一种新型谐波减速器传动精度测试仪器

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1、万方数据EquipmentManufactringTechnologyNo．6，2011t～4、，、，、，、，、，、，、，、一；计量与检测{●～‘～，、，、／、_’√‘-_-，、，、，一种新型谐波减速器传动精度测试仪器张彦君(国营第702厂检测中心，陕西宝鸡722405)摘要：介绍一种通过圆光栅读取谐波齿轮减速器输入和输出动态回转数据，经专用软件分析，实现谐波减速器传动链误差动态分析的新型仪器，现已正常使用3年。关键词：谐波减速器；传动精度；动态；测试仪器中图分类号：TH824文献标识码：B文章

2、编号：1672—545X(2011)06-0102—03谐波减速器得到航天军工大力推广使用后，动态精度测试成为发展瓶颈。现介绍一台我厂自行开发、已经试用3年的专用于谐波减速器的传动链精度回差专用测试仪器，供同行参考。1背景谐波减速器是利用行星齿轮原理发展起来的一种新型减速器。谐波传动是依靠柔性零件产生弹性机械波，来传递动力和运动的一种行星齿轮传动。谐波减速器主要由3个大件构成：(1)带有内齿圈的刚轮，相当于行星系中的中心轮；(2)带有外齿圈的柔轮，相当于行星系中的行星轮；(3)凸轮波发生器，相当

3、于星星架。在减速器使用时，通常采用凸轮波发生器主动、钢轮固定、柔轮输出的形式。当凸轮装入柔轮后，迫使柔轮剖面由原来的圆形变成椭圆形，长轴两端附近的齿与刚轮完全啮合，而短轴两端附近的齿与刚轮完全脱开，其他区段的齿则与刚轮处于啮合于脱开的过渡状态。谐波减速器的主要特点：由于啮合是采用多面接触，故承载力强、体积小、自重轻、传动比大、传动效率高、传动平稳无冲击等。谐波减速器在国内于上世纪六七十年代开始研制，到目前已有不少厂家专门生产，其中国营第702厂就于上世纪八十年代开始定型批量生产，到目前已形成3大

4、类10种系列产品，被广泛应用于电子、航天航空、机器人等行业和领域。2谐波减速器的测试谐波减速器几何量精度测试，主要是传动精度误差，包括左、右两面的传动误差和回程误差。通常精度测试分为两种，即静态测试和动态测试。2．1静态测试使用光学分度头、正多面棱体和自准直光管。测试时，将减速器安装在分度头主轴上，输出轴上安装正多面棱体，使用自准直光管进行精密转角定位，在每间隔多面棱体一个面时，由分度头读出输入端回转角度，再由减速比换算到输出轴上得到该区段的传动精度误差，依此得到输出轴一转内最大误差，同时对应输

5、出轴同一位置时，正反转的读数差换算后，得到该位置的回差。该方法缺点，是不能涵盖全部被测位置，应小于等于实际最大误差，但可操作性强，故仍在广泛使用。2．2动态测试目前国内多家院校在研制谐波减速器综合测试仪器，甚至将几何精度测试与力学测试(刚度、传动效率)放在一起，但笔者更倾向于二者分离测试。经702厂计量测试技术人员与成都某公司联合研发一台“谐波减速器传动误差分析仪”，现已使用三年多，实践证明此仪器设计简洁，操作简易，测试稳定，重复性好，数据可靠。3谐波传动误差分析仪简介3．1仪器原理本仪器是由电

6、机驱动，使得减速器输入轴主动收稿日期：2011-03_08，作者简介：张彦君(1976-)，男，陕西宝鸡人，工程师，从事几何量计量检测技术工作16年，主要研究几何量计量检测新技术及设备应用。102万方数据《装备制造技术}2011年第6期回转，通过传动链带动从动轴连续回转，由输入轴和输出轴圆光栅传感器连续读取两轴的瞬时回转角。经计算机采样和数据处理，获得减速器的连续传动链误差曲线，并给出传动链的误差值。通过分别测得左、右两面传动链误差和某一回转角的回程差，经数据处理后，获得输出轴一转内的连续回程误

7、差曲线，并给出回程差的最大值、最小值和平均值。3．2仪器功能本仪器可测量输入轴和输出轴成任意夹角的谐波减速器，以及可以装入的其他减速器的正、反两面的传动链误差和整转的回程误差。对上面的误差项目，皆可绘出连续误差曲线和给出相应误差数值。同时还可以对每面的传动链误差曲线，作频谱分析。绘出频谱分析图，列表给出幅值较大的频次和幅值，便于对传动链误差来源作进一步分析，同时可以对传动链误差曲线局部放大，可清晰显示减速器的传动过程和误差性质，对减速器结构设计、工艺改进和误差来源分析，都提供一种直观、清晰的手段

8、。所以该仪器既是减速器多项误差的测量仪器，也是减速器传动的分析仪器。3．3仪器规格仪器顶尖中心高150in／n，台面尺寸1000mm×500nl／n，可测工件传动比最大达到l：12000。3．4工件的安装工件在仪器上安装正确与否，对测量结果是有影响的，尽管仪器结构设计已考虑到尽量减小该误差的影响，但工件安装的基本要求，还是必须保证的。本仪器主轴头架顶尖和尾座顶尖中心高实际值为149．905nlnl。根据此中心高仪器带有5种工件安装支架，如果不能满足多种产品安装要求，可另外制造其他规格支架。支架应