[发明专利]一种滚珠丝杠传动效率测试系统

说明书

本发明提供一种滚珠丝杠传动效率测试系统，能够实现滚珠丝杠的线效率的测量，克服现有技术中仅能测量点效率的不足。该测试系统包括外壳以及设置在外壳内部的丝杠支架、螺母支架、丝杠拨叉和轴向力测量组件；待测试的滚珠丝杠支撑在外壳内部；与丝杠相连的丝杠拨叉用于对丝杠施加扭矩，设置在丝杠拨叉末端的扭矩传感器用于测量丝杠的实际扭矩值；螺母支架与螺母固定连接，螺母支架与外壳内表面滑动配合，使螺母支架能够与螺母一起沿丝杠的轴向移动；轴向力测量组件设置在螺母支架与外壳底面之间，轴向力测量组件用于测量待测试的滚珠丝杠的轴向力。为现滚珠丝杠对大承载传动效率的测量，采用通过多组碟簧组件的配合平均分担轴向力的方案。

技术领域

本发明涉及一种传动效率测试系统，具体涉及一种滚珠丝杠传动效率测试系统，属于机械工程领域。

背景技术

滚珠丝杠是由丝杠、螺母、滚珠等零件组成的机械元件，其作用是将旋转运动变为直线运动或将直线运动变为旋转运动。在滚珠丝杠中，自由滚动的滚珠将力与运动在丝杠和螺母之间传递，这一传动方式取代了传统螺纹丝杠的丝杠与螺母的直接作用方式，以极小的滚动摩擦代替了传统丝杠的滑动摩擦，大幅提高了传动效率。

滚珠丝杠的传动效率是产品的重要指标，通常采用专用的测量系统及测试方法进行测试，图1是现有技术中一种滚珠丝杠传动效率测试原理图，该测试系统由驱动电机、扭矩传感器、限转支座、拉压力传感器、加载油缸、控制系统、数据采集系统以及滚珠丝杠组成。驱动电机用于提供额定扭矩；扭矩传感器用于测试额定扭矩的实际值T；限转支座用于固定螺母，限制螺母转动，并将螺母与加载油缸连成一个固定的整体；拉压力传感器实测螺母沿轴向的载荷F。则试验测试的滚珠丝杠的传动效率为式中η为传动效率，P为丝杠的导程。

当前技术中丝杠效率的测试系统及测试方法存在的主要问题为：

(1)测试的丝杠效率为丝杠上某一个点效率，测点位置通常受安装工装的局限性，不能调整；

(2)滚珠丝杠由于丝杠、螺母、滚珠等自身加工偏差，以及装配后的装配误差，导致螺母在丝杠上滑动时各处的效率不是固定值，测试某一个点的效率并不能代表滚珠丝杠的整体效率。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种滚珠丝杠传动效率测试系统，能够实现滚珠丝杠的线效率(即在一定行程范围内的传动效率)的测量，克服现有技术中仅能测量点效率的不足；同时能够对滚珠丝杠进行大承载传动效率的测量。

所述的滚珠丝杠传动效率测试系统包括：外壳以及设置在所述外壳内部的丝杠支架、螺母支架、丝杠拨叉和轴向力测量组件；

待测试的滚珠丝杠包括丝杠和螺母；

待测试的滚珠丝杠支撑在所述外壳内部；与所述丝杠相连的丝杠拨叉用于对所述丝杠施加扭矩，设置在丝杠拨叉末端的扭矩传感器用于测量丝杠的实际扭矩值；

所述螺母支架与所述螺母固定连接，所述螺母支架与所述外壳内表面滑动配合，使所述螺母支架能够与所述螺母一起沿所述丝杠的轴向移动；

所述轴向力测量组件设置在所述螺母支架与所述外壳底面之间，所述轴向力测量组件用于测量待测试的滚珠丝杠的轴向力。

作为本发明的一种优选方式：在所述螺母支架与所述外壳底面之间沿周向均匀分布有n个所述轴向力测量组件，n为大于等于2的整数，令第i个轴向力测量组件的测量值为F_i,则待测试的滚珠丝杠的轴向力

作为本发明的一种优选方式：所述轴向力测量组件包括：下转接架、力传感器、弹簧下支架、压缩弹簧、弹簧上支架和上转接架；

所述弹簧上支架和弹簧下支架同轴对接形成筒形结构，且弹簧上支架能够相对弹簧下支架沿其轴向移动；所述压缩弹簧套装在所述弹簧上支架和弹簧下支架对接后形成的筒形结构的外部，所述压缩弹簧的一端与所述弹簧上支架端部的轴肩抵触，另一端与所述弹簧下支架端部的轴肩抵触；