齒輪傳動系統(tǒng)綜合性能測試試驗平臺的研究.pdf

1、系統(tǒng)振動特性直接影響機械系統(tǒng)的性能和可靠性，而齒輪傳動系統(tǒng)作為機械傳動系統(tǒng)的重要組成部分，隨著科學技術的進步和機械行業(yè)的發(fā)展，它面臨著更高的要求，高轉速、低噪聲成為其發(fā)展方向。加強對齒輪系統(tǒng)動力學的研究，是提高齒輪傳動系統(tǒng)性能的重要途徑。深入研究齒輪傳動系統(tǒng)的動力學參數，對全面分析齒輪傳動系統(tǒng)的動態(tài)特性，提高機械傳動系統(tǒng)性能有重要意義。
　　研究表明，齒輪傳動系統(tǒng)的主要振動噪聲源于齒輪嚙合的動態(tài)激勵，齒廓的綜合誤差、嚙合時的時變剛

2、度，齒側間隙等所引起的輪齒嚙入、嚙出沖擊和邊緣沖擊等是引起嚙合激勵的內部因素。正是引起嚙合激勵的主要因素。齒輪機構依靠相互嚙合的輪齒來傳遞動力，為了保證相互嚙合齒廓之間的相對運動以及油膜的潤滑作用，齒輪副之間必須有一定的間隙。因此，齒輪機構為典型的含間隙的非線性動力學系統(tǒng)。
　　本文的主要研究內容是針對齒輪組傳動，研究齒輪間隙動態(tài)特性的作用機理，以及其對傳動精度的影響，解決以齒輪副為主的中間傳動機構的傳動精度問題。課題組選取了行星

3、減速器（APEX）和蝸輪蝸桿減速器（DYNABOX）兩種高精度減速器進行了齒輪傳動系統(tǒng)性能試驗臺的搭建，其中包括試驗支架的設計、運動控制卡及驅伺服電機的選型、伺服驅動器的接線調試、運動控制程序編寫、各組件在支架上的安裝、Bruel&Kjaer振動儀采集振動信號等工作?？傮w來說，先對兩種減速器用SolidWorks軟件建模，導入有限元分析軟件，然后在靜態(tài)和動態(tài)條件下進行仿真分析，在仿真結果的基礎上，搭建驅動-負載雙電機伺服平臺，以位置模式

4、的安川電機為驅動端，齒輪減速器為中間傳動機構，轉矩模式的倫茨電機為負載端，通過運動控制卡來控制驅動和負載電機分別對兩種減速器進行以轉速-轉矩正交試驗，分別設置不同的轉速值和負載值進行多組試驗。通過電機編碼器對輸入軸和輸出軸脈沖值變化的反饋以及振動儀采集的的振動信號，實現對不同負載、不同轉速情況下減速器的振動特性的監(jiān)測，得出不同參數下齒側間隙對齒輪傳動系統(tǒng)性能的影響，也基本驗證了理論模型的準確程度。
　　經過目前完成的振動試驗驗證，