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基于共振法的第三代轮毂轴承负游隙测量技术研究

汇报人：

2024-01-25

目录

contents

引言

共振法测量原理及关键技术

第三代轮毂轴承负游隙特性分析

基于共振法的测量系统设计与实现

实验研究及结果分析

结论与展望

01

引言

随着汽车工业的快速发展，轮毂轴承作为汽车关键零部件之一，其性能和质量对汽车的安全性和舒适性具有重要影响。

负游隙是影响轮毂轴承性能的关键因素之一，过大或过小的负游隙都会导致轴承过早失效，因此准确测量负游隙对于保证轴承质量具有重要意义。

目前，国内外对于轮毂轴承负游隙的测量主要采用传统的机械式测量方法，存在测量精度低、效率低等问题，难以满足现代汽车工业对于高精度、高效率的测量需求。

国内对于轮毂轴承负游隙的测量技术研究起步较晚，目前主要采用传统的机械式测量方法，测量精度和效率有待提高。

国内研究现状

国外在轮毂轴承负游隙测量技术方面研究较早，已经开发出一些基于非接触式测量原理的测量系统，如激光测量、电容测量等，具有较高的测量精度和效率。

国外研究现状

随着科技的不断进步和工业需求的不断提高，未来轮毂轴承负游隙测量技术将向着更高精度、更高效率、更智能化的方向发展。

发展趋势

研究目的

本研究旨在开发一种基于共振法的第三代轮毂轴承负游隙测量系统，以提高测量精度和效率，满足现代汽车工业对于高精度、高效率的测量需求。

研究内容

本研究将首先分析轮毂轴承负游隙的形成机理和影响因素，然后建立基于共振法的负游隙测量模型，并设计相应的测量系统和算法。最后通过实验验证该测量系统的可行性和准确性。

02

共振法测量原理及关键技术

当轮毂轴承存在负游隙时，其内部结构和刚度会发生变化，导致共振频率的偏移。通过测量共振频率，可以间接得到轴承的负游隙值。

共振频率与游隙关系

利用电磁激振器对轴承施加一定频率和幅值的激振力，同时通过拾振器采集轴承的振动响应信号。通过分析激振与拾振信号，可以确定轴承的共振频率。

激振与拾振

高精度激振技术

01

为确保激振力的准确性和稳定性，需要研究高精度激振技术，包括激振器的优化设计、控制算法的实现等。

高灵敏度拾振技术

02

拾振器的灵敏度直接影响测量精度。需要研究高灵敏度、低噪声的拾振技术，如压电陶瓷传感器、光纤传感器等。

信号处理技术

03

针对采集到的振动信号，需要进行降噪、滤波、放大等处理，以提取出有效的共振频率信息。需要研究先进的信号处理技术，如数字滤波、自适应噪声抵消等。

包括电磁激振器、拾振器、信号调理电路、数据采集与处理模块等。其中，电磁激振器用于产生激振力，拾振器用于采集振动响应信号，信号调理电路对信号进行预处理，数据采集与处理模块负责信号的采集、存储与分析。

测量系统组成

首先进行系统初始化，设置激振频率和幅值等参数；然后启动电磁激振器对轴承施加激振力，同时启动拾振器采集振动响应信号；接着对采集到的信号进行预处理和分析，提取出共振频率信息；最后根据共振频率与游隙的关系计算出轴承的负游隙值，并将结果输出显示或存储。

工作流程

03

第三代轮毂轴承负游隙特性分析

第三代轮毂轴承由内圈、外圈、滚动体、保持架等构成，具有紧凑、轻量化的设计。

结构

高刚度、高旋转精度、低摩擦、低噪音、长寿命等。

特点

制造误差、装配误差、温度变化、载荷变化等。

轴承内外圈的配合间隙、滚动体的直径误差、保持架的变形等。

影响因素

产生原因

旋转精度

摩擦力矩

噪音和振动

寿命

负游隙会导致轴承的旋转精度下降，影响车辆行驶稳定性。

负游隙会引起轴承的噪音和振动增大，降低乘坐舒适性。

负游隙会使轴承的摩擦力矩增大，增加能耗和磨损。

负游隙会加速轴承的疲劳损坏，缩短使用寿命。

04

基于共振法的测量系统设计与实现

03

系统组成

包括振动激发装置、信号采集与处理模块、数据分析与显示模块等。

01

设计目标

构建高精度、高效率的轮毂轴承负游隙测量系统，实现自动化、智能化的测量过程。

02

设计原理

利用共振法原理，通过激发轮毂轴承的振动，测量其固有频率和振幅，从而计算出负游隙大小。

包括数据采集、信号处理、数据分析、结果显示与存储等。

软件功能

编程语言与工具

人机交互界面

采用C或Python等高级编程语言，结合MATLAB等数学工具软件，实现高效的算法开发和数据处理。

设计直观、易用的图形化用户界面，方便用户进行操作和数据查看。

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对硬件各模块进行单独调试和联合调试，确保系统正常运行；对软件进行功能测试和性能测试，确保满足设计要求。

调试过程

针对调试过程中发现的问题和不足，采取硬件改进、算法优化等措施，提高系统的测量精度和稳定性。

优化措施

通过实际测量和对比分析，验证系统的测量准确性和可靠性；对系统进行综合评估，提出改进意见和建议。

验证与评估

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实验研究及结果分