[发明专利]一种利用电噪声测量齿轮啮合侧隙的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用电噪声测量齿轮啮合侧隙的装置及方法，属于空间低速指向机构的测试技术领域。该装置将齿轮传动组件的固定部分作为直流电传输回路的一端，齿轮传动组件的转动部分作为直流电传输回路的另一端，通过采集齿轮传动时的电噪声数值来折算其啮合侧隙。该装置无需拆卸被测组件，可以推广至其他导体构成的齿轮传动组件，实现实时无损检测。目前，该装置已经应用于太阳帆板驱动机构的测试过程中。

背景技术

目前测量齿轮空回的最常用的方法是铅塞法，在齿轮啮合位置塞入少量的铅块，齿轮啮合后将铅块挤压成型，通过测量被挤压的铅块的厚度间接测量齿轮侧隙。对于空间低速指向机构常用的高精度小模数齿轮，特别是谐波齿轮，由于模数较小，且柔轮部分可以发生形变，该方法并不适用。另一种常见的测量方法是在齿轮组件上外接光栅码盘等高精度转角测试装置。这种方法通常需要制作专用的转接工装，因此往往只能在产品装配过程中测量，当产品装配完毕，因为安装方式、工作空间等因素的影响，无法外接这些测试装置时该方法则无能为力。

对于空间低速指向机构，由于常用的高精度齿轮模数较小，且产品装配完毕后不再具备拆卸检查或安装转角测试设备的条件，因此常规的转角测量方法无法满足此类机构齿轮侧隙测量的需要。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术的不足，提出一种利用电噪声测量齿轮啮合侧隙的装置及方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明的一种利用电噪声测量齿轮啮合侧隙的装置，该装置包括噪声测试仪、直流电源和被测齿轮传动组件；

被测齿轮传动组件的固定部分与直流电源的正极(或负极)通过导线连接，被测齿轮传动组件的转动部分与直流电源的负极(或正极)通过导线连接；

被测齿轮传动组件的固定部分与噪声测试仪的正极(或负极)通过导线连接，被测齿轮传动组件的转动部分与噪声测试仪的负极(或正极)通过导线连接。

利用上述的装置对齿轮啮合侧隙进行测量的方法，首先使齿轮按正向或反向单向贴合，然后使被测齿轮传动组件按反向或正向以速度v进行转动，转动的同时开始用噪声测试仪采集噪声；开始噪声曲线处于平直阶段，当噪声上下波动，峰峰值超过平直段噪声平均值的2倍时(此时认为噪声发生突变)，说明齿轮处于反向或正向贴合状态，开始传递运动；记录噪声处于突变前的时间t，则被测齿轮传动组件在该位置的啮合侧隙＝v×t。

有益效果

本发明的装置主要应用于空间低速指向机构的传动精度测量，也可以应用于其他导体组成的齿轮传动组件；

本发明的装置除在转动部分和固定部分连接两根导线外，无需拆卸组件或在被测组件上安装其他测试装置，较好的满足了空间低速指向机构的齿轮侧隙测量需要；

本发明的装置将被测传动组件的固定部分和转动部分视作电传输回路的摩擦对偶副；由于摩擦对偶副在静止和运动时的电噪声特性有较大差异；本发明的装置利用这一差异，通过测量由于齿轮侧隙所导致的传动延时来计算齿轮侧隙。该装置的优势在于无需拆卸被测组件，可以实现低速高精度的小模数传动齿轮的侧隙测量；

本发明的装置可以最大限度的避免拆卸被测组件，实现实时无损检测。

附图说明

图1为本发明的装置的结构示意图；

图2为本发明的测量结果图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例

如图1所示，一种利用电噪声测量齿轮啮合侧隙的装置，该装置包括噪声测试仪1、直流电源2和被测齿轮传动组件；

被测齿轮传动组件的固定部分3与直流电源2的正极通过导线连接，被测齿轮传动组件的转动部分4与直流电源2的负极通过导线连接；

被测齿轮传动组件的固定部分3与噪声测试仪1的正极通过导线连接，被测齿轮传动组件的转动部分4与噪声测试仪1的负极通过导线连接。

上述的噪声测试仪1具备交流均方根采集模式(AC-rms)，单周期采集时间为一项需要设定的参数，与齿轮传动组件额定转速有关。本实例采集时间为4秒，齿轮组件额定转速为0.06°/s。噪声测量量程为另一项需要设置的参数，本实例为15mVrms/A；

上述的直流电源2工作在恒流输出模式，需要设置的参数为输出电流，与齿轮传动组件从固定端到输出端的直流电阻有关，本实例设置为0.5A；