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螺旋锥齿轮由于其传动平稳、强度高而被广泛应用于车辆、机床和矿山工程等机械的角度传动中,其啮合性能的好坏直接关系到相关机械产品的质量。随着齿轮传动向高精度、高速度、高强度、低噪声和小型化方向发展,对其检验水平与自动化程度提出了更高的要求。传统的机械式滚动检验依靠操作者经验判断锥齿轮啮合性能与质量优劣的方法,已远不能满足信息化生产管理的要求。目前国内仍主要依靠机械式滚动检验机对锥齿轮啮合质量进行检验,针对存在的手段落后和自动化程度低等问题,本文融合虚拟仪器技术,拟搭建螺旋锥齿轮成品啮合振动噪声数字化检验系统。
首先利用齿轮空间啮合理论建立了准双曲面齿轮的齿面方程以及锥齿轮滚动检验V/H/J控制的数学模型,并在机械式滚动检验机上进行了接触印痕调整试验,验证了所建模型的正确性。第二,搭建了基于数据采集卡和PC机的齿轮振动噪声数字化检验硬件平台,并用Visual C++语言和LabVIEW语言分别编制了信号采集软件。第三,采取模块化编程方法用MATLAB语言编写了信号分析、处理、显示和判定软件,涵盖了IIR滤波器、FFT、功率谱分析等主要子程序,并运用Visual C++与MATLAB混合编程的方法实现了信号采集与处理程序的有机连接。最后,在滚动检验机上进行了锥齿轮啮合振动噪声的检测实验,验证了程序的可行性,建立了齿轮振动噪声数字化检验的谐波判定方法。
螺旋锥齿轮啮合振动噪声数字化检验系统的研究与开发,对提升锥齿轮产品质量具有重要的理论意义和应用价值。