[发明专利]结构调谐共振的齿轮缺陷快速检测方法及检测装置

摘要

本发明公开了结构调谐共振的齿轮缺陷快速检测方法及检测装置，涉及一种齿轮的毛刺、划痕、磕碰伤和微裂纹的快速检测方法，属于检测技术与仪器、机械传动技术领域。在专用的齿轮缺陷调谐共振的快速检机上，齿轮在额定负载条件下，通过选择合理的转速使得齿轮的啮合频率及其谐波频率与齿轮缺陷调谐共振快速检测装置的固有频率或其某一阶谐振频率相近，进而在检测过程中使被检测齿轮与标准齿轮单面啮合时发生共振。通过分析处理安装在振动感应敏感位置处的加速度传感器获得的齿轮振动信号，准确、可靠的识别齿轮缺陷，实现齿轮缺陷快速检测。

主权项

1.一种结构调谐共振的齿轮缺陷检测装置，其特征在于：该检测装置由第一导轨锁(1)、被动端扭矩测量装置(2)、丝杠座(3)、被动端手轮(4)、第一丝杠(5)、被动端手轮箱(6)、第二导轨锁(7)、被动端箱体(8)、驱动装置(9)、第二丝杠(10)、联轴器、主动端扭矩测量装置(12)、主动端箱体(13)、齿轮安装轴(14)、齿轮(15)、x轴导轨(16)、齿轮胀套(17)、床身底座(18)、y轴导轨(19)、丝杠座后座(20)、长光栅(21)、加载装置(22)、精密轴系和振动传感器(24)组成，该检测装置分为实验机基座调节平台、主动端和被动端三大部分；/n主动端采用驱动装置(9)作为整个实验机的动力源，驱动装置(9)悬挂于主动端箱体(13)的末端，驱动装置(9)和主动端箱体(13)采用止口定位进行装配，保证轴系的同轴度，驱动装置(9)和主动端箱体(13)之间采用八个螺钉连接以保证连接强度；驱动装置(9)经联轴器将动力传输到主动端扭矩测量装置(12)，联轴器与主动端扭矩测量装置(12)和驱动装置(9)之间的联接采用螺纹驱动胀紧方式，方便调整与检修；精密轴系通过小锥度外筒并采用螺钉压紧，从主动端箱体(13)前端装入，精密轴系与主动端扭矩测量装置(12)之间采用止口定位螺纹连接，既保证精密轴系与主动端箱体(13)的配合精度及连接强度，又保证主动端扭矩测量装置(12)与精密轴系的同轴度及动力同步，避免轴系跳动和动力迟滞对检测结果的影响；精密轴系前端的齿轮安装轴(14)，采用短锥轴导向、螺纹固接的方式安装在精密轴系前端，齿轮(15)通过齿轮胀套(17)安装在齿轮安装轴(14)上；/n被动端采用加载装置(22)作为整个实验机的加载动力源，加载装置(22)悬挂于被动端箱体(8)的末端，加载装置和被动端箱体(8)采用止口定位进行装配，保证轴系的同轴度，加载装置和被动端箱体(8)之间采用八个螺钉连接以保证连接强度；加载装置(22)经联轴器将负载传输到被动端扭矩测量装置(2)上，避免加载力的波动影响检测结果的精度；联轴器与被动端扭矩测量装置(2)之间的联接采用螺纹驱动胀紧的方式，方便调整与检修；精密轴系通过小锥度的外筒，采用螺钉压紧的方式，从被动端箱体(8)前端装入，精密轴系与被动端扭矩测量装置(2)之间采用止口定位螺纹连接的方式，既保证精密轴系与被动端箱体(8)的配合精度及连接强度，又保证被动端扭矩测量装置(2)与精密轴系的同轴度及负载同步，避免轴系跳动和负载波动迟滞对检测结果的影响；精密轴系前端的齿轮安装方式与主动端的齿轮安装方式相同；/n实验机基座调节平台的床身底座(18)为铸造成型的箱体，在床身底座(18)的主动端通过螺纹连接装有手轮和手轮箱，手轮和手轮箱连接以调节主动端的行程；x轴导轨(16)通过螺纹连接、压块压紧的方式安装在床身底座(18)上，保证主动端移动的平稳性及定位精度；y轴的两条导轨上通过螺纹连接分别装有第一导轨锁(1)、第二导轨锁(7)，当y轴行程满足要求时，第一导轨锁(1)、第二导轨锁(7)用以锁定被动端的移动；丝杠座后座(20)和丝杠座(3)通过螺钉直接固结在床身底座(18)上，第一丝杠(5)架在丝杠座后座(20)和丝杠座(3)之间，第一丝杠(5)的末端穿过手轮箱；在床身底座(18)的前面通过螺栓将被动端手轮箱(6)固连在床身底座(18)上，通过螺纹连接配合导向键定位的方式，将被动端手轮(4)安装在被动端手轮箱(6)上；y轴导轨(19)通过螺纹连接和压块压紧的方式安装在床身底座(18)上，以保证被动端移动的平稳性及定位精度；在床身底座(18)的y轴导轨(19)附近安装有长光栅(21)，保证中心距的调整精度；/n主动端通过导轨滑块安装在x轴导轨(16)上；被动端通过导轨滑块，采用螺纹连接的方式，安装在y轴导轨(19)上；加载装置(22)改变施加载荷的大小，主动端扭矩测量装置(12)和被动端扭矩测量装置(2)组成加载扭矩是否满足要求的监测系统；驱动装置(9)通过PLC与伺服控制组成的控制系统进行转速调节，满足任意检测要求；振动传感器(24)获取结构调谐共振下的齿轮缺陷的振动加速度信号；结构调谐共振是：利用安装在所述检测装置的壳体上的传感器，通过模态分析技术获得所述检测装置的模态频率，通过改变所述检测装置的机械系统结构，改变其本征模态频率及其谐波频率，逼近被检测齿轮所处实际工作系统的模态频率，使检测在模拟的真实工况下进行；通过改变所述检测装置的运行转速，使被检测齿轮的啮合频率及其谐波频率与所述检测装置的本征模态频率或谐波频率相近或一致，从而产生共振。/n