等速万向节驱动轴总成关键性能测试方法技术

一种汽车零部件测试技术领域的等速万向节驱动轴总成关键性能测试方法，本发明专利技术包括：（１）汽车转弯等效检测，采用埃尔米特插值法定位临界点，以三次插值多项式判别临界点邻域内的边界值，实现高精度摆矩和摆角特性检测；（２）移动端万向节位移和摆角、滑动力综合关系等效检测，采用拐点细分采样和最佳平方逼近法，以勒让德多项式算子拟合拐点邻域内的边界值，实现位移、摆角和滑移力综合特性检测；（３）动力传递平稳性等效检测，采用ＬＯＧ算子进行临界位置精确边缘定位，以最佳一致逼近法拟合临界点领域内的边界特性值，实现总成间隙特性检测。本发明专利技术采用高精度的自动检测技术和算法，实现多项关键性能指标的测试，有效反映了被测产品的性能特征。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种汽车零部件测试
的测试方法，具体地说，是一种等 速万向节驱动轴总成关键性能测试方法。
技术介绍
等速万向节驱动轴是汽车传动系统中的一个重要环节，安装在变速箱输出轴和驱 动桥主减速器输入轴之间，用作动力的传递。它的组件包括固定端万向节、移动端万向节 和轴身。等速万向节驱动轴总成关键性能的优劣直接影响到驾驶的安全性、平稳性和舒适 性等。近几年来，随着我国汽车产业的不断发展，对等速万向节驱动轴总成关键性能的要求 也越来越高，特别是在设计制造方面。总成产品的设计、加工精度、装配质量都会影响它的 使用性能。如何评定等速万向节驱动轴总成的关键性能是否达到设计要求，进行相关的关 键性能测试是必要的。目前，我国等速万向节驱动轴总成关键性能测试的研究尚处于初期 阶段，对性能测试综合技术和方法的研究还在不断发展中。迄今为止，还没有形成统一、明 确的性能测试方法和规范，即使国家相关标准中也只是列出了需要的测试项目，但并未给 出具体的测试方法和测试条件。国内的制造厂商在总成产品的关键性能测试方法上多数都 是根据需要采用百分表等量具手工单项检测，测试精度、效率都很低。而国外制造厂商在 对总成产品进行关键性能测试时，则是根据客户方的需要进行单项指标(或多项指标)的 检测，但各国制造厂商所依据的等速万向节驱动轴总成关键性能指标和测试方法也不尽相 同，并对总成产品的关键性能测试技术实行输出限制。因而，研发适合多品种、多型号、多规 格的等速万向节驱动轴总成关键性能的测试方法对我国汽车产业的发展是非常必要和有 益的。主要包括(1)摆矩和摆角特性测试方法；(2)位移、摆角和滑移力综合特性测试方法；(3)总成间隙特性测试方法。经对现有技术文献检索发现，中国专利申请号=200810207211. 7，为等 速万向节驱动轴总成间隙测试试验台。根据该专利技术提供的试验台结构和原理来看，主要是 论述了等速万向节驱动轴总成间隙测试试验台的构架方案。该试验台采用气动或液压扭矩 加力的方式推动杠杆绕主轴转动来实现加载条件。但是，由于各种型号的总成产品间隙范 围差别较大，杠杆绕主轴转动的最大间隙位置也各不相同，从而使推力与杠杆最后位置的 夹角也不相同。该结构会造成最大间隙位置的加载力矩出现偏差波动，不能保证加载条件 的一致性，因此在测试间隙时会由于加载误差而影响测试精度。此外，该试验台只能进行 圆周间隙和轴向间隙测试，对于等速万向节驱动轴总成其它关键性能的测试则另需测试设 备完成，不能全面反映总成产品的所有关键特性。而陈敏贤等在期刊《机制制造》1999年 第37卷第2期发表了《汽车等速节传动轴的八功能测试》(注文中将等速节驱动轴称作 等速节传动轴)，该文章论述了摆角等速万向节驱动轴总成的摆角、移动量、移动力、圆周间 隙等关键性能的测试，并提出了相应的测试方法。但是，文中提出的各项关键性能的测试方 法包含部分不稳定因素或者有些内容与实际测试条件不匹配。第一，对于摆角性能测试，该 文测试方法中对固定端万向节和移动端万向节旋转角度要求分别为士30°和士55°，而当前驱动轴行业总成产品测试中对固定端万向节和移动端万向节的摆角测试要求为50° 和25° ；第二，文中对于移动端万向节移动量、移动力和摆角的测试，采用单项各自测试的 方法，因此只能显示某个性能参数的特征，而无法综合反映位移、摆角和滑动力在测试过程 中的关联变化，测试数据具有局限性，难以全面反映相关性能指标；第三，对于圆周间隙的 测试，文中的测试方法采用手轮控制摆杆，这种测试方法人为误差明显，难以保证加载力矩 的稳定性，测试结果的重复精度差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种等速万向节驱动轴总成关键 性能测试方法，使本专利技术测试方法可靠、全面，本专利技术论述了多种总成关键性能测试方法， 能够有效反映被测产品的性能特征，对于提高等速万向节驱动轴总成产品的质量和对被测 部件性能特性的研究工作具有实际意义。本专利技术是通过以下技术方案来实现的，本专利技术包括(1)汽车转弯时等速万向节驱动轴的等效检测，采用埃尔米特插值法定位临界点， 利用三次插值多项式判别临界点邻域内的边界值，实现高精度的摆矩和摆角特性检测；(2)移动端万向节滑动时位移和摆角、滑动力综合关系的等效检测，采用拐点细分 采样和最佳平方逼近法，利用勒让德多项式算子拟合拐点邻域内的边界值，实现位移、摆角 和滑移力综合特性检测；(3)汽车动力传递平稳性和均勻性的等效检测，采用LOG算子(拉普拉斯高斯算 子)进行临界位置精确边缘定位，并利用最佳一致逼近法拟合临界点领域内的边界特性 值，实现总成间隙特性检测。所述的摆矩和摆角特性检测，是指根据等速万向节驱动轴设计、制造和装配等工 艺的要求，对于总成摆动特性要求测试的项目包括固定端摆矩与移动端摆矩，在检测过程 中，采用等速万向节驱动轴以设定转速绕轴线转动，万向节以设定摆速绕其摆动中心摆动 的方法，模拟转弯时等速万向节驱动轴的摆动状态，并用埃尔米特插值法，计算临界点的摆 矩和摆角特性关系。固定端摆矩测试即用固定端转动电机以设定转速驱动等速万向节驱动轴进行逆 时针转动(移动端转动电机松开)，固定端摆动电机以设定摆速驱动固定端万向节绕摆动 中心作顺时针摆动，到达设定摆角后停止摆动并返回零位，系统对临界摆角邻域内所测试 的摆矩值进行埃尔米特插值运算，利用3次插值多项式判别边界附近的波动值，准确定位 摆矩临界点并在人机界面上显示摆矩测试值和摆矩、摆角特性关系曲线。移动端摆矩测试即用固定端转动电机以设定转速驱动等速万向节驱动轴进行逆 时针转动(移动端转动电机松开)，移动端摆动电机以设定摆速驱动移动端万向节绕摆动 中心作逆时针摆动，到达设定摆角后停止摆动并返回零位，系统对临界摆角邻域内所测试 的摆矩值进行埃尔米特插值运算，利用3次插值多项式判别边界附近的波动值，准确定位 摆矩临界点并在人机界面上显示摆矩测试值和摆矩、摆角特性关系曲线。所述的位移、摆角和滑移力综合特性检测，是指对移动端万向节在不同滑移位置 而摆角在工艺设计范围内变化时，检测位移、摆角和滑动力三项指标的综合特性及相互关 系。在检测过程中，采用等速万向节驱动轴以设定速度绕轴线转动，移动端万向节以设定摆速绕其摆动中心摆动，以设定滑移速度沿轴线滑动的方法，实现位移、摆角和滑移力综合特 性检测。在移动端小滑台光栅尺、移动端摆动编码器和移动端摆动扭矩传感器分辨率一定 的情况下，提高检测精度的关键是如何提高位移、摆角特性关系中拐点的定位精度，如能将 拐点邻域附近的特性进一步细分并根据两端的特性参数共同逼近交叉点，就能准确寻找到 实际拐点位置。为此，本专利技术提出采用拐点细分采样和最佳平方逼近法，利用勒让德多项式 算子拟合拐点邻域内的边界值，从而实现高精度的特性关系拐点定位。具体实现如下首先，将移动端万向节的滑移范围(滑进、滑出相加的总距离)分成10等分并设 定移动端摆动的工艺摆角以及临界摆矩，固定端转动电机以设定转速驱动等速万向节驱动 轴进行逆时针转动(移动端转动电机松开)，移动端小滑台电机驱动移动端万向节从最大 滑出位置向里滑进，到达每个设定滑移位置后移动端小滑台电机停止并锁住，系统通过移 动端拉压力传感器自动记录滑移过程中的滑动力变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等速万向节驱动轴总成关键性能测试方法，其特征在于，包括以下步骤：（１）汽车转弯时等速万向节驱动轴的等效检测，采用埃尔米特插值法定位临界点，利用三次插值多项式判别临界点邻域内的边界值，实现高精度的摆矩和摆角特性检测；（２）移动端万向节滑动时位移和摆角、滑动力综合关系的等效检测，采用拐点细分采样和最佳平方逼近法，利用勒让德多项式算子拟合拐点邻域内的边界值，实现位移、摆角和滑移力综合特性检测；（３）汽车动力传递平稳性和均匀性的等效检测，采用ＬＯＧ算子进行临界位置精确边缘定位，并利用最佳一致逼近法拟合临界点领域内的边界特性值，实现总成间隙特性检测。所述的摆矩和摆角特性检测，是指：测试系统模拟汽车转弯时等速万向节驱动轴的摆动状态。即固定端转动电机以设定转速驱动等速万向节驱动轴转动而移动端转动电机松开，固定端摆动电机以设定摆速驱动固定端万向节绕摆动中心作顺时针摆动（移动端摆动电机以设定摆速驱动移动端万向节绕摆动中心作逆时针摆动），到达设定摆角后停止摆动并返回零位，系统对临界摆角邻域内所测试的摆矩值进行埃尔米特插值运算，利用３次插值多项式判别边界附近的波动值，进行摆矩临界点的准确定位，从而实现高精度的摆矩和摆角特性检测；所述的位移、摆角和滑移力综合特性检测，是指：测试系统模拟移动端万向节在不同滑移位置而摆角在工艺设计范围内变化时的位移、摆角和滑动力综合特性关系。即固定端转动电机以设定转速驱动等速万向节驱动轴转动而移动端转动电机松开，移动端小滑台电机驱动移动端万向节从最大滑出位置向里滑进，到达每个设定的等分滑移位置后移动端小滑台电机停止并锁住，系统通过移动端拉压力传感器记录滑移过程中的滑动力数值。然后移动端摆动电机以设定摆速驱动移动端万向节绕摆动中心作逆时针摆动，到达设定的工艺摆角或实测摆矩到达临界摆矩时停止摆动并返回零位，系统记录该滑移位置时的临界摆角位置。下一阶段移动端小滑台电机再次驱动移动端万向节向里滑进到下一个等分位置，重复上述的测试过程，直至１０个等分位置全部测试完成；所述的拐点细分采样和最佳平方逼近法，其方法为：根据１０个等分位置的位移、摆角特性的关系，系统自动识别发生转折的等分位置，然后在转折的等分位置附近进行拐点细分采样，即将转折点附近的摆角采样数据按最佳平方逼近法计算细分点数，然后在转折点邻近区域内以细分点数再次等分该区域，按照相同的测试过程对该细分区域内再次进行位移、摆角和滑动力特性的细分测试并自动记录...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姚晓栋，
申请(专利权)人：上海诚测电子科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]