[发明专利]一种丝杠副传动效率动态测量装置及其测量方法

说明书

本发明公开了一种丝杠副传动效率动态测量装置及其测量方法，该测量装置包括四档转换机构、床身、工作台、尾架、电机；床身包括底座和面板，面板垂直设置于底座的上表面；面板的一侧设置3组与底座上表面垂直的带有滑块的平行导轨，3组导轨从一端起分别记为第一导轨、第二导轨、第三导轨，其中第二导轨的滑块上设置尾架，且尾架的轴线与第二导轨平行，第一导轨与第三导轨的滑块上设置工作台；底座的一侧设置一个用于驱动四档转换机构运动的电机，电机上设置电机同步带轮。本发明能能够测量正传动有负载、正传动无负载、逆传动有负载、逆传动无负载四种状态下丝杠副传动效率；且采用立式结构，能减少头、尾架同轴度误差，减少丝杠挠度，结构简单。

技术领域

本发明属于丝杠副动态效率领域，特别是一种丝杠副传动效率动态测量装置及其测量方法。

背景技术

在现代制造系统中，数控机床对制造业起着举足轻重的作用。近年来，随着国内数控机床工业技术水平的逐渐提升，数控机床性能有了长远的发展，机床产业的发展取得了明显的进步。但是，从机床产品总体技术水平来看，我国与国际先进水平还有较大差距，特别在一些高性能、高精度的高端机床产品方面差距尤为明显。作为数控机床关键功能部件的传动功能部件，在传动效率的动态测量与性能特性研究方面的问题非常突出，急需技术攻关来解决。因此，从丝杠副传动效率动态测量与性能研究入手，检验并提高传动功能部件的传动效率已成为国产传动功能部件生产企业的当务之急，直接影响到我国机床行业和装备制造业的发展。

丝杠副的传动效率就是输出功率与输入功率的比值，这是从理论上定义的传动效率，其大小直接影响这丝杠副甚至整个数控机床的质量。因此，只有进行丝杠副传动效率的动态测量以及综合性能的研究分析才能真正提高产品的质量，目前国内在传动效率动态测量方面的研究仍然很少，具有相当大的改进和提高空间。丝杠副效率行业内普遍采用经验值，具体测量原理是通过测量输出功率与输入功率，将两者相除即为效率。目前，丝杠副动态效率测量系统还不完善，在结构布局上，现有的检测装置无法测量丝杠副动态效率；在软件处理上，还没有专门的检测软件，需要调试。

现在为了测量丝杠副传动效率，通常方法是先将丝杠正装，然后通过加负载(砝码，加压等方式)，逐一测量丝杠传动效率；再将丝杠拆卸，反装，加载，测量丝杠传动效率。但是在这种方式下测量丝杠传动效率不仅效率低下，且不能测量丝杠逆传动时的传动效率。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种丝杠副传动效率动态测量装置及其测量方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种丝杠副传动效率动态测量装置，包括四档转换机构、床身、工作台、尾架、电机；床身包括底座和面板，面板垂直设置于底座的上表面；面板的一侧设置3组与底座上表面垂直的带有滑块的平行导轨，3组导轨从一端起分别记为第一导轨、第二导轨、第三导轨，其中第二导轨的滑块上设置尾架，且尾架的轴线与第二导轨平行，第一导轨与第三导轨的滑块上设置工作台；底座的一侧设置一个用于驱动四档转换机构运动的电机，电机上设置电机同步带轮。

一种利用上述丝杠副传动效率动态测量装置进行滚珠丝杠副传动效率的测量方法，包括以下步骤：

步骤1、将被测丝杠一端与被测主轴系的胀套配合，调整尾架在床身上的位置，固定被测丝杠的另一端，完成被测丝杠的夹持；

步骤2、通过工作台的螺母固定台固定待测丝杠的螺母，之后再通过电机带动待测丝杠运动以调整其螺母的位置至丝杠测量起始端；

步骤3、调节卡槽中感应座的位置，确定待测丝杠的运动行程和运动极限位置；

步骤4、进行正传动有负载档位测量，将花键主轴系上的第一滑移齿轮与被测主轴系上的第一齿轮相啮合，制动器主轴系上的第二滑移齿轮与陪跑主轴系上的第二传动齿轮相啮合，工控机发出指令控制电机工作，电机通过同步带传动使胀套旋转进而带动被测丝杠旋转；

步骤5、丝杠旋转带动工作台上的螺母固定台进行相应的轴向运动，进而使得螺母固定台带动连接座上的感应头进行同轴移动；