專(zhuān)利名稱(chēng)：蝸桿傳動(dòng)系列功率測(cè)定裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于齒輪功率，效率測(cè)量技術(shù)，可用來(lái)測(cè)定環(huán)面蝸桿傳動(dòng)減速器系列產(chǎn)品的功率和效率表。
通常測(cè)量蝸桿傳動(dòng)減速器的功率和效率，都是使用測(cè)量設(shè)備單臺(tái)逐一測(cè)量，蘇聯(lián)637738專(zhuān)利提出的方法，也只能提高測(cè)量精度，測(cè)量對(duì)象還是單臺(tái)，如對(duì)系列產(chǎn)品仍然逐臺(tái)測(cè)量，進(jìn)而制定系列產(chǎn)品的功率表，效率表，不僅試驗(yàn)費(fèi)用多，時(shí)間長(zhǎng)，而且功率表，效率表需要更新?lián)Q代時(shí)，很難做到準(zhǔn)確及時(shí)，即使不采用逐臺(tái)測(cè)量，改為間隔選測(cè)，所需費(fèi)用仍很驚人。測(cè)定時(shí)間之長(zhǎng)也難滿(mǎn)足急需，例如1980年10月冶金部設(shè)備制造總局，曾計(jì)劃請(qǐng)8個(gè)研究院所和3個(gè)制造廠(chǎng)商討SG-71蝸輪副產(chǎn)品的系列化標(biāo)準(zhǔn)和效率表功率表進(jìn)行測(cè)定，產(chǎn)品的中心距系列規(guī)格，共制定16種，速比系列10種，轉(zhuǎn)數(shù)系列13種，采用間隔選測(cè)方案，選定中心距系列中125，250，315三個(gè)中心距，速比系列10，25，50，即使按此方案，測(cè)試費(fèi)用尚需近百萬(wàn)，時(shí)間2年，還要組織三個(gè)試驗(yàn)單位通力合作才能完成，后因經(jīng)費(fèi)沒(méi)有出處，被擱置。
目前，國(guó)內(nèi)有的單位，利用已有功率表，只選試其中一個(gè)(或幾個(gè))數(shù)據(jù)，求出改變的比值，然后將已有功率表中的其它數(shù)據(jù)都乘以相同的比值，列出新的功率表，然而，對(duì)于不同中心距、速比和轉(zhuǎn)速，蝸桿傳動(dòng)減速器的功率和效率數(shù)據(jù)，變化的幅度不全一樣！這樣求出的功率表和效率表很難符合實(shí)際。
為了克服上述現(xiàn)有環(huán)面蝸桿傳動(dòng)減速器系列功率測(cè)定費(fèi)用高昂，時(shí)間太長(zhǎng)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提出一種最經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)捷快速可靠的系列功率測(cè)定方法。
為實(shí)現(xiàn)這一目的的測(cè)定技術(shù)方案是，根據(jù)熱功率原理，利用本發(fā)明設(shè)計(jì)的一種試驗(yàn)裝置，測(cè)出任一規(guī)格中心距產(chǎn)品的效率數(shù)據(jù)，然后，以此數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，結(jié)合權(quán)威性參照功率表，效率表，按本發(fā)明提出的方法，制定產(chǎn)品系列(中心距、速比、轉(zhuǎn)數(shù))中其它規(guī)格產(chǎn)品的功率、效率。最終，列出效率和功率的數(shù)據(jù)表。
為測(cè)定蝸桿傳動(dòng)減速器系列效率，本發(fā)明專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了可調(diào)速電功率封閉蝸桿傳動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)(見(jiàn)圖1)，此機(jī)的結(jié)構(gòu)是被測(cè)蝸桿傳動(dòng)減速器3由驅(qū)動(dòng)電機(jī)1拖動(dòng)，為滿(mǎn)足被測(cè)減速器不同轉(zhuǎn)數(shù)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)1的轉(zhuǎn)數(shù)可根據(jù)試驗(yàn)要求調(diào)速，蝸桿傳動(dòng)減速器3的輸入轉(zhuǎn)數(shù)和力矩值由輸入轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)矩傳感器2測(cè)量，并將測(cè)量結(jié)果傳遞到轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x9顯示記錄，輸出轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)矩通過(guò)輸出轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)矩傳感器4測(cè)量，并將測(cè)量結(jié)果傳遞給輸出轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x10顯示記錄，試驗(yàn)時(shí)的負(fù)載是與驅(qū)動(dòng)電機(jī)1同型號(hào)的可調(diào)速負(fù)載電機(jī)8充作發(fā)電機(jī)，根據(jù)試驗(yàn)負(fù)載不同，調(diào)整發(fā)電負(fù)荷，并反饋電網(wǎng)，為滿(mǎn)足被試驗(yàn)蝸桿傳動(dòng)減速器3的不同速比，在負(fù)載電機(jī)8前裝有增速器5和變速器6，并用電磁離合器7聯(lián)接。
用本發(fā)明的試驗(yàn)裝置，通過(guò)測(cè)量得到中心距ao，速比io各轉(zhuǎn)數(shù)nn的輸入力矩M1和輸出力矩M2，再代入下面的常用公式
即可算出測(cè)試效率，將算得的效率值列成表，即是中心距ao，速比io各轉(zhuǎn)數(shù)nn的測(cè)試效率
表。
本發(fā)明的方法步驟一、選定參照功率表，效率表。
本發(fā)明選定美國(guó)齒輪制造者協(xié)會(huì)(AGMA)制定的直線(xiàn)齒廓環(huán)面蝸桿傳動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)441，03中推薦的效率表和所附密西根工具公司(MichiganToolCo.Let.)的功率表，經(jīng)多年實(shí)際使用結(jié)果說(shuō)明，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)制定的效率表功率表中的數(shù)據(jù)，可靠實(shí)用，具有一定的權(quán)威性;還有，本發(fā)明所要給出的環(huán)面蝸桿傳動(dòng)減速器功率表，效率表，與上述選定的參照功率表效率表同屬<p>
將算得的值列成中心距ao，各轉(zhuǎn)數(shù)nn，各速比in的制定效率表四。
六、利用表四的制定效率
結(jié)合參照功率表中，中心距ao，各速比in，各轉(zhuǎn)數(shù)nn功率效率值，通過(guò)下式<7>確定其它中心距an，各速比in，各轉(zhuǎn)數(shù)nn的制定功率
式中
由參照功率表查出的中心距an各速比in各轉(zhuǎn)數(shù)nn的功率δQ稱(chēng)第二功率系數(shù)由式(8)導(dǎo)出
由參照效率表中查出的中心距ao，各速比in，各轉(zhuǎn)數(shù)nn的效率。
同式<5>定義將算得之值列成中心距ao，各轉(zhuǎn)數(shù)nn，各速比in的制定功率表五。
采用本發(fā)明測(cè)定環(huán)面蝸桿減速器系列產(chǎn)品效率表功率表，可以實(shí)現(xiàn)顯著節(jié)省測(cè)定費(fèi)用;并加快測(cè)定進(jìn)度，如前所述，如與1980年10月會(huì)議關(guān)于制定平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)(SG-71型蝸輪副)減速器系列產(chǎn)品的效率表，功率表所提試驗(yàn)費(fèi)用預(yù)算，計(jì)劃進(jìn)度及投入力量比較，采用本發(fā)明可節(jié)省測(cè)定費(fèi)用90%以上，時(shí)間不到一年，而且只需一個(gè)試驗(yàn)單位即可獨(dú)立完成。
注表四中各值在中心距a＝100-200毫米范圍內(nèi)通用，中心距100毫米以下到50毫米，從表四中各值減去3%，中心距a＝250毫米以上到700毫米，在表四中各值加上2%。
制定功率
中心距 an 表五
n1n2n3n4n5n6n7n8n9n10i1Aan1Ban1Can1- - - - - - -i2Aan2Ban2Can2- - - - - - -i3Aan3Ban3Can3- - - - - - -i4Aan4Ban4Can4- - - - - - -i5Aan5Ban5Can5- - - - - - -實(shí)施例作為實(shí)施例，本發(fā)明下面介紹用本發(fā)明的設(shè)備及方法，測(cè)定平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)(SG-71型蝸輪副)減速器中心距a＝120毫米和中心距a＝100毫米的功率表，效率表。
一、選定美國(guó)齒輪制造者協(xié)會(huì)(AGMA)標(biāo)準(zhǔn)441.03效率表及所附密西根工具公司(MichiganToolCo.Let.)功率表為參照效率功率表。
二、測(cè)試中心距a＝120毫米，速比i＝25，轉(zhuǎn)數(shù)系列中各轉(zhuǎn)數(shù)的效率測(cè)試效率
a=120 i=25 表一n轉(zhuǎn)/分20030040050060075010001500η%7779828282848484三、確定中心距a＝120毫米，速比i＝25，轉(zhuǎn)數(shù)系列中各轉(zhuǎn)數(shù)的制定功率
第一效率系數(shù)α
n轉(zhuǎn)/分20030040050060075010001500α1.08691.09521.05551.05551.05551.062511制定功率
(kw) a=120毫米表三n轉(zhuǎn)/分20030040050060075010001500
1.88 2.62 3.12 3.65 4.07 4.95 5.29 6.49四、確定中心距a＝120毫米，速比系列中其它各速比in轉(zhuǎn)數(shù)系列中各轉(zhuǎn)數(shù)nn的制定功率
第一功率系數(shù) βa=120毫米表四
200 300 400 500 600 750 1000 1500100.4340.4420.4440.4470.4480.4490.450.45150.6170.6170.6220.6250.6160.6270.6150.626200.8050.730.880.8070.8060.8280.8070.817301.191.1891.1921.1921.191.191.1921.19401.581.581.581.581.581.581.5781.578501.9661.9631.971.9661.9661.9621.9671.966制定功率W120-innn(KW) a=120毫米表五
200 300 400 500 600 750 1000 1500104.335.937.028.159.091111.7614.41153.054.2555.846.617.868.610.37202.343.63.544.535.065.976.567.94301.582.22.623.063.424.154.445.45401.191.661.972.312.573.133.354.11500.961.341.591.862.072.522.693.3
五、確定中心距a＝120毫米，速比系列中其它各速比in轉(zhuǎn)系列中其它各轉(zhuǎn)數(shù)nn的制定效率
第二效率系數(shù)γ表六
200 300 400 500 600 750 1000 150010 0.1382 0.1278 0.1232 0.1230 0.1230 0.1034 0.1 0.115 0.1749 0.1644 0.1423 0.1420 0.1420 0.1227 0.12 0.1220 0.2119 0.2002 0.1608 0.1606 0.1608 0.1601 0.16 0.1530 0.2762 0.2557 0.2366 0.2367 0.2370 0.1977 0.2 0.240 0.3403 0.3007 0.2653 0.2648 0.2656 0.2353 0.24 0.2450 0.2692 0.3283 0.2833 0.2834 0.2840 0.2636 0.27 0.27測(cè)定效率 η120-innna=120毫米表七
200 300 400 500 600 750 1000 1500108687878787899090158384868686888888207980848484848485307274767676808080406670737373767676506367717171737373六、確定中心距系列中，中心距a＝100毫米，速比系列中各速比in，轉(zhuǎn)數(shù)系列中各轉(zhuǎn)數(shù)nn的制定功率
為說(shuō)明本發(fā)明制定的功率表效率表的可靠性，現(xiàn)驗(yàn)證如下。由表七可以查出用本方法制定的中心距a＝120毫米，速比i＝10，各轉(zhuǎn)數(shù)nn的制定效率
通過(guò)對(duì)中心距a＝120毫米，速比i＝10，各轉(zhuǎn)數(shù)nn試驗(yàn)測(cè)得的實(shí)測(cè)效率η120-10na]]>兩者數(shù)值對(duì)比如下表n轉(zhuǎn)/分20030040050060075010001500制定
86 87 87 87 87 89 90 90實(shí)測(cè)
87.3 87.6 88.9 88.6 88.8 89.5 90.7相差-1.3%-0.6%-1.9%-1.6%-1.8%-0.5%-0.7%由表七可以查出用本方法制定的中心距a＝120毫米，速比i＝50，各轉(zhuǎn)數(shù)的制定效率通過(guò)對(duì)中心距a＝120毫米，速比i＝50，各轉(zhuǎn)數(shù)試驗(yàn)測(cè)得的實(shí)測(cè)效率
兩者數(shù)值對(duì)比如下n轉(zhuǎn)/分20030040050060075010001500制定
63 67 71 71 71 73 73 73實(shí)測(cè)
63.1 66.6 71.05 71.4 71.4 73 73.3 74.87相差-0.1%+0.4%-0.5%-0.4%-0.4%0%-0.3%-1.87%為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的可靠性再引用1978年首鋼機(jī)械廠(chǎng)委托北京工學(xué)院測(cè)試中心距a＝150毫米，速比i＝12.5的平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿(SG-71型蝸輪副)傳動(dòng)減速器的效率，結(jié)果如圖2曲線(xiàn)所示(參見(jiàn)“SG-71型蝸桿傳動(dòng)極限承載能力的初步試驗(yàn)”北京工學(xué)院趙國(guó)珊1978.6)由圖示曲線(xiàn)可知，當(dāng)輸出力矩M＝202kg-M輸入轉(zhuǎn)數(shù)n＝1000轉(zhuǎn)/分，測(cè)得的效率試件 PWS-01 η150-12.51000=91.3試件 PWS-02 η150-12.51000=90
平均值實(shí)測(cè) η150-12.51000=90.65與用本方法制定的制定效率表七中，速比i＝10(與速比i＝12.5等值)輸和轉(zhuǎn)數(shù)n＝1000轉(zhuǎn)/分的效率η＝90相差0.65%。
圖1為其中1驅(qū)動(dòng)電機(jī)2輸入轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)矩傳感器3被測(cè)蝸桿傳動(dòng)減速器4輸出轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)矩傳感器5增速器6變速器7電磁離合器8負(fù)載電機(jī)9輸入轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x10輸出轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x圖2為自然冷卻時(shí)載荷效率溫升關(guān)系其中xPWS-01第一套SG-71型蝸桿傳動(dòng)試件OPWS-0.5第二套SG-71型蝸桿傳動(dòng)試件
權(quán)利要求
1.一種齒輪傳動(dòng)試驗(yàn)裝置，特別適用于蝸桿傳動(dòng)中各種運(yùn)行性能的試驗(yàn)，由驅(qū)動(dòng)電機(jī)，轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)矩傳感器，增速器，變速器，負(fù)載電機(jī)，轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x和電磁離合器組成。其特征在于驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用三相整流子調(diào)速電機(jī)，被測(cè)減速器的輸入和輸出軸的轉(zhuǎn)數(shù)和轉(zhuǎn)矩由轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)矩傳感器測(cè)量，轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)矩傳感器的測(cè)量結(jié)果由轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x顯示記錄。
2.如權(quán)利要求1所述的齒輪傳動(dòng)裝置，其特征在于負(fù)載電機(jī)是三相整流子電機(jī)充當(dāng)發(fā)電機(jī)，負(fù)載電機(jī)要求的轉(zhuǎn)數(shù)用增速器和變速器調(diào)整。
3.如權(quán)利要求2所述的齒輪傳動(dòng)試驗(yàn)裝置其特征在于增速器與變速器用電磁離合器聯(lián)接。
4.一種蝸桿傳動(dòng)減速器系列產(chǎn)品功率表、效率表測(cè)定方法，特別適用于環(huán)面蝸桿傳動(dòng)減速器系列產(chǎn)品功率表、效率表的制定。步驟是選定參照功率表、效率表，用本發(fā)明的試驗(yàn)設(shè)備測(cè)量一種規(guī)格中心距ao，速比io，系列轉(zhuǎn)數(shù)的效率
，然后以測(cè)試效率為基礎(chǔ)，結(jié)合參照功率和參照效率用本發(fā)明的下述公式依次逐步制定新的效率表、功率表。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的蝸桿傳動(dòng)減速器系列產(chǎn)品功率表效率表測(cè)定方法，其特征在于
全文摘要
本發(fā)明是一種齒輪傳動(dòng)試驗(yàn)裝置和蝸桿傳動(dòng)減速器系列功率表測(cè)定方法。試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)是由可調(diào)速驅(qū)動(dòng)電機(jī)，轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)矩傳感器，轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x，增速器，變速器，可調(diào)速負(fù)載電機(jī)以及電磁離合器組成。用本發(fā)明的試驗(yàn)裝置測(cè)出測(cè)試效率，再用本發(fā)明的四個(gè)公式和四個(gè)系數(shù)依次逐步制定新的功率表、效率表。用本發(fā)明制定功率表、效率表，費(fèi)用低，時(shí)間短。
文檔編號(hào)G01L3/26GK1082711SQ9210890
公開(kāi)日1994年2月23日 申請(qǐng)日期1992年8月1日 優(yōu)先權(quán)日1992年8月1日
發(fā)明者李春元 申請(qǐng)人:首鋼總公司