平動齒輪減速器是一種利用平動輪機構原理制造的齒輪減速器。平動齒輪機構是由連桿機構和齒輪機構組合而成的組合機構。由連桿機構提供一個齒輪作平動,使之驅動另一個作定軸轉動,以實現減輸出的目的。而內平動齒輪減速器是由內齒輪做定軸轉動,外齒輪做平動,由于做平面運動的是齒輪嚙合當中內部的外齒輪,因此將這種傳動形式稱為內平動齒輪傳動。三環內平動齒輪減速器因其有3片傳動環板取名為三環減速器,是一種傳動路線最短、承載能力最強且傳動比最大的減速器。
三環內平動齒輪減速器相比較于傳統的齒輪減速器0具有傳動比大、體積小、結構緊湊、重量輕、效率高、承載能力強等特點,可用作精密減速器應用于航空、航天及導彈、艦艇等高精尖領域,而在實際的應用過程中能否達到這些效果,針對其轉矩、轉速、轉角、機械效率等性能指標還需要不斷的進行試驗驗證,故研究開發了三環內平動齒輪減速器的性能測試系統。
機械效率試驗
(1)測試原理。機械效率即減速器輸出率與輸入功率的比值,可以通過測試減速器輸入輸出端的轉矩轉速,根據公式P=T*n/9550計算出減速器輸入輸出功率,從而得出減速器的機械效率。其中,P為減速器的輸入或輸出功率,kw;T為減速器輸入輸出的扭矩,N·m;n為減速器輸入或輸出軸的轉速,r/min。
(2)測試方法。在三環內平動齒輪減速器輸入輸出端連接轉矩轉速傳感器,傳感器轉矩的測量采用應變電測原理,當應變軸受扭力影響產生變形后,粘貼在應變軸上的應變計阻值發生相應變化,經過壓/頻轉換,可轉變為頻率信號進行采集。同時,傳感器的測速碼盤連續旋轉時,通過光電開關輸出具有一定周期寬度的脈沖信號,根據碼盤的齒數和輸出信號的頻率可計算出轉速的數值。然后將轉矩轉速傳感器的接線端聯接至數據采集卡進行頻率信號的采集,通過工控機軟件對數據進行分析處理得到機械效率數值和波形曲線。
角度傳遞誤差試驗
(1)測試原理。角度傳遞誤差是指輸入任意旋轉角時的理論輸出轉角與實際輸出轉角之間的差。輸入輸出轉角的測量通過采集高精度圓光柵的脈沖數,然后通過 LabVIEW 編程分析處理數據得到角度傳遞誤差。實際試驗時,取角度傳遞誤差數值的最大值。
(2)測試方法。測試時通過控制電機在低轉速下旋轉,每隔一段時間采樣一個點,如在減速器輸出軸的一轉內取72個測試點(即輸出軸每轉5°取一個值),則對于輸出軸分別有 72個理論轉角和實際轉角,并求得72 個理論轉角與實際轉角之間的差值,則取輸出軸角度傳遞誤差。