[实用新型]齿轮传动测量装置及具有其的航空发动机齿轮传动系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及齿轮传动领域，特别地，涉及一种齿轮传动测量装置。

背景技术

齿轮传动误差是引发齿轮系振动与噪声的主要因素，因此，关于齿轮传动误差的分析与测量方面的研究一直是齿轮设计与应用中的一项重要课题。齿轮传动误差的测量实质为测量主、从动轮的实时转动位移。根据测量工况的不同，测量得到的齿轮传动误差可以分为制造传动误差、静态传动误差及动态传动误差。齿轮动态传动误差不但包含了齿轮制造误差、齿侧间隙、齿轮受载变形，同时还表征了齿轮工作过程中的动载荷等齿轮传动系统动力学性能指标。

根据中国专利数据库、国外专利数据库、中文期刊数据库、维普资讯数据库等科技情报系统检索结果显示，现有齿轮传动误差测量方法为：“将待测圆柱齿轮副单独取出，构建简单的箱体结构进行支撑，以电机驱动，以磁粉制动器加载，采用磁栅或者光栅作为角度编码器测量主、从动轮实时转动位移，从而计算得到齿轮传动误差”。关于锥齿轮传动误差测量方法及其在航空发动机附件传动系统中的应用等方面的研究尚未见相关文献报导。

航空发动机附件传动系统属于高速齿轮传动范畴，其动力学性能对发动机整体工作性能有重要影响。测量附件传动齿轮系统在实际工况下的齿轮传动误差对于航空发动机附件传动系统的动力学设计及故障分析具有重要指导意义。

航空发动机附件传动系统复杂、结构紧凑、转速较高，如采用现有方法测量中央传动锥齿轮动态传动误差则存在以下三点不足：

1、单独将待测齿轮副取出测量传动误差，难以模拟齿轮在航空发动机中的安装情况，从而可能对“齿轮动态传动误差”中的“齿轮变形”、“轴变形”、“安装误差”等项造成较大误差；

2、采用“电机直接驱动，磁粉制动器加载”的形式难以达到航空发动机附件传动系统中央锥齿轮副额定转速及额定负载；

3、如采用现有齿轮传动误差测量方法，则忽略了各附件对附件传动齿轮系统啮合性能的影响，不能模拟中央传动锥齿轮副在附件传动齿轮系统中所承受的动载荷。

综上所述，如采用现有方法测量航空发动机附件传动系统中央传动锥齿轮副动态传动误差，则与其实际工况有较大差距，不能完整有效的反应附件传动系统的动力学性能。

实用新型内容

本实用新型提供了一种齿轮传动测量装置及具有其的航空发动机齿轮传动系统，以解决现有的航空发动机的被测齿轮副无法模拟真实工况导致的测量精度低的技术问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种齿轮传动测量装置，用于航空发动机的传动齿轮的动态传动误差的测量，传动齿轮安装于机匣内，传动齿轮的齿轮轴是中空结构；

齿轮传动测量装置包括：与传动齿轮随动的角度编码器及用于采集角度编码器的位移信号的读数头，角度编码器经连接件与齿轮轴的内孔固定连接，读数头安装于机匣上且与角度编码器相对设置。

进一步地，连接件包括连接套，连接套的第一端与齿轮轴的内孔过盈配合，连接套的第二端设有内螺纹，第二端处设有安装座及盖板，角度编码器位于安装座与盖板之间，盖板经与内螺纹配合的紧固件将角度编码器固定。

进一步地，连接件包括连接支撑轴，连接支撑轴的第一端与齿轮轴的内孔过盈配合，连接支撑轴的第二端设有外螺纹，第二端处设有安装座及盖板，角度编码器位于安装座与盖板之间，盖板经与外螺纹配合的紧固件将角度编码器固定。

进一步地，角度编码器为磁栅编码器，读数头经安装支架连接至机匣上。

进一步地，读数头与安装支架活动连接，读数头的固定位置可调。

进一步地，读数头与磁栅编码器之间的间距为0.6±0.2mm。

进一步地，传动齿轮为传动锥齿轮。

根据本实用新型的另一方面，还提供了一种航空发动机齿轮传动系统，包括安装于机匣内的传动齿轮及驱动传动齿轮的驱动器，传动齿轮包括主动轮和从动轮，主动轮、从动轮处分别设有上述的齿轮传动测量装置。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型齿轮传动测量装置及具有其的航空发动机齿轮传动系统，通过设置与传动齿轮的齿轮轴的内孔配合以固定的角度编码器，及安装于机匣上与角度编码器相对设置的读数头，实现了被测齿轮及完整的传动链安装在真实的机匣上的测量需求，且被测齿轮采用真实的附件加载，模拟实际工况，提高了测量数据的可靠性，从而保证了后续的动态传动误差测量的精度及准确性，为航空发动机附件传动系统设计及分析等工作提供指导。