CN115740644A - 一种齿轮精度的控制方法、系统、存储介质及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种齿轮精度的控制方法、系统、存储介质及电子设备,所述方法包括:测量变速箱振动噪声值并进行傅里叶变换,得到所述变速箱对应的第一幅频谱图;从所述第一幅频谱图中查找超出变速箱检测标准曲线的振幅及所属异常阶次;基于所述异常阶次,确定引起所述异常阶次的齿轮及其齿面加工误差;基于所述齿面加工误差,确定引起所述齿面加工误差的目标加工参数;对所述目标加工参数进行数值优化并利用针对齿轮设置的齿轮检测标准曲线进行约束,得到齿轮的加工参数标准;其中,所述加工参数标准用于限定机床及其相关加工零件对齿轮进行加工,从而得到满足齿轮精度要求的齿轮。
Description
技术领域
本申请涉及汽车开发技术领域,尤其涉及一种齿轮精度的控制方法、系统、存储介质及电子设备。
背景技术
电动汽车,是具有混合动力驱动或全电动驱动的机动车辆。其由于没有发动机的背景噪声作掩盖,在汽车制造质量方面对NVH(Noise、Vibration、Harshness,噪声、振动与声振粗糙度)提出了更高的要求。
众所周知,齿轮是隶属于变速箱的一个关键部件,齿轮啮合时产生的噪声是变速箱乃至电动汽车的主要噪声来源,因此,研究齿轮啮合噪声对提高电动汽车的车辆质量具有重要意义。
目前的检测方式,一般是针对齿轮的合格性进行检测。例如利用EOL测量变速箱振动噪声值并进行记录,找出变速箱内不符合要求的齿轮,并通过替换不符合要求的齿轮重新测量,直到变速箱振动噪声值符合要求。
上述检测方式是通过EOL测量间接检测齿轮的合格性,需要事先制作大量的齿轮样件,记录齿轮样件的参数并依次放入变速箱进行EOL测量,才能从中确定出合格的齿轮,费时费力,无法主动控制齿轮在NVH指标下的合格率。
发明内容
本发明提供了一种齿轮精度的控制方法、系统、存储介质及电子设备,从齿轮引起的噪声值入手,通过将EOL噪声检测、齿轮的表面精度检测及机床的加工参数控制建立关系,通过修改机床加工参数来来提高精度控制,以解决或者部分解决现有检测方式费时费力,无法主动控制齿轮在NVH指标下的合格率的技术问题,能够主动控制被检测齿轮在NVH指标下的合格率。
为解决上述技术问题,本发明的第一方面,公开了一种齿轮精度的控制方法,所述方法包括:
测量变速箱振动噪声值并进行傅里叶变换,得到所述变速箱对应的第一幅频谱图;
从所述第一幅频谱图中查找超出变速箱检测标准曲线的振幅及所属异常阶次;
基于所述异常阶次,确定引起所述异常阶次的齿轮及其齿面加工误差;
基于所述齿面加工误差,确定引起所述齿面加工误差的目标加工参数;
对所述目标加工参数进行数值优化并利用针对齿轮设置的齿轮检测标准曲线进行约束,得到齿轮的加工参数标准;其中,所述加工参数标准用于限定机床及其相关加工零件对齿轮进行加工,从而得到满足齿轮精度要求的齿轮。
优选的,所述第一幅频谱图中的阶次包括整数阶次和非整数阶次;
所述基于所述异常阶次,确定引起所述异常阶次的齿轮及其齿面加工误差,包括:
若所述异常阶次为非整数阶次,从阶次-加工误差的映射关系中确定引起所述非整数阶次的齿轮及其齿面加工误差。
优选的,所述基于所述齿面加工误差,确定引起所述齿面加工误差的目标加工参数,具体包括:
基于所述齿面加工误差进行裂区实验,确定引起所述齿面加工误差的若干加工参数;
从所述若干加工参数中确定出加工误差影响力排名在前的预设数量的所述目标加工参数。
优选的,所述对所述目标加工参数进行数值优化并利用针对齿轮设置的齿轮检测标准曲线进行约束,得到齿轮的加工参数标准,具体包括:
调整所述目标加工参数的参数数值,并根据调整后的参数数值加工出齿轮样件;
对所述齿轮样件进行波纹度检测,得到波纹度检测结果;其中,所述齿轮检测标准曲线为波纹度标准曲线;
利用所述波纹度标准曲线对所述波纹度检测结果进行约束,根据第一约束结果反调所述目标加工参数的参数数值,直到所述波纹度检测结果处于所述波纹度标准曲线以内为止,得到所述加工参数标准。
优选的,所述对所述齿轮样件进行波纹度检测,得到波纹度检测结果,具体包括:
检测所述齿轮样件的波纹度,得到波纹度相关参数;
利用所述波纹度相关参数计算得到所述波纹度检测结果;所述波纹度检测结果包括:轮廓算术平均差,轮廓均方根偏差,轮廓偏斜度,轮廓陡度中的一种或者多种。
优选的,所述调整所述目标加工参数的参数数值,并根据调整后的参数数值加工出齿轮样件之后,所述方法还包括:
将所述齿轮样件装入变速箱,利用生产线下线测试EOL系统测量所述变速箱振动噪声值并进行傅里叶变换,得到所述齿轮样件的第二幅频谱图;其中,所述第二幅频谱图中包含所述齿轮样件的振幅和阶次;其中,所述齿轮检测标准曲线为振幅极限曲线;
利用所述振幅极限曲线对所述齿轮样件的振幅进行约束,根据第二约束结果反调所述目标加工参数的参数数值,直到所述齿轮样件的振幅处于所述齿轮检测标准曲线以内为止,得到所述加工参数标准。
优选的,所述齿面加工误差包括:表面波纹度,节距误差,齿面损伤的一种或者多种。
本发明的第二方面,公开了一种齿轮精度的控制系统,所述系统包括:
第一测量模块,用于测量变速箱振动噪声值并进行傅里叶变换,得到所述变速箱对应的第一幅频谱图;
查找模块,用于从所述第一幅频谱图中查找超出变速箱检测标准曲线的振幅及所属异常阶次;
第一确定模块,用于基于所述异常阶次,确定引起所述异常阶次的齿轮及其齿面加工误差;
第二确定模块,用于基于所述齿面加工误差,确定引起所述齿面加工误差的目标加工参数;
优化模块,用于对所述目标加工参数进行数值优化并利用针对齿轮设置的齿轮检测标准曲线进行约束,得到齿轮的加工参数标准;其中,所述加工参数标准用于限定机床及其相关加工零件对齿轮进行加工,从而得到满足齿轮精度要求的齿轮。
优选的,所述第一幅频谱图中的阶次包括整数阶次和非整数阶次;
所述第一确定模块,具体用于若所述异常阶次为非整数阶次,从阶次-加工误差的映射关系中确定引起所述非整数阶次的齿轮及其齿面加工误差。
优选的,所述第二确定模块,具体用于基于所述齿面加工误差进行裂区实验,确定引起所述齿面加工误差的若干加工参数;从所述若干加工参数中确定出加工误差影响力排名在前的预设数量的所述目标加工参数。
优选的,所述优化模块,具体包括:
调整模块,用于调整所述目标加工参数的参数数值,并根据调整后的参数数值加工出齿轮样件;
检测模块,用于对所述齿轮样件进行波纹度检测,得到波纹度检测结果;其中,所述齿轮检测标准曲线为波纹度标准曲线;
第一约束模块,用于利用所述波纹度标准曲线对所述波纹度检测结果进行约束,根据第一约束结果反调所述目标加工参数的参数数值,直到所述波纹度检测结果处于所述波纹度标准曲线以内为止,得到所述加工参数标准。
优选的,检测模块,具体用于:
检测所述齿轮样件的波纹度,得到波纹度相关参数;
利用所述波纹度相关参数计算得到所述波纹度检测结果;所述波纹度检测结果包括:轮廓算术平均差,轮廓均方根偏差,轮廓偏斜度,轮廓陡度中的一种或者多种。
优选的,所述系统还包括:
测量模块,用于将所述齿轮样件装入变速箱,利用生产线下线测试EOL系统测量所述变速箱振动噪声值并进行傅里叶变换,得到所述齿轮样件的第二幅频谱图;其中,所述第二幅频谱图中包含所述齿轮样件的振幅和阶次;其中,所述齿轮检测标准曲线为振幅极限曲线;
第二约束模块,用于利用所述振幅极限曲线对所述齿轮样件的振幅进行约束,根据第二约束结果反调所述目标加工参数的参数数值,直到所述齿轮样件的振幅处于所述齿轮检测标准曲线以内为止,得到所述加工参数标准。
本发明的第三方面,公开了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
本发明的第四方面,公开了一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现上述方法的步骤。
通过本发明的一个或者多个技术方案,本发明具有以下有益效果或者优点:
本发明公开了一种齿轮精度的控制方法、系统、存储介质及电子设备,为了主动控制齿轮在NVH指标下的合格率,本方案首先测量变速箱振动噪声值并进行傅里叶变换,得到所述变速箱对应的第一幅频谱图;并从所述第一幅频谱图中查找超出变速箱检测标准曲线的振幅及所属异常阶次。由于不同齿轮的阶次不同,因此可基于所述异常阶次,确定引起所述异常阶次的齿轮及其齿面加工误差。进一步的,据此找出引起所述齿面加工误差的目标加工参数。通过对所述目标加工参数进行数值优化并利用针对齿轮本身设置的齿轮检测标准曲线进行约束,从而能够得到齿轮的加工参数标准,以用于限定机床及其相关加工零件对齿轮进行加工,从而得到满足齿轮精度要求的齿轮。由此可见,本方案从齿轮引起的噪声值入手,查找出引发齿轮噪声的齿面加工误差和引发该误差的机床加工参数,并据此得到齿轮的制造标准对目标加工参数,本方案通过将EOL噪声检测、齿轮的表面精度检测及机床的加工参数控制建立关系,通过修改机床加工参数来来提高精度控制,进而主动控制被检测齿轮在NVH指标下的合格率。此外,本方案利用针对齿轮设置的齿轮检测标准曲线直接对齿轮本身进行修改约束,能够制作出满足精度要求的齿轮。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。
在附图中:
图1示出了根据本发明一个实施例的齿轮精度的控制方法的实施流程图;
图2示出了根据本发明一个实施例的变速箱检测标准曲线和第一幅频谱图的对比示意图;
图3示出了根据本发明一个实施例的表面波纹度的裂区实验结果示意图;
图4示出了根据本发明一个实施例的齿轮精度的控制系统的组成示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明,并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
参看图1,本发明实施例公开了一种齿轮精度的控制方法的实施流程图,包括下述步骤:
步骤101,测量变速箱振动噪声值并进行傅里叶变换,得到变速箱对应的第一幅频谱图。
一般来说,变速箱中装载有若干旋转部件,例如轴承、齿轮等。旋转部件在啮合时会产生振动,而变速箱中的其他部件传递振动,从而使变速箱内部产生振动噪声。不同的旋转部件产生的振动噪声值不同。例如处于同一轴承不同位置的3个齿轮,产生的振动噪声值不同。再例如,同一齿轮的不同位置,产生的振动噪声值也不同。由于变速箱内产生的振动噪声值是连续的时域信号,为了便于分析,可先利用生产线下线测试EOL系统测量出变速箱的振动噪声值,在对其进行傅里叶变换。其中,EOL系统是常用的噪声测量系统,针对新能源整车进行故障诊断、功能验证等下线检测。而傅里叶算法用于对变速箱齿轮产生的时域信号曲线进行变换,得到频域信号的第一幅频谱图。根据傅里叶算法的变换原理,任何连续的时序或信号,都可以表示为不同频率正弦波信号的无线叠加。因此,可利用最小二乘法依次分解各个阶次的正弦波,并计算频谱。分别计算各个阶次的振幅的均方根,从而得出第一频谱图像。在第一幅频谱图中,纵坐标表示振幅,横坐标表示阶次。
值得注意的是,变速箱内各齿轮的时域信号曲线可共同拟合为同一频谱图像,当然,变速箱内各齿轮的时域信号曲线也可以拟合为各自的频谱图像,在实际应用中可根据实际情况进行选择。
步骤102,从第一幅频谱图中查找超出变速箱检测标准曲线的振幅及所属异常阶次。
在本实施例中,变速箱检测标准曲线通过拟合若干合格齿轮的齿面曲线得到,用作检测变速箱内齿轮噪声异常的标准。而第一幅频谱图的振幅和阶次相互对应,因此若振幅超过该变速箱检测标准曲线,则表示对应阶次为异常阶次。参看图2,是变速箱检测标准曲线和第一幅频谱图的对比示意图。其中,变速箱检测标准曲线为相对平滑的曲线,而第一幅频谱图中的实测振幅值会超过变速箱检测标准曲线,则基于超过变速箱检测标准曲线的振幅值可确定出对应的异常阶次。
众所周知,处于旋转状态的部件,会产生一定幅值的振动噪声,且随转速变化而变化。而结构的振动噪声响应通常出现在转速的倍数或者分数处,也即阶次处。而变速箱产生的响应大多数情况下都与特定的阶次(还包括共振频率产生的响应)相关,在特定的阶次上会出现相应的响应。而每个旋转部件(齿轮、轴、活塞、泵等)都会对变速箱的振动噪声总量级都有贡献。阶次则用于分析各旋转部件各自对总量级的贡献。在本实施例中,将变速箱各齿轮的时序信号曲线转换为利用振幅阶次表示,且变速箱啮合阶次与齿轮之间的啮合齿数对应。因此齿轮齿数不同,则所处阶次不同,其产生振动噪声的振幅也不同。例如处于同一轴承不同位置的3个齿轮各自对应的阶次、振幅均不同。因此根据阶次、振幅能够准确的从3个齿轮中确定出产生振动噪声的齿轮,从而针对产生振动噪声的齿轮进行减振降噪分析。
进一步的,对于同一齿轮来说,在啮合时产生的振动噪声值,在进行傅里叶变换后处于整数阶次,但由于齿轮的齿面缺陷,例如表面波纹度、节距误差、齿面损伤等缺陷,可能会造成振动噪声值在傅里叶变换后处于非整数阶次。而第一幅频谱图中包含整数阶次和非整数阶次,因此,在查找出异常阶次之后,会判断超过变速箱检测标准曲线的异常阶次属于整数阶次还是非整数阶次,若为非整数阶次,则表明齿轮具有齿面缺陷。
步骤103,基于异常阶次,确定引起异常阶次的齿轮及其齿面加工误差。
在本实施例中,若所述异常阶次为非整数阶次,则从阶次-加工误差的映射关系中确定引起所述非整数阶次的齿轮及其齿面加工误差。
具体来说,齿面加工误差包括表面波纹度、节距误差、齿面损伤中的一种或者多种。各齿面加工误差会综合影响齿轮的振动噪声,而各齿面加工误差对齿轮的噪声影响可以在阶次中体现出来。因此在本实施例中,可事先统计分析齿轮阶次-加工误差的相关映射关系。从而在被检测齿轮具有异常阶次时,可从中分析出一种或者多种引起所述非整数阶次的齿轮及其齿面加工误差。
步骤104,基于齿面加工误差,确定引起齿面加工误差的目标加工参数。
在本实施例中,影响齿轮产生非整数阶次的齿面加工误差包括表面波纹度、节距误差、齿面损伤中的一种或者多种。当得到具体的齿面加工误差时,则需进一步分析引起齿面加工误差的影响因子。在具体分析时,基于所述齿面加工误差进行裂区实验,确定引起所述齿面加工误差的影响因子。在本实施例中,所述齿面加工误差一般在加工参数单独或者共同作用下产生,因此,需要对其进行裂区实验,确定出引起齿面加工误差的若干加工参数,再从所述若干加工参数中确定出影响力排名在前的预设数量的所述目标加工参数。
其中,基于齿面加工误差进行裂区实验时,仿真若干齿轮作为一级试验单位分成若干组,将机床的若干加工参数作为二级试验单位。将一级试验单位下的若干组齿轮分别与一个或者多个二级试验单位组合进行加工,从而加工出不同齿面误差的齿轮进行标准化效应分析,从中确定出齿面加工误差影响力排名在前的预设数量的目标加工参数。
为了便于说明和解释本发明,下面以齿面加工误差中的表面波纹度为例进行说明。
若确定齿轮的齿面加工误差为表面波纹度,则针对表面波纹度进行裂区实验并进行表转化效应分析。如图3所示,是表面波纹度的裂区实验结果示意图。由于齿面存在周期规律性波纹,且一般由振动导致,因此从图3中可以分析得知,齿轮的表面波纹度是在磨削参数与砂轮直径的变化共同作用下,与工艺系统发生共振导致。其中,第二给进量,砂轮直径和第二给进量的交互作用,第二给进量,磨削速度,砂轮直径三者的交互作用均对波纹度影响显著。从图3可以直观看出影响表面波纹度前三的加工参数为:第二给进量,磨削速度,砂轮直径。因此将上述三个加工参数作为目标加工参数。也即,由于上述三个加工参数对齿轮的表面波纹度影响最大,因此为了提高齿轮精度,可从上述三个加工参数入手进行调整,从而主动提升齿轮精度。
步骤105,对目标加工参数进行数值优化并利用针对齿轮设置的齿轮检测标准曲线进行约束,得到齿轮的加工参数标准,以用于限定机床及其相关加工零件对齿轮进行加工,从而得到满足齿轮精度要求的齿轮。
在对目标加工参数进行数值优化的过程中,调整所述目标加工参数的参数数值,并根据调整后的参数数值加工出齿轮样件。为了验证齿轮样件的精度,本实施例采用了两种方式进行验证。当然,本实施例的两种验证方式仅作为举例使用,并不用于限制本发明的保护范围。在实际应用中,可采用不限于本实施例的两种验证方式之外的其他验证方式进行验证。
第一种验证方式,针对齿轮样件直接进行波纹度验证。
具体来说,在本实施例中,对所述齿轮样件进行波纹度检测,得到波纹度检测结果。利用所述波纹度标准曲线对所述波纹度检测结果进行约束,根据第一约束结果反调述目标加工参数的参数数值,直到所述波纹度检测结果处于所述波纹度标准曲线以内为止,得到所述加工参数标准。
在波纹度检测的过程中,检测所述齿轮样件的波纹度,得到波纹度相关参数。波纹度相关参数,包括但不限于是:轮廓峰值谷值,轮廓最大高度,轮廓单元平均线高度,轮廓总高度。利用所述波纹度相关参数计算得到所述波纹度检测结果;所述波纹度检测结果包括:轮廓算术平均差,轮廓均方根偏差,轮廓偏斜度,轮廓陡度中的一种或者多种。
其中,所述齿轮检测标准曲线为波纹度标准曲线。具体来说,由于波纹度检测结果具有前述多种结果,不同的检测结果需要采用不同的标准曲线。因此当检测结果确定之后,可根据检测结果得到对应的标准曲线,再进行相应约束。
进一步的,根据第一约束结果反调述目标加工参数的参数数值,直到所述波纹度检测结果处于所述波纹度标准曲线以内为止,得到所述加工参数标准。以轮廓陡度曲线为例,通过标准陡度曲线对轮廓陡度进行约束。处于标准陡度曲线之内的点值认为是合格的,处于标准陡度曲线之外的点值认为是不合格的。针对不合格的陡度点值,利用对应处的标准陡度曲线中的点值对其进行约束,参考对应处的标准陡度曲线中的点值调整第二给进量,磨削速度,砂轮直径三者的参数值,直到满足标准陡度曲线为止。
第二种验证方式,将齿轮样件装载到变速箱中进行EOL验证。
在本实施例中,仍旧采用EOL对齿轮样件进行验证。具体的,将所述齿轮样件装入变速箱,利用EOL测量所述变速箱振动噪声值并进行傅里叶变换,得到所述齿轮样件的第二幅频谱图。其中,所述第二幅频谱图中包含所述齿轮样件的振幅和阶次。本实施例的第二幅频谱图可以是变速箱内各齿轮的时域信号曲线可共同拟合为同一频谱图像。当然,也可以是由齿轮样件单独的时域信号曲线拟合而成的频谱图像。此时,为了优化齿轮表面精度,本实施例采用的齿轮检测标准曲线为自研的振幅极限曲线,纵坐标表示振幅极限,横坐标表示阶次。
利用所述振幅极限曲线对所述齿轮样件的振幅进行约束,根据第二约束结果反调所述目标加工参数的参数数值,直到所述齿轮样件的振幅处于所述齿轮检测标准曲线以内为止,得到所述加工参数标准。在约束的过程中,处于振幅极限曲线之内的点值认为是合格的,处于振幅极限曲线之外的点值认为是不合格的。若有处于振幅极限曲线之外的点值,则据此查找出对应异常阶次,并据此调整第二给进量,磨削速度,砂轮直径三者的参数值,直到满足振幅极限曲线为止,本方案利用针对齿轮设置的齿轮检测标准曲线直接对齿轮本身进行修改约束,能够制作出满足精度要求的齿轮。在实际应用中,可将自研的振幅极限曲线搭载到优化器中,利用优化器对反调所述目标加工参数的参数数值。例如,通过优化器确定的目标加工参数的参数数值如下:砂轮直径在≥225,磨削速度=63,第一给进量=450-550,第二给进量175-185。砂轮直径在<225,磨削速度=55,第一给进量=450-550,第二给进量195-240。
在本方案中,从齿轮引起的噪声值入手,查找出引发齿轮噪声的齿面加工误差和引发该误差的机床加工参数,并据此得到齿轮的制造标准对目标加工参数,本方案和现有技术相比的区别之处在于,本方案的重点并不在于找到齿轮的缺陷,而在于如何主动提高齿轮精度控制。因此,通过将EOL噪声检测、齿轮的表面精度检测及机床的加工参数控制建立关系,从齿轮的加工参数入手进行调整,通过修改机床加工参数来提高精度控制,从而能够主动提高齿轮在NVH指标下的合格率。
基于与前述实施例中同样的发明构思,本发明实施例还公开了一种齿轮精度的控制系统,下面请参看图4,本实施例的系统包括:
第一测量模块401,用于测量变速箱振动噪声值并进行傅里叶变换,得到所述变速箱对应的第一幅频谱图;
查找模块402,用于从所述第一幅频谱图中查找超出变速箱检测标准曲线的振幅及所属异常阶次;
第一确定模块403,用于基于所述异常阶次,确定引起所述异常阶次的齿轮及其齿面加工误差;
第二确定模块404,用于基于所述齿面加工误差,确定引起所述齿面加工误差的目标加工参数;
优化模块405,用于对所述目标加工参数进行数值优化并利用针对齿轮设置的齿轮检测标准曲线进行约束,得到齿轮的加工参数标准;其中,所述加工参数标准用于限定机床及其相关加工零件对齿轮进行加工,从而得到满足齿轮精度要求的齿轮。
作为一种可选的实施例,所述第一幅频谱图中的阶次包括整数阶次和非整数阶次;
所述第一确定模块403,具体用于若所述异常阶次为非整数阶次,从阶次-加工误差的映射关系中确定引起所述非整数阶次的齿轮及其齿面加工误差。
作为一种可选的实施例,所述第二确定模块404,具体用于基于所述齿面加工误差进行裂区实验,确定引起所述齿面加工误差的若干加工参数;从所述若干加工参数中确定出加工误差影响力排名在前的预设数量的所述目标加工参数。
作为一种可选的实施例,所述优化模块405,具体包括:
调整模块,用于调整所述目标加工参数的参数数值,并根据调整后的参数数值加工出齿轮样件;
检测模块,用于对所述齿轮样件进行波纹度检测,得到波纹度检测结果;其中,所述齿轮检测标准曲线为波纹度标准曲线;
第一约束模块,用于利用所述波纹度标准曲线对所述波纹度检测结果进行约束,根据第一约束结果反调所述目标加工参数的参数数值,直到所述波纹度检测结果处于所述波纹度标准曲线以内为止,得到所述加工参数标准。
作为一种可选的实施例,检测模块,具体用于:
检测所述齿轮样件的波纹度,得到波纹度相关参数;
利用所述波纹度相关参数计算得到所述波纹度检测结果;所述波纹度检测结果包括:轮廓算术平均差,轮廓均方根偏差,轮廓偏斜度,轮廓陡度中的一种或者多种。
作为一种可选的实施例,所述系统还包括:
测量模块,用于将所述齿轮样件装入变速箱,利用生产线下线测试EOL系统测量所述变速箱振动噪声值并进行傅里叶变换,得到所述齿轮样件的第二幅频谱图;其中,所述第二幅频谱图中包含所述齿轮样件的振幅和阶次;其中,所述齿轮检测标准曲线为振幅极限曲线;
第二约束模块,用于利用所述振幅极限曲线对所述齿轮样件的振幅进行约束,根据第二约束结果反调所述目标加工参数的参数数值,直到所述齿轮样件的振幅处于所述齿轮检测标准曲线以内为止,得到所述加工参数标准。
以上是齿轮精度的控制系统的控制逻辑的介绍。在实际应用中,本实施例的齿轮精度的控制系统包含:EOL系统、计算机处理装置、机床参数控制系统。其中,EOL系统用于进行噪声监测,计算机处理装置用于对EOL系统检测出的变速箱振动噪声值进行傅里叶变换、表面精度检测(例如齿面加工误差分析、齿轮加工参数分析)。机床参数控制系统用于更改齿轮的加工参数,三者相互配合完成对齿轮加工的精度控制。
基于与前述实施例中同样的发明构思,本发明实施例还公开了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现前文任一所述方法的步骤。
基于与前述实施例中同样的发明构思,本发明实施例还公开了一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现前文任一所述方法的步骤。
通过本发明的一个或者多个实施例,本发明具有以下有益效果或者优点:
本发明公开了一种齿轮精度的控制方法、系统、存储介质及电子设备,为了主动控制齿轮在NVH指标下的合格率,本方案首先测量变速箱振动噪声值并进行傅里叶变换,得到所述变速箱对应的第一幅频谱图;并从所述第一幅频谱图中查找超出变速箱检测标准曲线的振幅及所属异常阶次。由于不同齿轮的阶次不同,因此可基于所述异常阶次,确定引起所述异常阶次的齿轮及其齿面加工误差。进一步的,据此找出引起所述齿面加工误差的目标加工参数。通过对所述目标加工参数进行数值优化并利用针对齿轮本身设置的齿轮检测标准曲线进行约束,从而能够得到齿轮的加工参数标准,以用于限定机床及其相关加工零件对齿轮进行加工,从而得到满足齿轮精度要求的齿轮。由此可见,本方案从齿轮引起的噪声值入手,查找出引发齿轮噪声的齿面加工误差和引发该误差的机床加工参数,并据此得到齿轮的制造标准对目标加工参数,本方案通过将EOL噪声检测、齿轮的表面精度检测及机床的加工参数控制建立关系,通过修改机床加工参数来来提高精度控制,进而主动控制被检测齿轮在NVH指标下的合格率。此外,本方案利用针对齿轮设置的齿轮检测标准曲线直接对齿轮本身进行修改约束,能够制作出满足精度要求的齿轮。
在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述,构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外,本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白,可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容,并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。
在此处所提供的说明书中,说明了大量具体细节。然而,能够理解,本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中,并未详细示出公知的方法、结构和技术,以便不模糊对本说明书的理解。
类似地,应当理解,为了精简本发明并帮助理解各个发明方面中的一个或多个,在上面对本发明的示例性实施例的描述中,本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而,并不应将该公开的方法解释成反映如下意图:即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说,如下面的权利要求书所反映的那样,发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此,遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式,其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
本领域那些技术人员可以理解,可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件,以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外,可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述,本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
此外,本领域的技术人员能够理解,尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征,但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如,在下面的权利要求书中,所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
本发明的各个部件实施例可以以硬件实现,或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现,或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解,可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的网关、代理服务器、系统中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如,计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上,或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到,或者在载体信号上提供,或者以任何其他形式提供。
应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制,并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中,不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中,这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
Claims (15)
1.一种齿轮精度的控制方法,其特征在于,所述方法包括:
测量变速箱振动噪声值并进行傅里叶变换,得到所述变速箱对应的第一幅频谱图;
从所述第一幅频谱图中查找超出变速箱检测标准曲线的振幅及所属异常阶次;
基于所述异常阶次,确定引起所述异常阶次的齿轮及其齿面加工误差;
基于所述齿面加工误差,确定引起所述齿面加工误差的目标加工参数;
对所述目标加工参数进行数值优化并利用针对齿轮设置的齿轮检测标准曲线进行约束,得到齿轮的加工参数标准;其中,所述加工参数标准用于限定机床及其相关加工零件对齿轮进行加工,从而得到满足齿轮精度要求的齿轮。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一幅频谱图中的阶次包括整数阶次和非整数阶次;
所述基于所述异常阶次,确定引起所述异常阶次的齿轮及其齿面加工误差,包括:
若所述异常阶次为非整数阶次,从阶次-加工误差的映射关系中确定引起所述非整数阶次的齿轮及其齿面加工误差。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述齿面加工误差,确定引起所述齿面加工误差的目标加工参数,具体包括:
基于所述齿面加工误差进行裂区实验,确定引起所述齿面加工误差的若干加工参数;
从所述若干加工参数中确定出加工误差影响力排名在前的预设数量的所述目标加工参数。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述对所述目标加工参数进行数值优化并利用针对齿轮设置的齿轮检测标准曲线进行约束,得到齿轮的加工参数标准,具体包括:
调整所述目标加工参数的参数数值,并根据调整后的参数数值加工出齿轮样件;
对所述齿轮样件进行波纹度检测,得到波纹度检测结果;其中,所述齿轮检测标准曲线为波纹度标准曲线;
利用所述波纹度标准曲线对所述波纹度检测结果进行约束,根据第一约束结果反调所述目标加工参数的参数数值,直到所述波纹度检测结果处于所述波纹度标准曲线以内为止,得到所述加工参数标准。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述对所述齿轮样件进行波纹度检测,得到波纹度检测结果,具体包括:
检测所述齿轮样件的波纹度,得到波纹度相关参数;
利用所述波纹度相关参数计算得到所述波纹度检测结果;所述波纹度检测结果包括:轮廓算术平均差,轮廓均方根偏差,轮廓偏斜度,轮廓陡度中的一种或者多种。
6.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述调整所述目标加工参数的参数数值,并根据调整后的参数数值加工出齿轮样件之后,所述方法还包括:
将所述齿轮样件装入变速箱,利用生产线下线测试EOL系统测量所述变速箱振动噪声值并进行傅里叶变换,得到所述齿轮样件的第二幅频谱图;其中,所述第二幅频谱图中包含所述齿轮样件的振幅和阶次;其中,所述齿轮检测标准曲线为振幅极限曲线;
利用所述振幅极限曲线对所述齿轮样件的振幅进行约束,根据第二约束结果反调所述目标加工参数的参数数值,直到所述齿轮样件的振幅处于所述齿轮检测标准曲线以内为止,得到所述加工参数标准。
7.如权利要求1-6任一权项所述的方法,其特征在于,所述齿面加工误差包括:表面波纹度,节距误差,齿面损伤的一种或者多种。
8.一种齿轮精度的控制系统,其特征在于,所述系统包括:
第一测量模块,用于测量变速箱振动噪声值并进行傅里叶变换,得到所述变速箱对应的第一幅频谱图;
查找模块,用于从所述第一幅频谱图中查找超出变速箱检测标准曲线的振幅及所属异常阶次;
第一确定模块,用于基于所述异常阶次,确定引起所述异常阶次的齿轮及其齿面加工误差;
第二确定模块,用于基于所述齿面加工误差,确定引起所述齿面加工误差的目标加工参数;
优化模块,用于对所述目标加工参数进行数值优化并利用针对齿轮设置的齿轮检测标准曲线进行约束,得到齿轮的加工参数标准;其中,所述加工参数标准用于限定机床及其相关加工零件对齿轮进行加工,从而得到满足齿轮精度要求的齿轮。
9.如权利要求8所述的控制系统,其特征在于,所述第一幅频谱图中的阶次包括整数阶次和非整数阶次;
所述第一确定模块,具体用于若所述异常阶次为非整数阶次,从阶次-加工误差的映射关系中确定引起所述非整数阶次的齿轮及其齿面加工误差。
10.如权利要求8所述的控制系统,其特征在于,所述第二确定模块,具体用于基于所述齿面加工误差进行裂区实验,确定引起所述齿面加工误差的若干加工参数;从所述若干加工参数中确定出加工误差影响力排名在前的预设数量的所述目标加工参数。
11.如权利要求8所述的控制系统,其特征在于,所述优化模块,具体包括:
调整模块,用于调整所述目标加工参数的参数数值,并根据调整后的参数数值加工出齿轮样件;
检测模块,用于对所述齿轮样件进行波纹度检测,得到波纹度检测结果;其中,所述齿轮检测标准曲线为波纹度标准曲线;
第一约束模块,用于利用所述波纹度标准曲线对所述波纹度检测结果进行约束,根据第一约束结果反调所述目标加工参数的参数数值,直到所述波纹度检测结果处于所述波纹度标准曲线以内为止,得到所述加工参数标准。
12.如权利要求11所述的控制系统,其特征在于,检测模块,具体用于:
检测所述齿轮样件的波纹度,得到波纹度相关参数;
利用所述波纹度相关参数计算得到所述波纹度检测结果;所述波纹度检测结果包括:轮廓算术平均差,轮廓均方根偏差,轮廓偏斜度,轮廓陡度中的一种或者多种。
13.如权利要求11所述的控制系统,其特征在于,所述系统还包括:
测量模块,用于将所述齿轮样件装入变速箱,利用生产线下线测试EOL系统测量所述变速箱振动噪声值并进行傅里叶变换,得到所述齿轮样件的第二幅频谱图;其中,所述第二幅频谱图中包含所述齿轮样件的振幅和阶次;其中,所述齿轮检测标准曲线为振幅极限曲线;
第二约束模块,用于利用所述振幅极限曲线对所述齿轮样件的振幅进行约束,根据第二约束结果反调所述目标加工参数的参数数值,直到所述齿轮样件的振幅处于所述齿轮检测标准曲线以内为止,得到所述加工参数标准。
14.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现权利要求1-7任一项所述方法的步骤。
15.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-7任一项所述方法的步骤。
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CN202211385248.5A CN115740644A (zh) | 2022-11-07 | 2022-11-07 | 一种齿轮精度的控制方法、系统、存储介质及电子设备 |
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2022
- 2022-11-07 CN CN202211385248.5A patent/CN115740644A/zh active Pending
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CN116511992B (zh) * | 2023-06-30 | 2023-09-05 | 佛山市顺德区淼淼智能科技有限公司 | 一种基于双激光检测器的加工控制方法、装置及存储介质 |
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