一、传动比检测的核心意义

1. 动力匹配性：确保电机与负载间的功率高效传输。
2. 运行稳定性：齿轮啮合偏差会导致振动、噪音及磨损加剧。
3. 能耗控制：传动比误差会增加能量损耗，降低设备能效。
4. 安全冗余：工业设备中传动失效可能引发连锁事故。

二、传动比检测的核心项目

1. 理论传动比验证

• 检测目的：核对设计值与实际加工装配的一致性。
• 方法：
  • 静态测量：通过齿轮齿数、皮带轮直径等几何参数计算理论值（i = Z₂/Z₁）。
  • 动态验证：使用光电编码器或激光测速仪测量输入/输出轴转速（i = n₁/n₂）。

2. 实际传动比动态测量

• 检测目的：捕捉负载工况下的真实传动比变化。
• 工具：
  • 高精度编码器：实时记录转速信号（误差±0.1%以内）。
  • 扭矩传感器：同步监测输入/输出扭矩，分析传动效率。
• 典型工况：
  • 空载测试：验证基础传动特性。
  • 额定负载测试：模拟实际工作条件。
  • 过载测试：评估系统极限性能。

3. 齿轮啮合精度检测

• 检测项：
  • 齿面磨损分析：三维轮廓仪测量齿形偏差（ISO 1328标准）。
  • 啮合间隙检测：塞尺或激光间隙传感器测量侧隙（允许间隙通常为0.05~0.15mm）。
  • 接触斑点检测：涂色法观察齿面接触面积（要求≥80%）。
• 影响：啮合不良会导致传动比波动超过±5%，需及时修正。

4. 传动系统振动与噪音谱分析

• 检测目的：识别由传动比异常引发的机械故障。
• 工具：
  • 振动加速度计：检测齿轮固有频率（1~10kHz范围）。
  • 声级计：量化噪音水平（如汽车变速箱噪音需＜75dB(A)）。
• 故障特征：
  • 边频调制：频谱中出现啮合频率的边带，提示齿轮偏心或轴弯曲。
  • 谐波畸变：高次谐波反映齿面损伤。

5. 温度场监测

• 检测意义：摩擦热分布反映传动效率与润滑状态。
• 方法：
  • 红外热像仪：非接触式扫描齿轮箱表面温差（异常温升＞15℃需预警）。
  • 嵌入式热电偶：实时监测轴承、齿轮啮合点温度。

6. 动态传动误差（DTE）测试

• 检测原理：量化传动链在运动中的角度偏差。
• 设备：
  • 双编码器同步采集系统。
  • 动态信号分析仪。
• 标准：精密机床齿轮箱DTE需≤1角秒。

7. 润滑剂磨粒分析

• 检测项：
  • 铁谱分析：识别磨损颗粒成分（如Fe、Cu元素浓度）。
  • 粘度检测：润滑油劣化会导致传动比漂移。

三、检测技术路线对比

四、典型案例：汽车变速箱传动比检测

1. 空挡滑行测试：输入轴转速2000rpm时，输出轴应接近0rpm。
2. 换挡逻辑验证：各档位传动比需满足i₁＞i₂＞i₃（如i₁=3.5, i₂=2.1, i₃=1.5）。
3. 故障诊断：若实测i值偏离设计值10%，提示同步器磨损或离合器打滑。

五、发展趋势

• 智能化检测：集成IoT传感器与AI算法实现实时预警（如数字孪生模型）。
• 非接触式测量：激光全场测量技术提升效率。
• 标准化体系：ISO/TS 6336-22:2021等新标准推动检测流程规范化。