本發明涉及傳動系統傳動回差測量技術領域，具體涉及一種蝸輪蝸桿傳動系統傳動回差測量裝置。

背景技術：

國內對于蝸輪蝸桿傳動系統的傳動回差研究較少，現有的傳動系統回差測量裝置都是針對齒輪傳動系統，或者齒輪箱整體輸入與輸出的傳動回差，很少有針對蝸輪蝸桿傳動系統的傳動回差測量裝置。

目前，對于蝸輪蝸桿傳動系統的回差測量，一般采用插紙片法或經緯儀法。插紙片法是使用一定厚度的紙或其他介質插入齒間側隙，通過多次重復試驗，統計能夠穿過齒間側隙的紙(或其他介質)的厚度得出統計平均值，此種方法由于紙等介質在用力拔出齒間側隙后，由于不再受擠壓，厚度變化，所以難以準確測量齒間側隙的所反映的回轉誤差，此外受到紙條容易磨破、需要較多次測量進行統計等限制條件，這種方法并不理想。另外，采用經緯儀法只能通過固定蝸輪而轉動蝸桿的方式測量，這種方法存在固定蝸輪不方便、經緯儀價格昂貴、蝸桿轉動角度范圍較大而導致測量誤差較大的問題。

因此，亟需要一種測量方便、成本較低并且測量精度高的蝸輪蝸桿傳動系統傳動回差測量裝置。

技術實現要素：

技術問題

有鑒于此，本發明實施例提供蝸輪蝸桿傳動系統傳動回差測量裝置，解決在測量蝸輪蝸桿傳動系統傳動回差時，目前的測量方法存在測量精度低、測量不便捷并且測量裝置成本很高等問題。

根據本發明的一個方面，公開了一種蝸輪蝸桿傳動系統傳動回差測量裝置，該裝置包括：

旋轉變壓器，用于測量待檢測蝸輪的旋轉角度；

旋轉變壓器支架，用于支撐所述旋轉變壓器；

連接機構，用于連接所述旋轉變壓器及所述蝸輪；

控制器，用于根據所述待檢測蝸輪的旋轉角度計算所述蝸輪的傳動回差。

在其中一個實施例中，所述旋轉變壓器支架包括依次連接的底座下板、底座上板、底座法蘭、螺紋桿、正反絲扣型套筒、懸臂橫桿、雙法蘭；其中，所述正反絲扣型套筒一端為右旋螺紋，另一端為左旋螺紋，所述螺紋桿通過左旋(右旋)螺紋連接正反絲扣型套筒下端，所述正反絲扣型套筒上端通過所述右旋(左旋)螺紋連接懸臂橫桿。

在其中一個實施例中，所述底座上板和底座下板通過螺釘連接，所述螺釘通過所述底座上板上的轉動槽安裝到所述底座下板；

所述底座上板通過所述轉動槽與所述底座下板可轉動連接。

在其中一個實施例中，所述底座上板轉動角度為0-90度；并且/或者

所述螺釘數目為4個；并且/或者

所述轉動槽為弧形槽。

在其中一個實施例中，所述螺紋桿通過旋轉螺母連接所述底座法蘭；并且/或者

所述螺紋桿為高度可調式螺紋桿；并且/或者

所述正反絲扣型套筒還用于通過與所述螺紋桿之間的轉動調節所述旋轉變壓器支架的高度。

在其中一個實施例中，所述懸臂橫桿為90度折彎焊接件，一端設有旋轉外螺紋并通過旋轉與所述正反絲扣型套筒連接，另一端設有用于定位的十字槽立法蘭。

在其中一個實施例中，所述雙法蘭一端設有用于定位的十字凸起立法蘭，用于與所述懸臂橫桿的十字槽立法蘭配合，與所述懸臂橫桿可轉動90度定位連接。

在其中一個實施例中，所述連接機構包括：

光軸，連接所述旋轉變壓器；

方管，連接所述光軸，用于連接所述蝸輪。

在其中一個實施例中，所述連接機構還包括：

聯軸器，連接所述旋轉變壓器及所述光軸，用于補償所述旋轉變壓器預定范圍內的徑向、角向、軸向偏差。

在其中一個實施例中，所述控制器根據所述待檢測蝸輪的旋轉角度計算所述蝸輪的傳動回差，為根據所述待檢測蝸輪的旋轉角度計算被動擾動空程，

擾動空程為L，蝸輪補償的角度為α，蝸輪分度圓半徑為R，蝸桿導程為P_Z，蝸桿補償空轉角度為β，蝸輪和蝸桿的模數為m，蝸桿頭數為Z₁；其中，L＝α·R，L＝P_z/β，P_z＝π·m·z₁；

計算β＝P_z/(α·R)＝(π·m·z₁)/(α·R)。

采用上述技術方案，本發明至少可取得下述技術效果：本發明一種蝸輪蝸桿傳動系統傳動回差測量裝置，通過旋轉變壓器支架撐旋轉變壓器，連接機構連接旋轉變壓器及蝸輪，旋轉變壓器測量待檢測蝸輪的旋轉角度，控制器根據所述待檢測蝸輪的旋轉角度計算所述蝸輪的傳動回差。旋轉變壓器支架具有轉動和升降功能，旋轉變壓器連接蝸輪機構具有消除徑向、角向、軸向偏差功能。該裝置不僅可以用于測量渦輪蝸桿傳動系統傳動回差的測量，還可以用于測量齒輪傳動等軸系傳動回差的測量。本發明利用蝸輪蝸桿傳動的自鎖特性，無需固定蝸桿，采用測量蝸輪的回轉角度來測量蝸輪蝸桿傳動回差，操作簡單，成本較低，誤差較小、測量精度更高。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對本發明實施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據本發明實施例的內容和這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明一實施例所述的蝸輪蝸桿傳動系統傳動回差測量裝置模塊圖；

圖2是本發明一實施例所述蝸輪蝸桿傳動系統傳動回差測量裝置示意圖；

圖3是本發明一實施例底座下板與底座上板旋轉連接示意圖；

圖4是本發明一實施例渦輪端面水平時蝸輪蝸桿傳動系統傳動回差測量裝置示意圖；

圖5是本發明一實施例渦輪端面垂直時所述蝸輪蝸桿傳動系統傳動回差測量裝置示意圖。

貫穿附圖，應該注意的是，相似的標號用于描繪相同或相似的元件、特征和結構。

具體實施方式

提供以下參照附圖的描述來幫助全面理解由權利要求及其等同物限定的本公開的各種實施例。以下描述包括幫助理解的各種具體細節，但是這些細節將被視為僅是示例性的。因此，本領域普通技術人員將認識到，在不脫離本公開的范圍和精神的情況下，可對本文所述的各種實施例進行各種改變和修改。另外，為了清晰和簡潔，公知功能和構造的描述可被省略。

以下描述和權利要求書中所使用的術語和詞匯不限于文獻含義，而是僅由發明人用來使本公開能夠被清晰和一致地理解。因此，對于本領域技術人員而言應該明顯的是，提供以下對本公開的各種實施例的描述僅是為了示例性目的，而非限制由所附權利要求及其等同物限定的本公開的目的。

應該理解，除非上下文明確另外指示，否則單數形式也包括復數指代。因此，例如，對“組件表面”的引用包括對一個或更多個這樣的表面的引用。

下面依據圖1-5對本發明實施例作具體闡述說明。

圖1是本發明一實施例所述的蝸輪蝸桿傳動系統傳動回差測量裝置模塊圖。

圖2是本發明一實施例所述蝸輪蝸桿傳動系統傳動回差測量裝置示意圖。

圖3是本發明一實施例底座下板與底座上板旋轉連接示意圖。

圖4是本發明一實施例渦輪端面水平時蝸輪蝸桿傳動系統傳動回差測量裝置示意圖。

圖5是本發明一實施例渦輪端面垂直時所述蝸輪蝸桿傳動系統傳動回差測量裝置示意圖。

參考圖1，本實施例所述的一種蝸輪蝸桿傳動系統傳動回差測量裝置100，該裝置100包括：旋轉變壓器支架120，旋轉變壓器140和連接機構160。旋轉變壓器，用于測量待檢測蝸輪的旋轉角度；

本發明涉及一種蝸輪蝸桿傳動系統傳動回差測量裝置100，通過旋轉變壓器支架120，旋轉變壓器140，連接機構160連接旋轉變壓器140及蝸輪200，旋轉變壓器140測量待檢測蝸輪200的旋轉角度，控制器180根據待檢測蝸輪200的旋轉角度計算蝸輪200的傳動回差。該裝置100不僅可以用于測量渦輪蝸桿傳動系統傳動回差的測量，還可以用于測量齒輪傳動等軸系傳動回差的測量。本發明利用蝸輪蝸桿傳動的自鎖特性，無需固定蝸桿，采用測量蝸輪的回轉角度來測量蝸輪蝸桿傳動回差，操作簡單，成本較低，誤差較小、測量精度更高。

參考圖2，其中，在另一實施例中，上述旋轉變壓器支架可以包括依次連接的底座下板1、底座上板2、底座法蘭3、螺紋桿4、正反絲扣型套筒5、懸臂橫桿6和雙法蘭7。其中，所述螺紋桿4通過螺紋連接正反絲扣型套筒5，正反絲扣型套筒5一端為右旋螺紋，另一端為左旋螺紋，正反絲扣型套筒5通過右旋螺紋或左旋螺紋連接懸臂橫桿6。這樣，可以通過旋轉正反絲扣型套筒5調節蝸輪蝸桿傳動系統傳動回差測量裝置100的高度。

其中，底座上板1和底座下板2通過螺釘，圖中所示為B1連接。并且，參考圖3，螺釘B1通過所述底座上板2上的轉動槽安裝到所述底座下板1。這樣，所述底座上板通過所述轉動槽與所述底座下板轉動連接，旋轉變壓器支架可以具有轉動功能。

其中，上述底座上板2可以轉動的角度為0-90度。

并且，上述螺釘B1的數目可以為4個。其中，上述轉動槽可以為弧形槽或者現有技術中其他可以形成轉動的槽。

其中，螺紋桿4通過旋轉螺母B4連接底座法蘭3。螺紋桿4可以為高度可調式螺紋桿，或者根據需要測量蝸輪的高度分別使用不同高度的螺紋桿4。

其中，正反絲扣型套筒5還用于通過與螺紋桿4之間的轉動調節所述旋轉變壓器支架的高度。

具體的，上述懸臂橫桿6為90度折彎焊接件，一端設有旋轉外螺紋并通過旋轉與所述正反絲扣型套筒5連接，另一端設有用于定位的十字槽立法蘭。

相應的，雙法蘭7一端設有用于定位的十字凸起立法蘭，用于與所述懸臂橫桿6的十字槽立法蘭配合，與懸臂橫桿6可轉動90度定位連接。

參考圖4和圖5，分別為雙法蘭7與懸臂橫桿6可轉動90度定位連接的示意圖，其中，圖4是渦輪端面水平時蝸輪蝸桿傳動系統傳動回差測量裝置示意圖，圖5是渦輪端面垂直時所述蝸輪蝸桿傳動系統傳動回差測量裝置示意圖。

其中，上述連接機構包括光軸10和方管11。光軸10所述旋轉變壓器8，方管11連接光軸10，用于連接所蝸輪(圖未標)。

進一步的，參考圖2，所述連接機構還包括聯軸器9。聯軸器9連接旋轉變壓器8及所述光軸10，用于補償所述旋轉變壓器8預定范圍內的徑向、角向、軸向偏差。其中，根據旋轉變壓器8確定預定范圍。該預定范圍可以根據目前對旋轉變壓器8性能的要求的判定制定。

其中，聯軸器9為MF型平行式柔性聯軸器。

控制器根據所述待檢測蝸輪的旋轉角度計算所述蝸輪的傳動回差，為根據所述待檢測蝸輪的旋轉角度計算被動擾動空程，

擾動空程為L，蝸輪補償的角度為α，蝸輪分度圓半徑為R，蝸桿導程為P_Z，蝸桿補償空轉角度為β，蝸輪和蝸桿的模數為m，蝸桿頭數為Z₁；其中，L＝α·R，L＝P_z/β，P_z＝π·m·z₁；

計算β＝P_z/(α·R)＝(π·m·z₁)/(α·R)。

下面以圖2所示實施例對本發明做具體闡述。

旋轉變壓器是一種輸出電壓隨轉子轉角變化的信號元件。當勵磁繞組以一定頻率的交流電壓勵磁時，輸出繞組的電壓幅值與轉子轉角成正弦、余弦函數關系，或保持成某一比例關系，或在一定轉角范圍內與轉角成線性關系。旋轉變壓器根據對極數的不同，具有不同的精度。如果用旋轉變壓器測量蝸桿的轉動角度，誤差范圍會比較大，所以更適合測量蝸輪的轉動角度。旋轉變壓器相對經緯儀，價格較低。因精度要求，此種測量方法應選用多極雙通道旋轉變壓器。

參考圖2，旋轉變壓器支架由底座下板(1)、底座上板(2)、底座法蘭(3)、螺紋桿(4)、正反絲扣型套筒(5)、懸臂橫桿(6)、雙法蘭(7)組成。底座法蘭(3)與底座下板(1)、底座上板(2)用螺釘連接。其中底座上板(2)有四個弧形槽，可以在螺釘(B1)旋松狀態下，底座上板(2)通過中部圓柱凸起即可繞底座下板(1)圓孔轉動，由于螺釘(B1)和弧形槽的存在，底座上板(2)可以相對底座下板(1)轉動90°，使底座下板(1)完全隱藏在底座上板(2)下面，節省了空間，更便于收藏攜帶，如圖3所示。螺紋桿(4)兩端分別旋入底座法蘭(3)和正反絲扣型套筒(5)下端，并用右旋螺母(B4)鎖定相對位置。正反絲扣型套筒(5)下端為右旋內螺紋，上端為左旋內螺紋。懸臂橫桿(6)與正反絲扣型套筒(5)上端連接螺紋為左旋螺紋，并用左旋螺母(B5)鎖定相對位置。懸臂橫桿(6)為90°折彎焊接件，懸臂橫桿(6)一端為左旋外螺紋，旋入正反絲扣型套筒(5)上端左旋管螺紋內，并用螺母(B5)鎖定相對位置。懸臂橫桿(6)的另一端焊有帶“十字槽”的立法蘭。雙法蘭(7)一端為帶定位作用的“十字凸起”的立法蘭，另一端為水平法蘭。雙法蘭(7)的“十字凸起”的立法蘭與懸臂橫桿(6)的帶“十字槽”的立法蘭配合，并可90°倍角相對轉動后仍可定位配合，定位后使用4個螺釘(B6)緊固。當測量水平或豎直放置的蝸輪時，只需90°倍角轉動雙法蘭(7)與懸臂橫桿(6)的相對位置。當蝸輪端面水平時，蝸輪蝸桿傳動系統傳動回差測量裝置裝配如圖4所示；當蝸輪端面豎直時，蝸輪蝸桿傳動系統傳動回差測量裝置裝配如圖5所示。

旋轉變壓器連接蝸輪機構由旋轉變壓器(8)、MF型平行式柔性聯軸器(9)、光軸(10)、方管(11)和蝸輪組成。雙法蘭(7)的水平法蘭端與旋轉變壓器(8)外殼(也稱定子)的法蘭孔用螺釘連接。旋轉變壓器(8)的輸入軸(也稱轉子)與MF型平行式柔性聯軸器(9)一端用螺釘(B8)頂緊連接，MF型平行式柔性聯軸器(9)另一端與光軸(10)的一端用螺釘(B8)頂緊連接。光軸(10)的另一端與方管(11)中部用螺釘(B9)頂緊連接。方管(11)兩端有用于穿過螺釘的通孔，方管(11)與蝸輪通過螺栓緊固連接。當測量不同大小的蝸輪時，更換不同長度的方管即可。

本發明中為了適應日后測量不同高度位置的蝸輪，將螺紋桿(4)設計為可更換方式的，對于較高位置的蝸輪就換更長的螺紋桿即可。為此，設置了底座法蘭(3)，其法蘭管內有螺紋，為幫助螺紋桿(4)順利擰入，在螺紋桿(4)露出底座法蘭(3)的部位銑出一對平面，方便扳手夾持施加扭矩，并使用右旋螺母(B4)緊固鎖緊螺紋桿(4)和底座法蘭(3)的相對位置，再通過轉動正反絲扣型套筒(5)調節支架的高度，如圖2所示。

本發明與現有技術相比的優點在于：

(1)相比插紙片法，測量結果更準確，測量過程更易操作。

(2)利用蝸輪蝸桿的自鎖原理，無需固定蝸桿，直接連接蝸輪，使用方便可靠。

(3)可以測量不同高度、一定直徑范圍內的蝸輪的傳動回差。

(4)通過旋轉立法蘭可以測量端面水平放置的蝸輪，也可測量端面豎直放置的蝸輪。

(5)本發明采用的MF平行式柔性聯軸器是一體成型的金屬彈性聯軸器，順時針與逆時針回轉特性完全相同，具有零回轉間隙，良好的徑向、角向、軸向偏差補償性能。使得本發明操作更方便，測量結果更可靠。

(6)根據測量回差所需的精度選擇所需相應測量精度的旋轉變壓器。如選擇西安微機電研究所的質量較輕、體積較小的64對極的160XFS6421M旋轉變壓器，這是一個組裝式的旋轉變壓器，相對于分裝式旋轉變壓器，安裝更為方便。

(7)不僅可以用于測量渦輪蝸桿傳動系統傳動回差的測量，還可以測量齒輪傳動等軸系傳動回差的測量。

下面對圖2所示實施例裝置的使用方法做具體闡述。

在使用本發明裝置時，首先根據蝸輪放置工況選擇旋轉變壓器支架安裝方式，當蝸輪軸線豎直向上，采用圖4所示安裝方式；當蝸輪軸線水平放置，采用圖5所示安裝方式。由于本發明利用的蝸輪蝸桿的自鎖特性，所以測量回差時無需固定蝸桿。

安裝時，先將方管(11)通過兩端的過孔與蝸輪連接固定，再將蝸輪蝸桿傳動系統傳動回差測量裝置通過移動底座和轉動懸臂橫桿(6)的方式將光軸(10)大致移動至方管(11)中間孔的上方，之后需要給底座壓上一定配重，防止操作不當觸碰傾倒。然后通過旋轉正反絲扣型套筒(5)調節支架的高度，直至光軸(10)插入到方管(11)的中間孔后，用右旋螺母B4和左旋B5鎖定正反絲扣型套筒(5)的位置，并用螺釘B9通過方管側邊的螺紋孔頂緊方管(11)內的光軸(10)，保證方管(11)與光軸(10)始終相對位置固定。另外，根據MF型平行式柔性聯軸器(9)的特性，其可以補償一定范圍內的徑向、角向、軸向偏差，所以當光軸(10)和旋轉變壓器(8)在MF型平行式柔性聯軸器(9)限定的范圍內不同軸時，仍然不影響使用，使得本發明操作更方便。

當蝸輪蝸桿傳動系統傳動回差測量與蝸輪連接好后，手動撥動蝸輪轉動。由于蝸輪蝸桿的齒間側隙的存在，齒輪會帶動方管(11)、光軸(10)、MF型平行式聯軸器(9)和旋轉變壓器(8)的輸入軸(也稱轉子)旋轉，旋轉變壓器(8)就會以電壓信號曲線記錄下蝸輪旋轉的角度。再通過分析電壓信號曲線，將電壓信號轉換為回差角度。此處角度測量值的意義在于，直接測量的是被動端擾動造成的設備回轉角度，反映在天線方位回轉機構中，就是天線方位被動擾動空程L。以此測量出來的回轉角度α，也可以反推出動力輸入端(蝸桿軸)在主動驅動時需要空轉的角度值β。

設擾動空程為L；需要蝸輪補償的角度為α；蝸輪分度圓半徑為R；蝸桿導程為P_Z；蝸桿補償空轉角度為β；蝸輪和蝸桿的模數為m；蝸桿頭數為Z₁。則：L＝α·R，L＝P_z/β，P_z＝π·m·z₁；

所以動力輸入端(蝸桿軸)在主動驅動時需要空轉的角度值β，進而以此值來修整驅動電機的角度補償及提前量：

β＝P_z/(α·R)＝(π·m·z₁)/(α·R)

對于測量端面豎直放置的蝸輪，只需在安裝雙法蘭時旋轉90°后再擰緊螺栓(B6)即可。

本蝸輪蝸桿傳動系統傳動回差測量裝置也適用于齒輪傳動系統等軸系傳動系統傳動回差測量，只需對其中一個齒輪固定，另一個齒輪與旋轉變壓器(8)的輸入軸連接，其余具體實施方式與蝸輪蝸桿傳動系統回差測量相同。

應該注意的是，如上所述的本公開的各種實施例通常在一定程度上涉及輸入數據的處理和輸出數據的生成。此輸入數據處理和輸出數據生成可在硬件或者與硬件結合的軟件中實現。例如，可在移動裝置或者相似或相關的電路中采用特定電子組件以用于實現與如上所述本公開的各種實施例關聯的功能。另選地，依據所存儲的指令來操作的一個或更多個處理器可實現與如上所述本公開的各種實施例關聯的功能。如果是這樣，則這些指令可被存儲在一個或更多個非暫時性處理器可讀介質上，這是在本公開的范圍內。處理器可讀介質的示例包括只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、CD-ROM、磁帶、軟盤和光學數據存儲裝置。另外，用于實現本公開的功能計算機程序、指令和指令段可由本公開所屬領域的程序員容易地解釋。

盡管已參照本公開的各種實施例示出并描述了本公開，但是本領域技術人員將理解，在不脫離由所附權利要求及其等同物限定的本公開的精神和范圍的情況下，可對其進行形式和細節上的各種改變。