齿轮传动误差的精密测量

介绍一种齿轮传动系统传动误差的精密测量方法。通过采用磁栅分度空间信号测量整数栅距角位移;采用高频脉冲插补法实时标定转速,测量非整数栅距角位移;采用二次曲线拟合方法减小转速波动的影响,从而可实现任意传动比齿轮传动误差的高分辨率精密测量     

精密减速器角位移测量系统设计

为了实现对精密减速器输入端和输出端角位移的精密测量,建立精密减速器角位移测量系统。对该系统的机械结构、角度测量及标定方法、基于非线性最小二乘法的误差补偿模型进行研究。通过"立式筒状"结构和圆光栅角度传感器"前置"避免了传统检测仪的弱刚度结构和轴系形变对角度测量造成的影响。使用光电自准直仪与24面棱体结合的方式离散标定圆光栅角度传感器的角位移测量误差,研究基于谐波分析的误差补偿方法,对角坐标进行补偿,进一步消除误差。实验结果显示,通过优化检测仪的结构设计,角位移测量精度达到±7″;误差补偿后,角位移最终测量精度达到±2″,满足减速器角位移测量的高精度要求,对类似测角系统也有参考价值。     

汽车主锥总成跳动矢量测量系统

完成主动锥齿轮总成装配后,测量凸缘的端面跳动和径向跳动,并记录合成跳动矢量的位置.在汽车总成装配过程将主减凸缘和变速箱输出轴凸缘配对安装,这样测量后配对安装可以有效地提高汽车传动系的传动质量,改善主传动系统的特性,延长主减速器零部件的寿命.     

驱动桥主减速器总成结构优化及过程控制方案探讨

在汽车后驱动桥售后故障件中,最为突出的故障件就是主减速器总成.主减速器总成常见失效模式有总成异响和总成内零部件烧蚀、损坏.从整车角度分析,失效后果可分为异响(影响驾驶舒适性)以及传动功能失效两大类.经过对主减速器总成专项分析整改,取得了一定的整改效果.     

时栅位移传感器在传动误差检测系统中的应用研究

采用"时域信号、空域分析"的思想,将时栅位移传感器输出的按时采样的角位移传感器信号转换成按空间均分的角位移信号,实现了用时栅替代等空间采样的光栅作为检测元件应用于传动误差测量。搭建了试验装置,绘制了试验的传动误差曲线,由曲线频谱图,分析、确定了误差的主要产生环节。证明了用时栅代替光栅测量传动误差是行之有效的。该研究不仅实现了用成本低廉的时栅代替光栅,而且克服了课题组前期开发的传动误差测试系统的采样不稳定性和速率不同步性带来的误差。     

精密减速器传动误差测量精度分析

表征精密减速器传动精度的关键参数是传动误差,但目前针对机器人用精密减速器传动误差测量精度分析的问题仍处于空白。为此,以RV减速器为测量对象,利用现有的精密减速器性能试验机,采用测量不确定度评定的方法进行表征,对仪器轴系的回转精度、同轴度进行了实际测量;分析了各误差源对传动误差测量精度影响的程度,计算了各误差源的合成不确定度。结果表明,该精密减速器性能试验机测量精度较高且通过对该试验机进行多组重复性试验,其传动误差测量重复性小于2″,可以满足精密减速器传动误差测量要求。     

差频式位移传感器的研究

对差频式测量进行了深入探讨 ,揭示了差频式测量的本质 ,进而将原有的差频式动态传动误差的测量方法移植成一种圆分度静态传动误差测量方法 ,并提出一种用于差频电路工程设计的新方法———齿波对偶法 ,开发了一种用于角位移精密测量的差频式位移传感器     

主减速器总成质量评判方法的研究

根据汽车主减速器的结构和传动性能检测要求,分析了主减速器在运行过程中产生的各种噪声及其原因,依据噪声辐射与振动的关系,分析该振动信号所携带主减速器运行的各种信息.使用工控机在线对主减速器壳振动信号进行采集,提出一种以LabVIEW技术为基础,采用时域和频域两种分析方法对信号进行处理,通过提取混合特征识别主减速器故障的方法.实验表明了该方法的有效性.     

一种准双曲面齿轮主减速器的故障诊断方法及实现

介绍了一种采用主减速器总成跑合试验的振动信号进行准双曲面齿轮主减速器质量评价的方法。利用时、频域分析和小波包分解对能反映故障特征的参数进行提取;利用MATLAB神经网络工具箱对BP神经网络进行训练并实现故障模式的识别。通过实测信号的试验结果表明,该方法能对准双曲面齿轮主减速器的质量进行有效的评价。     

机器人RV减速器传动误差的测量与分析

为准确测量机器人RV减速器的传动误差,分析测量过程中负载和输入转速的影响,指导机器人RV减速器的测量和应用,通过选型关键测试部件搭建了由驱动模块、加载模块、控制模块、测量模块、软件模块和机械模块组成的机器人RV减速器综合试验台,测量了RV-40E和RV-320E不同条件下的传动误差值,得到了传动误差曲线图。基于实验数据拟合出负载、输入转速、不同型号和传动误差之间的关系,分析了负载、输入转速、刚度对于传动误差的影响。结果表明,机器人RV减速器的传动误差随着负载和输入转速的增大而增大,随着刚度的增大而减小,负载对传动误差测量值的影响为3阶次,对其影响较大。     

液压增速传动风力发电恒频控制研究

以液压型风力发电机组为对象,针对低速定量泵-高速变量马达增速传动闭式回路系统,阐释液压型风力发电机组工作原理,建立定量泵-变量马达主传动系统数学模型,搭建了37 kW液压风力发电试验平台,在系统恒流源控制基础上,应用PID控制器补偿斜盘摆角方法,分析了液压增速传动变速恒频系统的马达转速特性以及控制方法的抗干扰性能.研究...     

基于输出光斑旋转的光纤微弯位移传感器

为研究光纤微弯位移传感器,在单模光纤传输系统中设计了一个光纤圈和光纤微弯传感器。通过改变光纤圈的直径,以获得两个光斑,通过移动光纤微弯传感器,记录输出光斑旋转情况,并分析了传感器的移动位移和输出光斑的旋转角度之间的关系。实验表明,光斑转移角度与传感器位移在一定范围内存在良好的线性响应关系,因此可通过检测光斑图像的旋转来实现位移量的测量。     

双套索耦合传动系统建模与分析

双套索耦合传动是套索驱动机器人设计中比较常见的传动方式,由于传动过程中涉及两根绳索之间拉力的相互作用,其传动特性比单根套索传动更为复杂。在之前对单根绳索传动特性研究的基础上研究了双套索传动系统在各阶段的传动性质,推导出双套索耦合传动系统力矩和位移的传递模型。建立双套索耦合传动特性测量试验台,通过试验对力矩和位移的传递模型进行了验证。通过试验对影响双套索耦合传动系统特性的因素进行了分析,结果表明传递特性由套管的弯曲角度、绳索预紧力以及绳索和套管之间的摩擦决定,而绳索的运动速度和套管的弯曲半径对系统的传递特性几乎没有影响。     

行星线齿变速器基于装配误差的传动精度分析

针对一种以线齿轮为核心传动元件的行星线齿变速器,研究了装配误差对其传动精度的影响.介绍了该行星线齿变速器的结构组成及不同传动方案的特点,建立了轮系空间啮合坐标系,以及啮合时线齿行星轮、线齿太阳轮以及外线齿圈的参变量之间的定量关系;分析了外线齿圈与线齿行星轮之间以及线齿行星轮与线齿太阳轮之间的角度误差和位移误差的产生原因...     

复杂多级齿轮-转子-轴承系统的动力学建模和数值仿真

以啮合线与水平线的夹角作为参考角度,总结了该参考角度在不同象限时沿着啮合线的相对位移的求解方法,根据此方法可以方便地求出多级齿轮系统的动态啮合力.建立了复杂多级齿轮-转子-轴承系统的动力学模型,模型中考虑了时变啮合刚度、静态传动误差、不平衡质量、轴承刚度和弹性轴的影响.采用数值仿真方法求解了系统的动态响应,得到了转频、啮合频率及其边频带、啮合频率之间的组合频率及其边频带.为工程实践中的多级齿轮-转子-轴承系统的振动特性分析和故障诊断提供了依据.     

精密直线运动导轨接触特性及精度分析

为优化精密直线运动导轨的传动性能,研究了该机构的滚动球体与滑台导轨的接触角及载荷和位移的相互关系,提出了一种新的接触特性分析方法。建立了特性与精度分析的数学模型,进行了接触角、载荷和滑台位移的计算,给出了在不同速度、载荷情况下接触角与滑台位移的计算结果。研究发现用刚性预压可以显著提高该机构的工作精度。最后通过实例计算分析验证了本研究的有效性。     

单级行星齿轮非线性动力学模型与试验验证

针对单排行星直齿轮传动系统,提出了齿轮非线性啮合动态模型,模型中考虑了由中心距安装误差和传动轴弯曲变形等引起的中心距变化对啮合角、间隙和非线性啮合刚度的影响。考虑中心距变化和陀螺力矩并结合齿轮非线性啮合动态模型,建立了行星齿轮传动系统横-扭耦合非线性动力学模型。针对一个单排行星齿轮传统系统试验装置进行仿真计算和试验测试,试验对比分析了齿圈横向振动位移和内啮合均载系数。研究结果表明,仿真结果与试验结果的变化趋势基本吻合,且误差在可接受范围内,验证了笔者提出的渐开线直齿轮传动横-扭耦合非线性动力学模型和非线性动态啮合模型的正确性。     

应用在拼接镜面中的电容位移传感器的结构性误差分析及校正

分析了子镜运动和电容传感器极板运动之间的理论关系并探讨了电容位移传感器读数的"结构性"误差的处理方法。基于电容位移传感器的工作原理,对极板为圆形的电容位移传感器提出了采用以位移的测量值和子镜转角为自变量的多项式拟合的校正方法。计算表明该误差处理和校正方法是简洁可行的。对于转角的拟合只需2阶,同时位移测量值只需4阶的多项式进行拟合即可使输出位移达到3 nm的精度。进一步分析表明,直接使用位移传感器读数计算极板转角,并对误差的主动校正控制非常有利于该多项式拟合,可一次性达到优于5 nm的校正误差,完全满足拼接镜面主动光学工程应用的技术要求。     

High-accuracy roundness measurement by a new error separation method

This paper presents a new error separation method for accurate roundness measurement called the orthogonal mixed method. This method uses the information of one displacement probe and one angle probe to separate roundness error from spindle error. This method was developed from the mixed method, which uses the information of two displacement probes and one angle probe to carry out the error separation. In the present paper, the relationship between the characteristics of the mixed method and the probe arrangement is analyzed. Well-balanced harmonic response of the mixed method is verified to be obtainable for the case where the angular distance between the displacement probe and the angle probe is set at 90°. This orthogonal mixed method also had the simplest probe arrangement, because it requires only one displacement probe and one angle probe to realize the error separation. Optical probes were used to construct an experimental measurement system that employs the orthogonal mixed method. The displacement probe and the angle probe both use the principle of the critical angle method of total reflection, and they have stabilities of 1 nm and 0.01 in., respectively. The measurement results show that roundness measurement can be performed with a repeatability on the order of several nanometers.     

空间轴交角人字行星齿轮系统动态特性研究

空间轴交角直接影响人字行星齿轮齿面的啮合位置和动态特性,通过将空间轴交角分解到轴平面(两齿轮轴线组成的平面)和垂直平面(通过轴线且与轴平面垂直的平面),推导两个平面中轴交角造成的齿面沿啮合线的等效位移,进而分析出轴交角对齿轮啮合刚度的影响。以输入侧为原点,输出侧齿面相互远离时轴交角为正,考虑人字行星齿轮左右扭转柔性的三段式建模,构建出一种新型空间轴交角人字行星齿轮系统动力学模型,并分析行星齿轮轴交角对齿轮动态特性的影响。结果表明：垂直平面轴交角对啮合刚度和动态啮合力的影响大于轴平面轴交角;空间轴交角增大时,内外啮合刚度均明显减小,且内啮合变化程度大于外啮合齿;动态啮合力会随空间轴交角正向增加而在输入侧增大,输出侧减小,负向增加时则相反。研究结果为人字行星齿轮系统的动态性能设计与控制提供理论基础和技术支撑。