[发明专利]精密减速器几何传动误差最佳测量转速的确定方法

摘要

本发明公开了精密减速器几何传动误差最佳测量转速的确定方法，属于精密测试计量及机械传动领域。确定几何传动误差的最佳测量转速，对于提高测量精度，准确进行误差溯源具有重要意义。本发明基于精密减速器的Stribeck摩擦模型，提出精密减速器几何传动误差最佳测量转速的确定方法。精密减速器Stribeck曲线正、反向曲线的波谷、波峰点即为正、反的最佳转速点。通过不同转速下摩擦力矩的测量，基于最小二乘法拟合获得Stribeck模型的各项参数，进而可以确定几何传动误差的最佳测量转速。本发明提出的最佳测量转速确定方法更加科学合理，适用于各类精密减速器的几何传动误差的测量。

主权项

1.精密减速器几何传动误差最佳测量转速的确定方法，其特征在于：该确定方法基于精密减速器的Stribeck摩擦模型，提出最佳测量转速的确定方法，更加科学合理，提高了几何传动误差的测量精度；在Stribeck曲线正、反向的波谷、波峰点，精密减速器所受的摩擦力矩最小，此时摩擦力矩对几何传动误差的影响最小，对应的转速即为最佳测量转速，表示为：具体步骤如下：S1.摩擦力矩的测量；在设定转速下，在输出端一转范围内实时采集精密减速器输入端的摩擦力矩信号，采用均值滤波法对摩擦力矩数据进行分析处理，获得摩擦力矩与转速的一一对应关系，同时过滤掉噪声信号的干扰；S2.不同转速下摩擦力矩的测量，绘制Stribeck摩擦曲线；在不同转速下对精密减速器的摩擦力力矩进行测量；选取的测量转速应涵盖低速到高速的整个过程，完整的体现精密减速器的Stribeck摩擦效应；低速阶段的速度间隔尽量小，且间隔相同；高速阶段的速度间隔适当增大，但保持间隔相同；根据测量获得的摩擦力矩、转速数据，绘制精密减速器Stribeck摩擦曲线；S3.精密减速器的Stribeck模型及参数求解；根据Tustin经验模型，精密减速器的Stribeck模型可以表示为式(1)；基于测量获得的精密减速器摩擦力矩‑转速数据，采用最小二乘法拟合获得Stribeck模型的各项参数；其中：分别表示正、反向摩擦力矩；分别表示正、反向库伦摩擦力；分别表示正、反向静摩擦力；分别表示正、反向Stribeck转速；B⁺、B^‑分别表示正、反向粘滞摩擦系数；S4.精密减速器传动误差测量最佳转速的数学模型及求解；由于式(1)看出，精密减速器正、反向摩擦力矩‑转速函数分别连续可导，因此A+、A‑点的坐标通过式(1)的一阶微分方程求解；Stribeck摩擦模型的一阶微分方程Tf'(ω)如式(2)；A+、A‑点的坐标即为Tf'(ω)＝0的点，令式(2)等于0，则正、反向的最佳测量转速可由式(3)获得；基于S3拟合获得的各项参数，代入式(3)，即可获得几何传动误差测量时，正、反向的最佳测量转速；S5.几何传动误差的测量；在精密减速器传动误差测量仪上进行几何传动误差测量时，精密减速器输入端由伺服电机驱动，设定电机的转速为最佳测量转速，且转速稳定；输出端空载，在输出端一转范围内实时采集输入、输出端的转角信号，即可获得精密减速器几何传动误差曲线。