对滚摩擦副中公转从动件的转速测试方法技术

本发明专利技术涉及对滚摩擦副中公转从动件的转速测试方法。对滚摩擦副中公转从动件的转速测试方法包括以下步骤：步骤一，在待测试的从动件上作至少一条线状标记，线状标记在从动件的公转平面内的投影为直线；步骤二，使用摄像机对转动中的对滚摩擦副成像，在从动件公转不满一周的过程中待测试从动件的至少两帧图像；步骤三，按照各帧图像的时间序列选取前后任意两帧图像，获取后帧自转标线相对于前帧自转标线沿从动件自转方向转过的夹角α；步骤四，根据公式ω

【技术实现步骤摘要】
对滚摩擦副中公转从动件的转速测试方法


[0001]本专利技术涉及对滚摩擦副中公转从动件的转速测试方法。

技术介绍

[0002]滚动摩擦广泛存在于轴承、车轮、导电旋转关节等产品的运行中，所对应的对滚摩擦副包括主动件和从动件。在实际产品和工程应用中，从动件的旋转中心往往发生周期性运动（存在公转）。比如，轴承的内圈由旋转主轴驱动，作为主动件，滚动体由内圈驱动，作为从动件，滚动体在自转的同时围绕旋转主轴公转。再如，滚动式导电旋转关节的弹性滚环自转的同时围绕旋转主轴发生公转。滚动体的自转和公转是滚动摩擦中的重要参数，影响摩擦系数、磨损率、磨损机制等滚动摩擦磨损性能。
[0003]在实验室滚动摩擦测试中，有几种方法可以获得自转和公转转速：1、对滚摩擦副的主动件和从动件均由外加动力带动主动旋转，旋转中心位置固定不变，摩擦副只有自转而无公转。2、对滚摩擦副的其中一个由外加动力带动主动旋转，转速可控；另一个是从动旋转，转速依赖于摩擦学试验条件，需要额外测试；对于无公转的从动件，可在从动轴上安装转速传感器等方法测定从动转速；而对于发生公转的从动件，其公转和自转的转速测试困难较大。
[0004]目前尚无可靠的方法检测此类从动件的公转、自转速度。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种对滚摩擦副中公转从动件的转速测试方法，解决现有技术中滚动摩擦副的从动件转速测试困难的问题。
[0006]本专利技术中采用如下技术方案：对滚摩擦副中公转从动件的转速测试方法，该方法包括以下步骤：步骤一，在待测试的从动件上作至少一条线状标记，所述线状标记在从动件的公转平面内的投影为直线；步骤二，使用摄像机对转动中的对滚摩擦副成像，在从动件公转不满一周的过程中待测试从动件的至少两帧图像，获得的各帧图像中的线状标记呈直线；时序靠前的一帧图像中的线状标记所对应的直线为前帧自转标线，时序靠后的一帧图像中的线状标记所对应的直线为后帧自转标线；步骤三，按照各帧图像的时间序列选取前后任意两帧图像，获取后帧自转标线相对于前帧自转标线沿从动件自转方向转过的夹角α；根据前后两帧图像的间隔帧数和摄像机的帧率得到两帧图像的成像时间间隔ΔT，所述帧率为单位时间的成像帧数；步骤四，根据以下公式得到从动件的自转转速ω
自
，即单位时间内的自转转数：ω
自
=夹角α在整圆中的比例／ΔT。
[0007]有益效果：采用上述技术方案，通过在从动件上作线状标记并利用摄像机成像，可
以通过线状标记利用几何关系获得自转的夹角α，同时，根据前后两帧图像的间隔帧数和摄像机的帧率得到两帧图像的成像时间间隔ΔT，即可根据公式计算出从动件的自转速度，无需安装复杂的测试机构，不干扰从动件运动，无需检测另外的主动件的运动状态，简单方便，从而解决现有技术中滚动摩擦副的从动件转速测试困难的问题，有利于推动滚动摩擦学测试技术的发展和基础研究的深入。
[0008]作为一种优选的技术方案：所述摄像机在单位时间的成像帧数为帧率，所述帧率ｆ满足以下公式：ｆ＞R
主
／R
从
*ω
主
；式中：R
主
为对滚摩擦副中的主动件与从动件的摩擦接触半径；R
从
为对滚摩擦副中的从动件与主动件的摩擦接触半径，R
主
与R
从
之和等于主动件与从动件的中心距；ω主为对滚摩擦副中主动件的转速，即单位时间内的自转转数。
[0009]有益效果：采用上述技术方案能够更好地保证采样时从动件并未完成公转一周，从而避免转速值出现偏差。
[0010]作为一种优选的技术方案：步骤三中，所述夹角α是在靠后的一帧图像与靠前的一帧图像叠加后获得，叠加后两帧图像中的主动件同心。
[0011]有益效果：采用上述技术方案便于对夹角α进行测量。
[0012]作为一种优选的技术方案：获取所述夹角α时，在前帧自转标线靠近从动件公转方向的一端作辅助直线，所述辅助直线平行于后帧自转标线，所述夹角α由前帧自转标线和辅助直线形成。
[0013]有益效果：采用上述技术方案能够更直观地体现从动件的自转角度，测量更加方便，有利于保证检测结果的准确性。
[0014]作为一种优选的技术方案：摄像机对所述对滚摩擦副的成像中，所述线状标记在从动件上形成一条弦。
[0015]有益效果：采用上述技术方案便于标记，容易实现。
[0016]作为一种优选的技术方案：转速测试方法还包括以下步骤：步骤五、以前帧图像上从动件的圆心与主动件的圆心之间的连线为前帧公转标线，以后帧图像上从动件的圆心与主动件的圆心之间的连线为后帧公转标线，获取后帧公转标线相对于前帧公转标线沿从动件公转方向转过的夹角β；步骤六、根据以下公式得到从动件的公转转速ω
公
，即单位时间内的公转转数：ω
公
=夹角β在整圆中的比例／ΔT。
[0017]有益效果：采用上述技术方案能够同时实现从动件公转速度的检测。
[0018]作为一种优选的技术方案：摄像机对所述对滚摩擦副的成像中，所述线状标记在从动件上形成一条弦；步骤五中，作前帧自转标线的中垂线，形成前帧中垂线，以前帧中垂线的中点作为从动件的圆心；作后帧自转标线的中垂线，形成后帧中垂线，以后帧中垂线的中点作为从动件的圆心。
[0019]有益效果：采用上述技术方案能够利用线状标记较为容易地获取从动件的圆心，方法简单。
附图说明
[0020]图1是本专利技术对滚摩擦副中公转从动件的转速测试方法的实施例1中高速相机的图像示意图；图中（a）是从动体的前序图像示意图；（b）是与前序相片间隔时间为ΔT时的后序图像示意图；（c）是两帧图像叠加后获得的从动体运动轨迹示意图；图2是从动体的自转速度计算方法示意图；图3是从动体的公转速度计算方法示意图；图中相应附图标记所对应的组成部分的名称为：11、主动件；12、从动件；21、前帧自转标线；22、后帧自转标线；23、辅助直线；31、前帧中垂线；32、后帧中垂线；33、前帧公转标线；34、后帧公转标线。
具体实施方式
[0021]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术，即所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0022]因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]需要说明的是，本专利技术的具体实施方式中可能出现的术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.对滚摩擦副中公转从动件的转速测试方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一，在在待测试的从动件（12）上作至少一条线状标记，所述线状标记在从动件（12）的公转平面内的投影为直线；步骤二，使用摄像机对转动中的对滚摩擦副成像，在从动件（12）公转不满一周的过程中待测试从动件（12）的至少两帧图像，获得的各帧图像中的线状标记呈直线；时序靠前的一帧图像中的线状标记所对应的直线为前帧自转标线（21），时序靠后的一帧图像中的线状标记所对应的直线为后帧自转标线（22）；步骤三，按照各帧图像的时间序列选取前后任意两帧图像，获取后帧自转标线（22）相对于前帧自转标线（21）沿从动件（12）自转方向转过的夹角α；根据前后两帧图像的间隔帧数和摄像机的帧率得到两帧图像的成像时间间隔ΔT，所述帧率为单位时间的成像帧数；步骤四，根据以下公式得到从动件（12）的自转转速ω
自
，即单位时间内的自转转数：ω
自
=夹角α在整圆中的比例／ΔT。2.根据权利要求1所述的转速测试方法，其特征在于，所述摄像机在单位时间的成像帧数为帧率，所述帧率ｆ满足以下公式：ｆ＞R
主
／R
从
*ω
主
；式中：R
主
为对滚摩擦副中的主动件（11）与从动件（12）的摩擦接触半径；R
从
为对滚摩擦副中的从动件（12）与主动件（11）的摩擦接触半径，R
主
与R
从
之和等于主动件（11）与从动件（12）的中心距；ω
主
为对滚摩擦副中主动件（11）...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋晨飞，孙逸翔，张燕燕，李家伟，陈天骅，逄显娟，王帅，张永振，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：