[发明专利]一种自校准的渐开线齿轮副振动位移及动态传动误差测量方法

说明书

本发明公开了一种自校准的渐开线齿轮副振动位移及动态传动误差测量方法，属于齿轮系统振动检测和传动精度测量技术领域。该系统以两组共八个三轴加速度传感器分别布置在被测齿轮副两个齿轮的同侧端面上，基于一次测得的各向加速度信号，利用本发明公开的计算方法，就可以计算出被测各个齿轮的偏摆、轴向窜动以及沿着和垂直于啮合线方向的振动位移量，以及齿轮副的动态传动误差，并且通过冗余数据的采集实现对测量结果的验证和筛选。本发明提供的测量方法能够有效地提高渐开线齿轮副振动位移量和动态传动误差的测量准确率及效率。

技术领域

本发明涉及一种齿轮副振动位移量及动态传动误差的测量方法，属于齿轮系统振动检测和传动精度测量技术领域。

背景技术

齿轮传动作为一种应用最广的机械传动形式，具有传动平稳、传动比精确、效率高、寿命长等优点，在动力传输中发挥着重要作用。由于受到制造技术和检测技术的多重制约，无法对齿轮的质量给出全面客观准确的评价，进而指导生产实践。

齿轮的传动精度是衡量齿轮啮合质量的重要指标，工业界的许多检测与实验已证实振动、噪声和传动误差之间有着直接的联系。由于传动误差影响着齿轮传动中力和速度的变化，传动误差已经被普遍地认为是齿轮系统振动和噪声的主要激励源，因此传动误差测试是对振动和噪声进行研究和控制的重要手段之一。而目前的传动误差测试通常测得的是在低速、空载下，将齿轮系统视为一个理想的、没有振动的系统的静态传动误差；而在高速、负载工况下，目前的传动误差测试系统多数尚不能满足准确测试的要求，即缺乏对齿轮副动态传动误差的有效测量手段，无法真实反映齿轮实际运行过程中的传动精度。但齿轮副的动态传动误差作为齿轮传动的一项重要指标，对齿轮设计制造及齿轮系统动力学研究具有重大意义。

齿轮副的动态传动误差检测属于精密测量范畴，而对齿轮副振动的测量对检测设备精度的要求则相对较低。本发明使用一种方法同时实现了对齿轮副振动位移量和动态传动误差的测量。

发明内容

本发明的目的在于，提供了一种仅需要一次测量获得的两组加速度信号就能够通过计算获得齿轮副各向振动位移和动态传动误差，并且能够通过测得冗余数据进行验证和筛选的测量方法。

本发明采用的技术方案为一种自校准的渐开线齿轮副振动位移及动态传动误差测量方法，将两组共八个三轴加速度传感器分别布置在被测齿轮副主动轮和从动轮的同侧端面上，用以获取计算齿轮副各向振动位移和动态传动误差需要的信号，具体布置方式为：将四个三轴加速度传感器分别切向布置在主动轮端面上0°,90°,180°和270°的角度，布置在半径相同的位置上，同样将另外四个三轴加速度传感器分别切向布置在从动轮端面上0°,90°,180°和270°的角度，布置在半径相同的位置上，这样每个三轴加速度传感器均可测得切向加速度，径向加速度及轴向加速度，三轴加速度传感器的具体布置方式如图2所示；利用主动轮端面上同一直径上的两个加速度传感器和从动轮端面上同一直径上的两个加速度传感器测得的两组共四路切向加速度信号用来计算齿轮副动态传动误差；利用主动轮端面上任意呈90°布置的两个加速度传感器和从动轮端面上任意呈90°布置的两个加速度传感器测得的两组共四路径向加速度信号可以用来计算两齿轮各自沿着啮合线方向及垂直于啮合线方向上的振动位移；利用主动轮端面上同一直径上的两个加速度传感器和从动轮端面上同一直径上的两个加速度传感器测得的两组共四路轴向加速度信号可以用来计算两齿轮各自的偏摆和轴向窜动。

实际上仅需要两组各三个三轴加速度传感器即可完成测量。本发明提出的方法在此基础上通过增加布置两个三轴加速度传感器，在保证测量原理不变的前提下实现了数据采集的冗余，能够有效地提高渐开线齿轮副振动位移量和动态传动误差的测量准确率及效率。

具体步骤如下：