便携式锥齿轮传动噪声测试分析仪

摘要

锥齿轮因其载荷均匀、传动效率高、能改变运动方向等诸多优点在机械传动领域中得到广泛应用。随着齿轮工业向高速重载、高可靠性、低成本发展，对锥齿轮的传动质量及综合性能要求也越来越高。因此，研究和开发锥齿轮传动质量智能控制系统具有一定的学术意义和应用价值。
　　 论文针对国内大多数厂家依赖工人经验，通过听锥齿轮传动噪声定性判断其质量的现状，提出智能化控制锥齿轮传动质量的方案，研制了便携式锥齿轮传动噪声测试分析系统的样机。系统构造了DSP+FPGA的组合设计方案：以数字信号处理器（DSP）作为系统控制和数据处理算法的核心，利用传声器获取噪声信号，通过滤波放大芯片提取并放大与锥齿轮副啮合相关的噪声信号，并对信号进行必要的时域和频域分析，将分析结果作为评价传动质量的依据；利用现场可编程门阵列（FPGA）强大的逻辑和时序控制能力协调DSP实现整个系统功能；利用键盘和点阵式图形液晶显示器（LCD）实现了多级菜单的友好人机交互界面；此外，系统还可通过串口与PC机通信实现数据的存储。
　　 最后本文还利用开发的便携式锥齿轮传动噪声测试分析系统样机进行了锥齿轮副传动噪声测试分析实验。实验结果表明，本系统实现了锥齿轮副传动噪声测试分析功能，在实际应用中有一定的推广价值。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 齿轮测量技术发展

1.2.2 锥齿轮测量机床的发展

1.2.3 齿轮振动噪声研究现状

1.3 课题研究内容及来源

1.3.1 课题主要研究内容

1.3.2 课题来源

第2章 传动噪声测试分析理论及系统总体设计

2.1 锥齿轮传动噪声产生机理

2.2 传动噪声测量及信号处理方法

2.2.1 噪声的测量-声压与声压级

2.2.2 传动噪声信号分析

2.3 系统总体方案设计

2.3.1 噪声测试分析系统结构设计

2.3.2 基于DSP和FPGA的组合系统方案

2.3.3 系统设计指标

2.3.4 硬件总体方案设计

2.4 本章小结

第3章 传动噪声测试分析硬件系统设计

3.1 系统结构组成及功能划分

3.2 信号采集电路设计

3.2.1 信号获取电路

3.2.2 低通滤波放大电路

3.2.3 模数转换电路

3.3 人机交互接口设计

3.3.1 键盘电路设计

3.3.2 液晶显示模块

3.4 DSP子系统设计

3.5 FPGA子系统设计

3.5.1 FPGA介绍

3.5.2 AD时序控制及仿真

3.5.3 LCD时序控制及仿真

3.5.4 DSP与FPGA之间的通讯

3.6 通讯部分电路设计

3.7 本章小结

第4章 传动噪声测试分析系统软件设计

4.1 软件开发环境简介

4.2 系统软件总体结构

4.2.1 软件设计要求

4.2.2 系统软件结构

4.3 初始化模块设计

4.3.1 DSP时钟初始化

4.3.2 定时器中断初始化

4.3.3 AD7656初始化

4.4 系统算法程序设计

4.5 人机界面程序设计

4.5.1 键盘多级菜单子程序设计

4.5.2 液晶显示模块子程序设计

4.6 串口通信程序设计

4.7 本章小结

第5章 实验分析

5.1 系统功能测试实验

5.1.1 AD采集测试

5.1.2 低通滤波测试

5.1.3 人机界面试验

5.2 传动噪声测试分析实验

5.2.1 实验方案

5.2.2 实验数据分析

5.3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士期间取得的研究成果

致谢