專利名稱：變速箱性能的檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
變速箱性能的檢測(cè)裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及的是一種變速箱綜合性能檢測(cè)裝置，尤其涉及的是一種變速箱性能的檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
[0002]變速箱作為一種改變扭矩和轉(zhuǎn)速的傳力裝置，廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備中，現(xiàn)有的變速箱檢測(cè)裝置一般通過(guò)模擬變速箱的受力環(huán)境，并在模擬的受力環(huán)境下檢測(cè)變速箱的輸入、輸出端功率、轉(zhuǎn)速等參數(shù)，進(jìn)而分析變速箱的機(jī)械效率、額定功率等性能指標(biāo)，而對(duì)變速箱內(nèi)齒輪嚙合性能的檢測(cè)則只能根據(jù)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷。實(shí)用新型內(nèi)容[0003]實(shí)用新型目的本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種變速箱性能的檢測(cè)裝置，通過(guò)電磁扭矩儀和電動(dòng)機(jī)使得變速箱在不同負(fù)載、不同轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，并利用聲波信號(hào)對(duì)變速箱機(jī)械性能和齒輪嚙合性能進(jìn)行檢測(cè)分析。[0004]技術(shù)方案本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本實(shí)用新型包括電磁扭矩儀、 電磁扭矩儀控制器、電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)控制器、八個(gè)聲波接收器、數(shù)字電流表、信號(hào)處理模塊和計(jì)算機(jī)；其中電磁扭矩儀和變速箱相連，電磁扭矩儀控制器分別與電磁扭矩儀和計(jì)算機(jī)相連，第一聲波接收器設(shè)置于電磁扭矩儀之上，電動(dòng)機(jī)和變速箱相連，電動(dòng)機(jī)控制器分別與電動(dòng)機(jī)和計(jì)算機(jī)相連，數(shù)字電流表分別與電動(dòng)機(jī)和計(jì)算機(jī)相連，第二聲波接收器設(shè)置于電動(dòng)機(jī)之上，第三聲波接收器和第四聲波接收器分別設(shè)置于變速箱的頂部和底部，第五、第六、第七和第八聲波接收器分別設(shè)置于變速箱的四周，八個(gè)聲波接收器分別與信號(hào)處理模塊相連，信號(hào)處理模塊和計(jì)算機(jī)相連。[0005]所述第五、第六、第七和第八聲波接收器位于變速箱傳動(dòng)軸所在的平面上，第五聲波接收器設(shè)置于變速箱的左前方，第六聲波接收器設(shè)置于變速箱的右前方，第七聲波接收器設(shè)置于變速箱的左后方，第八聲波接收器設(shè)置于變速箱的右后方，第五聲波接收器和第八聲波接收器的連線、第六聲波接收器和第七聲波接收器的連線、第三和第四聲波接收器的連線相互垂直且垂足相同。[0006]所述信號(hào)處理模塊包括環(huán)境噪聲濾波器和信號(hào)放大器；其中環(huán)境噪聲濾波器分別與八個(gè)聲波接收器相連，信號(hào)放大器分別與環(huán)境噪聲濾波器和計(jì)算機(jī)相連。[0007]所述電動(dòng)機(jī)為恒壓頻比變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)對(duì)變速箱提供不同的轉(zhuǎn)速。[0008]有益效果本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型可對(duì)組裝好的變速箱進(jìn)行機(jī)械性能和齒輪嚙合性能的檢測(cè)分析，確定變速箱在不同轉(zhuǎn)速、不同負(fù)載下的機(jī)械效率和額定功率，同時(shí)可根據(jù)齒輪嚙合性能確定變速箱在不同轉(zhuǎn)速與不同負(fù)載下齒輪嚙合情況，以及嚙合異常的齒輪位置與嚙合異常的程度，有助于對(duì)嚙合異常齒輪做進(jìn)一步處理，從而保證變速箱的整體性能和總體質(zhì)量。


[0009]圖1是本實(shí)用新型檢測(cè)裝置的俯視圖；[0010]圖2是本實(shí)用新型檢測(cè)裝置的主視圖；[0011]圖3是本實(shí)用新型檢測(cè)裝置的仰視圖。
具體實(shí)施方式
[0012]下面對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例在以本實(shí)用新型技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。[0013]如圖1、圖2和圖3所示，本實(shí)施例的檢測(cè)裝置的支架包括臺(tái)架底座1、扭矩儀支架 2、電動(dòng)機(jī)支架3、頂部支架4、底部接收器底座5、左前支架6、右前支架7、左后支架8、右后支架9、左前底座10、右前底座11、左后底座12、右后底座13、T型塊14、支架固定螺栓15和底座固定螺栓16，臺(tái)架底座1的中間設(shè)有矩形槽，臺(tái)架底座1的兩側(cè)設(shè)有T型槽，T型塊14 設(shè)置于T型槽內(nèi)。[0014]底部接收器底座5通過(guò)矩形槽與臺(tái)架底座1相連；扭矩儀支架2、電動(dòng)機(jī)支架3、頂部支架4、左前支架6、右前支架7、左后支架8和右后支架9分別通過(guò)T型塊14和支架固定螺栓15與臺(tái)架底座1的T型槽連接；左前底座10、右前底座11、左后底座12和右后底座 13分別通過(guò)各自的中間圓柱形通孔與對(duì)應(yīng)的支架相連，并利用底座固定螺栓16固定在各自對(duì)應(yīng)的支架上。[0015]本實(shí)施例的檢測(cè)裝置包括電磁扭矩儀18、電磁扭矩儀控制器19、電動(dòng)機(jī)20、電動(dòng)機(jī)控制器21、八個(gè)聲波接收器、數(shù)字電流表30、信號(hào)處理模塊和計(jì)算機(jī)31 ；其中電磁扭矩儀18和變速箱17通過(guò)聯(lián)軸器32相連，電磁扭矩儀控制器19分別與電磁扭矩儀18和計(jì)算機(jī)31相連，電磁扭矩儀控制器19將計(jì)算機(jī)31上的扭矩值指令傳遞給電磁扭矩儀18，第一聲波接收器22固定在扭矩儀支架2上，電磁扭矩儀18設(shè)置于扭矩儀支架2上。[0016]電動(dòng)機(jī)20和變速箱17通過(guò)聯(lián)軸器32相連，電動(dòng)機(jī)控制器21分別與電動(dòng)機(jī)20和計(jì)算機(jī)31相連，電動(dòng)機(jī)控制器21用于調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)20頻率和轉(zhuǎn)速，并將頻率和轉(zhuǎn)速信號(hào)傳遞給計(jì)算機(jī)31，數(shù)字電流表30分別與電動(dòng)機(jī)20和計(jì)算機(jī)31相連將電動(dòng)機(jī)20上電流信號(hào)傳遞給計(jì)算機(jī)31，第二聲波接收器23固定在電動(dòng)機(jī)支架3上，電動(dòng)機(jī)20設(shè)置在電動(dòng)機(jī)支架 3上。[0017]第三聲波接收器M和第四聲波接收器25分別設(shè)置于變速箱17的頂部和底部，第三聲波接收器M固定在頂部支架4上，第四聲波接收器25固定在底部接收器底座5上，變速箱17設(shè)置于頂部支架4和底部接收器底座5之間。[0018]第五聲波接收器沈、第六聲波接收器27、第七聲波接收器觀和第八聲波接收器四分別設(shè)置于變速箱17的四周，第五聲波接收器沈、第六聲波接收器27、第七聲波接收器觀和第八聲波接收器四分別固定在左前底座10、右前底座11、左后底座12和右后底座13上； 左前底座10、右前底座11、左后底座12和右后底座13分別設(shè)置在變速箱17的四周，八個(gè)聲波接收器分別通過(guò)信號(hào)線與信號(hào)處理模塊相連，信號(hào)處理模塊和計(jì)算機(jī)31相連。[0019]第五聲波接收器沈、第六聲波接收器27、第七聲波接收器觀和第八聲波接收器四位于變速箱17傳動(dòng)軸所在的平面上，第五聲波接收器沈設(shè)置于變速箱17的左前方，第六聲波接收器27設(shè)置于變速箱17的右前方，第七聲波接收器觀設(shè)置于變速箱17的左后方， 第八聲波接收器四設(shè)置于變速箱17的右后方，第五聲波接收器沈和第八聲波接收器四的連線、第六聲波接收器27和第七聲波接收器觀的連線、第三和第四聲波接收器25的連線相互垂直且垂足相同，這三條連線構(gòu)成一個(gè)笛卡爾直角坐標(biāo)系。[0020]信號(hào)處理模塊包括環(huán)境噪聲濾波器33和信號(hào)放大器34 ；其中環(huán)境噪聲濾波器 33分別與八個(gè)聲波接收器相連，信號(hào)放大器34分別與環(huán)境噪聲濾波器33和計(jì)算機(jī)31相連。[0021]本實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)20為恒壓頻比變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)20對(duì)變速箱 17提供不同的轉(zhuǎn)速。[0022]本實(shí)施例的檢測(cè)裝置使用安裝過(guò)程如下[0023]將底部接收器底座5放置在臺(tái)架底座1中間的矩形槽內(nèi)，調(diào)節(jié)其位置使其位于變速箱17中心位置的下方，并將第四聲波接收器25安裝在底部接收器底座5上；[0024]將電磁扭矩儀18、變速箱17、電動(dòng)機(jī)20安裝到臺(tái)架底座1上；[0025]將扭矩儀支架2、電動(dòng)機(jī)支架3、頂部支架4、左前支架6、右前支架7、左后支架8、 右后支架9利用支架固定螺栓15固定在臺(tái)架底座1兩側(cè)的T型槽內(nèi)的T型塊14上；[0026]將左前底座10、右前底座11、左后底座12、右后底座13分別安裝在左前支架6、右前支架7、左后支架8、右后支架9上；[0027]調(diào)節(jié)扭矩儀支架2位置，使其位于電磁扭矩儀18的軸線方向的正中位置；調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)支架3位置，使其位于電動(dòng)機(jī)20的軸線方向的正中位置；調(diào)節(jié)頂部支架4位置，使其位于變速箱17的軸線方向正中位置；[0028]將第一聲波接收器22安裝在扭矩儀支架2上；將第二聲波接收器23安裝在電動(dòng)機(jī)支架3上；將第三聲波接收器M安裝在頂部支架4上；[0029]將第五聲波接收器沈、第六聲波接收器27、第七聲波接收器觀和第八聲波接收器 29分別安裝在左前底座10、右前底座11、左后底座12、右后底座13上；[0030]調(diào)節(jié)左前底座10、右前底座11、左后底座12、右后底座13高度，使其位于變速箱 17的輸入軸和輸出軸所在的平面上；調(diào)節(jié)左前支架6、右前支架7、左后支架8、右后支架9 位置，并調(diào)節(jié)左前底座10、右前底座11、左后底座12、右后底座13轉(zhuǎn)向，使第五聲波接收器 26和第八聲波接收器四的連線、第六聲波接收器27和第七聲波接收器觀的連線、第三聲波接收器M和第四聲波接收器25的連線構(gòu)成一個(gè)笛卡爾直角坐標(biāo)系；[0031]通過(guò)支架固定螺栓15固定左前支架6、右前支架7、左后支架8、右后支架9位置； 通過(guò)底座固定螺栓16固定左前底座10、右前底座11、左后底座12、右后底座13位置；[0032]將電磁扭矩儀控制器19與電磁扭矩儀18、計(jì)算機(jī)31連接；[0033]將電動(dòng)機(jī)控制器21與電動(dòng)機(jī)20、計(jì)算機(jī)31連接；[0034]將數(shù)字電流表30安裝在電動(dòng)機(jī)20上，并與計(jì)算機(jī)31連接；[0035]將各個(gè)聲波接收器與信號(hào)處理模塊連接，并將信號(hào)處理模塊與計(jì)算機(jī)31連接；[0036]由計(jì)算機(jī)31發(fā)出電動(dòng)機(jī)20轉(zhuǎn)速指令并通過(guò)電動(dòng)機(jī)控制器21調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)20轉(zhuǎn)速， 實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)20恒壓頻比調(diào)速；同時(shí)由計(jì)算機(jī)31發(fā)出負(fù)載扭矩指令，通過(guò)電磁扭矩儀控制器 19調(diào)節(jié)電磁扭矩儀18的扭矩值。5[0037]本實(shí)施例檢測(cè)變速箱17性能的方法，包括以下步驟[0038](1)檢測(cè)變速箱17的頂部、底部以及變速箱17在傳動(dòng)軸平面上的左前方、左后方、 右前方、右后方的聲波信號(hào)，檢測(cè)變速箱17的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20和變速箱17輸出的電磁扭矩儀18上的聲波信號(hào)，檢測(cè)電動(dòng)機(jī)20的電壓、轉(zhuǎn)速、電流信號(hào)和電磁扭矩儀18的扭矩值；[0039](2)以變速箱17的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)20和輸出的電磁扭矩儀18上的聲波信號(hào)為環(huán)境噪聲信號(hào)，對(duì)變速箱上另外的聲波信號(hào)進(jìn)行比對(duì)濾波，將濾波后的信號(hào)進(jìn)行信號(hào)放大。[0040]環(huán)境噪聲濾波器33的包括環(huán)境噪聲合成電路、反相器和比對(duì)濾波電路，環(huán)境噪聲合成電路為增益為0. 5的2輸入加法運(yùn)算放大器。[0041]以電動(dòng)機(jī)20和電磁扭矩儀18上的聲波信號(hào)作為加法運(yùn)算放大器的輸入信號(hào)，加法運(yùn)算放大器的增益為0. 5，即以電動(dòng)機(jī)20和電磁扭矩儀18上的聲波信號(hào)的算術(shù)平均值作為環(huán)境噪聲信號(hào)；[0042]利用環(huán)境噪聲濾波器33中的反相器對(duì)環(huán)境噪聲信號(hào)進(jìn)行反相處理，環(huán)境噪聲濾波器的六個(gè)濾波通道均為加法運(yùn)算放大器，每一個(gè)加法運(yùn)算放大器均以反相處理后的環(huán)境噪聲信號(hào)和一個(gè)聲波接收器的聲波信號(hào)作為輸入信號(hào)，輸出信號(hào)即為輸入信號(hào)濾除環(huán)境噪聲后的特征信號(hào)，加法運(yùn)算放大器的增益為1。[0043]為了更清楚的說(shuō)明這一濾波過(guò)程，假設(shè)電動(dòng)機(jī)20、電磁扭矩儀18上方的聲波接收器檢測(cè)到的信號(hào)為Un和Ud，環(huán)境噪聲信號(hào)為Uz，變速箱上六個(gè)聲波接收器的信號(hào)分別為 Ul、U2、…、U6，則環(huán)境噪聲合成電路的輸入信號(hào)為Un和Ud、環(huán)境噪聲合成電路的輸出信號(hào)為信號(hào)Uz，輸入輸出信號(hào)的關(guān)系為UZ= (ud+Un)/2。將uz作為環(huán)境噪聲濾波器33的反相器的輸入信號(hào)，反相器的輸出信號(hào)為Uf，uf = _uz，反相器使后面的比對(duì)電路中的加法運(yùn)算變?yōu)闇p法運(yùn)算。在每一個(gè)變速箱聲波接收器的信號(hào)中都含有電動(dòng)機(jī)和電磁扭矩儀發(fā)出的聲波信號(hào)，該聲波信號(hào)小于電動(dòng)機(jī)上方和電磁扭矩儀上方聲波接收器檢測(cè)到信號(hào)強(qiáng)度，即Ui = knun+kdud+f(ut)，i = 1，2，. . .，6，其中1^和kd為小于1的系數(shù)，Ut為變速箱發(fā)出的聲波信號(hào)，f(ut)是聲波接收器檢測(cè)到的信號(hào)是變速箱實(shí)際發(fā)出的信號(hào)的函數(shù)，比對(duì)濾波就是要消除變速箱的聲波接收器中的 和叫，但完全濾除是不可能的，因此選擇Uz= (ud+un)/2。比對(duì)濾波電路由6個(gè)增益為1的2輸入加法運(yùn)算放大器構(gòu)成，以對(duì)U1信號(hào)濾波為例則比對(duì)濾波電路中的一個(gè)加法運(yùn)算放大器的輸入信號(hào)為U1和uf，設(shè)濾波后的信號(hào)為Ult，則Ult = Ul+Uf = U1-Uz = (kn-0. 5)un+(kd-0.(Ut)，這樣處理后變速箱各個(gè)聲波接收器檢測(cè)的信號(hào)中由電動(dòng)機(jī)和電磁扭矩儀發(fā)出的噪聲信號(hào)大幅度降低，達(dá)到了比對(duì)濾波的目的。[0044]比對(duì)濾波電路的作用是和反相器配合實(shí)現(xiàn)減法運(yùn)算，如果直接使運(yùn)算放大器的增益為大于1的數(shù)值，則會(huì)對(duì)環(huán)境噪聲信號(hào)也進(jìn)行放大，因此須在濾波后再進(jìn)行放大處理，且后面的信號(hào)放大器34可采用非線性放大器。[0045]信號(hào)放大器34為2級(jí)放大，總的放大系數(shù)(或增益)在本實(shí)施例中取大于30。[0046](3)根據(jù)變速箱17六個(gè)方向上聲波接收器的聲波信號(hào)確定聲源在三個(gè)坐標(biāo)軸上的三個(gè)坐標(biāo)值，笛卡爾直角坐標(biāo)系中三個(gè)坐標(biāo)值的確定則聲源位置確定；[0047]對(duì)變速箱17頂部和底部的聲波信號(hào)進(jìn)行相同特征信號(hào)波形鑒相，并根據(jù)頂部和底部這兩個(gè)聲波信號(hào)的相同特征信號(hào)的相位差計(jì)算發(fā)出特征信號(hào)的聲源的高度位置；[0048]對(duì)變速箱17左前方和右后方的聲波信號(hào)進(jìn)行相同特征信號(hào)波形鑒相，并根據(jù)左前方和右后方兩個(gè)聲波接收器的這兩個(gè)聲波信號(hào)的相同特征信號(hào)的相位差計(jì)算出發(fā)出特征信號(hào)聲源在左前方和右后方連線上的位置；[0049]對(duì)變速箱17右前方和左后方的聲波信號(hào)進(jìn)行相同特征信號(hào)波形鑒相，并根據(jù)右前方和左后方兩個(gè)聲波接收器的這兩個(gè)聲波信號(hào)的相同特征信號(hào)的相位差計(jì)算出發(fā)出特征信號(hào)聲源在右前方和左后方連線上的位置；[0050]聲源定位分析同一坐標(biāo)軸連線上兩個(gè)聲波接收器信號(hào)的相位差確定聲源坐標(biāo)值。[0051]在同一溫度、壓力狀態(tài)下，空氣中聲速基本恒定，因此同一坐標(biāo)軸上兩個(gè)聲波接收器信號(hào)的相位差即表示聲波信號(hào)從聲源到達(dá)兩個(gè)聲波接收器處的時(shí)間差，根據(jù)相位差即可確定聲源在該坐標(biāo)軸上的坐標(biāo)值，即(相位差X聲速+兩個(gè)聲波接收器之間的距離)/2 = 坐標(biāo)值。[0052]根據(jù)六個(gè)方向上的聲波信號(hào)可確定聲源在三個(gè)坐標(biāo)軸上的三個(gè)坐標(biāo)值，笛卡爾直角坐標(biāo)系中三個(gè)坐標(biāo)值的確定則聲源位置唯一確定；[0053]根據(jù)步驟( 得到的位置信息，生成特征信號(hào)和特征信號(hào)坐標(biāo)列表；[0054](4)根據(jù)特征信號(hào)的強(qiáng)度分析變速箱17齒輪的嚙合情況，并確定嚙合異常的齒輪噪聲強(qiáng)度與位置；[0055]具體方法如下[0056]將聲波信號(hào)幅值與參考值相除得到表征齒輪嚙合質(zhì)量的無(wú)量綱參數(shù)齒輪嚙合質(zhì)量系數(shù)，當(dāng)齒輪嚙合質(zhì)量系數(shù)小于或等于K1時(shí)，齒輪嚙合為正常狀態(tài)；當(dāng)齒輪嚙合質(zhì)量系數(shù)大于K1且小于或等于K2時(shí)，齒輪嚙合處于臨界運(yùn)行狀態(tài)，變速箱17可以出廠，但應(yīng)降低變速箱17銘牌上的額定功率標(biāo)注值；當(dāng)齒輪嚙合質(zhì)量系數(shù)大于K2時(shí)，變速箱17處于故障狀態(tài)，應(yīng)進(jìn)行齒輪返修，其中K1和K2為齒輪嚙合狀態(tài)閾值參數(shù)，本實(shí)施例中取K1 = 1. 2，K2 = 1. 5 ；[0057]上述參考值的確定方法為以同一型號(hào)變速箱17中經(jīng)人工檢測(cè)質(zhì)量合格的變速箱17作為樣機(jī)，利用樣機(jī)檢測(cè)的聲波信號(hào)的最大幅值作為參考值，也可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行確定；[0058]上述齒輪嚙合狀態(tài)閾值參數(shù)的確定齒輪嚙合狀態(tài)閾值參數(shù)確定方法有兩種，第一種是對(duì)同一型號(hào)多臺(tái)變速箱進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)檢測(cè)數(shù)據(jù)根據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)確定，第二種是通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法確定，即人為的在樣機(jī)上設(shè)置齒輪典型缺陷，，然后后對(duì)樣機(jī)進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)確定齒輪嚙合狀態(tài)閾值參數(shù)Ki、K2，本實(shí)施例采用第二種方法確定，具體方法如下[0059]實(shí)際上同一型號(hào)的變速箱每一臺(tái)的噪聲強(qiáng)度都有所差別，但差別不會(huì)太大，因此只要以一臺(tái)質(zhì)量正常的變速箱作為樣機(jī)，檢測(cè)其噪聲強(qiáng)度，并以其噪聲強(qiáng)度的最大幅值作為參考值，其他變速箱的噪聲強(qiáng)度與參考值比較，其他變速箱的噪聲雖然超出設(shè)定值但小于一定范疇如小于K1倍時(shí)仍可認(rèn)定為正常；如果其他變速箱的噪聲超過(guò)參考值較多，如大于參考值K1倍但小于K2倍，這種情況下變速箱加工精度可能較低，但沒(méi)有較大的加工缺陷， 通過(guò)降低變速箱的傳遞功率可以使噪聲降低，因此可以作為較低功率要求的變速箱使用， 而不一定需要返修，在很多場(chǎng)合，用戶選用變速箱時(shí)預(yù)留的功率余量很大，這些按原額定功率檢測(cè)噪聲較大，但降低后的額定功率仍大于用戶實(shí)際使用的功率的變速箱可以作為額定功率低一個(gè)檔次的變速箱使用；[0060]不同型號(hào)的變速箱因其中參與嚙合的齒輪數(shù)量、齒輪類型、尺寸大小、以及傳遞的功率等參數(shù)不同，因此其正常工作時(shí)的噪聲也不同，但閾值參數(shù)是實(shí)際噪聲與參考值的比值，不同型號(hào)的變速箱的閾值參數(shù)可以取相同值，但如果對(duì)變速箱質(zhì)量的要求不同則閾值參數(shù)可取不同值，例如正常場(chǎng)合只要保證變速箱能夠可靠的工作即可，這時(shí)完全可以針對(duì)不同型號(hào)的變速箱取相同的閾值參數(shù)K1,但有些場(chǎng)合對(duì)噪聲要求較高，如用于中央空調(diào)的變速箱要求低噪聲，這時(shí)可選擇較小的閾值參數(shù)K1，只要參考值確定了，閾值參數(shù)K1可由用戶自行確定；[0061]新變速箱的齒輪典型缺陷主要是齒輪加工精度太低，如齒輪熱處理后齒輪的輪齒發(fā)生變形，而后續(xù)的磨齒工序未能將變形部分加工到圖紙要求；或裝配時(shí)清理不好，變速箱中留有鐵屑等使齒輪表面發(fā)生較大的碾傷、劃痕等；或更嚴(yán)重的齒輪熱處理不好，導(dǎo)致運(yùn)行時(shí)個(gè)別輪齒發(fā)生斷裂等缺陷，這時(shí)變速箱的噪聲會(huì)很大。在故障機(jī)器上檢測(cè)的就是有人為設(shè)置的這些缺陷時(shí)變速箱的噪聲值，并與參考值比較得到閾值參數(shù)K2 ；[0062]K2值的確定是以人為設(shè)置的一系列缺陷中的噪聲幅值的最小值與參考值相除得到κ2。[0063]確定嚙合異常齒輪位置的方法為當(dāng)齒輪嚙合質(zhì)量系數(shù)大于K1時(shí)，提取上述步驟中確定的發(fā)出的齒輪嚙合質(zhì)量系數(shù)大于K1的聲波特征信號(hào)的聲源位置坐標(biāo)值，該坐標(biāo)值即為嚙合異常的齒輪在由六個(gè)聲波接收器構(gòu)成的笛卡爾直角坐標(biāo)系中的位置；[0064](5)根據(jù)電動(dòng)機(jī)20的電壓、轉(zhuǎn)速和電流信號(hào)計(jì)算電動(dòng)機(jī)20的轉(zhuǎn)速和功率，根據(jù)扭矩值分析變速箱17的機(jī)械效率，然后根據(jù)齒輪嚙合情況確定變速箱17的額定功率。[0065]確定額定功率的方法[0066]通過(guò)計(jì)算機(jī)發(fā)出指令，由電磁扭矩儀控制器逐步增加電磁扭矩儀的扭矩值，參考步驟的評(píng)定結(jié)果，當(dāng)齒輪嚙合質(zhì)量系數(shù)小于或等于K1時(shí)，確定變速箱17在正常運(yùn)行狀態(tài)下的最大電磁扭矩儀的扭矩值即為變速箱17在該轉(zhuǎn)速下的極限扭矩，極限扭矩與轉(zhuǎn)速的乘積即為該轉(zhuǎn)速下的極限功率，極限功率除以安全系數(shù)即為額定功率，本實(shí)施例中安全系數(shù)取為1. 3 ；[0067]確定機(jī)械效率的方法為[0068]因電動(dòng)機(jī)20采用采用恒壓頻比變頻調(diào)速，而電動(dòng)機(jī)20的轉(zhuǎn)速又和電源頻率成正比，因此電動(dòng)機(jī)20的輸入電壓等于電動(dòng)機(jī)20實(shí)際轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速的比值然后乘以電動(dòng)機(jī) 20的額定電壓；由電動(dòng)機(jī)20的輸入電壓和數(shù)字電流表檢測(cè)的電動(dòng)機(jī)20的電流值可以確定電動(dòng)機(jī)20的實(shí)際輸出功率，變速箱17的額定功率與電動(dòng)機(jī)20的實(shí)際輸出功率的比值即為變速箱17的機(jī)械效率。
權(quán)利要求1.一種變速箱性能的檢測(cè)裝置，其特征在于，包括電磁扭矩儀(18)、電磁扭矩儀控制器(19)、電動(dòng)機(jī)00)、電動(dòng)機(jī)控制器(21)、八個(gè)聲波接收器、數(shù)字電流表(30)、信號(hào)處理模塊和計(jì)算機(jī)(31)；其中電磁扭矩儀(18)和變速箱(17)相連，電磁扭矩儀控制器(19)分別與電磁扭矩儀(18)和計(jì)算機(jī)(31)相連，第一聲波接收器0 設(shè)置于電磁扭矩儀(18)之上，電動(dòng)機(jī)OO)和變速箱(17)相連，電動(dòng)機(jī)控制器分別與電動(dòng)機(jī)OO)和計(jì)算機(jī)(31) 相連，數(shù)字電流表(30)分別與電動(dòng)機(jī)OO)和計(jì)算機(jī)(31)相連，第二聲波接收器設(shè)置于電動(dòng)機(jī)OO)之上，第三聲波接收器04)和第四聲波接收器0 分別設(shè)置于變速箱(17) 的頂部和底部，第五聲波接收器(26)、第六聲波接收器(27)、第七聲波接收器08)和第八聲波接收器09)分別設(shè)置于變速箱(17)的傳動(dòng)軸的四周，八個(gè)聲波接收器分別與信號(hào)處理模塊相連，信號(hào)處理模塊和計(jì)算機(jī)(31)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速箱性能的檢測(cè)裝置，其特征在于所述第五聲波接收器( )、第六聲波接收器(27)、第七聲波接收器08)和第八聲波接收器09)位于變速箱 (17)傳動(dòng)軸所在的平面上，第五聲波接收器06)設(shè)置于變速箱(17)的左前方，第六聲波接收器(XT)設(shè)置于變速箱(17)的右前方，第七聲波接收器08)設(shè)置于變速箱(17)的左后方，第八聲波接收器09)設(shè)置于變速箱(17)的右后方；第五聲波接收器06)和第八聲波接收器09)的連線、第六聲波接收器(XT)和第七聲波接收器08)的連線、第三和第四聲波接收器05)的連線相互垂直且垂足相同，三個(gè)連線構(gòu)成了笛卡爾直角坐標(biāo)系。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速箱性能的檢測(cè)裝置，其特征在于所述信號(hào)處理模塊包括環(huán)境噪聲濾波器(3 和信號(hào)放大器(34)；其中環(huán)境噪聲濾波器(3 分別與八個(gè)聲波接收器相連，信號(hào)放大器(34)分別與環(huán)境噪聲濾波器(3 和計(jì)算機(jī)(31)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速箱性能的檢測(cè)裝置，其特征在于所述電動(dòng)機(jī)00)為恒壓頻比變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種變速箱性能的檢測(cè)裝置，該裝置通過(guò)電磁扭矩儀和電動(dòng)機(jī)使得變速箱在不同負(fù)載、不同轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，并利用聲波信號(hào)對(duì)變速箱機(jī)械性能和齒輪嚙合性能進(jìn)行檢測(cè)分析。本實(shí)用新型可對(duì)組裝好的變速箱進(jìn)行機(jī)械性能和齒輪嚙合性能的檢測(cè)分析，確定變速箱在不同轉(zhuǎn)速、不同負(fù)載下的機(jī)械效率和額定功率，同時(shí)可根據(jù)齒輪嚙合性能確定變速箱在不同轉(zhuǎn)速與不同負(fù)載下齒輪嚙合情況，以及嚙合異常的齒輪位置與嚙合異常的程度，有助于對(duì)嚙合異常齒輪做進(jìn)一步處理，從而保證變速箱的整體性能和總體質(zhì)量。
文檔編號(hào)G01M13/02GK202255873SQ20112033738
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月9日
發(fā)明者孫茂青, 楊孟云, 章宇順, 聶啟春 申請(qǐng)人:南京金鑫傳動(dòng)設(shè)備有限公司