一种测量齿轮传动误差的方法.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(10)申请公布号CNCN103698124103698124A(43)申请公布日2014.04.02(21)申请号201310684134.5(22)申请日2013.12.12(71)申请人盐城工学院地址224051江苏省盐城市希望大道9号(72)发明人刘富豪蒋汉军刘绍娜(74)专利代理机构北京瑞恒信达知识产权代理事务所(普通合伙)11382代理人苗青盛王冲(51)Int.Cl.G01M13/02(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书4页说明书4页附图3页附图3页(54)发明名称一种测量齿轮传动误差的方法(57)摘要本发明公开了一种测量齿轮传动误差的方法，首先通过一个角速度编码器测量得到主动齿轮的角速度，进而求得角位移；然后将其代入动力学方程中，通过相应的计算，即可求得齿轮的传动误差。本发明可以得到精度较高的传动误差，与传统方法相比，节省了角速度编码器，克服了两个角速度编码器不同步带来的影响，简单方便。CN103698124ACN10369824ACN103698124A权利要求书1/2页1.一种测量齿轮传动误差的方法，包括以下步骤：A步骤：将驱动装置、一对啮合齿轮中的主动轮和一个角速度编码器连接到输入轴，并将所述一对啮合齿轮中的从动轮连接到输出轴；B步骤：通过所述角速度编码器测量所述主动轮的角速度；C步骤：通过对进行积分获得所述主动轮的角位移θp；D步骤：根据系统动力学方程，求解得到所述从动轮的角位移θg；和E步骤：根据公式x=Rbpθp-Rbgθg计算齿轮的传动误差，其中，Rbp、Rbg分别为所述主动轮和所述从动轮的基圆半径。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述D步骤的系统动力学方程为：这里，其中，F为啮合力，n为齿轮随着时间变化的最大啮合轮齿对，ki、ci和ξi分别为第i对啮合轮齿的啮合刚度、啮合阻尼和阻尼系数；为传动误差的变化率，它是关于和的函数，为从动轮的角速度；Ieq为等效转动惯量，Ig为所述从动轮的转动惯量，Ip为所述主动轮的转动惯量。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述最大啮合轮齿对由以下公式获得：n=ceil(εa+εβ)其中，ceil为上取整函数，即取超过或等于括号内元素的最小整数，端面重合度εa和纵向重合度εβ由以下公式得到：其中，zp、zg分别为所述主动轮和所述从动轮的齿数，分别为所述主动轮和所述从动轮齿数的端面压力角，α′t、mn、β和b分别为所述齿轮对的端面啮合角、法面模2CN103698124A权利要求书2/2页数、螺旋角和有效齿宽。4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述系统动力学方程的初始条件为：其中，t为时间。3CN103698124A说明书1/4页一种测量齿轮传动误差的方法技术领域[0001]本发明涉及齿轮传动误差的测量方法，更具体地，涉及一种仅使用一个角速度编码器测量传动误差的方法。背景技术[0002]齿轮作为现代汽车工业的重要传动部件，是汽车运行过程中的主要振源和噪声源之一，它的动力学行为和工作性能对整车有着重要的影响。汽车厂商也非常重视减少齿轮的振动和噪声，并把它作为新车的亮点。振动、噪声以及舒适性是国际汽车业各大整车制造业和零部件企业关注的问题之一。齿轮的振动不仅影响着内部齿轮的失效形式，例如：齿轮折断、齿面点蚀和剥落、齿面胶合和齿根裂纹等，而且还可以引起汽车其它系统的共振，比如制动系统和转向系统，从而影响到了这些系统的可靠性和整车的安全性。整车大概有40%的故障问题是由齿轮的振动和噪声引起的，而各大公司有将近30%的研发费用在消耗解决该方面的问题。[0003]传动误差能够直接反映齿轮转动不均匀性，对传动系统的振动、噪音有着重要影响。因此，如何通过有效的计算、测量和控制齿轮传动误差是解决齿轮振动和噪声的一个有效途径，这也成为了本领域技术人员急需要解决的技术问题。[0004]传统的测量传动误差的方法主要通过安装两个角度编码器进行测量（比如，在公开号为202382939U的专利中，采用了两个角度编码器）。由于齿轮的传动误差极小（0～70μm）并且该测量值对测量条件极其敏感，两个编码器也很难完全实现同步采样，这就会影响结果的准确性。发明内容[0005]为了克服现有的缺陷，本发明提出一种测量齿轮传动误差的方法。[0006]根据本发明的一种测量齿轮传动误差的方法包括以下步骤：[0007]A步骤：将驱动装置、一对啮合齿轮中的主动轮和一个角速度编码器连接到输入轴，并将所述一对啮合齿轮中的从动轮连接到输出轴；[0008]B步骤：通过所述角速度编码器测量所述主动轮的角速度[0009]C步骤：通过对进行积分获得所述主动轮的角位移θp；[0010]D步骤：根据系统动力学方程，求解得到所述从动轮的角位移θg；