CN117162010A - 一种约束固有频率模态装置及驱动轴的固有频率检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种约束固有频率模态装置及驱动轴的固有频率检测方法，利用固定装置将驱动轴变为固定约束状态，相比于现有技术中处于悬浮状态的驱动轴，本发明大的模态装置的测量数据更接近实车整车状态，能够提高检测准确率；将第一夹具分为第一本体和第一固定件，将第二夹具分为第二本体和第二固定件，第一本体和第二本体分别与固定座固定连接后可重复使用，无需频繁拆卸，由此避免了频繁拆卸导致第一夹具、第二夹具与固定座之间松脱的问题，从而减轻了固定装置不牢固对检测结果的影响；第一固定件和第二固定件的体积较小，与驱动轴的安装更方便，而后再分别与第一本体和第二本体插接固定，对驱动轴的固定效果更好，进一步提高了检测结果的精度。

Description

一种约束固有频率模态装置及驱动轴的固有频率检测方法

技术领域

本发明涉及驱动轴检测技术领域，特别是涉及一种约束固有频率模态装置及驱动轴的固有频率检测方法。

背景技术

现有技术中，对汽车的驱动轴的固有频率的测试方式为：驱动轴自由的悬挂在吊绳上，在驱动轴上贴上频率传感器，用锤击法对驱动轴的中部施加力，通过多次敲击后，系统采集频率传感器的信号并获得驱动轴的固有频率。

上述测试方式中，人工干扰影响和不稳定因素较多，导致测试精度较差，不符合用户越来越高的要求，而测量驱动轴的固有频率来避免其与发动机产生共振，时改善车辆形式平顺性以及减小噪音的关键，因此，需要提出一种新的驱动轴的测试方案来解决该问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的缺陷，从而提供一种约束固有频率模态装置及驱动轴的固有频率检测方法。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种约束固有频率模态装置，包括：

固定装置，用于固定驱动轴；

检测装置，用于贴合在驱动轴上并检测振动信号；

控制器，与所述检测装置连接，用于接收所述检测装置检测到的振动信号并确定驱动轴的固有频率；

所述固定装置包括底座、固定座、第一夹具和第二夹具，两个所述固定座分别位于所述底座的两端并与所述底座固定连接，

所述第一夹具包括第一本体和第一固定件，所述第一本体与所述固定座固定连接，所述第一固定件与所述第一本体可拆卸连接，并与驱动轴的第一端花键配合固定；

所述第二夹具包括第二本体和第二固定件，所述第二本体与所述固定座固定连接，所述第二固定件与所述第二本体可拆卸连接，并与驱动轴的第二端花键配合固定。

优选的，所述固定装置的固有频率大于5kHz。

优选的，所述第一固定件和所述第二固定件整体为方型，所述第一夹具和第二夹具上分别设有方形孔，所述第一固定件或所述第二固定件嵌入所述方形孔中并固定。

优选的，所述第一夹具和所述第二夹具的侧壁均设有锁紧孔和锁紧件，所述锁紧件的一端穿入所述锁紧孔与所述第一固定件或所述第二固定件的外壁抵接锁紧。

优选的，所述第一固定件上设有第一花键孔，与驱动轴第一端的外星轮相适配；

所述第二固定件上设有第二花键孔，与驱动轴第二端的内星轮相适配。

优选的，所述第一夹具通过五个周向分布的锁紧螺丝与一所述固定座固定连接，所述第二夹具通过五个周向分布的锁紧螺丝与另一所述固定座固定连接。

优选的，所述底座具有滑道，所述固定座的底部具有滑块，所述滑块嵌入所述滑道中，以使所述固定座能够相对所述底座沿所述滑道方向移动；

所述固定座上还设有若干定位件，所述定位件分布在所述固定座的四角，并与所述底座可拆卸连接，以将所述固定座固定在所述底座上。

优选的，所述检测装置包括第一频率传感器、第二频率传感器和第三频率传感器，所述第一频率传感器靠近驱动轴的第一端设置，所述第二频率传感器靠近驱动轴的第二端设置，所述第三频率传感器设置驱动轴的中部；

敲击点靠近所述第三频率传感器。

为实现上述目的，本发明还采用了如下技术方案：

一种驱动轴的固有频率检测方法，采用上述的约束固有频率模态装置，包括如下步骤：

调整装有第一夹具的第一本体的固定座和装有第二夹具的第二本体的固定座的距离；

将第一固定件与驱动轴的第一端固定连接，将第二固定件与驱动轴的第二端固定连接；

将第一固定件嵌入第一本体上的方形孔并固定，将第二固定件嵌入第二本体上的方形孔并固定；

将检测装置设置在驱动轴的对应位置，并对驱动轴进行多次敲击；

检测装置将检测到的振动信号发送至控制器，控制器测出驱动轴的模态固有频率。

优选的，方法还包括如下步骤：

将检测装置中的第一频率传感器、第二频率传感器和第三频率传感器分别贴在驱动轴的对应位置，并对敲击点进行多次敲击；

第一频率传感器、第二频率传感器和第三频率传感器将检测到的振动信号发送至控制器，控制器测出驱动轴的模态固有频率。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

上述技术方案中利用固定装置将驱动轴变为固定约束状态，相比于现有技术中处于悬浮状态的驱动轴，本发明大的模态装置的测量数据更接近实车整车状态，能够提高检测准确率；另外，本发明将第一夹具分为第一本体和第一固定件，将第二夹具分为第二本体和第二固定件，第一本体和第二本体分别与固定座固定连接后可重复使用，无需频繁拆卸，由此避免了频繁拆卸导致第一夹具、第二夹具与固定座之间松脱的问题，从而减轻了固定装置不牢固对检测结果的影响；另一方面，第一固定件和第二固定件的体积较小，与驱动轴的安装更方便，而后再分别与第一本体和第二本体插接固定，对驱动轴的固定效果更好，进一步提高了检测结果的精度；而第一固定件与第一本体分体设置，第二固定件与第二本体分体设置，还使得约束固有频率模态装置能够适配更多不同型号的驱动轴，对不同驱动轴进行检测时，只需更换第一固定件和第二固定件即可，无需更换整个第一夹具和第二夹具，检测效率和检测成本更低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的约束固有频率模态装置的结构示意图；

图2为图1的约束固有频率模态装置的剖面示意图。

附图标记：

1固定装置；11底座；111滑道；12固定座；121定位件；13第一夹具；131第一本体；132第一固定件；133方形孔；134第一花键孔；14第二夹具；141第二本体；142第二固定件；143锁紧孔；144锁紧件；145第二花键孔；146锁紧螺丝；2检测装置；21第一频率传感器；22第二频率传感器；23第三频率传感器；3控制器；4驱动轴；41敲击点。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如附图1所示，本发明实施例公开一种约束固有频率模态装置，包括固定装置1，用于固定驱动轴4；检测装置2，用于贴合在驱动轴4上并检测振动信号；控制器3，与检测装置2连接，用于接收检测装置2检测到的振动信号并确定驱动轴4的固有频率；利用固定装置1将驱动轴4变为固定约束状态，相比于现有技术中处于悬浮状态的驱动轴4，本发明大的模态装置的测量数据更接近实车整车状态，能够提高检测准确率。

本实施例的固定装置1的固有频率大于5kHz，大于驱动轴固有频率的10倍，以避免固定装置1本身影响驱动轴4的固有频率。若固定装置的固有频率小于驱动轴的固有频率，则固定装置的固有频率就会累加到驱动轴上，而影响驱动轴的固有频率。

为了测试驱动轴4的固有频率，需要用力锤对驱动轴4的轴体进行多次敲击，而这可能会导致驱动轴4松动，因此，本实施例的固定装置1包括底座11、固定座12、第一夹具13和第二夹具14，两个固定座12分别位于底座11的两端并与底座11固定连接，第一夹具13包括第一本体131和第一固定件132，第一本体131与固定座12固定连接，第二夹具14包括第二本体141和第二固定件142，第二本体141与固定座12固定连接。采用上述的结构，第一本体131和第二本体141分别与固定座12固定连接后可重复使用，无需频繁拆卸，多次拆卸安装会导致第一本体131和第二本体141与固定座12的配合面磨损或产生凹坑，后期安装时可能因这些磨损和凹坑而使配合面出现缝隙，第一夹具13和第二夹具14固定在安装座上时发生松动，使得检测结果出现偏差，因此，减少第一本体131和第二本体141与固定座12的拆装次数是必要。而本实施例将第一夹具13和第二夹具14上与驱动轴4实际连接的部分分离出来，分别为第一固定件132和第二固定件142，第一固定件132与第一本体131插接固定，并与驱动轴4的第一端花键配合固定，第二固定件142与第二本体141插接固定，并与驱动轴4的第二端花键配合固定，第一固定件132和第二固定件142的体积较小，与驱动轴4的安装更方便，而后再分别与第一本体131和第二本体141插接固定，插接固定可以减少驱动轴4相对固定座12的晃动，对驱动轴4的固定效果更好，进一步提高了检测结果的精度。而第一固定件132与第一本体131分体设置，第二固定件142与第二本体141分体设置，还使得约束固有频率模态装置能够适配更多不同型号的驱动轴4，对不同驱动轴4进行检测时，只需更换第一固定件132和第二固定件142即可，无需更换整个第一夹具13和第二夹具14，检测效率和检测成本更低。

如附图1所示，第一固定件132和第二固定件142整体为方型，第一夹具13和第二夹具14上分别设有方形孔133，第一固定件132或第二固定件142嵌入方形孔133中并固定。方型的第一固定件132和第二固定件142与方形孔133插接配合后基本不会产生相对转动，因此对驱动轴4的固定效果较好，进一步，第一夹具13和第二夹具14的侧壁均设有锁紧孔143和锁紧件144，锁紧件144的一端穿入锁紧孔143与第一固定件132或第二固定件142的外壁抵接锁紧，由此，方型的第一固定件132和第二固定件142的尺寸可以略小于方形孔133，使得第一固定件132和第二固定件142更容易插入方形孔133，而后将锁紧件144插入锁紧孔143中，将第一固定件132和第二固定件142固定在方形孔133中，并利用设定好距离的两个固定座12来限制驱动轴4的轴向移动，从而对驱动轴4进行全方位的限位。

驱动轴4的第一端具有外星轮，第二端具有内星轮，对应的，如附图2所示，第一固定件132上设有第一花键孔134，第二固定件142上设有第二花键孔145，花键配合使得驱动轴4与第一固定件132和第二固定件142连接更稳定，更牢固，且花键装配的难度较大，将第一固定件132从第一夹具13上分离，将第二固定件142从第二夹具14上分离后，更容易实现花键配合，从而实现更稳定的连接。

进一步的，第一夹具13通过五个周向分布的锁紧螺丝146与一固定座12固定连接，第二夹具14通过五个周向分布的锁紧螺丝146与另一固定座12固定连接，增加了锁紧螺丝146的数量，虽然增加了拆装时间，但由于本实施例将第一本体131和第一固定件132分离开来，将第二本体141和第二固定件142分离开来，因此，在保证了第一夹具13和第二夹具14与固定座12的牢固连接的基础上，不会增加整个固定装置1的拆装时间，使用效果更好。

优选的，底座11具有滑道111，固定座12的底部具有滑块（未画出），滑块嵌入滑道111中，以使固定座12能够相对底座11沿滑道111方向移动；固定座12上还设有若干定位件121，定位件121分布在固定座12的四角，并与底座11可拆卸连接，以将固定座12固定在底座11上，两个固定座12之间的间距可调，不仅使得固定装置1能够适用于不同尺寸的驱动轴4，还可使得第一固定件132与第一本体131之间的插接以及第二固定件142和第二本体141之间的插接更方便，还能够尽量调节两个固定座12之间的距离，使得其对驱动轴4的轴向限位更稳定牢固，实现对驱动轴4进行全方位的限位。

如附图1所示，检测装置2包括第一频率传感器21、第二频率传感器22和第三频率传感器23，第一频率传感器21靠近驱动轴4的第一端设置，第二频率传感器22靠近驱动轴4的第二端设置，第三频率传感器23设置驱动轴4的中部；敲击点41靠近第三频率传感器23，三个频率传感器分别检测轴的不同位置的振动，并通过计算汇总成一条曲线，提高检测精确度，而敲击点位于中间使得两端的第一频率传感器和第二频率传感器检测到振动的时间基本相同，进一步减少检测误差，检测更精确。

基于上述装置，本发明实施例还提供一种驱动轴4的固有频率检测方法，包括如下步骤：

调整装有第一夹具13的第一本体131的固定座12和装有第二夹具14的第二本体141的固定座12的距离，在第一次使用本实施例的约束固有频率模态装置时，可先将第一夹具13的第一本体131固定在一个固定座12上，将第二夹具14的第二本体141固定在另一个固定座12上，而后调节好两个固定座12的距离，使其稍大于待检测的驱动轴4的轴向长度；

将第一固定件132与驱动轴4的第一端固定连接，将第二固定件142与驱动轴4的第二端固定连接；

将第一固定件132嵌入第一本体131上的方形孔133并固定，将第二固定件142嵌入第二本体141上的方形孔133并固定，具体的，将第一固定件132插入方形孔133，而后用锁紧件144穿入锁紧孔143中并与第一固定件132相抵固定，调整另一个固定座12的距离，将第二固定件142插入第二本体141的方形孔133中，使得第二固定件142与方形孔133相抵，而后将锁紧件144穿入锁紧孔143中并与第二固定件142相抵固定；

将检测装置2设置在驱动轴4的对应位置，并对驱动轴4进行多次敲击；具体的，将检测装置2中的第一频率传感器21、第二频率传感器22和第三频率传感器23分别贴在驱动轴4的对应位置，并对敲击点41进行多次敲击；

检测装置2将检测到的振动信号发送至控制器3，控制器3测出驱动轴4的模态固有频率，第一频率传感器21、第二频率传感器22和第三频率传感器23将检测到的振动信号发送至控制器3，三个频率传感器分别检测轴的不同位置的振动，并通过计算汇总成一条曲线，控制器3接收三个频率传感器的振动信号，测出驱动轴4的模态固有频率。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种约束固有频率模态装置，其特征在于，包括：

固定装置，用于固定驱动轴；

检测装置，用于贴合在驱动轴上并检测振动信号；

控制器，与所述检测装置连接，用于接收所述检测装置检测到的振动信号并确定驱动轴的固有频率；

所述固定装置包括底座、固定座、第一夹具和第二夹具，两个所述固定座分别位于所述底座的两端并与所述底座固定连接，

所述第一夹具包括第一本体和第一固定件，所述第一本体与所述固定座固定连接，所述第一固定件与所述第一本体插接固定，并与驱动轴的第一端花键配合固定；

所述第二夹具包括第二本体和第二固定件，所述第二本体与所述固定座固定连接，所述第二固定件与所述第二本体插接固定，并与驱动轴的第二端花键配合固定。

2.如权利要求1所述的约束固有频率模态装置，其特征在于，所述固定装置的固有频率大于5kHz。

3.如权利要求1所述的约束固有频率模态装置，其特征在于，所述第一固定件和所述第二固定件整体为方型，所述第一夹具和第二夹具上分别设有方形孔，所述第一固定件或所述第二固定件嵌入所述方形孔中并固定。

4.如权利要求3所述的约束固有频率模态装置，其特征在于，所述第一夹具和所述第二夹具的侧壁均设有锁紧孔和锁紧件，所述锁紧件的一端穿入所述锁紧孔与所述第一固定件或所述第二固定件的外壁抵接锁紧。

5.如权利要求3所述的约束固有频率模态装置，其特征在于，

所述第一固定件上设有第一花键孔，与驱动轴第一端的外星轮相适配；

所述第二固定件上设有第二花键孔，与驱动轴第二端的内星轮相适配。

6.如权利要求1所述的约束固有频率模态装置，其特征在于，所述第一夹具通过五个周向分布的锁紧螺丝与一所述固定座固定连接，所述第二夹具通过五个周向分布的锁紧螺丝与另一所述固定座固定连接。

7.如权利要求1所述的约束固有频率模态装置，其特征在于，所述底座具有滑道，所述固定座的底部具有滑块，所述滑块嵌入所述滑道中，以使所述固定座能够相对所述底座沿所述滑道方向移动；

所述固定座上还设有若干定位件，所述定位件分布在所述固定座的四角，并与所述底座可拆卸连接，以将所述固定座固定在所述底座上。

8.如权利要求1所述的约束固有频率模态装置，其特征在于，所述检测装置包括第一频率传感器、第二频率传感器和第三频率传感器，所述第一频率传感器靠近驱动轴的第一端设置，所述第二频率传感器靠近驱动轴的第二端设置，所述第三频率传感器设置驱动轴的中部；

敲击点靠近所述第三频率传感器。

9.一种驱动轴的固有频率检测方法，其特征在于：采用如权利要求1至8任一项所述的约束固有频率模态装置，包括如下步骤：

调整装有第一夹具的第一本体的固定座和装有第二夹具的第二本体的固定座的距离；

将第一固定件与驱动轴的第一端固定连接，将第二固定件与驱动轴的第二端固定连接；

将第一固定件嵌入第一本体上的方形孔并固定，将第二固定件嵌入第二本体上的方形孔并固定；

将检测装置设置在驱动轴的对应位置，并对驱动轴进行多次敲击；

检测装置将检测到的振动信号发送至控制器，控制器测出驱动轴的模态固有频率。

10.如权利要求9所述的驱动轴的固有频率检测方法，其特征在于：

还包括如下步骤：

将检测装置中的第一频率传感器、第二频率传感器和第三频率传感器分别贴在驱动轴的对应位置，并对敲击点进行多次敲击；

第一频率传感器、第二频率传感器和第三频率传感器将检测到的振动信号发送至控制器，控制器测出驱动轴的模态固有频率。