CN105651512B - 一种汽车驱动桥主减齿轮包块检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车驱动桥主减齿轮包块检测方法，包括如下步骤：1）在驱动桥的箱体上安装振动加速度传感器，在驱动桥的输入端安装转速脉冲传感器；2）获取振动加速度信号，获取输出的转速脉冲信号；3）将获取的输入端转速脉冲信号、振动加速度信号输入计算机；4）计算机根据获得的转速脉冲信号，把振动—时间信号转换成振动—角度位置信号，利用待测驱动桥主减齿轮旋转的振动信号的变化和其对应的旋转角度位置信息来定位待测驱动桥缺陷部位。本发明利用振动信号峰值搜索的方法来提取其运行健康状况特征信息的方法，能够大大减少传统主观评价对驱动桥主减齿轮有无包块缺陷造成的错判和误判。

Description

一种汽车驱动桥主减齿轮包块检测方法

技术领域

本发明涉及汽车NVH(振动、噪声、声振粗糙度)检测技术领域，尤其涉及一种汽车驱动桥主减齿轮包块检测方法。

背景技术

驱动桥是汽车传动系中一个重要零部件，其承担着动力的输送工作,同时也对整车的噪声贡献较大。在驱动桥的工作过程中,任何一个部件的异常都会导致驱动桥工作异常,从而导致驱动桥噪声或早期失效。对于驱动桥生产企业来说,驱动桥的台架检测主要依靠操作人员对驱动桥在台架检测的噪声进行主观判断,难以量化评价驱动桥运转状态,易造成错判和误判。同时,由于没有客观振动测试设备,也为今后的故障诊断带来了很大的困难。

由于加工制造精度引起的齿轮齿面凸起(包块)通常会造成驱动桥运转过程中的异常振动,进而会导致整车的噪声异常，甚至引起***的啸叫声。汽车驱动桥啸叫声是一种中高频率的纯音，因此很容易被人耳识别。随着汽车的主要噪声的降低和顾客对汽车声品质要求的提高，啸叫声的控制刻不容缓。当驱动桥制造装配完成后，需要在其被传递至顾客之前有效识别其振动和啸叫品质。当今识别啸叫声的技术是在下线振动检测台架上测量驱动桥的齿轮啮合振动特性以考察其啸叫声，与传统的靠人耳听觉的主观检测相比，这是较先进和可靠的方法。此方法的难点在于如何使用一种有效的振动信号检测方法来提取被测对象的特征信息。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种汽车驱动桥主减齿轮包块检测方法，利用振动信号峰值搜索的方法来提取其运行健康状况特征信息的方法，能够大大减少传统主观评价对驱动桥主减齿轮有无包块缺陷造成的错判和误判。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是这样的：一种汽车驱动桥主减齿轮包块检测方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)在驱动桥的箱体上安装振动加速度传感器，在驱动桥的输入端安装转速脉冲传感器；

2)通过驱动电机驱动驱动桥的输入端，并通过振动加速度传感器获取振动加速度信号，通过输入端转速脉冲传感器获取输出的转速脉冲信号；

3)将获取的输入端转速脉冲信号、振动加速度信号经过放大和滤波处理后输入数据采集器，由数据采集器将模拟信号转换为数字信号后，输入计算机；

4)计算机根据获得的转速脉冲信号，把振动—时间信号转换成振动—角度位置信号，利用待测驱动桥主减齿轮旋转的振动信号的变化和其对应的旋转角度位置信息来定位待测驱动桥缺陷部位。

进一步地，步骤4)中，驱动桥的主动齿轮和从动齿轮的旋转角度位置由同步采集的转速脉冲来定位：

P_d＝N_p

式中：P_d—主动齿轮旋转一周对应的转速脉冲数；

P_s—从动齿轮旋转一周对应的转速脉冲数；

N_p—驱动端旋转一周对应的转速脉冲数；

N_d—主动齿轮齿数；

N_s—从动齿轮齿数；

当出现包块时，包块引起的激振远大于正常数据值，以此异常数据点对应的转速脉冲来计算该齿轮旋转一周后是否会出现相同大小的激振幅值，如果出现则认为该齿轮出现包块。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、本发明的汽车驱动桥主减齿轮包块检测方法，利用振动信号峰值搜索的方法搜索振动信号内的“短时尖峰”，这些尖峰会在比如包块、蚀斑、剥落、散裂和无规律的金属接触时出现，这种现象由于能量过小会消失在传统的频谱分析方法中；同时，如果一个齿轮同时有多个齿出现包块，通常的利用阶次分析方法很难获得准确的故障信息；而本发明使用的峰值搜索检测方法把振动—时间信号转换成振动—角度位置信号，利用待测驱动桥中主减齿轮旋转的角度位置信息和时间信号峰值来定位试件噪声部位。

2、本发明能够通过量化方法客观评价驱动桥的运转状态，大大减少了传统主观评价造成的错判和误判，对于提高汽车驱动桥主减的质量和噪声故障起到了关键作用。

附图说明

图1为某对驱动桥主减齿轮示意图。

图2为驱动桥主减齿轮旋转的振动—时间信号。

图3为驱动桥主减齿轮旋转的振动—角度位置信号。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

实施例：一种汽车驱动桥主减齿轮包块检测方法，包括如下步骤：

1)在驱动桥的箱体上安装振动加速度传感器，在驱动桥的输入端安装转速脉冲传感器；

2)通过驱动电机驱动驱动桥的输入端，并通过振动加速度传感器获取振动加速度信号，通过输入端转速脉冲传感器获取输出的转速脉冲信号；

3)将获取的(输入端)转速脉冲信号、(驱动桥箱体)振动加速度信号经过放大和滤波处理后输入数据采集器，由数据采集器将模拟信号转换为数字信号后，输入计算机；

4)计算机根据获得的转速脉冲信号，把振动—时间信号转换成振动—角度位置信号，利用待测驱动桥主减齿轮旋转的振动信号的变化和其对应的旋转角度位置信息来定位待测驱动桥缺陷部位；主要利用振动信号基于角度位置信息和时间信号的峰值来定位试件缺陷部位。

主动齿轮和从动齿轮的旋转角度位置可由同步采集的转速脉冲来定位：

P_d＝N_p；

式中：P_d—主动齿轮旋转一周对应的转速脉冲数；

P_s—从动齿轮旋转一周对应的转速脉冲数；

N_p—驱动端旋转一周对应的转速脉冲数；

N_d—主动齿轮齿数；

N_s—从动齿轮齿数。

如果齿轮上有包块，则其产生的激振信号在旋转360度后会重复出现，齿轮旋转的角度位置可以通过转速脉冲信号来定位。通过对比故障数据和正常数据的振动信号发现，当出现包块时，包块引起的激振远大于正常数据值(如图2)，工程中一般当包激振幅值大于振动数据均方根值的3倍时，认为是振动数据出现了异常，然后以此异常数据点对应的转速脉冲来计算该齿轮旋转一周后是否会出现相同大小的激振幅值，如果出现则认为该齿轮出现包块。

作为一种具体实施方式，参见图1，主动齿轮齿数为7，从动齿轮齿数为43，主动齿轮上某齿出现断裂脱落，另一齿上出现包块。图2是测试得到的振动—时间信号，在计算机内首先把基于时间的振动信号转换为基于角度位置的振动信号，然后搜索“短时尖峰”，根据故障源在旋转过程中的角度位置和复现次数来确定样件故障信息。图3是测试得到的振动—角度位置信号，图中短时尖峰每转固定出现一次，同时在360度内的两个尖峰角度相对位置为102.86度，是主动齿轮每个齿间隔(1/7*360＝51.43的2倍)，因此可以确定主动齿轮有两个齿出现异常，而且在旋转方向上这个两个异常齿中间相隔一个正常的齿。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (1)

1.一种汽车驱动桥主减齿轮包块检测方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)在驱动桥的箱体上安装振动加速度传感器，在驱动桥的输入端安装转速脉冲传感器；

2)通过驱动电机驱动驱动桥的输入端，并通过振动加速度传感器获取振动加速度信号，通过输入端转速脉冲传感器获取输出的转速脉冲信号；

3)将获取的输入端转速脉冲信号、振动加速度信号经过放大和滤波处理后输入数据采集器，由数据采集器将模拟信号转换为数字信号后，输入计算机；

4)计算机根据获得的转速脉冲信号，把振动—时间信号转换成振动—角度位置信号，利用待测驱动桥主减齿轮旋转的振动信号的变化和其对应的旋转角度位置信息来定位待测驱动桥缺陷部位；

其中，驱动桥的主动齿轮和从动齿轮的旋转角度位置由同步采集的转速脉冲来定位：

P_d＝N_p

<mrow> <msub> <mi>P</mi> <mi>s</mi> </msub> <mo>=</mo> <msub> <mi>N</mi> <mi>p</mi> </msub> <mo>*</mo> <mfrac> <msub> <mi>N</mi> <mi>s</mi> </msub> <msub> <mi>N</mi> <mi>d</mi> </msub> </mfrac> </mrow>

式中：P_d—主动齿轮旋转一周对应的转速脉冲数；

P_s—从动齿轮旋转一周对应的转速脉冲数；

N_p—驱动端旋转一周对应的转速脉冲数；

N_d—主动齿轮齿数；

N_s—从动齿轮齿数；

当出现包块时，包块引起的激振远大于正常数据值，以此异常数据点对应的转速脉冲来计算该齿轮旋转一周后是否会出现相同大小的激振幅值，如果出现则认为该齿轮出现包块。