[实用新型]可同时进行扭矩检测的行星齿轮减速器

说明书

技术领域

本实用新型涉及专门适用于调节或控制两个或多个电动机的速度或转矩的装置，特别是涉及一种借助齿轮装置机械连接的用于两个或两个以上的、彼此相关的电动机的速度调节的装置。

背景技术

众所周知，NGW型行星齿轮减速器具有同轴、传动比范围大、运转平稳以及传动效率高等一系列特点，在矿山、冶金、石油、化工、船舶、轻工、食品、纺织、起重运输以及军工等各领域有着广泛的应用。在传动系统中，通常在NGW型行星齿轮减速器与负载之间安装扭矩传感器(或转速转矩传感器)，用于对传动系统的运行状态进行监测、控制和故障识别预报。有些特殊的系统，在NGW型行星齿轮减速器前后都安装扭矩传感器，以便同时监测动力源和负载的运行情况。

扭矩是传动系统的重要参数，扭矩测量是传动系统技术参数测试的技术难点，传动轴的扭矩通常采用扭矩传感器进行测量。目前，扭矩传感器的种类很多，根据其工作原理可归纳为两大类，第一类是基于剪应力的，利用应变片测量传动轴的剪应力来计算扭矩，其缺点是它的测量精度与贴片工艺密切相关，精度较低，另外，还需要集流环、电刷等装置将信号输出，而集流环、电刷容易磨损，导致信号测量准确性不高；第二类是基于扭转变形的，利用扭转轴两端面转角差，通过测量传动轴的扭转变形来计算扭矩，常用的有相对位移法、光电法及磁阻法等，但需要将传动轴断开，使用不便。总之，根据现有扭矩测量技术，不管是基于剪应力的，还是基于扭转变形的，由于温度补偿和初始相位补偿问题较难解决，因此，进行动态扭矩测量时，其准确度都比较低。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型对传统的NGW型行星齿轮减速器进行了改进，提供了一种既具备动力传递的功能，又具备扭矩检测的功能，能够简化传动系统、提高动态扭矩测量准确度的可同时进行扭矩检测的行星齿轮减速器。

本实用新型可同时进行扭矩检测的行星齿轮减速器，包括前盖、壳体、内齿圈，其中：所述内齿圈嵌入所述壳体内，二者之间留有间隙，能够相对转动，所述壳体的内壁上靠近所述前盖的一侧沿圆周方向设有向内突出的凸台，与所述凸台相对的位置上沿圆周方向固设有挡圈，所述内齿圈上的一部分位于所述凸台和所述挡圈之间，所述内齿圈的外壁上设有凸起的挡块，所述挡块的中心和所述内齿圈的中心位于同一水平面上，与所述挡块临近的所述壳体的内壁上开有凹槽，所述挡块伸入所述凹槽内，所述挡块的下方安装压电式传感器，所述压电式传感器通过信号电缆依次连接有电荷放大器和信号处理器。

本实用新型可同时进行扭矩检测的行星齿轮减速器与现有技术不同之处在于：

(1)常见的内齿圈和壳体是固定在一起的，二者之间无相对运动，本实用新型在内齿圈与壳体之间留有间隙，使内齿圈处于浮动状态；

(2)在内齿圈的外侧设计一个挡块，在壳体的相应位置开一槽，使内齿圈的挡块伸入到壳体的槽中；

(3)在挡块与壳体之间安装一压电式传感器，用于测量内齿圈的周向力，该周向力反映了内齿圈的扭矩大小，由内齿圈的扭矩计算输出轴的扭矩和输入轴的扭矩。

设压电式传感器的受力为F，受力点到内齿圈中心的距离为R，则内齿圈所受扭矩为M_n＝RF。设输入轴的扭矩为M_r，输出轴的扭矩为M_c，忽略摩擦损失，并且只考虑扭矩的大小而不考虑扭矩的方向，则根据《行星传动机构设计》(第二版)(饶振纲编著，国防工业出版社，1994.6)p45可得，输入轴的扭矩M_r和输出轴的扭矩M_c分别为

Mr=1pMn,Mc=1+ppMn]]>

式中p＝z_b/z_a为NGW型行星减速器的特性参数，其中z_a、z_b为太阳轮、内齿圈的齿数。