[发明专利]一种风机齿轮箱传动链效率实验测试方法

摘要

本发明公开了一种风机齿轮箱传动链效率实验测试方法，包括步骤：1)建立齿轮箱拖动试验台；2)采集低、高速轴的应变测试值；3)标定实验；4)建立载荷与应变值坐标系；5)测试传动链效率；6)建立齿轮箱传动效率公式。本发明采用了全新的齿轮箱试验测试方案，适用于具备行星齿轮系的齿轮箱，基于纯机械应变的测试，直接测试计算齿轮箱传动效率，本测试无需考虑贴片位置结构或者材料参数，并且无需考虑拖动电机的效率等外部因素对测试精度所造成的影响，测试实施方便快捷，分析方法简单直接，结果准确有效。

主权项

1.一种风机齿轮箱传动链效率实验测试方法，其特征在于，需采用陪试齿轮箱和拖动电机来与测试齿轮箱一起进行实验测试，包括以下步骤：1)建立齿轮箱拖动试验台将陪试齿轮箱和测试齿轮箱的低速轴使用联轴器固结在一起，将陪试齿轮箱和测试齿轮箱的高速轴使用联轴器固结在一起，其中要求陪试齿轮箱刚性连接到试验台底座上，测试齿轮箱采用弹性支撑连接到试验台底座上，在陪试齿轮箱高速轴上使用拖动电机拖动齿轮箱旋转，为整个传动系统提供所需的旋转速度和能量补充，从而建立起齿轮箱拖动试验台；2)采集低、高速轴的应变测试值采用应变测试设备采集低速轴上预设应变点和高速轴上预设应变点的应变值，其中测得的低速轴应变测试值为ε1，高速轴应变测试值为ε2；3)标定实验在测试效率前，首先要进行标定实验，具体是：拖动电机保持不动，传动链转速为0，在测试齿轮箱的外壳上附加扭转载荷，附加的外部载荷为M0，此时等效的在传动链上低速轴加载一个扭矩M1，在高速轴等效加载一个扭矩M2，其中ω₁为齿轮箱低速轴旋转角速度，ω₂为齿轮箱高速轴旋转角速度，N为陪试齿轮箱和测试齿轮箱传动比，载荷采用阶段性加载的方式，载荷范围包含齿轮箱实际运行工况下受载范围，此时便能够在低速轴和高速轴的应变点上同时读取到应变值ε₁和ε₂；由于整个标定过程，传动链转速为0，传动链上无能量消耗，因此传动链模拟加载载荷M1和M2与应变值ε₁和ε₂能够建立起线性关系，即M1＝aε₁+b和M2＝cε₂+d，其中a、b为测试齿轮箱外加力矩M1与低速轴测试应变值ε₁的关系系数，c、d为测试齿轮箱外加力矩M2与高速轴应变测试值ε₂的关系系数；4)建立载荷与应变值坐标系标定完成后，建立起加载载荷M1和M2与应变值ε1和ε2的线性关系，其中以aε1+b为横坐标，以cε2+d为纵坐标，所绘制的是一条过原点的斜线，斜率为1/N；5)测试传动链效率在测试传动链效率时，通过调节拖动电机的转速，模拟齿轮箱所需运动转速工况，通过调节外部载荷M0，为传动链模拟加入扭转载荷，当工况稳定后，便能够读取到低速轴上预设应变点和高速轴上预设应变点所对应的应变值ε_t1和ε_t2，同样以Mt1＝aε_t1+b为横坐标，以Mt2＝aε_t2+d为纵坐标，将所测试工况值绘制到步骤4)建立的坐标系中，其中Mt1为测试时低速轴扭转力矩，Mt2为测试时高速轴扭转力矩，由于齿轮箱传动链存在损耗，则若没有损耗时，则低速轴扭转力矩Mt1所对应的高速轴扭矩应为M2；6)建立齿轮箱传动效率公式在特定转速和扭转载荷下，齿轮箱传动效率γ应为：由上式可知，传动链效率只与应变值有关，通过上述计算公式，能够将测试齿轮箱在不同转速下、不同扭转载荷下的传动链效率都测试计算出来，从而得到齿轮箱传动链在各工况下的传动效率。