[发明专利]一种适于控制锥齿轮啮合质量的便携式传动噪声测试仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种适于控制锥齿轮啮合质量的便携式传动噪声测试仪，用 于配合锥齿轮机械式滚动检查机分析锥齿轮的质量。

背景技术

为了控制锥齿轮啮合质量，目前国内锥齿轮制造业广泛采用的方法是， 在机械式滚动检查机上进行配对检查，检验人员凭经验“听”或者采用声级 计来对齿轮传动噪声进行评估，这种半自动化式测量方法过分依赖操作者经 验，只能定性分析，很难精确判断锥齿轮的啮合质量。国外典型的数控锥齿 轮滚动检查机如格利森凤凰500HCT，同时具备了滚动检验机和单面啮合检查 仪的测量功能，既能测量锥齿轮的切向综合误差，又能数字化测量锥齿轮接 触区、进行三维结构噪音分析。其三维结构噪音分析主要是通过加速度传感 器和拾音器测量其振动和噪音，对齿频谐波进行检测，缺陷在于只能对齿频 的谐波进行评价，而且不能对次品进行进一步的分析，且价格昂贵、不易搬 运。

发明内容

本发明的目的在于：克服国内现有的机械式滚动检查机在控制锥齿轮啮 合质量时精度低、半自动化、过分依赖工人经验等问题，提出一种适于控制 锥齿轮啮合质量的便携式传动噪声测试仪。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：设计一种适于控制锥 齿轮啮合质量的便携式传动噪声测试仪，包括安装在便携机箱中的主机以及 通过导线与主机连接的噪声探头。其中主机中设置有配合锥齿轮机械式滚动 检查机分析锥齿轮质量的程序，该程序采用下面方法实现：

1)利用公式Ui=2×datai×Vin65536]]>将采集信号的数字值转化为电压值，

其中，data_i是AD输出的16位转换结果，取值范围(-32768～32768)；V_in是 模拟输入电压的最大值，V_in＝nV_REF，n＝1，2，由键盘控制，V_RLI＝2.5V为 AD芯片内部参考电压；

2)将电压值进行FFT变换(即快速傅氏变换)，得到采集信号的频率谱；

3)根据FFT变换得到的频率谱判断锥齿轮是否质量有问题；

4)若锥齿轮有质量问题，将电压值进行HHT变换(即希尔伯特黄变换)，得 该信号的希尔伯特谱、时频能量谱；

5)根据希尔伯特谱、时频能量谱判断锥齿轮质量的具体问题：

a)第一到第六次谐波振幅(相对于第一次谐波)都很高，则锥齿轮副共 轭曲面的压力角或螺旋角不相适应；

b)第一次谐波声级高，则齿廓曲率过大；；

c)第二次谐波声级高，则齿廓曲率过小；；

d)第三次谐波声级高，则齿面粗糙度不合格。。

其中，FFT变换即为快速傅氏变换，是离散傅氏变换的快速算法，它 是根据离散傅氏变换的奇、偶、虚、实等特性，对离散傅立叶变换的算法 进行改进获得的。可以将一个信号从时域变换到频域。有些信号在时域上是 很难看出什么特征的，但是如果变换到频域之后，就很容易看出特征了。FFT 可以将一个信号的频谱提取出来，这在频谱分析方面也是经常用的。FFT中第 一个点表示直流分量(即0Hz)，而最后一个点N则表示采样频率Fs，这中间被 N-1个点平均分成N等份，每个点的频率依次增加。例如某点n所表示的频率为： Fn＝(n-1)*Fs/N。由上面的公式可以看出，Fn所能分辨到频率为为Fs/N，如果 采样频率Fs为1024Hz，采样点数为1024点，则可以分辨到1Hz。通过LCD显示 的FFT分析结果，我们可以看到是哪些频率成分对应的噪声声级较大(横坐标 是频率，纵坐标是该频率对应的噪声声压级值)