘相连接；所述力臂制动盘位于试验台支撑组件上；所述加载力臂和力臂制动盘通过锁紧螺栓锁紧；所述力臂制动盘沿圆周方向开有T型槽；所述锁紧螺栓的头部位于力臂制动盘的T型槽内，锁紧螺栓的螺杆通过力臂制动盘的滑槽，穿过力臂制动盘的周向通孔，拧入配合的螺母；所述力臂制动盘与加载力臂通过锁紧螺栓连接，通过力臂制动盘端面和加载力臂端面摩擦传递扭矩。3.根据权利要求2所述的一种圆柱齿轮副准静态传递误差试验台，其特征是，所述旋转锁定组件包括制动器、制动器圆盘和用于锁紧制动器和制动器圆盘的锁紧螺栓；所述制动器圆盘中开有T型槽；所述制动器设置在制动器圆盘上；所述制动器圆盘位于试验台支撑组件上；所述锁紧螺栓的头部位于制动器圆盘的T型槽内，锁紧螺栓的螺杆通过制动器圆盘的滑槽，穿过制动器的周向通孔，拧入配合的螺母；所述制动器圆盘与制动器通过锁紧螺栓连接，通过制动器圆盘端面和制动器端面摩擦传递扭矩。4.根据权利要求3所述的一种圆柱齿轮副准静态传递误差试验台，其特征是，所述试验台支撑组件包括底座、设置有两组且均位于所述底座上的主动轴支撑部件、主动轴支撑端盖、从动轴支撑部件、从动轴支撑端盖、主动轮轴承端盖和从动轮轴承端盖；所述主动轴支撑端盖设置在主动轴支撑部件顶部，主动轮轴承端盖设置在主动轴支撑端盖和主动轴支撑部件的外侧；所述从动轴支撑端盖设置在从动轴支撑部件顶部，从动轮轴承端盖设置在从动轴支撑端盖和从动轴支撑部件的外侧；所述主动轴支撑部件和从动轴支撑部件顺次分布于底座上；所述主动轮轴承端盖用于连接主动轮轴组件；所述从动轮轴承端盖用于连接从动轮轴组件。5.根据权利要求4所述的一种圆柱齿轮副准静态传递误差试验台，其特征是，所述底座上设置有螺纹孔，分别用于安装主动轴支撑部件和从动轴支撑部件；所述螺纹孔的位置根据测试齿轮中心距确定；所述主动轴支撑端盖与主动轴支撑部件、从动轴支撑端盖与从动轴支撑部件均通过螺栓连接；所述主动轮轴承端盖与主动轴支撑端盖、主动轴支撑部件通过螺栓连接；所述从动轮轴承端盖与从动轴支撑端盖、从动轴支撑部件通过螺栓连接；所述底座还开有用于固定制动器的螺纹孔。6.根据权利要求5所述的一种圆柱齿轮副准静态传递误差试验台，其特征是...

【专利技术属性】
技术研发人员：李政民卿，王浩，朱如鹏，叶威，李斯，吕焕超，鲍和云，陆凤霞，靳广虎，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32