空程

對油液減振器工作原理和工作過程進行分析，建立空化發生的力學模型，分析空程性畸變產生的過程，利用開發的減振器異響測試設備進行減振器異常檢測判斷，研究了幾種減振器異常雜訊檢測方法。結果表明：發生空程性畸變后活塞與油液間的間隙碰撞、活塞與空蝕后的缸筒摩擦力增大導致對活塞的巨大衝擊，進而產生異常雜訊。

根據設計的減振器試驗台及車載道路試驗儀對減振器進行檢測。(1)台架測試方案：採用變頻電動機通過皮帶傳動帶動曲柄滑塊機構來實現對減振器的近似正弦波激振，調節電機轉速得到近似不同路況條件下對減振器缸筒的隨機激振。拉壓力感測器和加速度感測器分別固定於減振器活塞桿和缸筒上。活塞響應信號經感測器直接採集，微型計算機同時進行兩個通道的信號採集。(2)車載道路測試方案：將待測減振器安裝在試驗車的前輪，把感測器安放在車內的座椅上直接測試車輛行駛時座椅處垂向的振動信號。採集的信號通過A/D轉換、放大器放大，傳入微型計算機分析處理。選取某高級越野車前油液減振器進行測試，得出正常和異常故障減振器活塞桿頭加速度振動信號的時域波形、幅值譜、自功率譜等數據結果。

最大加速度判定方法是通過軟體統計出活塞桿頭加速度時域波形最大峰值的平均值而得出的，對於所採集的每段波形，都可以在測試軟體示波器上顯示出最大峰值的大小 (包括正峰值和負峰值 )。長期行駛在山區複雜路面空化嚴重有異響的減振器的加速度值要明顯大於正常減振器，所以通過統計最大峰值的平均值，就可以評價該減振器的性能。

幅值譜判定方法是依據正常減振器和異常減振器在幅值譜上的區別而進行減振器性能判定的。正常減振器的幅值譜峰值較小，且頻率成分分佈不均，主要集中在200 ～400Hz之間；而空化后的有嚴重異響減振器幅值譜峰值較大，且頻率成分分佈較廣，往往會在1500Hz左右出現高頻摩擦成分。因此，根據正常減振器和異響減振器在幅值譜上的區別，可以用幅值譜來進行減振器異常情況的評價。

自功率譜判定方法。從所測得的自功率頻譜曲線來看，該段頻率範圍內，發生空化有嚴重異響減振器所測得的座椅處自功率頻譜值均比正常減振器的要大。在座椅的垂直方向上，駕乘人員最敏感的頻率範圍為4.2～12.5 Hz，表明發生空程畸變的減振器嚴重影響乘坐人員的舒適感。

油液減振器空化現象是影響減振器質量品質的一個重要因素，減振器受到巨大的衝擊后，腔內的油液發生空程性畸變並使減振器活塞筒發生空蝕破壞，減振器活塞桿頭加速度振動信號的時域波形、幅值譜、自功率譜與正常減振器相比有明顯的不同。活塞與油液間的間隙碰撞、活塞與空蝕后缸筒的靜動摩擦力增大導致減振器活塞的衝擊而產生高頻衰減振動。活塞與油液間的間隙越大、缸筒空蝕得越嚴重，這些衝擊也越大。

介紹了一種處於研究階段的新型高性能少齒差行星齒輪傳動件----- 濾波減速器；分析了影響空程誤差的主要因素，應用概率統計的方法推導了一對圓柱齒輪副空程回差的數學計算式，並對濾波減速器空程回差進行了計算；對樣機進行了計算和測試，並通過計算與實驗結果的比較驗證了齒輪傳動空程回差計算式的正確性；對濾波減速器空程回差的相關影響因素進行了分析，並提出了一些改進措施。

精密傳動的空程誤差，也稱回差、空回，是指傳動裝置的輸入軸旋向改變時，輸出軸轉角與理論值的滯后量。傳動鏈的 空程是各個齒輪副上回 程誤差的綜合。產生空程的因素 較多，如最 小側隙、齒輪加工誤差、中心距偏差、軸與齒輪孔的配合間隙、軸承游隙、軸與軸承孔的配合間隙、軸心線的平行度和彈性變形等都會對空回產生影響。

而在分析齒輪傳動鏈的回差時，需要將各種因素的影響進行綜合。以往常用極值相加的方法，來計算最大回差的數值，但這種情況只是在各影響因素處於極限值時才出現。事實上，各影響因素很少可能會同時處於最大值和同一相位，所以用極值法得到的數值，對絕大多數設計來說是不切實際的偏大的數值，從而不合理地提高了製造精度，導致不經濟的後果。在進行產品設計時，只給出各零部件的公差，而一批零件的製造誤差通常是在給定的公差範圍內按一定的統計規律分佈的。而運用概率統計方法對一批零件組成的齒輪裝置的精度分析，不僅考慮各組成部分誤差值的大小，而且考慮其出現的概率。這是由於在某一傳動裝置中，各組成零件的各項誤差都同時接近公差極限的概率，一般來說是很小的，可以看作是不可能出現的。

運用概率統計方法進行齒輪傳動鏈精度分析，應以下列假設為前提：

1) 齒輪誤差及其他誤差都是連續型隨機變數。

2) 各項誤差源的分佈都是相互獨立的。

3) 齒輪誤差及其他各項誤差的分佈，都遵循正態分佈或其他簡單的典型分佈規律。

空程誤差，主要由傳動中嚙合齒的側隙引起。圓柱齒輪側隙是被測齒輪與理想精度的齒輪，在公稱中心距安裝時，固定一個齒輪，另一個齒輪能轉過的分度圓上的弧長。齒輪傳動的側隙是多項隨機誤差綜合作用的結 果，其中軸的剛度、溫度 變化等影響很小，可以忽略；則影響齒輪側隙的因素主要考 慮：刀具切齒時的進刀誤差、齒輪雙嚙時的徑向綜合誤 差、中心距偏差等對齒輪側隙的影響。

傳動鏈的總回差是將傳動鏈中各對齒輪的回差合成而得到的，但是必須 把總回差折算到傳動鏈的一個特定的傳動軸。對於減速傳動鏈，一般將總回差歸 算到從動軸。濾波減速器可以看成兩個內嚙合齒輪副組成的傳動鏈，可簡化為一NN型少齒差行星齒輪傳動機構。

採用靜態測試法 來測試濾波減速器的空程誤差。在減速器輸出軸的一轉內取72個測試點，依次讓輸出軸運動到各個點( 即每次轉5)，然後使輸入軸反向直至輸出軸的角度發生變化，記錄此過程中輸入軸反向的角度值，共可得到72個輸入軸反向轉動的角度的測試值、 、 、…、 ，換算到輸出軸得72個輸出軸的計算值、 、 、…、 ，則這72個計算值即為輸出軸在不同位置上的空程誤差。

對樣機測試所得的空程回差最大值為：0.06733=4.0398′；其與理論計算的回差值( 忽略軸系誤差影響) 相差很小 △=0.9707′，從實驗數據可以得出用概率統計的方法計算濾波減速器的空程回差是可行的。此方法也可以用於其他齒輪傳動機構中。

由以上計算及測試得出的空程誤差數據顯示，與已經較成熟的產品，如RV減速器、諧波減速 器等相比，濾波減速器在傳動精度方面還存在一定的差距，為此，綜合所參考資料，結合濾波減速 器本身提出了以下幾種改進方法：

(1) 對減速傳動，越靠近輸出端的齒輪副精度對空程誤差影響越大，因此適當提高靠近輸出端的齒輪副精度，可在相同成本的情況下減小整體空程誤差，即相對提高輸出齒輪1和雙聯齒輪2的製造精度。

(2) 對於傳動鏈，傳動比i作為計算式分母，因此，傳動比分配按先小后大的原則可減小空程回差，即在滿足合理分配的條件下，對濾波減速器可以適當考慮在後一級集中減速。

(3) 對於濾波減速器，可以通過合理裝配減小其空程回差，即在裝配過程中將齒輪的運動偏心和幾何偏心相對於軸承進行相位調整，使其偏心得到相互補償。