主页 > 公司动态 > >> 36选7IND4原创丨卡车驱动桥齿轮疲劳试验思考

  驱动桥在卡车上位于传动系末端,能改变来自变速箱输出的扭矩和转速,并将这扭矩和转速传递给驱动轮。驱动桥一般由主减速器、差速器、半轴、轮毂和桥壳等部分组成,大部分卡车都是主减速器通过半轴直接将动力传递给轮毂从而驱动轮胎转动,少部分重型卡车上的轮边有减速机构,即通过太阳轮和行星轮将动力传递给轮胎。

  在里详细介绍了如何摸索断齿失效形式的试验方法,在卡车驱动桥齿轮疲劳试验思考(二)里详细介绍了如何摸索齿轮点蚀失效形式的试验方法,在介绍了一种新颖的定向开发的驱动桥疲劳试验方法。在主要介绍一种更加结合用户使用的新颖的试验思路中制定客户数据采集规范性要求的制定过程及实际传感器安装调试具体过程。在介绍我们采集实测数据过程遇到的各种检查以确保得到的用户数据是有效的。

  之前文章介绍了实测数据过程中各种各样的信号检查,经过大量工作以后,我们得到了比较有效的实测信号,尤其是最主要的两个通道―扭矩和转速信号。在进行实测信号处理计算之前,我们需要重新回顾下最初的目的,就是有的卡车用户开车较猛,有的卡车用户开车较轻,我们为了表达的需要必须得要用一个物理量去表达这里的开车猛烈程度,针对齿轮的每个齿可以用单位里程或者单位时间的伪损伤去表达,因为齿轮的齿在相互啮合的过程中应力是交替变化的,正是有了变化的应力,理论上经过一定长的时间,齿轮就会必然出现损伤,接下来的工作就是围绕这里的单位里程或者单位时间伪损伤去正确的处理计算我们采集的大量有限的实测信号。

  首先我们得有相对专业的数据处理软件,据说有的软件有那种类似黑匣子模块,将数据拖进这个模块简单设置下属性,直接出结果,但是这样的数据计算过程未免太简单了,接下来进行相对详细计算过程介绍,我们拿到扭矩和转速信号以后,首先得通过软件得到一个扭矩和转速一个联合分布,横坐标是扭矩,纵坐标是转速信号,Z轴是点数,因为我们的信号是按照一定采样率得到的,这里的点数就是这个扭矩和这个转速下的总的采样点数,这项工作也可以在excel表中完成,只是麻烦一点而已。但是接下来的工作在excel表中更方便一些,然后把Z轴的所有数据除以采样率,这样我们得到一个扭矩,转速和时间的分布,物理意义是这个时间里发生了这个扭矩和转速。接着我们把Z坐标轴的时间乘以转速坐标,那么这时我们得到了扭矩和圈数的分布,这里的物理意义是这个扭矩发生了这么多圈数,进行到这里,齿轮的伪损伤就很简单的计算了,把扭矩当成齿轮应力循环,接下来的伪损伤计算请参考《一种实测数据的焊接寿命计算方法》文章。至此,我们可以计算所有的实测数据的伪损伤,这样我们会发现每个实测数据的伪损伤是不一样的,开车较猛的用户的实测数据的最后计算的伪损伤还是比较大的,开车不猛的用户得到的实测信号计算的伪损伤还是比较小的,这样如果在理论上把市场上所有用户的实测信号的数据都得到后计算伪损伤,就会出现一个代表全国用户的使用驱动桥齿轮的一个使用分布,这个分布是用单位小时或者单位里程的伪损伤表示的,但是在实际中我们不可能得到市场上所有用户的实测数据,只能通过前面文章里提到的找经典用户,采集经典用户使用卡车驱动桥下的数据,得到一个不是很完美但是还有代表性的用户使用驱动桥齿轮分布。我们得到这个分布以后,可以很清楚的看到确实有些用户开卡车特别猛烈,大部分用户开卡车处于某种中间水平上,少部分用户开卡车使用驱动桥齿轮还是比较轻的,这样我们就很轻松的看到尤其是开车最猛烈的用户们,我们设计产品必须让这些用户先失效,假设最猛烈的10%用户,这样才是正好的设计,然后我们也很清楚的知道如何在台架试验去验证这个失效率了。

  我们可以从用户使用分布曲线%最猛烈的用户点,即在用户使用分布曲线上这个点上画上一条竖直线,分布曲线与坐标轴包围的面积区域在竖直线左侧区域面积占总面积的90%,包围面积区域在竖直线%。我们把这条竖直曲线与坐标轴交点的伪损伤数值取出来,这个伪损伤数值就是设计人员设计齿轮的临界点,这个数值点重复到很多小时或者重复到很多里程之后成为目标伪损伤,我们就认为这个损伤就达到了材料的抗疲劳能力了,如果设计人员设计的齿轮更强壮了,那么就是超过寿命要求很久之后还是使用不坏,如果设计人员设计的齿轮强度不足,那么就是齿轮经过远低于寿命要求便产生了失效。

  接下来就是在台架上去验证了,我们需要提前验证我们的驱动桥齿轮在台架上经过前面的目标损伤之后是否依旧坚挺,是否依旧较弱,之前我们在试验之前会有这样的预期,很简单,台架的好处是可以快速的看到设计的齿轮系统是否过强,是否过弱,还是正好,这样表达的意思就是我们把台架和用户实际使用驱动桥进行有效的关联起来了。

  关于如何制定台架上加载,请参考前面文章《驱动桥齿轮疲劳试验思考一二三》。

  依照上面的思路,经过疲劳台架试验之后驱动桥可以覆盖全国例如百分之90%用户使用,可以放心将产品投入市场。