谐波分析在汽车车轮检测中的应用

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1、专业推荐↓精品文档第23卷第3期湖北汽车工业学院学报Vol.23No.32009年9月JournalofHubeiAutomotiveIndustriesInstituteSep.2009谐波分析在汽车车轮检测中的应用黄跃文12，邱新桥（1．武汉科技大学机械自动化学院，湖北武汉430081；2.湖北汽车工业学院机械工程系，湖北十堰442002）摘要：介绍汽车车轮检测的重要性。通过运用谐波的数学原理和物理意义，说明了在汽车车轮摆动误差检测中谐波分析如何对摆差值进行进一步分析，给出了谐波的C语言算法和在便携式车轮

2、检测仪中的应用例子。关键词：谐波分析；车轮检测；圆度检测；FFT中图分类号：TH113.2+2文献标志码：A文章编号：1008-5483（2009）03-0044-04ApplicationofHarmonicAnalysisinAutomotiveWheelDetection12HuangYuewen，QiuXinqiao(1.CollegeofMachano-automation，WuhanUniversityofScienceandTechnoloy,Wuhan430081,China;2.Dept.o

3、fMechanicalEngineering,HubeiAutomotiveIndustriesInstitute，Shiyan442002,China)Abstract：Bythemathematicalprincipleandphysicalsignificanceofharmonic，differenceintheshimmyerrordetectionwasanalyzed，andClanguagealgorithmoftheharmonicandtheexampleofportablewheelde

4、tectorwerepresented.Keywords：harmonicanalysis；wheeldetection；roundnessmeasurement；FFT汽车工业近年来是我国发展最快的行业之一。就是形状测量学中不圆度的测量。汽车车轮是汽车的重要组成部件并直接关系到车对于汽车车轮来说，其摆动误差具有显著的周辆高速行驶的安全性和舒适性。汽车车轮检测的4期性。因为汽车车轮的横截面的实际轮廓是一个复项关键指标中，有2项是关于汽车车轮的径向跳杂的封闭曲线轮廓，轮廓上点的径向跳动和端面跳动，端面跳动的检测

5、即摆动误差，可见汽车车轮的动大小不同，而且在圆周的一圈以2π为周期随机摆动误差对汽车的安全行驶及综合性能影响极大。的连续变化，故汽车车轮的摆动误差可以用傅里叶为确保汽车高速行驶的平稳性、安全性、可靠性和提级数表示。其极坐标形式为∞高汽车的使用寿命，对汽车车轮提出了更高要求。aR（θ）=0+Σ（aKcosKθ+bKsinKθ）=2K=1∞1车轮摆动误差与谐波分析R0+ΣAKcos（Kθ+准K）（1）K=1车轮摆动误差是指车轮转动时，其胎圈座处的式中：径向跳动和端面跳动所形成的摆动量与许可的跳2π1aK=乙R（θ

6、）cosKθdθK=0，1，2，…动量之间的超差程度。即对一个相对静止的参考π0点，胎圈座处2个边缘与其距离的变化量，此参考2π1bK=乙R（θ）sinKθdθK=0，1，2，…（2）点可以是检测探头的固定端。车轮摆差的测量其实π0收稿日期：2009－01－23作者简介：黄跃文（1984-），男，湖北武汉人，硕士生，主要从事嵌入式工业改器仪表方面的研究。第23卷第3期黄跃文，等：谐波分析在汽车车轮检测中的应用—45—22的极坐标图形（R为基圆半径），如图1a所示，图中其中，AKcos（Kθ+准K）称为K次谐波

7、，AK=姨aK+bK称为粗虚线表示汽车车轮基圆，细实线表示车轮一次谐bKK次谐波振幅，准K=-arctan（）称为K次谐波相波的曲线，能通过上面给出的谐波振幅和相位公式aK求出偏心量，偏心。位，R0=a0称为平均误差[2]。2当K=2时，绘制r=R+R0+A2cos（θ+准2）的极坐由式（1）可看出：对于汽车车轮的摆动误差检标图形（R为基圆半径）反映在极坐标系中是一个测来说，可以看出由一个半径为R0的平均误差圆类椭圆。如图1b所示。叠加不同阶次的振幅AK和相位准K的谐波而成。当K=3时，绘制r=R+R0+A3

8、cos（θ+准3）的极当K=1时，级数展开式中[R0+A1cos（θ+准1）]决坐标图形（R为基圆半径）反映在极坐标系中是定的是平均半径圆的圆心在极坐标中的位置，且偏一个三棱圆，如图1c所示。当K=4，5，6，…时，心量为A1，偏心角为-准1。绘制r=R+R0+A1cos（θ+准1）以此类推。由上可知，一次谐波在车辆摆动检测中所表示到汽车车轮摆动误差的各次谐波，见式（3）。为了计的是一个没有焊缝，没