通常在我們熟知的齒輪測量中心(如克林貝格 , Wenzel),可以進行齒輪表面的微觀測量。
一、齒輪表面微觀檢測常用方法
1)Profile 齒形、齒向 Lead 檢測。
傳統(tǒng)的齒輪質量檢測只能用于分析與低階諧波相關的故障。
2)齒面傅里葉檢測 FFT。
使用快速傅里葉變換 (fastFouriertransform,FFT)兼顧高階和低階諧波數據,關聯檢測結果與噪聲分析,適用于高性能齒輪齒面質量分析。
低階振幅對噪音的影響非常小,1階對應齒輪偏心,2階相當于齒輪做橢圓形運動,因此一般會將低階頻譜過濾掉,只考慮高階頻譜。
若在齒輪副嚙合階次及倍頻階次產生較大振幅,則為齒輪整階不良,由齒輪副在嚙入嚙出時沖擊較大造成的。在非整數倍階次產生較大振幅, 即產生“鬼階”,由齒面波紋度不良造成的。
3)拓撲檢測 Topography。
單齒的表面微觀結構三維形貌如圖所示, 采用克林貝格齒輪測量機 P65對齒輪進行測量。圖中:黑色線為齒面嚙合線,角度為βb;紅色線為波紋趨勢線,角度為βw。
驅動面的接觸線和波紋線夾角越小,產生噪音的概率越大,齒輪在嚙合過程中驅動面會有規(guī)律地接觸到齒面波紋度的波谷和波峰,引起沖擊,從而產生噪聲。βw =βb 時的三維形貌如圖所示,當波紋線和接觸線平行時,產生噪聲的概率最大。
二、強力珩齒工藝
強力珩齒是在齒輪進行熱處理之后,對齒輪表面去除一定余量后的精加工,具有強制實現齒面修形的實現方式,并通過修整輪修整,工件軸與珩磨輪軸經過復雜的運動實現。PRAWEMA 強力珩齒機的結構示意圖及工件與砂輪的位置關系,如圖所示。
在珩齒工序中如何實現改變齒輪表面波紋度方向。根據齒輪拓撲檢測報告,重點關注幾個參數。上面的NVH優(yōu)于下方, 因為βw角度小,產生共振頻率的概率越小?;诖死碚?,在實際珩齒過程中,如何讓βw 角度小, 即是優(yōu)化NVH的方向。
重新設計珩磨輪的螺旋角,并且重新調整軸交角度,原始參數和優(yōu)化參數見表。
左面 β w=-25.4° ;右面 β w=-23.7°,根據拓撲圖形和NVH測試結果的關聯性,左右兩面都對 NVH 不利,需要控制 βw。
重新加工后的拓撲報告如圖所示。從報告可以看出,角度左面 β w=0.4°、右面β w=0.0°,從理論上基本已經優(yōu)化到位。
隨后的 NVH 整機測試結果表明,在同等條件下 NVH 也是低于優(yōu)化前 5 ~ 10 dB。