一种齿轮传动齿面摩擦的测量系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111551363A(43)申请公布日2020.08.18(21)申请号202010435813.9(22)申请日2020.05.21(71)申请人青岛理工大学地址266520山东省青岛市经济技术开发区嘉陵江路777号(72)发明人蒋汉军孙晓杰刘富豪(74)专利代理机构济南圣达知识产权代理有限公司37221代理人赵敏玲(51)Int.Cl.G01M13/021(2019.01)G01N19/02(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图3页(54)发明名称一种齿轮传动齿面摩擦的测量系统及方法(57)摘要本发明公开了一种齿轮传动齿面摩擦的测量系统及方法，属于齿轮领域，受温度影响小，测试误差小，测量精度高，符合实时检测的需要，对测试装置和技术人员的要求低，测量系统包括传动机构、负载机构、激光位移传感器、角度传感器和服务器，传动机构通过齿轮对连接负载机构，服务器电连接于激光位移传感器和角度传感器，其中，激光位移传感器用于检测传动机构在齿轮对摩擦力方向和啮合力方向的位移，角度传感器用于检测齿轮对的轮转角信号。CN111551363ACN111551363A权利要求书1/1页1.一种齿轮传动齿面摩擦的测量系统，其特征在于，包括传动机构、负载机构、激光位移传感器、角度传感器和服务器，传动机构通过齿轮对连接负载机构，服务器电连接于激光位移传感器和角度传感器，其中，激光位移传感器用于检测传动机构在齿轮对摩擦力方向和啮合力方向的位移，角度传感器用于检测齿轮对的轮转角信号。2.如权利要求1所述的齿轮传动齿面摩擦的测量系统，其特征在于，所述激光位移传感器包括第一激光位移传感器和第二激光位移传感器，第一激光位移传感器能够沿齿轮对的摩擦力方向发射激光，第二位移传感器能够沿齿轮对啮合力方向发射激光。3.如权利要求1所述的齿轮传动齿面摩擦的测量系统，其特征在于，所述传动机构还连接动力源；所述传动机构至少包括传动轴，所述激光位移传感器能够测量传动轴在齿轮对摩擦力方向和啮合力方向的位移的弯曲变形位移。4.如权利要求1所述的齿轮传动齿面摩擦的测量系统，其特征在于，所述传动机构包括输入轴和输出轴，输入轴和输出轴保持平行，输入轴连接主动齿轮，输出轴连接从动齿轮。5.如权利要求4所述的齿轮传动齿面摩擦的测量系统，其特征在于，所述输入轴还能够连接有偏心轮，且当偏心轮与输出轴相抵时，齿轮对分离。6.如权利要求1所述的齿轮传动齿面摩擦的测量系统，其特征在于，所述角度传感器套设于所述传动机构，且当传动机构安装偏心轮时，所述角度传感器初始位置与偏心轮的偏心方向相同。7.如权利要求1所述的齿轮传动齿面摩擦的测量系统，其特征在于，所述激光位移传感器安装于转动支架，所述激光位移传感器的发射方向能够改变。8.一种齿轮传动齿面摩擦的测量方法，其特征在于，使用如权利要求1～7任意一项所述的齿轮传动齿面摩擦的测量系统，包括以下步骤：对输入轴的弯曲刚度进行测试；对输入轴在摩擦力和啮合力方向上的位移测试；计算误差位移和实际变形；计算摩擦力和摩擦系数，对摩擦力和摩擦系数信号角域转换。9.如权利要求8所述的齿轮传动齿面摩擦的测量方法，其特征在于，对输入轴的弯曲刚度进行测试时，齿轮对脱离啮合，在传动机构的接近齿轮对中主动齿轮的位置安装偏心轮，调整一个激光位移传感器的测量方向为圆盘偏心方向，启动电机，测量输入轴的弯曲变形位移。10.如权利要求8所述的齿轮传动齿面摩擦的测量方法，其特征在于，对输入轴在摩擦力和啮合力方向上的位移测试时，使主动轮与从动轮啮合，调整激光位移传感器的在传动机构的测量方向，使得激光位移传感器能够测量摩擦力方向和啮合力，启动电机，并施加负载扭矩进行测试。2CN111551363A说明书1/6页一种齿轮传动齿面摩擦的测量系统及方法技术领域[0001]本发明属于齿轮领域，具体的，涉及一种齿轮传动齿面摩擦的测量系统及方法。背景技术[0002]这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。[0003]齿轮是机械装备的重要基础件，绝大部分机械成套设备的主要传动形式都是齿轮传动。齿轮机构的传动性能和使用寿命直接影响着机械装备的工作精度和可靠性。由于齿轮传动是基于齿间连续啮合来传递运动和动力的，所以啮合齿面上不可避免会产生摩擦。齿面摩擦是齿轮产生振动和噪声的重要激励源，齿面摩擦加速了齿轮早期故障的出现，齿轮早期故障的出现反过来又会加剧齿面摩擦，并进一步导致齿轮破坏。齿面摩擦不仅会降低齿轮的传动性能，而且会缩短齿轮的工作寿命。因此，迫切需要通过实验分析齿轮啮合过程中齿面摩擦的真实变化规律，进一步研究齿面摩擦的作用机理和不同参数对齿面摩擦的影响，从而减小齿面摩擦带来的危害。[0004]发明人发现，齿面摩