王淑紅

（國營785廠第一研究所，山西 太原 030024）

絕對式數字旋轉變壓器作為軸角測量傳感器，廣泛的應用于高精度數控系統(tǒng)中，如武器火力控制，以及隨動系統(tǒng)等領域。隨著精度要求的提高，就有了粗精組合。由于控制系統(tǒng)采用了粗精組合，就必然存在一個速比N;這個N可以是1∶20;1∶30;1∶32 等。例如:速比為1∶32 的粗精組合，若粗軸轉動1圈，則精軸轉動32圈，也就是說精軸轉1圈，只相當于粗軸轉動1/32圈，也就是11.25°=188密位，因此精軸的最高位為5.625°=94密位。

1 旋轉變壓器的傳動方式

旋轉變壓器主要有以下幾種傳動方式:諧波齒輪傳動、諧波減速器傳動、齒輪傳動鏈、雙通道旋變。

1.1 諧波齒輪傳動方式［1］

諧波齒輪傳動是一種依靠彈性變形運動來實現(xiàn)傳動的新型傳動，它突破了機械傳動采用剛性構件機構的模式，使用了一個柔性機件機構來實現(xiàn)機械傳動。

諧波齒輪傳動的主要特點:

（1）傳動比大，選擇范圍廣。單級諧波齒輪的傳動比一般為60～320，其中以80～200為最常用。

（2）傳遞扭矩的同時嚙合的齒數多，一般雙波傳動嚙合齒數可占總齒數的30%左右，三波傳動則更多。因此傳動輪之間的接觸為面接觸，而齒面上的比壓小，因而承載能力高。

（3）由諧波齒輪構成的減速器重量輕、體積小，傳動裝置含有的零件少。

（4）傳動平穩(wěn)，噪聲小。

（5）傳動效率高。

（6）運動精度高，在起動或反轉時，輸出軸瞬時跟動，沒有空程，可實現(xiàn)零回差轉動。

（7）可構成密封傳動，因此可在高溫、高壓、高真空、有害氣體或原子能輻射的環(huán)境中傳遞運動。

（8）輸出軸和輸入軸位于同一軸心線上。（9）維修方便，便于保養(yǎng)、檢查和更換零件。諧波齒輪傳動方式傳動原理如圖1所示。

圖1 傳動原理簡圖

粗精組合之間1∶20。

其中精軸直接接電機軸（即電機傳動的負載），通過薄膜聯(lián)軸器將諧波減速器傳動比為1∶50連接，再由一對齒輪1∶25經過薄膜聯(lián)軸器傳到粗軸，即完成粗精變化。整個傳動系統(tǒng)要求回差小，精度高，傳動平穩(wěn)，耐沖擊振動等特點。

1.2 諧波減速器傳動方式

諧波減速器傳動方式傳動原理如圖2所示。

圖2 傳動原理簡圖

精粗之比為1∶30，由精軸直接接電機軸，再經過薄膜聯(lián)軸傳到諧波減速器進行變比，通過薄膜聯(lián)軸器轉到粗軸。特點是傳動精度高，結構較為簡單。

1.3 齒輪傳動鏈方式［2］

齒輪傳動鏈方式傳動原理如圖3所示。

圖3 傳動原理簡圖

粗精之比為1∶20，精軸粗軸都可接電機傳過來的動力。它們之間采用薄膜聯(lián)軸器連接。整個系統(tǒng)傳動平穩(wěn)，抗沖擊振動性能強。精粗軸的旋變直接讀取數據，使它有一個穩(wěn)定的作用，類似濾波。

1.4 雙通道旋變方式

雙通道旋變?yōu)榇帧⒕怕方M合式高精度幅值控制信號元件，其原理與旋變類同在高精度傳動系統(tǒng)和軸角數字變換系統(tǒng)中做信號的產生、變換或傳輸該元件是在兩極旋變的基礎上發(fā)展起來的，它在傳動系統(tǒng)中取代機械變速，能簡化系統(tǒng)結構，降低系統(tǒng)成本，提高精度和可靠性，對提高系統(tǒng)技術經濟效益和發(fā)展起到了舉足輕重的作用。

粗精組合之比1∶32。電機軸直接連接即可完成精粗測量。雙通道旋轉變壓器方式結構簡單，空回及傳動誤差均可控制和有效消除，機電結合緊密，抗沖擊、振動能力強，抗電磁屏蔽能力強，靜摩擦力矩小，環(huán)境適應性好，標準化程度高。制作周期短且直接與電機連接，并可以直接把模擬量轉換成數字量。

2 存在的問題

2.1 諧波傳動問題

主要是精度問題，因為諧波傳動瞬時傳動比不是常數，可能影響精度。同時速比為50，又要經過一對齒輪增速，可能在高速情形下產生數據不穩(wěn)定。精軸的旋轉變壓器須雙出軸的。最后一級齒輪，消除齒隙困難。諧波減速器的安裝方式需要預先知道:如豎裝，橫裝，豎裝的輸出軸是向上還是向下是不同的等一系列問題。動力只能由精軸輸入，不能自鎖。同時要保證良好的潤滑。輸入輸出在諧波器中是相反的。

采用諧波齒輪傳動方式，具體數據都得從試驗中驗證和取得。這只是原理上可行，同時諧波齒輪傳動計算較為復雜，需借助外界技術力量支持，對諧波齒輪減速器的認識我們還遠遠不夠。屬于有一定的風險。

2.2 諧波減速器傳動問題

主要是諧波減速器的變比為1∶30，稍有些大。其次是輸入與輸出是相反的。

諧波減速器傳動的技術難點在于諧波減速器輸出軸為φ8，并有平鍵3×10，這在軸向方向上定位很困難，有一定的難度。同時一對為反向和減少速比齒輪中，最后的小齒輪不能消除齒隙，故空回量較大，精度難以把握。

2.3 齒輪傳動問題

旋轉變壓器全都是雙出軸，最后一級都用消除齒隙的辦法來解決精度。中間軸需要調整環(huán)節(jié)。動力可以接精軸也可以接粗軸。

難點就在于該結構較為復雜，需要定位的地方較多，加工精度要求高。齒輪傳動鏈中心距及齒輪的M值分配較為復雜。如圖4所示。

圖4 齒輪傳動鏈簡圖

其中，主要參數按下面?。?］:

采用齒輪傳動鏈方式，我們有以前幾輪樣機的加工基礎，完全可以制造裝配。

3 結論

綜合考慮絕對式數字旋轉變壓器結構采用齒輪傳動鏈傳動，而電器則采用雙通道旋轉變壓器傳動方式。

［1］司光晨.諧波齒輪傳動［M］.北京:國防工業(yè)出版社，1978.

［2］朱孝錄.齒輪傳動設計手冊［M］.北京:化學工業(yè)出版社，2004.

［3］吳宗澤，羅圣國.機械設計課程設計手冊［M］.第3版.北京:高等教育出版社，2006.