CN101995333A - 等速万向节驱动轴总成关键性能测试方法 - Google Patents

Abstract

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。

Description

等速万向节驱动轴总成关键性能测试方法

技术领域

本发明涉及的是一种汽车零部件测试技术领域的测试方法，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。

背景技术

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。等速万向节驱动轴总成关键性能测试方法主要包括：(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，专利名称为：等速万向节驱动轴总成间隙测试试验台。根据该发明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±30°和±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。

发明内容

本发明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，使本发明测试方法可靠、全面，本发明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。

本发明是通过以下技术方案来实现的，本发明包括：

(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匀性的等效检测，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，本发明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化数值。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，系统自动记录该滑移位置时到达的工艺摆角或者到达临界摆矩时的摆角位置。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。

其次，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，按照上述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。

最后，对细分数据利用勒让德多项式算子进行正交卷积运算，在拐点的邻域范围内拟合边缘的数据分布趋势，并通过最佳平方逼近获得数据交叉的拐点位置，从而实现高精度的特性关系拐点定位，并在人机界面上显示拐点参数值以及位移、摆角和滑移力综合特性关系分布曲线。

所述的总成间隙特性检测，是指：根据等速万向节驱动轴总成间隙设计要求，对于总成间隙要求测试的项目包括：固定端圆周间隙、移动端圆周间隙、总成圆周间隙、固定端轴向间隙，在检测过程中，采用夹具夹紧轴身，以等速万向节驱动轴作顺时针和逆时针转动来加载，检测设定扭矩条件下的圆周间隙；采用万向节以设定滑移速度沿轴线滑进、滑出移动的方式，检测设定拉压力条件下的轴向间隙，实现总成间隙特性检测。

固定端圆周间隙测试是指：以夹具夹紧等速万向节驱动轴轴身并设定测试加载扭矩，用固定端转动电机以设定的低速驱动固定端万向节作顺时针方向(正向)转动，当固定端扭矩传感器检测到正向加载扭矩值达到设定值时，系统通过固定端圆周间隙编码器自动记录临界载荷邻域内的偏转角度数据，然后固定端转动电机再驱动万向节作逆时针方向(反向)转动，当固定端扭矩传感器检测到反向加载扭矩值达到设定值时，系统由固定端圆周间隙编码器再次记录临界载荷邻域内的偏转角度数据，其后，固定端转动电机驱动万向节返回零位。系统对临界载荷邻域内的测试数据，采用LOG算子(拉普拉斯高斯算子)进行卷积运算，离散化后的LOG模板与邻域内的数据卷积后的交叉点即是临界载荷时的圆周间隙边界点，利用最佳一致逼近法拟合临界点领域内的边界特性值，取其拐点为该方向的圆周间隙值，正向和反向的两个圆周间隙值相加即为固定端的圆周间隙。

移动端圆周间隙测试是指：以夹具夹紧等速万向节驱动轴轴身并设定测试加载扭矩，用移动端转动电机以设定的低速驱动移动端万向节作顺时针方向(正向)转动，当移动端扭矩传感器检测到正向加载扭矩值达到设定值时，系统通过移动端圆周间隙编码器自动记录临界载荷邻域内的偏转角度数据，然后移动端转动电机再驱动万向节作逆时针方向(反向)转动，当移动端扭矩传感器检测到反向加载扭矩值达到设定值时，系统由移动端圆周间隙编码器再次记录临界载荷邻域内的偏转角度数据，其后，移动端转动电机驱动万向节返回零位。系统对临界载荷邻域内的测试数据，采用LOG算子(拉普拉斯高斯算子)进行卷积运算，离散化后的LOG模板与邻域内的数据卷积后的交叉点即是临界载荷时的圆周间隙边界点，利用最佳一致逼近法拟合临界点领域内的边界特性值，取其拐点为该方向的圆周间隙值，正向和反向的两个圆周间隙值相加即为移动端的圆周间隙。

总成圆周间隙测试是指：移动端转动电机和夹具都松开，设定测试加载扭矩，用固定端转动电机以设定的低速驱动整个等速万向节驱动轴作顺时针方向(正向)转动，当固定端扭矩传感器检测到正向加载扭矩值达到设定值时，系统通过固定端圆周间隙编码器自动记录临界载荷邻域内的偏转角度数据，然后固定端转动电机再驱动等速万向节驱动轴作逆时针方向(反向)转动，当固定端扭矩传感器检测到反向加载扭矩值达到设定值时，系统由固定端圆周间隙编码器再次记录临界载荷邻域内的偏转角度数据，其后，固定端转动电机驱动等速万向节驱动轴返回零位。系统对临界载荷邻域内的测试数据，采用LOG算子(拉普拉斯高斯算子)进行卷积运算，离散化后的LOG模板与邻域内的数据卷积后的交叉点即是临界载荷时的圆周间隙边界点，利用最佳一致逼近法拟合临界点领域内的边界特性值，取其拐点为该方向的圆周间隙值，正向和反向的两个圆周间隙值相加即为总成的圆周间隙。

固定端轴向间隙测试是指：以夹具夹紧等速万向节驱动轴轴身并设定测试加载拉压力，用固定端小滑台电机以设定的低速驱动固定端万向节滑出(拉力方向)，当固定端拉压力传感器检测到滑出方向加载拉力值达到设定值时，系统通过固定端小滑台光栅尺记录临界载荷邻域内的轴向间隙数据，然后固定端小滑台电机再驱动固定端万向节滑进(压力方向)，当固定端拉压力传感器检测到滑进方向加载压力值达到设定值时，系统由固定端小滑台光栅尺再次记录临界载荷邻域内的轴向间隙数据，其后，固定端小滑台电机驱动万向节返回零位。系统对临界载荷邻域内的测试数据，采用LOG算子(拉普拉斯高斯算子)进行卷积运算，离散化后的LOG模板与邻域内的数据卷积后的交叉点即是临界载荷时的轴向间隙边界点，利用最佳一致逼近法拟合临界点领域内的边界特性值，取其拐点为该方向的轴向间隙值，滑出和滑进两个方向的轴向间隙值相加即为固定端的轴向间隙。

本发明将计算机自动检测技术应用于等速万向节驱动轴总成关键性能的测试，解决了单一测试系统的缺陷，同时为总成产品的研发人员进行等速万向节驱动轴相关结构特性的深入研究和改造制造、装配工艺提供了有效分析手段。该方法采用埃尔米特插值法和三次插值多项式判别摆矩和摆角特性测试临界点，以拐点细分采样、最佳平方逼近法和勒让德多项式算子拟合位移、摆角和滑移力综合特性测试拐点邻域内的边界值，采用LOG算子和最佳一致逼近法拟合总成间隙特性测试临界点领域内的边界特性值。该测试系统能够高效、准确地完成关键性能的测试，并且可靠性、稳定性极高。

附图说明

图1为测试系统的正视示意图

图2为测试系统的俯视示意图

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行说明。本实施例在以发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体操作过程，但本发明的保护范围不限于、下述的实施例。

被测试目标为后驱轿车左后轮用等速万向节驱动轴总成工件，测试项目为摆矩和摆角特性，位移、摆角和滑移力综合特性和总成间隙特性，本实施例在测如图1和图2所示测试系统上进行。测试系统包括：夹具1、固定端万向节夹头3、固定端小滑台丝杠4、移动端大滑台电机5、固定端扭矩传感器6、固定端摆动圆弧导轨7、固定端摆动支撑轴承8、固定端圆周间隙编码器9、固定端拉压力传感器10、固定端摆动台11、固定端小滑台电机12、固定端摆动编码器13、固定端摆动扭矩传感器14、固定端摆动减速机15、固定端摆动电机16、移动端大滑台丝杠17、移动端摆动台19、移动端小滑台电机20、移动端万向节夹头21、移动端摆动圆弧导轨22、移动端摆动支撑轴承23、移动端扭矩传感器24、移动端小滑台丝杠25、移动端圆周间隙编码器26、移动端拉压力传感器27、移动端摆动编码器28、移动端摆动扭矩传感器29、移动端摆动减速机30、移动端摆动电机31、固定端小滑台光栅尺32、固定端转动电机33、固定端小滑台导轨34、移动端大滑台导轨35、移动端大滑台36、移动端大滑台丝杠37、移动端小滑台导轨38、移动端转动电机39、移动端小滑台光栅尺40、固定端小滑台41、移动端小滑台42、固定端摆动台回转轴43、移动端摆动台回转轴44。

本实施例的关键性能测试过程(以下说明中的左右方向以图1为准)：

1.摆矩和摆角特性测试方法及步骤

(1)按照工件的工艺尺寸，系统自动对中，即由固定端小滑台电机12驱动固定端小滑台41移动，使工件固定端2的摆动中心轴线与固定端摆动台11的回转轴43的轴线重合；移动端小滑台电机20驱动移动端小滑台42移动，使工件移动端18的摆动中心轴线与移动端摆动台19的回转轴44的轴线重合；移动端大滑台电机5驱动移动端大滑台36移动，使工件固定端2和工件移动端18的距离与设计尺寸相符合。将工件固定端2装入固定端万向节夹头3并锁紧，工件移动端18装入移动端万向节夹头21并锁紧；

(2)设置固定端转动电机33的转速为60rpm、固定端摆动电机16的摆速为5°/s、移动端摆动电机31的摆速为5°/s、固定端摆动台11的预设摆角值为48°和移动端摆动台19的预设摆角值为23°；

(3)固定转动电机33以设定转速驱动工件转动(移动端转动电机39松开)，固定端摆动电机16通过固定端摆动减速机15以设定摆速驱动固定端摆动台11绕回转中心作顺时针转动，由固定端摆动编码器13检测当前摆角到达设定摆角后停止摆动，通过固定端摆动扭矩传感器14记录临界摆角邻域附近的摆矩值，然后固定端摆动台11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，定位固定端摆矩临界点并在人机界面上显示固定端摆矩测试值和摆矩、摆角特性关系曲线；

(4)固定转动电机33以设定转速驱动工件转动(移动端转动电机39松开)，移动端摆动电机31通过移动端摆动减速机30以设定摆速驱动移动端摆动台19绕回转中心作逆时针转动，由移动端摆动编码器28检测当前摆角到达设定摆角后停止摆动，通过移动端摆动扭矩传感器29记录临界摆角邻域附近的摆矩值，然后移动端摆动台19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，定位移动端摆矩临界点并在人机界面上显示移动端摆矩测试值和摆矩、摆角特性关系曲线。

2.位移、摆角和滑移力综合特性测试方法及步骤

(1)工件的自动对中和装夹方法和步骤与所述的摆矩和摆角特性测试方法及步骤(1)中相同；

(2)设置固定端转动电机33的转速为60rpm、移动端摆动电机31的摆速为5°/s、移动端小滑台电机20的滑移速度为5mm/s、移动端万向节滑移范围预设细分采样数为10次、移动端摆动台19的预设摆角值为23°、临界摆矩为30Nm；

(3)固定转动电机33以设定转速驱动工件转动(移动端转动电机39松开)，移动端小滑台电机20驱动移动端小滑台42从而带动工件移动端18从最大滑出位置向里滑进，由移动端小滑台光栅尺40识别当前位置，当移动端小滑台42到达每个设定滑移等分位置后，移动端小滑台电机20停止并锁住。系统通过移动端拉压力传感器27自动记录滑移过程中的滑动力变化数值，然后移动端摆动电机31通过移动端摆动减速机30以设定摆速驱动移动端摆动台19绕回转中心作逆时针转动，到达设定的预设摆角或实测摆矩到达临界摆矩时停止摆动，系统通过移动端摆动编码器28自动记录该滑移位置时到达的预设摆角或者到达临界摆矩时的摆角位置，随后移动端摆动台19返回零位。下一阶段时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。最后移动端小滑台电机20驱动移动端小滑台42返回零位(即工件移动端18的摆动中心轴线与移动端摆动台19的回转轴44的轴线重合的位置)；

(4)根据发生转折的等分点所在位置，系统在该等分位置附近进行细分采样，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计算所得的细分点数再次等分该区域，按照上述(3)的测试过程，以细分点数对该区域内再次进行测量，系统自动记录拐点附近的摆角值并对细分采样数据利用勒让德多项式算子进行正交卷积运算，在拐点的邻域范围内拟合边缘的数据分布趋势，并通过最佳平方逼近获得数据交叉的拐点位置，系统在人机界面上显示拐点参数值以及位移、摆角和滑移力综合特性关系分布曲线。

3.总成间隙特性测试方法及步骤

(1)固定端圆周间隙和移动端圆周间隙特性测试方法及步骤

①工件的自动对中和装夹方法和步骤与所述的摆矩和摆角特性测试方法及步骤(1)中相同；

②用夹具1夹紧等速万向节驱动轴轴身；

③设置固定端转动电机33的转速为2rpm、移动端转动电机39的转速为2rpm、固定端正向和反向加载力矩均为10Nm、移动端正向和反向加载力矩为10Nm；

④固定端转动电机33以设定的低速驱动工件固定端2作顺时针方向(正向)转动，当固定端扭矩传感器6检测到正向加载扭矩值达到设定值时，系统通过固定端圆周间隙编码器9记录临界载荷邻域内的正向圆周间隙数值，然后固定端转动电机33再驱动工件固定端2作逆时针方向(反向)转动，当固定端扭矩传感器6检测到反向加载扭矩值达到设定值时，系统由固定端圆周间隙编码器9再次记录临界载荷邻域内的反向圆周间隙数值。固定端转动电机33驱动工件固定端2返回零位。系统对临界载荷邻域内的测试数据，采用LOG算子(拉普拉斯高斯算子)进行卷积运算，离散化后的LOG模板与邻域内的数据卷积后的交叉点即是临界载荷时的圆周间隙边界点，利用最佳一致逼近法拟合临界点领域内的边界特性值，取其拐点为该方向的圆周间隙值，正向和反向的两个圆周间隙值相加即为固定端的圆周间隙；

⑤移动端圆周间隙测试过程与固定端圆周间隙测试步骤相似，所不同的是用移动端转动电机39驱动工件移动端18进行测试，用移动端扭矩传感器24检测当前正向和反向的加载扭矩，用移动端圆周间隙编码器26记录临界载荷邻域内的正向和反向圆周间隙数值，正向和反向的两个圆周间隙值相加即为固定端的圆周间隙。

(2)总成圆周间隙特性测试方法及步骤

①工件的自动对中和装夹方法和步骤与所述的摆矩和摆角特性测试方法及步骤(1)中相同；

②移动端转动电机在测试过程中始终锁紧；

③设置固定端转动电机33的转速为2rpm、固定端正向和反向加载力矩均为10Nm；

④总成间隙的具体测试过程和临界点判别方法与固定端圆周间隙测试步骤相同，所不同的是此时读取的工件固定端2和移动端18两个万向节正向和反向圆周间隙数值的重叠值，计算出的正向和反向的两个圆周间隙值相加即为总成圆周间隙。

(3)固定端轴向间隙特性测试方法及步骤

①工件的自动对中和装夹方法和步骤与所述的摆矩和摆角特性测试方法及步骤(1)中相同；

②用夹具1夹紧等速万向节驱动轴轴身；

③设置固定端小滑台电机12的滑移速度为2mm/s、固定端正向加载拉力和反向加载压力均为300Nm；

④固定端小滑台电机12以设定的低速驱动工件固定端2滑出(拉力方向)，当固定端拉压力传感器10检测到滑出方向加载拉力值达到设定值时，系统通过固定端小滑台光栅尺32记录临界载荷邻域内的轴向间隙数据，然后固定端小滑台电机12再驱动工件固定端2滑进(压力方向)，当固定端拉压力传感器10检测到滑进方向加载压力值达到设定值时，系统由固定端小滑台光栅尺32再次记录临界载荷邻域内的轴向间隙数据。其后，工件固定端返回零位。系统对临界载荷邻域内的测试数据，采用LOG算子(拉普拉斯高斯算子)进行卷积运算，离散化后的LOG模板与邻域内的数据卷积后的交叉点即是临界载荷时的轴向间隙边界点，利用最佳一致逼近法拟合临界点领域内的边界特性值，取其拐点为该方向的轴向间隙值，滑出和滑进两个方向的轴向间隙值相加即为固定端的轴向间隙。

Claims (5)

1.一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；

所述的勒让德多项式算子拟合拐点邻域内的边界值，其方法为：对细分数据利用勒让德多项式算子进行正交卷积运算，在拐点的邻域范围内拟合边缘的数据分布趋势，并通过最佳平方逼近获得数据交叉的拐点位置，从而实现高精度的特性关系拐点定位；

所述的总成间隙特性检测，是指：测试系统模拟与汽车动力传递平稳性相关的间隙特性状态。即以等速万向节驱动轴的顺时针和逆时针转动来加载扭矩，检测预设加载扭矩条件下的圆周间隙；固定端万向节以设定滑移速度沿轴线滑进、滑出移动，检测预设加载拉压力条件下的轴向间隙。

所述的采用LOG算子(拉普拉斯高斯算子)进行临界位置精确边缘定位，其方法为：采用LOG算子(拉普拉斯高斯算子)进行卷积运算，离散化后的LOG模板与邻域内的数据卷积后的交叉点即是临界载荷时的圆周间隙边界点；

所述的利用最佳一致逼近法拟合临界点领域内的边界特性值，其方法为：利用最佳一致逼近法拟合临界点领域内的边界特性值，取其拐点为该方向的间隙值，正向和反向的两个间隙值相加即为总成间隙值。

2.根据权利要求1所述的等速万向节驱动轴总成关键性能测试方法，其特征是，所述的总成间隙特性检测，是指：固定端圆周间隙测试以夹具夹紧等速万向节驱动轴轴身并设定测试加载扭矩，用固定端转动电机以设定的低速驱动固定端万向节作顺时针方向(正向)转动，当固定端扭矩传感器检测到正向加载扭矩值达到设定值时，系统通过固定端圆周间隙编码器自动记录临界载荷邻域内的偏转角度数据，然后固定端转动电机再驱动万向节作逆时针方向(反向)转动，当固定端扭矩传感器检测到反向加载扭矩值达到设定值时，系统由固定端圆周间隙编码器再次记录临界载荷邻域内的偏转角度数据，其后，固定端转动电机驱动万向节返回零位。系统对临界载荷邻域内的测试数据，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，利用最佳一致逼近法拟合临界点领域内的边界特性值，取其拐点为该方向的圆周间隙值，正向和反向的两个圆周间隙值相加即为固定端的圆周间隙。

3.根据权利要求1所述的等速万向节驱动轴总成关键性能测试方法，其特征是，所述的总成间隙特性检测，是指：移动端圆周间隙测试以夹具夹紧等速万向节驱动轴轴身并设定测试加载扭矩，用移动端转动电机以设定的低速驱动移动端万向节作顺时针方向(正向)转动，当移动端扭矩传感器检测到正向加载扭矩值达到设定值时，系统通过移动端圆周间隙编码器自动记录临界载荷邻域内的偏转角度数据，然后移动端转动电机再驱动万向节作逆时针方向(反向)转动，当移动端扭矩传感器检测到反向加载扭矩值达到设定值时，系统由移动端圆周间隙编码器再次记录临界载荷邻域内的偏转角度数据，其后，移动端转动电机驱动万向节返回零位。系统对临界载荷邻域内的测试数据，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，利用最佳一致逼近法拟合临界点领域内的边界特性值，取其拐点为该方向的圆周间隙值，正向和反向的两个圆周间隙值相加即为移动端的圆周间隙。

4.根据权利要求1所述的等速万向节驱动轴总成关键性能测试方法，其特征是，所述的总成间隙特性检测，是指：总成圆周间隙测试即移动端转动电机和夹具都松开，设定测试加载扭矩，用固定端转动电机以设定的低速驱动整个等速万向节驱动轴作顺时针方向(正向)转动，当固定端扭矩传感器检测到正向加载扭矩值达到设定值时，系统通过固定端圆周间隙编码器自动记录临界载荷邻域内的偏转角度数据，然后固定端转动电机再驱动等速万向节驱动轴作逆时针方向(反向)转动，当固定端扭矩传感器检测到反向加载扭矩值达到设定值时，系统由固定端圆周间隙编码器再次记录临界载荷邻域内的偏转角度数据，其后，固定端转动电机驱动等速万向节驱动轴返回零位。系统对临界载荷邻域内的测试数据，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，利用最佳一致逼近法拟合临界点领域内的边界特性值，取其拐点为该方向的圆周间隙值，正向和反向的两个圆周间隙值相加即为总成的圆周间隙。

5.根据权利要求1所述的等速万向节驱动轴总成关键性能测试方法，其特征是，所述的总成间隙特性检测，是指：固定端轴向间隙测试以夹具夹紧等速万向节驱动轴轴身并设定测试加载拉压力，用固定端小滑台电机以设定的低速驱动固定端万向节滑出(拉力方向)，当固定端拉压力传感器检测到滑出方向加载拉力值达到设定值时，系统通过固定端小滑台光栅尺记录临界载荷邻域内的轴向间隙数据，然后固定端小滑台电机再驱动固定端万向节滑进(压力方向)，当固定端拉压力传感器检测到滑进方向加载压力值达到设定值时，系统由固定端小滑台光栅尺再次记录临界载荷邻域内的轴向间隙数据，其后，固定端小滑台电机驱动万向节返回零位。系统对临界载荷邻域内的测试数据，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，利用最佳一致逼近法拟合临界点领域内的边界特性值，取其拐点为该方向的轴向间隙值，滑出和滑进两个方向的轴向间隙值相加即为固定端的轴向间隙。

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