主减速器总成质量评判方法的研究

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1、机械传动2008年文章编号：1004—2539(2∞8)05—00"／8—04主减速器总成质量评判方法的研究(电子科技大学机械电子工程学院，I匹lJII成都610054)自治锦丁杰雄姚立娟(中国南方工业汽车股份有限公司四川建安车桥分公司，l匹lJll雅安625000)肖强彭文华杨忠学摘要根据汽车主减速器的结构和传动性能检测要求，分析了主减速器在运行过程中产生的各神噪声及其原因，依据噪声辐射与振动的关系，分析该振动信号所携带主减速器运行的各种信息。使用工控机在线对主减速器壳振动信号进行采集，提出一种以LabVIEW技术为

2、基础，采用时域和频域两种分析方法对信号进行处理，通过提取混合特征识别主减速器故障的方法。实验表明了该方法的有效性。关键词主减速器振动检测功率谱分析峭度系数引言主减速器(简称主减)作为汽车驱动桥的一个主要组成部件，其主要作用是降低转速，将传动轴输入转矩增大，使驱动轮转动推动汽车进退。驱动桥是汽车传动系统主要的振动和噪声源之一，主减中的齿轮传动系统是产生噪声的主要原因¨J。本文通过装配过程中在线检测减速器壳(简称减壳)上的振动信号，采用混合诊断法，利用时域和频域特征参数评判主减的总成质量，判别故障来源，克服人工感观判断时无

3、法量化、重复性差等不足。由于零件的一致性问题以及在主减总成装配中的人工调整不当等原因，使总成质量稳定性受到极大制约。同时在加工、流转等过程中由于各种原因，可能造成齿轮齿面的损伤如划伤、包块等，都会造成主减噪声过大、异常等质量问题⋯2。所以在线评判方法主要针对齿面异常、啮合区域位置不正常等问题进行检测、判断，人工判断时，异常响声主要表现为“马蹄声”、“啸叫声”等。l汽车主减速器总成质量的传统评判方法在传统的评判方法中，使用最多的是利用印痕和噪声对主减速器的性能进行判断。由红丹粉和机油混合而成的红色颜料涂到从动齿轮(简称从

4、齿)上，在从齿上加一定的负载后，驱动主动齿轮(简称主齿)带动从齿转动，进行正、反两个方向的转动运行，观察从齿齿面上的印痕是否满足工艺要求。另一种常用的方法就是听噪声。在主减速器运行过程中，噪声也是包含其本身工作状态信息的重要来源。通过人耳感知噪声信号，技术人员根据经验分辨出主减运行中发出的异响，经验丰富的操作者甚至还可以在一定背景噪声下辨别出异响件的声音大小和异响特性。上述的两种检测方法由于受到较多的外界环境影响，虽作为传统方法被广泛采用，但其固有缺陷不能满足越来越高的产品质量要求。利用印痕检测齿轮的啮合区域具有各种局

5、限性，尤其是当负载的大小发生波动时，印痕会发生变化。人工听音检测的主要缺点是受人为主观因素影响较大，容易造成误判和漏判，同时在车间环境噪声较大的条件下，需要增加额外设施以消除环境噪声的影响。2基于振动的主减速器总成质量评判方法2．I汽车主减速器振动信号来源由于主减中使用的准双曲面齿轮结构的特殊性，在啮合过程中齿面之间既有冲击也有摩擦，在啮合过程中，形成了齿轮的啮合频率，产生的振动属于齿轮正常工作的振动【3】3。在齿轮出现齿形误差、装配误差甚至齿面存在缺陷时，齿轮的啮合不仅产生正常的啮合频率，也能激发出主减本身的固有频率

6、。针对噪声人工检测重复性和客观性较差的缺点，本文采用基于振动的评判方法实现在线监测。噪声的来源是结构振动，齿轮在啮合时将产生冲击振动以及爬行振动，通过减壳振动向空气中辐射声波，因此噪声在本质上就是振动信号。振动信号可以有效地反映传动性能，又受环境噪声影响较小，使得信号处理也相对简单；而基于振动信号的在线评判系统克服了传统检测方法的缺点，具有简便、迅速和准确的特点，在现场环境复杂的条件下，能有效对主减总成质量进行检测，是最有效、最有发展潜力的方法。2．2汽车主减速器振动信号处理方法对主减速器总成质量进行在线评判中最重要的

7、一项工作就是对故障状态进行识别，以便快速确定造成产品故障的原因，为及时返修提供参考。最常用的分第32卷第5期主减速器总成质量评判方法的研究析方法有时域分析法和频域分析法，通过提取时域和频域中的特征参数，达到诊断出故障类型的目的。时域分析是一种最基本的信号分析方法。在时域内对信号进行定量、定性的描述，具有直观、简便、物理概念强和易于理解等优点【4J。在时域分析中有两类指标可作为故障诊断的主要参数，一种是有量纲特征值，常用的主要有最大值、最小值、均值、方差、均方值等；第二种是无量纲特征值，常用的主要有峭度、峰值指标、脉冲指

8、标等。在主减发生异常时，振动能量会发生较大的变化，时域中的特征参数则随着能量的变化发生改变，可根据参数的变化趋势对主减总成质量进行评判。频域分析是将时域信号通过数学处理的方法变换为频域描述，然后进行信号分析，主要是使用离散傅里叶变换，并计算其功率谱，计算公式为·』v—I．x(．

9、})=芍∑石(n)e-皿／’c／'tk=0，l，⋯，