可同時進行扭矩檢測的行星齒輪減速器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明可同時進行扭矩檢測的行星齒輪減速器涉及一種借助齒輪裝置機械連接的用于電動機的速度調(diào)節(jié)的裝置，包括前蓋、殼體、內(nèi)齒圈，其中：內(nèi)齒圈嵌入殼體內(nèi)，二者能夠相對轉(zhuǎn)動，殼體內(nèi)壁上靠近前蓋的一側(cè)沿圓周方向設(shè)有向內(nèi)突出的凸臺，與凸臺相對的位置上沿圓周方向固設(shè)有擋圈，內(nèi)齒圈上的一部分位于凸臺和擋圈之間，內(nèi)齒圈的外壁上設(shè)有凸起的擋塊，擋塊的中心和內(nèi)齒圈的中心位于同一水平面上，與擋塊臨近的殼體的內(nèi)壁上開有凹槽，擋塊伸入凹槽內(nèi)，擋塊的下方安裝壓電式傳感器，壓電式傳感器通過信號電纜依次連接有電荷放大器和信號處理器。其目的是為了提供一種能夠簡化傳動系統(tǒng)、提高動態(tài)扭矩測量準(zhǔn)確度的行星齒輪減速器。
【專利說明】可同時進行扭矩檢測的行星齒輪減速器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及專門適用于調(diào)節(jié)或控制兩個或多個電動機的速度或轉(zhuǎn)矩的裝置，特別是涉及一種借助齒輪裝置機械連接的用于兩個或兩個以上的、彼此相關(guān)的電動機的速度調(diào)節(jié)的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，NGW型行星齒輪減速器具有同軸、傳動比范圍大、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)以及傳動效率高等一系列特點，在礦山、冶金、石油、化工、船舶、輕工、食品、紡織、起重運輸以及軍工等各領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。在傳動系統(tǒng)中，通常在NGW型行星齒輪減速器與負(fù)載之間安裝扭矩傳感器(或轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器)，用于對傳動系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行監(jiān)測、控制和故障識別預(yù)報。有些特殊的系統(tǒng)，在NGW型行星齒輪減速器前后都安裝扭矩傳感器，以便同時監(jiān)測動力源和負(fù)載的運行情況。
[0003]扭矩是傳動系統(tǒng)的重要參數(shù)，扭矩測量是傳動系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)測試的技術(shù)難點，傳動軸的扭矩通常采用扭矩傳感器進行測量。目前，扭矩傳感器的種類很多，根據(jù)其工作原理可歸納為兩大類，第一類是基于剪應(yīng)力的，利用應(yīng)變片測量傳動軸的剪應(yīng)力來計算扭矩，其缺點是它的測量精度與貼片工藝密切相關(guān)，精度較低，另外，還需要集流環(huán)、電刷等裝置將信號輸出，而集流環(huán)、電刷容易磨損，導(dǎo)致信號測量準(zhǔn)確性不高；第二類是基于扭轉(zhuǎn)變形的，利用扭轉(zhuǎn)軸兩端面轉(zhuǎn)角差，通過測量傳動軸的扭轉(zhuǎn)變形來計算扭矩，常用的有相對位移法、光電法及磁阻法等，但需要將傳動軸斷開，使用不便?？傊?，根據(jù)現(xiàn)有扭矩測量技術(shù)，不管是基于剪應(yīng)力的，還是基于扭轉(zhuǎn)變形的，由于溫度補償和初始相位補償問題較難解決，因此，進行動態(tài)扭矩測量時，其準(zhǔn)確度都比較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明對傳統(tǒng)的NGW型行星齒輪減速器進行了改進，提供了一種既具備動力傳遞的功能，又具備扭矩檢測的功能，能夠簡化傳動系統(tǒng)、提高動態(tài)扭矩測量準(zhǔn)確度的可同時進行扭矩檢測的行星齒輪減速器。
[0005]本發(fā)明可同時進行扭矩檢測的行星齒輪減速器，包括前蓋、殼體、內(nèi)齒圈，其中:所述內(nèi)齒圈嵌入所述殼體內(nèi)，二者之間留有間隙，能夠相對轉(zhuǎn)動，所述殼體的內(nèi)壁上靠近所述前蓋的一側(cè)沿圓周方向設(shè)有向內(nèi)突出的凸臺，與所述凸臺相對的位置上沿圓周方向固設(shè)有擋圈，所述內(nèi)齒圈上的一部分位于所述凸臺和所述擋圈之間，所述內(nèi)齒圈的外壁上設(shè)有凸起的擋塊，所述擋塊的中心和所述內(nèi)齒圈的中心位于同一水平面上，與所述擋塊臨近的所述殼體的內(nèi)壁上開有凹槽，所述擋塊伸入所述凹槽內(nèi)，所述擋塊的下方安裝壓電式傳感器，所述壓電式傳感器通過信號電纜依次連接有電荷放大器和信號處理器。
[0006]本發(fā)明可同時進行扭矩檢測的行星齒輪減速器與現(xiàn)有技術(shù)不同之處在于:
[0007](I)常見的內(nèi)齒圈和殼體是固定在一起的，二者之間無相對運動，本發(fā)明在內(nèi)齒圈與殼體之間留有間隙，使內(nèi)齒圈處于浮動狀態(tài)；[0008](2)在內(nèi)齒圈的外側(cè)設(shè)計一個擋塊，在殼體的相應(yīng)位置開一槽，使內(nèi)齒圈的擋塊伸入到殼體的槽中；
[0009](3)在擋塊與殼體之間安裝一壓電式傳感器，用于測量內(nèi)齒圈的周向力，該周向力反映了內(nèi)齒圈的扭矩大小，由內(nèi)齒圈的扭矩計算輸出軸的扭矩和輸入軸的扭矩。
[0010]設(shè)壓電式傳感器的受力為F，受力點到內(nèi)齒圈中心的距離為R，則內(nèi)齒圈所受扭矩為Mn = RF。設(shè)輸入軸的扭矩為Mp輸出軸的扭矩為M。，忽略摩擦損失，并且只考慮扭矩的大小而不考慮扭矩的方向，則根據(jù)《行星傳動機構(gòu)設(shè)計》(第二版)(饒振綱編著，國防工業(yè)出版社，1994.6)p45可得，輸入軸的扭矩和輸出軸的扭矩Mc分別為
[0011]
【權(quán)利要求】
1.可同時進行扭矩檢測的行星齒輪減速器，包括前蓋(2)、殼體(5)、內(nèi)齒圈(6)，其特征在于:所述內(nèi)齒圈(6)嵌入所述殼體(5)內(nèi)，二者之間留有間隙，能夠相對轉(zhuǎn)動，所述殼體(5)的內(nèi)壁上靠近所述前蓋(2)的一側(cè)沿圓周方向設(shè)有向內(nèi)突出的凸臺(501)，與所述凸臺(501)相對的位置上沿圓周方向固設(shè)有擋圈(502)，所述內(nèi)齒圈(6)上的一部分位于所述凸臺(501)和所述擋圈(502)之間，所述內(nèi)齒圈(6)的外壁上設(shè)有凸起的擋塊(601)，所述擋塊(601)的中心和所述內(nèi)齒圈(6)的中心位于同一水平面上，與所述擋塊(601)臨近的所述殼體(5)的內(nèi)壁上開有凹槽(503)，所述擋塊(601)伸入所述凹槽(503)內(nèi)，所述擋塊(601)的下方安裝壓電式傳感器(13)，所述壓電式傳感器(13)通過信號電纜(131)依次連接有電荷放大器(16)和信號處理器(17)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可同時進行扭矩檢測的行星齒輪減速器，其特征在于:所述擋塊(601)的上方安裝有彈簧(12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可同時進行扭矩檢測的行星齒輪減速器，其特征在于:所述擋塊(601)的根部(602)和所述殼體(5)的內(nèi)壁之間的縫隙內(nèi)安裝有擋油板(15)，所述擋油板(15)能夠完全覆蓋所述凹槽(503)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可同時進行扭矩檢測的行星齒輪減速器，其特征在于:所述凹槽(503)外側(cè)的槽口上設(shè)有完全覆蓋所述槽口的蓋板(14)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可同時進行扭矩檢測的行星齒輪減速器，其特征在于:所述壓電式傳感器(13)的壓電材料為壓電單晶體或多晶壓電陶瓷。
【文檔編號】F16H57/08GK103939591SQ201410178765
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月29日
【發(fā)明者】欒振輝, 劉小球, 朱立博 申請人:安徽理工大學(xué)