汽車(chē)變速器內(nèi)部包含有齒輪、軸、軸承等旋轉(zhuǎn)零部件，齒輪和軸傳遞并輸出動(dòng)力，而軸承則負(fù)責(zé)支撐齒輪和軸的運(yùn)動(dòng)，把所受的力傳遞至殼體上。在汽車(chē)變速器中，通常使用滾動(dòng)軸承來(lái)實(shí)現(xiàn)上述作用。變速器內(nèi)部使用的滾動(dòng)軸承主要類(lèi)型有：深溝球軸承、角接觸球軸承、圓柱滾針軸承和圓錐滾子軸承等^[1]。

變速器在裝配線下線檢測(cè)或者總成耐久試驗(yàn)過(guò)程中，經(jīng)常發(fā)生由于滾動(dòng)軸承本身或者與軸的配合故障而產(chǎn)生的振動(dòng)與噪聲問(wèn)題，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的FTT指標(biāo)和研發(fā)進(jìn)度。國(guó)內(nèi)外對(duì)變速器滾動(dòng)軸承故障診斷通常使用的是頻譜包絡(luò)分析和階次包絡(luò)譜分析技術(shù)^[2][3][4][5]，還有一些其他分析方法，比如小波分析^[6][7]，Kurtosis法^[4]，振動(dòng)統(tǒng)計(jì)法^[8]和頻譜互相關(guān)分析^[9]等技術(shù)，但這些技術(shù)都僅在實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境下使用，然后在臺(tái)架上測(cè)量與分析。目前變速器生產(chǎn)廠商的現(xiàn)狀是，產(chǎn)品試驗(yàn)和下線檢測(cè)時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)由于滾動(dòng)軸承的失效影響試驗(yàn)進(jìn)度和客戶交付的質(zhì)量問(wèn)題，但技術(shù)人員無(wú)法快速準(zhǔn)確地識(shí)別故障是否來(lái)源于滾動(dòng)軸承。

本文根據(jù)滾動(dòng)軸承經(jīng)典的頻譜包絡(luò)和階次譜包絡(luò)分析方法，列出變速器典型滾動(dòng)軸承階次計(jì)算方法。此方法不需要對(duì)階次進(jìn)行再次包絡(luò)，節(jié)省了信號(hào)分析時(shí)間。然后利用變速器振動(dòng)在線分析儀Rhf的階次計(jì)算軟件，輸入軸承的基本參數(shù)，得到軸承故障階次。計(jì)算的軸承階次結(jié)果與變速器總成實(shí)際測(cè)量結(jié)果很好地吻合。當(dāng)故障階次出現(xiàn)后，根據(jù)計(jì)算結(jié)果找到相應(yīng)的故障軸承，拆解更換并重新裝配測(cè)量后，故障消除。本文所研究的變速器滾動(dòng)軸承階次計(jì)算方法和在線故障診斷分析，可以在變速器總成上準(zhǔn)確、快速地定位故障軸承，為變速器的研發(fā)和工廠質(zhì)量的提升節(jié)省大量時(shí)間。

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