[发明专利]精密减速器几何回差评定方法

摘要

本发明公开了精密减速器几何回差评定方法，属于精密测试计量及机械传动领域。本发明首先对几何回差的测量方案进行优化，单次循环加载、卸载即可获得一条封闭的滞回曲线。综合考虑非线性刚度和摩擦的耦合作用，建立精密减速器的滞回曲线模型。基于滞回曲线模型，提出几何回差的评定方法，即中值曲线法。这种方法适用于采用滞回曲线法测精密减速器的几何回差，包括输入端锁紧、输出端加载的测量方式和输出端锁紧、输入端加载的测量方式。与传统的评价方法相比，本发明函数关系更明确，操作更方面，具有较高的测量精度，适用于各类精密减速器的几何回差评定。

主权项

1.精密减速器几何回差评定方法，其特征在于：S1.测量方案优化：步骤(1)0→TR：正向加载至额定扭矩TR；步骤(2)TR→0：正向卸载额定扭矩TR至0；步骤(3)0→‑TR：反向加载至额定扭矩‑TR；步骤(4)‑TR→0：反向卸载额定扭矩‑TR至0；步骤(5)0→TR：再正向加载至额定扭矩TR；步骤(1)的数据不记录，实时记录步骤(2)‑步骤(5)步的数据，以输出端的扭矩T为横坐标，输出端的扭转角θ为纵坐标，即可绘制一条封闭的滞回曲线；S2.建立精密减速器滞回曲线模型；精密减速器的滞回曲线具有非线性和记忆特性，扭转角θ不仅与当前的输入扭矩有关，还与历史输入扭矩有关；并且在正反向行程上，相同的输入扭矩，对应不同的输出扭转角；这主要是由内部的非线性刚度及摩擦相互耦合作用的结果，因此精密减速器的滞回模型表示为刚度模块与迟滞模块的耦合结构；非线性弹簧表征精密减速器的刚度特性，随着输入扭矩的增大，刚度趋于饱和；平行的Maxwell滑块表征传动元件的摩擦特性，在输入变量反转时，由于消耗能量从而产生迟滞现象；则精密减速器的滞回曲线表示为刚度模块和迟滞模块的耦合函数如式(1)；其中：表示精密减速器的滞回曲线，τ表示输出端扭矩，b₀、c₀、d₀、m、A₀、B₀、τ₀为待测拟合参数；对式(1)进行整理化简，精密减速器滞回曲线的上升曲线、下降曲线表示为：其中：f+'为滞回曲线的上升曲线；f+'为滞回曲线的下降曲线；m、n为待测拟合参数；S3.建立中值曲线模型；中值曲线是指滞回曲线中，相同扭矩作用下上升曲线、下降曲线扭转角平均值构成的曲线，如图3所示；根据建立滞回曲线模型，中值曲线表示为式(3)；S4.中值曲线的参数识别；基于最小二乘法对式(3)进行拟合，获得中值曲线的各项参数；参数识别方法如下：其中：M(τi)为拟合获得的中值；τi为采集点的扭矩值；εi为采集点的拟合误差；i＝1…n，n为滞回曲线数据采集点个数；其中：为测量获得的中值；则中值曲线M(τ)的各项参数由以下最小准则确定：S5.几何回差评定；精密减速器的几何回差是指±3％额定扭矩处正、反向扭转角均值之差，即为中值曲线M(τ)上±3％额定扭矩处的函数值之差；根据拟合获得的中值曲线函数，将±0.03TR代入式(3)，则精密减速器的几何回差为：δg＝M(0.03TR)‑M(‑0.03TR)  (7)其中：TR为精密减速器的额定扭矩。