一種利用電噪聲測量齒輪嚙合側隙的裝置及方法
2023-10-06 09:17:54
一種利用電噪聲測量齒輪嚙合側隙的裝置及方法
【專利摘要】本發明涉及一種利用電噪聲測量齒輪嚙合側隙的裝置及方法，屬於空間低速指向機構的測試【技術領域】。該裝置將齒輪傳動組件的固定部分作為直流電傳輸迴路的一端，齒輪傳動組件的轉動部分作為直流電傳輸迴路的另一端，通過採集齒輪傳動時的電噪聲數值來折算其嚙合側隙。該裝置無需拆卸被測組件，可以推廣至其他導體構成的齒輪傳動組件，實現實時無損檢測。目前，該裝置已經應用於太陽帆板驅動機構的測試過程中。
【專利說明】一種利用電噪聲測量齒輪嚙合側隙的裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種利用電噪聲測量齒輪嚙合側隙的裝置及方法，屬於空間低速指向機構的測試【技術領域】。該裝置將齒輪傳動組件的固定部分作為直流電傳輸迴路的一端，齒輪傳動組件的轉動部分作為直流電傳輸迴路的另一端，通過採集齒輪傳動時的電噪聲數值來折算其嚙合側隙。該裝置無需拆卸被測組件，可以推廣至其他導體構成的齒輪傳動組件，實現實時無損檢測。目前，該裝置已經應用於太陽帆板驅動機構的測試過程中。
【背景技術】
[0002]目前測量齒輪空回的最常用的方法是鉛塞法，在齒輪嚙合位置塞入少量的鉛塊，齒輪嚙合後將鉛塊擠壓成型，通過測量被擠壓的鉛塊的厚度間接測量齒輪側隙。對於空間低速指向機構常用的高精度小模數齒輪，特別是諧波齒輪，由於模數較小，且柔輪部分可以發生形變，該方法並不適用。另一種常見的測量方法是在齒輪組件上外接光柵碼盤等高精度轉角測試裝置。這種方法通常需要製作專用的轉接工裝，因此往往只能在產品裝配過程中測量，當產品裝配完畢，因為安裝方式、工作空間等因素的影響，無法外接這些測試裝置時該方法則無能為力。
[0003]對於空間低速指向機構，由於常用的高精度齒輪模數較小，且產品裝配完畢後不再具備拆卸檢查或安裝轉角測試設備的條件，因此常規的轉角測量方法無法滿足此類機構齒輪側隙測量的需要。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是為了克服上述現有技術的不足，提出一種利用電噪聲測量齒輪嚙合側隙的裝置及方法。
[0005]本發明的目的是通過以下技術方案實現的。
[0006]本發明的一種利用電噪聲測量齒輪嚙合側隙的裝置，該裝置包括噪聲測試儀、直流電源和被測齒輪傳動組件；
[0007]被測齒輪傳動組件的固定部分與直流電源的正極(或負極)通過導線連接，被測齒輪傳動組件的轉動部分與直流電源的負極(或正極)通過導線連接；
[0008]被測齒輪傳動組件的固定部分與噪聲測試儀的正極(或負極)通過導線連接，被測齒輪傳動組件的轉動部分與噪聲測試儀的負極(或正極)通過導線連接。
[0009]利用上述的裝置對齒輪嚙合側隙進行測量的方法，首先使齒輪按正向或反向單向貼合，然後使被測齒輪傳動組件按反向或正向以速度V進行轉動，轉動的同時開始用噪聲測試儀採集噪聲；開始噪聲曲線處於平直階段，當噪聲上下波動，峰峰值超過平直段噪聲平均值的2倍時(此時認為噪聲發生突變)，說明齒輪處於反向或正向貼合狀態，開始傳遞運動；記錄噪聲處於突變前的時間t，則被測齒輪傳動組件在該位置的嚙合側隙=VXt0
[0010]有益效果
[0011]本發明的裝置主要應用於空間低速指向機構的傳動精度測量，也可以應用於其他導體組成的齒輪傳動組件；
[0012]本發明的裝置除在轉動部分和固定部分連接兩根導線外，無需拆卸組件或在被測組件上安裝其他測試裝置，較好的滿足了空間低速指向機構的齒輪側隙測量需要；
[0013]本發明的裝置將被測傳動組件的固定部分和轉動部分視作電傳輸迴路的摩擦對偶副；由於摩擦對偶副在靜止和運動時的電噪聲特性有較大差異；本發明的裝置利用這一差異，通過測量由於齒輪側隙所導致的傳動延時來計算齒輪側隙。該裝置的優勢在於無需拆卸被測組件，可以實現低速高精度的小模數傳動齒輪的側隙測量；
[0014]本發明的裝置可以最大限度的避免拆卸被測組件，實現實時無損檢測。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明的裝置的結構示意圖；
[0016]圖2為本發明的測量結果圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
[0018]實施例
[0019]如圖1所示，一種利用電噪聲測量齒輪嚙合側隙的裝置，該裝置包括噪聲測試儀
1、直流電源2和被測齒輪傳動組件；
[0020]被測齒輪傳動組件的固定部分3與直流電源2的正極通過導線連接，被測齒輪傳動組件的轉動部分4與直流電源2的負極通過導線連接；
[0021]被測齒輪傳動組件的固定部分3與噪聲測試儀I的正極通過導線連接，被測齒輪傳動組件的轉動部分4與噪聲測試儀I的負極通過導線連接。
[0022]上述的噪聲測試儀I具備交流均方根採集模式(AC-rms)，單周期採集時間為一項需要設定的參數，與齒輪傳動組件額定轉速有關。本實例採集時間為4秒，齒輪組件額定轉速為0.06° /S。噪聲測量量程為另一項需要設置的參數，本實例為15mVrms/A ;
[0023]上述的直流電源2工作在恆流輸出模式，需要設置的參數為輸出電流，與齒輪傳動組件從固定端到輸出端的直流電阻有關，本實例設置為0.5A ；
[0024]利用上述的裝置對齒輪嚙合側隙進行測量的方法，首先使齒輪按正向單向貼合，然後使被測齒輪傳動組件反向以速度0.06° /s進行轉動，轉動的同時開始用噪聲測試儀採集噪聲；一開始噪聲曲線處於平直階段，平均值為0.0lmVrms/A，後噪聲曲線開始產生突變，峰峰值大於平直段噪聲平均值的2倍時，說明齒輪處於反向貼合狀態；此時輸出曲線如圖2所示，噪聲處於突變前的時間3s，被測齒輪傳動組件嚙合側隙為0.06° /sX3s =
0.18°。
[0025]上述的被測齒輪傳動組件為導體。
【權利要求】
1.一種利用電噪聲測量齒輪嚙合側隙的裝置，其特徵在於:該裝置包括噪聲測試儀、直流電源和被測齒輪傳動組件； 被測齒輪傳動組件的固定部分與直流電源的正極或負極通過導線連接，被測齒輪傳動組件的轉動部分與直流電源的負極或正極通過導線連接； 被測齒輪傳動組件的固定部分與噪聲測試儀的正極或負極通過導線連接，被測齒輪傳動組件的轉動部分與噪聲測試儀的負極或正極通過導線連接。
2.一種利用權利要求1所述的裝置對齒輪嚙合側隙進行測量的方法，其特徵在於:首先使齒輪按正向或反向單向貼合，然後使被測齒輪傳動組件按反向或正向以速度V進行轉動，轉動的同時開始用噪聲測試儀採集噪聲；開始噪聲曲線處於平直階段，當噪聲上下波動，峰峰值超過平直段噪聲平均值的2倍時，認為噪聲發生突變，說明齒輪處於反向或正向貼合狀態；並記錄噪聲處於突變前的時間t，被測齒輪傳動組件嚙合側隙=VXt0
【文檔編號】G01B17/00GK104075888SQ201410302467
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年6月27日 優先權日:2014年6月27日
【發明者】葉壯, 李利, 崔赬旻, 袁帥, 李寧, 於華濤 申請人:北京控制工程研究所