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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107063679A(43)申请公布日2017.08.18(21)申请号201710036934.4(22)申请日2017.01.18(71)申请人北京工业大学地址100124北京市朝阳区平乐园100号(72)发明人石照耀舒赞辉李睿(74)专利代理机构北京思海天达知识产权代理有限公司11203代理人沈波(51)Int.Cl.G01M13/02(2006.01)权利要求书4页说明书6页附图4页(54)发明名称结构调谐共振的齿轮缺陷快速检测方法及检测装置(57)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。CN107063679ACN107063679A权利要求书1/4页1.结构调谐共振的齿轮缺陷快速检测方法,其特征在于:结构调谐共振是通过模态频率测量系统获知检测装置的固有频率及模态振型,利用结构模态频率调整系统和工况调整系统调整检测装置的固有频率及其谐波频率与被检测组件装置的转频及其谐波频率相一致,从而使结构产生共振;模态频率测量系统的由测量硬件振动传感器和模态频率数据采集分析系统组成;结构模态频率调整系统由主动端、被动端和床身底座等机械本体结构组成;工况调整系统由驱动装置、主、被端扭矩测量装置和加载装置组成;结构调谐共振的方法包括:S1利用安装在检测装置机械本体结构上的传感器,通过模态分析技术获得检测系统的模态频率及其谐波频率;S2通过结构模态频率调整系统改变检测装置的本征模态频率及其谐波频率,使检测装置的本征模态频率及其谐波频率与被检测组件所处实际工作系统的本征模态频率或其谐波频率相近或一致;S3通过工况调整系统改变检测装置的运行工况,使被检测组件的转频及其谐波频率与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;结构调谐共振的齿轮缺陷快速检测方法,该方法包括:S1利用安装在检测装置壳体上的传感器,通过模态分析技术获得检测系统的模态频率,通过改变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;S2通过改变检测机的运行转速,是被检测齿轮的啮合频率及其谐波频率与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。2.一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)、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)、丝杠(10)、联轴器(11)、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(23)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;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(11)将动力传输到主动端扭矩测量装置(12),联轴器(11)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(23)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(23)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(23)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;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,驱动装置(9)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,驱动装置(9)和被动端箱体(