用于齿轮咔嗒声的激励的方法和设备技术

用于从装置中采用的齿轮系引起齿轮咔嗒声的测试设备，该测试设备包含固定器，该固定器被配置成支撑在固定起始位置处的该装置。该测试设备还包含可操作地连接至该装置的拉杆。附加地，该测试设备包含控制器，该控制器被配置成控制该拉杆以将力事件施加至在起始位置处的装置，该力事件由时间上连续的数学函数来定义。该力事件被配置成从齿轮系中引起齿轮系咔嗒声。还公开了用于从装置中采用的齿轮系中引起齿轮咔嗒声的方法。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及一种用于在齿轮系中的齿轮咔嗒声的激励的方法和设备。
技术介绍
齿轮系是通过将多个齿轮安装在框架上使得齿轮的齿啮合而形成的机械系统。齿轮齿一般设计为确保啮合齿轮的节距圆彼此滚动而不滑动，从而提供从一个齿轮至下一个齿轮的平滑传动运动。配对齿轮的节距圆之比定义齿轮组的速度比和机械优势。齿轮系的最简单示例具有两个齿轮。输入齿轮(还称为驱动齿轮)向输出齿轮(还称为从动齿轮)传递动力。驱动齿轮通常连接至动力源，诸如电机或者引擎。在这种示例中，从动齿轮的转矩输出或者力输出取决于两个齿轮的尺寸之比。齿轮咔嗒声是由齿轮系因组成齿轮的动态行为所产生的声音干扰。一般地，齿轮咔嗒声是激励力的结果，例如传递至输入齿轮的角速度波动或者施加至安装齿轮系的框架的外部输入力、以及齿轮齿的齿廓误差。齿廓误差通常是潜在齿轮制造过程的不可避免的结果。齿廓误差经常导致齿隙增加，这样可以导致啮合齿轮齿重复冲击并且回弹。典型地，齿轮咔嗒声通过啮合齿轮齿的这种重复冲击并且回弹而生成，并且在空载或者轻载齿轮中尤其常见。齿轮咔嗒声可以受支撑齿轮的轴承和相应的齿轮润滑情况影响并且分散或者产生。
技术实现思路
用于从装置中采用的齿轮系引起齿轮咔嗒声的测试设备包含固定器，该固定器被配置为支撑在固定起始位置处的装置。测试设备还包含拉杆，
该拉杆可操作地连接至装置。附加地，测试设备包含控制器，该控制器被配置为控制拉杆向在起始位置处的装置施加由时间上连续的数学函数定义的力事件。力事件被配置为从齿轮系引起齿轮系咔嗒声。施加至装置的力事件可能导致施加至装置和至测试设备的零净脉冲，从而使得测试设备返回至起始位置并且在将力事件每次施加至装置之后处于静止状态。由数学函数定义的力事件可能具有雷克子波轮廓。控制器可能附加地被配置为改变数学函数，从而调节力事件的施加速率并且可操作地不考虑所引起的齿轮咔嗒声。测试设备还可能包含第一传感器，该第一传感器被配置为在将力事件施加装置之后并且由此所导致的对装置的加速度进行检测。第一传感器可能附加地将所检测到的加速度传递至控制器。测试设备可能附加地包含第二传感器，该第二传感器被配置为由于将力事件施加至装置导致的对装置上的应变进行检测并且将检测到的应变传递至控制器。测试设备还可能包含麦克风，该麦克风被配置为经由麦克风以声学方式检测所引起的齿轮咔嗒声并且将以声学方式检测到的所引起的齿轮咔嗒声传递至控制器。测试设备可能附加地包含扬声器和监视器，该监视器可操作地连接至该控制器并且被配置为可视地显示装置的所检测的加速度连同检测到的所引起的齿轮咔嗒声，并且经由扬声器可听地再现以声学方式检测到的所引起的齿轮咔嗒声。测试设备还可能包含致动器，诸如电磁振动器，可操作地连接至拉杆并且被配置为生成力事件。主题装置可能是用于车辆的转向机构。还公开了一种用于从装置中采用的齿轮系引起齿轮咔嗒声的方法。上述特征和优点和本公开的其他特征和优点通过用于执行所述的公
开的各个实施例和最佳模式的以下详细说明在结合所附附图和对应权利要求书时变得显而易见。附图说明图1是具有根据本公开采用齿轮系的转向机构的典型车辆的示例图。图2是在图1中示出转向机构的特写示意顶视图，图示了布置在测试设备的固定器上的转向机构。图3是根据本公开的代表性雷克子波力事件的图表。图4是用于从在图1-图2中示出的转向机构中的齿轮系引起齿轮咔嗒声的方法的流程图。具体实施方式参照附图，其中，相同参考号指贯穿多个视图的相同部件，图1示出了机动车10的示意图。车辆10包含生成输出转矩T的动力源12，诸如内燃机。动力源12通过传动组件18和驱动轴22和/或24可操作地连接至路面车轮14和/或路面车轮16，以便将输出转矩T传递至路面20并且向车辆10提供推进。如图所示，车辆10还包含被配置为经由转动路面车轮14控制车辆的方向的转向机构26，诸如转向齿条。转向机构26被配置为响应于来自转向车轮32处的车辆10的操作员的输入而通过经由联杆30将转向节28旋转来转动路面车轮14。如本领域技术人员所理解，转向机构26通常将经由转向轴34连接至转向机构26的转向车轮32的旋转运动转换为转动路面车轮14所需的线性运动。转向机构26还可能提供齿轮减速，从而使车辆操作员更容易转动路面车轮14。虽然图1示出了路面车轮14是由动力源12驱动并且由转向机构26转动，但是还应当设想到其中当只驱动路面车轮16时只有路面车轮14转向的车辆架构。转向机构26包含支撑并且容纳齿轮系38的转向壳体36。齿轮系38包含图2中示意地所示的多个啮
合齿轮38A，该啮合齿轮38A确定转向机构26的速度比和机械优点。通常，路面20极少完全光滑。因此，随着车辆越过路面20，在路面车轮14接触路面20的点处产生一定量的路面冲击能量。因此，路面缺陷提供经由路面车轮14引导进入转向机构26中的激励力F。这种路面冲击能量通常通过路面车轮14、转向节28、联杆30、转向壳体36和转向力辅助装置39(如果包含这些装置)传递。路面冲击能量可能导致齿轮系38中的啮合齿轮38A进行高度双向加速并且产生可听噪音，通常称为齿轮咔嗒声。啮合齿轮38A通常展现出齿廓变动和误差，该齿廓变动和误差是用于制造齿轮的潜在制造过程和工具的不可避免的结果。啮合齿轮38A的齿廓变动和误差经常导致齿轮系38中的齿隙增加。这样的齿隙可导致啮合齿轮齿38A在随着车辆10越过路面20而受力F激振时重复冲击和回弹。因此，齿轮系38中的齿轮咔嗒声是通常随着激励力F的幅度变化的齿轮系的动态响应。出于研发转向机构26且具体来说出于减小齿轮咔嗒声的目的，可预期在受控制的实验室条件期间再现并且验证齿轮系38在车辆10的实际操作期间展现出的齿轮系的动态响应。如图2中所示，测试设备40被配置用于从由诸如转向机构26的装置采用的齿轮系(例如，齿轮系38)引起齿轮咔嗒声。虽然测试设备40可能被配置为接受采用在概念上类似于齿轮系38的任何齿轮系的另一个装置，但是为了简单起见，本公开将主要描述关于转向机构26的测试设备。然而，应当容易理解，无论是在汽车还是其他行业中使用，所公开的测试设备40可能用于实验室测试并且具体来说用于引起采用类似于齿轮系38的齿轮系的其他装置中的齿轮咔嗒声。测试设备40包含被配置为将转向机构26支撑在固定起始或初始位置P0中的固定器或测试台42。测试设备40还包含可操作地连接至转向机构26的拉杆44。测试设备40附加地包含可操作地连接至拉杆并且被配置为生成力事件(诸如力脉冲)Fi的致动器46。致动器46可能被配置成电磁振动器或足以向转向机构26生成重复力事件Fi的其他力输入装置或者采
用类似于齿轮系38的齿轮系的任何其他装置。如图2中所示，测试设备40还包含被配置为操作致动器46并且经由拉杆44将力事件Fi施加至转向机构26的控制器48。在起始位置P0处将力事件Fi施加至转向机构26并且预期表示转向机构通常随着车辆10越过路面20而经历的激励力F。力事件Fi可以相对于转向机构26的任何角度而施加，诸如匹配将力F施加至车辆10中的转向机构的实际角度，或相对于转向壳体36同轴。力事件Fi被配置为从齿轮系38引起齿轮系咔嗒声并且是由时间上连续的数学函数50定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从在装置中采用的齿轮系引起齿轮咔嗒声的方法，所述装置包括：夹具，其被配置成支撑在固定起始位置处的所述装置；拉杆，其可操作地连接至所述装置；以及控制器，其被配置成控制所述拉杆将由在时间上连续的数学函数定义的力事件施加至在起始位置处的所述装置，其中所述力事件(脉冲)被配置成从所述齿轮系引起齿轮系咔哒声。

【技术特征摘要】
2015.05.19 US 14/7161741.一种用于从在装置中采用的齿轮系引起齿轮咔嗒声的方法，所述装置包括：夹具，其被配置成支撑在固定起始位置处的所述装置；拉杆，其可操作地连接至所述装置；以及控制器，其被配置成控制所述拉杆将由在时间上连续的数学函数定义的力事件施加至在起始位置处的所述装置，其中所述力事件(脉冲)被配置成从所述齿轮系引起齿轮系咔哒声。2.根据权利要求1所述的测试设备，其中施加至所述装置的力事件导致施加至所述装置和施加至所述测试设备的零净脉冲，使得所述测试设备返回至所述起始位置并且在将所述力事件每次施加至所述装置之后处于静止状态。3.根据权利要求2所述的测试设备，其中由所述数学函数定义的所述力事件具有雷克子波的轮廓。4.根据权利要求1所述的测试设备，其中所述控制器附加地被配置成改变所述数学函数，从而调节所述力事件的施加速率并且可操作地不考虑所引起的所述齿轮咔嗒声。5.根据权利要求1所述的测试设备，其进一步包括第一传感器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·K·亚当斯，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US