[发明专利]获得不同工况下减速器摆线轮固有频率的测量系统及方法

权利要求书

1.一种获得不同工况下减速器摆线轮固有频率的测量系统，其特征在于，包括微调位移机构、电机动力装置、检测专用针齿壳、加速度传感器、应变片传感器、力传感器、激振器、测振仪和测控系统，电机动力装置和激振器相对设置于微调位移机构上，电机动力装置的输出端用于与待检测摆线轮连接，电机动力装置带动待检测摆线轮转动，检测专用针齿壳布置于待检测摆线轮的一侧，用于与待检测摆线轮啮合，加速度传感器设置于待检测摆线轮外表面，应变片传感器分别设置于待检测摆线轮和检测专用针齿壳的靠近齿根区域的位置，激振器的输出端与待检测摆线轮的侧端面相抵，测振仪设置于待测摆线轮的一侧，用于采集待测摆线轮的振动信号，力传感器设置于激振器的前端；测控系统分别与加速度传感器、应变片传感器、力传感器、激振器和测振仪连接；

检测专用针齿壳连接有齿壳横向位移调节机构，齿壳横向位移调节机构用于调节检测专用针齿壳与待检测摆线轮之间的距离，形成不同的工况，齿壳横向位移调节机构与测控系统连接。

2.根据权利要求1所述的获得不同工况下减速器摆线轮固有频率的测量系统，其特征在于，微调位移机构包括导轨和两个三维微纳位移平台，两个三维微纳位移平台相对设置于导轨上，三维微纳位移平台可沿导轨纵向移动，电机动力装置固设于一个三维微纳位移平台，激振器设置于另一个三维微纳位移平台上。

3.根据权利要求2所述的获得不同工况下减速器摆线轮固有频率的测量系统，其特征在于，导轨为直线导轨，直线导轨的个数为两个，两个直线导轨并排平行布置。

4.根据权利要求2所述的获得不同工况下减速器摆线轮固有频率的测量系统，其特征在于，电机动力装置包括磁力矩电机、单向轴承和磁力矩电机固定基座，磁力矩电机通过磁力矩电机固定基座固设于三维微纳位移平台上，待检测摆线轮通过单向轴承与磁力矩电机的输出轴连接。

5.根据权利要求1所述的获得不同工况下减速器摆线轮固有频率的测量系统，其特征在于，测振仪为激光测振仪，激光测振仪设置于待测摆线轮的一侧，激光测振仪的激光束正好打在待测摆线轮表面。

6.根据权利要求2所述的获得不同工况下减速器摆线轮固有频率的测量系统，其特征在于，齿壳横向位移调节机构设置于导轨上；

齿壳横向位移调节机构包括滚珠丝杠、针齿壳固定工装、步进电机和齿壳平台，步进电机固设于齿壳平台上，步进电机通过滚珠丝杠与针齿壳固定工装连接，检测专用针齿壳安设于针齿壳固定工装上，步进电机通过滚珠丝杠带动针齿壳固定工装横向移动，测控系统与步进电机连接。

7.根据权利要求6所述的获得不同工况下减速器摆线轮固有频率的测量系统，其特征在于，齿壳平台上设有横向轨道，横向轨道上设有滚珠丝杠平台，针齿壳固定工装设置于滚珠丝杠平台上，滚珠丝杠与滚珠丝杠平台连接，步进电机通过滚珠丝杠驱动滚珠丝杠平台带动针齿壳固定工装沿横向轨道来回移动。

8.根据权利要求1所述的获得不同工况下减速器摆线轮固有频率的测量系统，其特征在于，测控系统通过数据采集卡系统与加速度传感器、应变片传感器、力传感器和测振仪连接；

测控系统包括计算机，计算机内置有测控软件；

测控系统与激振器之间依次连接有电压输出DA模块和高压功率放大器；

数据采集系统包括示波器、动态应变仪和数据采集卡，应变片传感器与示波器和动态应变仪连接，动态应变仪、测振仪、加速度传感器、应变片传感器、力传感器均连接到数据采集卡，数据采集卡与计算机连接。

9.一种采用权利要求1所述的获得不同工况下减速器摆线轮固有频率的测量系统的测量方法，其特征在于，所述的测量方法包括以下步骤：

1）将待检测摆线轮安设于电机动力装置上，通过微调位移机构调节待检测摆线轮的位置，使待检测摆线轮与检测专用针齿壳处于相应的工况位置，将激振器的输出端与待检测摆线轮的侧端面相抵，将激振器的前端安设力传感器，力传感器与测控系统连接，将应变片传感器粘贴于待测摆线轮和检测专用针齿壳齿根部位，将加速度传感器粘贴于待测摆线轮表面，将测振仪布置于待检测摆线轮的一侧，并将磁力矩电机动力、应变片传感器、加速度传感器、力传感器和测振仪与测控系统连接；

2）在不同工况下电机动力装置驱动待检测摆线轮匀速转动，所述的不同工况包括摆线轮不啮合静止状态、不啮合空载、正常啮合有负载、过度啮合有负载；

3）对待测摆线轮进行测量和收集数据；

4）测控系统根据收集的数据计算得到待测摆线轮在不同工况下的固有频率；

在所述的步骤3）中，对待测摆线轮进行测量和收集数据的具体过程包括以下步骤；

3.1)驱动激振器形成稳态正弦激励力，激励摆线轮振动，由力传感器拾取激振力信号；

3.2)通过应变片传感器采集摆线轮的受力之后的变形应变值，并将应变值转换为相应的电压值传递至测控系统并收集记录，通过加速度传感器检测到的待测摆线轮加速度信号，并将加速度信号发送至测控系统，通过测振仪测量得到摆线轮的振动位移，形成对摆线轮的响应信号的采集；

在所述的步骤4）中测控系统根据收集的数据计算得到待测摆线轮的固有频率的具体过程包括以下步骤：

4.1）测控系统以波形数据采集加速度信号、振动位移和激振力信号，并在同一波形图中用不同线型显示；

4.2）采用频谱测量公式FFT对激振力信号、加速度信号和振动位移信号处理后得到频域信号计算出摆线轮的频率响应函数及生成频响函数曲线；

4.3）根据固有频率测试的峰值法，频谱曲线中的第一个峰就是待测摆线轮的一阶固有频率，对每种工况下多次测量采集得到的一阶固有频率求平均值，得到不同工况下摆线轮的固有频率。