本發(fā)明涉及齒輪傳動(dòng)裝置故障診斷技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種齒輪傳動(dòng)裝置異響的下線檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：

齒輪傳動(dòng)裝置是機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中的重要部件，廣泛運(yùn)用于交通運(yùn)輸、工程機(jī)械等行業(yè)。其產(chǎn)品質(zhì)量的好壞直接影響機(jī)械設(shè)備的正常工作。

齒輪傳動(dòng)裝置異響是指齒輪傳動(dòng)裝置在運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中產(chǎn)生了超過(guò)技術(shù)文件規(guī)定的不正常響聲，屬于機(jī)械故障。齒輪傳動(dòng)裝置異響標(biāo)志著齒輪傳動(dòng)裝置中的齒輪或軸承等主要零部件已發(fā)生變化，反映著不同性質(zhì)和不同程度的齒輪傳動(dòng)裝置故障，表明其存在產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題。因此，必須用一種方法將存在異響的齒輪傳動(dòng)裝置檢測(cè)出來(lái)。目前通常的做法是工廠技術(shù)人員通過(guò)人耳對(duì)齒輪傳動(dòng)裝置的異響進(jìn)行判定，但人耳判定結(jié)果受主觀影響大，易受周圍噪聲環(huán)境影響，同時(shí)增加了工人的工作量和受噪聲危害的風(fēng)險(xiǎn)，難以滿足齒輪傳動(dòng)裝置異響的下線檢測(cè)需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種齒輪傳動(dòng)裝置異響的下線檢測(cè)方法，實(shí)現(xiàn)齒輪傳動(dòng)裝置異響的下線檢測(cè)，避免不合格產(chǎn)品出廠。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

一種齒輪傳動(dòng)裝置異響的下線檢測(cè)方法，包括以下步驟：

步驟一，將齒輪傳動(dòng)裝置安裝在下線檢測(cè)試驗(yàn)臺(tái)上，在齒輪傳動(dòng)裝置上方安裝一個(gè)加速度傳感器，或在齒輪傳動(dòng)裝置周圍安裝一個(gè)聲音傳感器；

步驟二，利用數(shù)據(jù)采集設(shè)備和步驟一安裝的加速度傳感器或聲音傳感器，采集齒輪傳動(dòng)裝置在不同運(yùn)行工況下的振動(dòng)信號(hào)x₁(t)，x₂(t)，…，x_n(t)，其中，n代表工況的數(shù)量，t代表時(shí)間；

步驟三，使用Ralph Wiggins的最小熵解卷積濾波方法對(duì)振動(dòng)信號(hào)x₁(t)，x₂(t)，…，x_n(t)分別進(jìn)行解卷積處理，得到解卷積后信號(hào)y₁(t)，y₂(t)，…，y_n(t)，最小熵解卷積濾波方法的實(shí)現(xiàn)步驟如下：

①初始化一個(gè)輸入信號(hào)的濾波器系數(shù)設(shè)置

②計(jì)算輸入信號(hào)的Toeplitz自相關(guān)矩陣X₀，其中，N代表一個(gè)輸入信號(hào)中包含的采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)，L代表Toeplitz自相關(guān)矩陣X₀的行數(shù)；

③計(jì)算輸出信號(hào)計(jì)算公式為其中，代表自相關(guān)矩陣X₀的轉(zhuǎn)置矩陣；

④重新計(jì)算輸入信號(hào)的濾波器系數(shù)計(jì)算公式為：

⑤通過(guò)迭代方法，迭代計(jì)算②～④步驟，迭代結(jié)束的條件為：連續(xù)兩次輸出信號(hào)的峭度指標(biāo)之差小于0.01，其中，峭度指標(biāo)的計(jì)算公式為：

其中，|·|代表絕對(duì)值運(yùn)算，代表平均值運(yùn)算；

⑥將第⑤步中的最后一組輸出信號(hào)記為最小熵解卷積濾波方法的輸出結(jié)果；

步驟四，使用峭度指標(biāo)公式分別計(jì)算解卷積后信號(hào)y₁(t)，y₂(t)，…，y_n(t)的峭度指標(biāo)，分別得到解卷積后信號(hào)的峭度指標(biāo)K₁，K₂，…，K_n；

步驟五，無(wú)異響齒輪傳動(dòng)裝置通過(guò)上述四個(gè)步驟得到的解卷積后信號(hào)y₁(t)，y₂(t)，…，y_n(t)都不存在明顯沖擊特征，其峭度指標(biāo)K₁，K₂，…，K_n的值都靠近3；而存在異響齒輪傳動(dòng)裝置通過(guò)上述四個(gè)步驟得到的信號(hào)y₁(t)，y₂(t)，…，y_n(t)都存在明顯沖擊特征，其峭度指標(biāo)K₁，K₂，…，K_n的值都大于4；因此設(shè)置一個(gè)初始異響閾值T＝4，如果計(jì)算得到的峭度指標(biāo)K₁，K₂，…，K_n中任何一個(gè)值大于設(shè)置的異響閾值，那么判定該齒輪傳動(dòng)裝置質(zhì)量不合格；如果計(jì)算得到的峭度指標(biāo)K₁，K₂，…，K_n都小于設(shè)置的異響閾值，那么判定該齒輪傳動(dòng)裝置質(zhì)量合格。

所述的異響閾值T的初始值設(shè)置為4，后續(xù)根據(jù)樣本積累對(duì)異響閾值進(jìn)行修訂。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明根據(jù)齒輪傳動(dòng)裝置異響信號(hào)的頻譜具有在齒輪傳動(dòng)裝置的固有頻率處存在以齒輪嚙合頻率為間隔的頻率特點(diǎn)，考慮到傳感器測(cè)得的振動(dòng)信號(hào)是異響特征信號(hào)與傳播路徑卷積的結(jié)果，本發(fā)明方法不受齒輪傳動(dòng)裝置運(yùn)行工況的影響，可在不同轉(zhuǎn)速和不同負(fù)載下進(jìn)行齒輪傳動(dòng)裝置異響檢測(cè)。該方法可以提高齒輪傳動(dòng)裝置異響下線檢測(cè)的準(zhǔn)確度和效率，并且有效地降低人力成本和工作人員受噪聲危害的風(fēng)險(xiǎn),適合齒輪傳動(dòng)裝置異響的下線檢測(cè)，可在齒輪傳動(dòng)裝置制造企業(yè)推廣使用，具有廣泛的應(yīng)用前景。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明方法的實(shí)施流程圖。

圖2為無(wú)異響齒輪傳動(dòng)裝置振動(dòng)信號(hào)x₁(t)的時(shí)域圖。

圖3為異響齒輪傳動(dòng)裝置振動(dòng)信號(hào)x₂(t)的時(shí)域圖。

圖4為無(wú)異響齒輪傳動(dòng)裝置振動(dòng)信號(hào)x₁(t)經(jīng)本發(fā)明方法處理后得到的信號(hào)y₁(t)時(shí)域圖。

圖5為異響齒輪傳動(dòng)裝置振動(dòng)信號(hào)x₂(t)經(jīng)本發(fā)明方法處理后得到的信號(hào)y₂(t)時(shí)域圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施案例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。

某齒輪傳動(dòng)裝置制造廠生產(chǎn)的部分客車車橋(齒輪傳動(dòng)裝置)總成在裝配到整車后，用戶反映客車在某些工況下，驅(qū)動(dòng)橋總成發(fā)出令人厭煩的異響聲，嚴(yán)重影響到司機(jī)和乘客的舒適性。然而存在異響的驅(qū)動(dòng)橋在出廠檢測(cè)時(shí)，其各類聲學(xué)指標(biāo)均符合汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的要求。針對(duì)該問(wèn)題，工廠技術(shù)部門(mén)主要通過(guò)人耳對(duì)車橋的異響進(jìn)行判定，但人耳判定結(jié)果受主觀影響大，且易受周圍噪聲環(huán)境影響，難以滿足車橋異響檢測(cè)要求。通過(guò)本發(fā)明方法解決該問(wèn)題。

參照?qǐng)D1，一種齒輪傳動(dòng)裝置異響的下線檢測(cè)方法，包括以下步驟：

步驟一，將車橋安裝在下線檢測(cè)試驗(yàn)臺(tái)上，在車橋的橋殼上方安裝一個(gè)加速度傳感器；

步驟二，利用數(shù)據(jù)采集設(shè)備和步驟一已安裝的加速度傳感器，分別采集正常車橋(車橋1)和異響車橋(車橋2)在相同運(yùn)行工況下的振動(dòng)信號(hào)x₁(t)，x₂(t)，其中，t代表時(shí)間，如圖2和圖3所示，圖2和圖3分別展示了相同工況下的正常和異響車橋振動(dòng)信號(hào)時(shí)域波形；

步驟三，使用Ralph Wiggins的最小熵解卷積濾波方法對(duì)采集的振動(dòng)信號(hào)x₁(t)，x₂(t)，分別進(jìn)行解卷積處理，得到解卷積后信號(hào)y₁(t)，y₂(t)，如圖4和圖5，圖4和圖5分別展示了正常和異響車橋振動(dòng)信號(hào)x₁(t)，x₂(t)解卷積后信號(hào)y₁(t)，y₂(t)的時(shí)域波形，對(duì)比圖4和圖5可以發(fā)現(xiàn)存在異響的車橋振動(dòng)信號(hào)在解卷積后出現(xiàn)了明顯的周期性沖擊；最小熵解卷積濾波方法的實(shí)現(xiàn)步驟如下：

①初始化一個(gè)輸入信號(hào)的濾波器系數(shù)設(shè)置

②計(jì)算輸入信號(hào)的Toeplitz自相關(guān)矩陣X₀，計(jì)算公式為：其中，N代表一個(gè)輸入信號(hào)中包含的采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)，L代表Toeplitz自相關(guān)矩陣X₀的行數(shù)；

③計(jì)算輸出信號(hào)計(jì)算公式為其中，代表自相關(guān)矩陣X₀的轉(zhuǎn)置矩陣；

④重新計(jì)算輸入信號(hào)的濾波器系數(shù)計(jì)算公式為：

⑤通過(guò)迭代方法，迭代計(jì)算②～④步驟，迭代結(jié)束的條件為：連續(xù)兩次輸出信號(hào)的峭度指標(biāo)之差小于0.01，其中，峭度指標(biāo)的計(jì)算公式為：

其中，|·|代表絕對(duì)值運(yùn)算，代表平均值運(yùn)算；

⑥將第⑤步中的最后一組輸出信號(hào)記為最小熵解卷積濾波方法的輸出結(jié)果；

步驟四，使用峭度指標(biāo)計(jì)算公式，分別計(jì)算解卷積后信號(hào)y₁(t)，y₂(t)的峭度指標(biāo)，得到解卷積后信號(hào)的峭度指標(biāo)K₁＝3.0，K₂＝5.2；

步驟五，無(wú)異響車橋通過(guò)上述四個(gè)步驟得到的解卷積后信號(hào)y₁(t)，y₂(t)，…，y_n(t)都不存在明顯沖擊特征，其峭度指標(biāo)K₁，K₂，…，K_n的值都接近3；而存在異響車橋通過(guò)上述四個(gè)步驟得到的信號(hào)y₁(t)，y₂(t)，…，y_n(t)都存在明顯沖擊特征，其峭度指標(biāo)K₁，K₂，…，K_n的值都大于4；因此設(shè)置異響閾值T＝4，K₁小于4，說(shuō)明該車橋1質(zhì)量合格；K₂大于4，說(shuō)明該車橋2存在異響，判定為質(zhì)量不合格。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施方式僅限于此，對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單的推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書(shū)確定專利的保護(hù)范圍。