CN102654432A - 等速万向节驱动轴总成五功能测试试验台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种等速万向节驱动轴总成五功能测试试验台，包括：机架，位于机架上的固定端和滑移端；所述固定端包括：导轨与滑块、摆动台板、直线位移驱动组件、滑动台板、扭矩转速传感器、主轴支撑座、主轴、夹具、摆动驱动组件、主轴驱动组件、直线位移传感器等；所述滑移端包括：摆动台板、夹具，转轴，支撑座，拉压力传感器、后滑板、前滑板、导轨与滑块、摆动驱动组件、直线位移驱动组件和直线位移传感器等；所述机架包括导轨与滑块、直线位移传感器、直线位移驱动组件等。对于不同工件结构和尺寸的等速万向节驱动轴总成，可以通过更换夹具、调整固定端夹具位置和滑移端夹具位置以及回转中心距的大小，即可实现各种规格和结构工件的测试。

Description

等速万向节驱动轴总成五功能测试试验台

技术领域

本发明涉及的是一种汽车用等速万向节驱动轴总成部件测试技术领域的机构，具体是一种等速万向节驱动轴五功能测试试验台。

背景技术

汽车驱动系统中，等速万向节驱动轴总成是将变速箱输出的动力传递给车轮的唯一重要部件。它主要由三部分组成：固定端万向节、芯轴、移动端万向节。该总成除了间隙之外，位移与摆角、启动力矩、动静态滑动力、固定端摆动力矩与摆角、滑移端摆动力矩与摆角，这些特性也是评价产品设计、制造和装配质量的关键指标。目前，我国由于等速万向节驱动轴总成测试研究尚处于发展成长阶段，各种功能或性能测试技术仍有待进一步完善，至今没有统一、明确的测试方法和规范。国内等速万向节驱动轴总成的生产厂商在总成产品出厂检验时，或进行个别单项指标检测或不做检测，即便是检测，大多采用手工，所依据的功能指标要求和实验方法也不尽相同。

由于等速万向节驱动轴总成设计制造过程中各种因素的作用，使得其在装配完成后总成的功能不一定能够达到使用要求，这直接影响到汽车动力和运动传递的范围、转向范围、零部件的磨损快慢，整台汽车的操作性能，乘坐舒适性能，以及振动、噪声等。另一方面，随着汽车制造水平的提升，对等速万向节驱动轴总成制造质量要求越来越高。产品能否满足实际使用要求，除间隙测试外，对等速万向节驱动轴总成的其它功能测试是必不可少的。

经对现有测试技术的相关文献检索发现，陈敏贤等在期刊《机械制造》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：文中将等速万向节驱动轴称作等速节传动轴)，论述了试验台的摆角、摆动力矩(文中为：偏转角度矩)，滑移端的位移量、滑动力(文中为：移动力)、启动力矩(文中：滚动力矩)的测试方法与试验台的结构。其中：1关于摆角测试，该文仅就总成固定端和滑移端能够摆动角度的大小进行了测试方法论述，而没有阐述该项目在何条件下进行测试以及该项目与摆动力矩的关连，因为不论什么测试，一定是在一定条件下进行的，且摆角与摆动力矩之间是有某种对应关系的；2对于固定端和滑移端的摆动力矩测试，该文采用通过拉压力传感器测出力的大小，乘以拉压力传感器到摆动中心的距离得到摆动力矩值，这种测试方法属于间接测量，不如直接测试精确，同时，这个项目的测试同样也没有说明是在多大摆角条件下测试出的；3对于滑移端位移量的测试，论文是采用步进电机带动丝杠转动，则螺母直线移动带动可移动头架在直线导轨上移动，而使卡盘带动驱动轴的滑移端做直线移动，由直线位移传感器测试出位移量，但是测试的位移范围为多少和测试到位如何判断以及工件是否转动等，则没有明确给出，并且步进电机在使用中会出现失步现象，影响测试精度，其中工件是否转动对于测试来说是影响较大；4关于滑动力的测试，该文是通过拉压力传感器直接测试出滑动力大小的，对于工件是否转动，以及滑动范围为多少没有说明，因为滑动范围不同滑动力大小也可能不同；5关于启动力矩，该文是将固定端和滑移端成一定角度，并加载0～150Nm时旋转测得的转矩与固定端和滑移端成零度时，加载旋转测得的转矩差作为启动力矩值，对于单端启动力矩测试没有给出；6最后，该文没有说明是否可以测试不同结构或长短的工件。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的不足，提供一种具有五种功能测试的试验台，测试方法合理，指标更能反映产品的制造质量，测试过程简单、可靠，并可以测试各种结构和尺寸大小的等速万向节驱动轴总成，目的是全面反映被测工件的加工质量和装配质量。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：机架，位于机架两端的固定端和滑移端；其特征在于：

所述固定端包括：固定端导轨与滑块、固定端摆动台板、固定端直线位移驱动组件、固定端滑动台板、固定端后支撑座、扭矩转速传感器、主轴支撑座、主轴、固定端夹具、固定端丝杆螺母、固定端摆动驱动组件、固定端主轴驱动组件、固定端直线位移传感器和固定端同步带与同步带轮；其中：主轴支撑座与主轴连接，该主轴可以在主轴支撑座中回转，固定端摆动驱动组件与沿着固定端摆动台板回转中心伸出的回转轴连接，该轴是装在机架上的轴承座中，由径向轴承和轴向轴承进行定位与支撑，以带动摆动板实现回转运动；在固定端摆动板上固定有两副固定端直线导轨和一只固定端直线位移传感器，安装方向为平行于回转的半径方向，导轨分布于半径两侧，固定端直线位移传感器位于回转半径的一侧并与导轨平行，其中每副导轨上有两个滑块，这四个滑块支撑在固定端滑动板下方；固定端同步带与同步带轮中的一个同步带轮装在固定端主轴驱动组件端部伸出轴上，另一个同步带轮装在固定端后支撑座伸出的轴中，由同步皮带将二者连接构成传动副，其中固定端后支撑座伸出的轴可以在该座中自由转动，并与扭矩转速传感器的输入端连接，扭矩转速传感器输出端与主轴的一端连接，主轴的另一端安装有固定端夹具，这样就构成一个完整的主轴转动传动链；

所述滑移端包括：滑移端摆动台板、滑移端丝杆螺母、滑移端夹具，滑移端转轴，滑移端支撑座，拉压力传感器、后滑板、前滑板、滑移端导轨与滑块、滑移端摆动驱动组件、滑移端同步带与同步带轮、滑移端直线位移驱动组件和滑移端直线位移传感器；其中：滑移端摆动驱动组件与沿着滑移端摆动台板回转中心伸出的回转轴连接，该轴是装在大滑台板上轴承座中，由径向轴承和轴向轴承进行定位与支撑，以实现回转运动；在滑移端摆动板上固定的有两副滑移端导轨和一只滑移端直线位移传感器，三者安装方向为平行于回转的半径方向，两只导轨分布半径两侧，滑移端直线位移传感器，位于半径的一侧，其中每副导轨上有两只滑块，前滑板和后滑板下方分别连接的有两只滑块，并横跨在两副导轨之间；在前滑板上安装有滑移端支撑座并与直线位移传感器动头连接，滑移端转轴就装在该支座中并可以绕其轴线回转，拉压力传感器位于滑移端支撑座和后滑板之间，一端与滑移端支承座连接，另一端与后滑板连接；滑移端同步带与同步带轮中的一个同步带轮与滑移端直线位移驱动组件输出轴连接，另一个同步带轮则安装在滑移端丝杆螺母中丝杠的一端，由同步皮带将二者联系起来构成传动副；

所述机架包括：大滑台板、大滑台用导轨与滑块、大滑台直线位移传感器、大滑台丝杆螺母、大滑台直线位移传动组件前后支撑和大滑台直线位移驱动组件；其中：沿试验台长度方向上平行安装有两副大滑台用导轨和一只大滑台直线位移传感器以及大滑台直线位移驱动组件、大滑台丝杠螺母，每副导轨上有两只滑块，大滑台板横跨在两副导轨之间并与四只滑块连接，大滑台直线位移传感器靠近机架上导轨的一侧安装，而大滑台直线位移驱动组件、大滑台丝杠螺母则位于机架上的另一侧导轨的近处，安装方向与导轨平行，其中，大滑台丝杠螺母中的螺母与大滑台板连接，大滑台直线位移驱动组件与大滑台丝杠螺母中丝杠一端连接，大滑台直线位移传动组件前后支撑与大滑台丝杠连接并与台架固定。

所述的固定端夹具回转轴线和滑移端夹具回转轴线，在空间保证同轴。

所述固定端摆动台上的导轨和滑移端摆动台上的导轨以及机架上的导轨，在安装工件的初始状态下三者需保证平行。

所述固定端扭矩转速传感器轴线和固定端主轴轴线需保证平行。

所述固定端回转中心和滑移端回转中心必须平行。

本发明可以实现不同规格和结构工件的安装与5功能测试：

1固定端摆角与摆动力矩特性：a已知摆角测试摆动力矩：固定端摆动驱动组件正向驱动固定端摆动板回转中心伸出的轴时，固定端摆动台按照一定转速绕回转中心正向摆动，由固定端驱动组件中的角度传感器测出摆动角度大小，当摆动台摆动当达到设定角度时，则由驱动组件中的扭矩传感器测试出该过程中最大的摆动力矩；b已知摆动力矩测试摆角：固定端摆动驱动组件正向驱动固定端摆动板回转中心伸出的轴时，摆动台按照一定转速绕回转中心正向摆动，当摆动台摆动当达到设定的力矩时，由驱动组件中的角度传感器测试出在该摆动力矩条件下的摆动角度；

2固定端启动力矩：固定端摆动台处于任意摆角位置，主轴转速由0增加到60r/min时，由转速扭矩传感器检测到的最大力矩；

3滑移端摆角特性：a已知摆角测试摆动力矩：滑移端摆动驱动组件正向驱动滑移端回转轴时，摆动台按照一定转速绕回转中心正向摆动，由滑移端摆动驱动组件中的角度传感器感知摆动角度，当摆动台摆动当达到设定角度时，由驱动组件中的扭矩传感器感知并显示该过程中最大的摆动力矩；b已知摆动力矩测试摆角：滑移端摆动驱动组件正向驱动滑移端回转轴时，摆动台按照一定转速绕回转中心正向摆动，当摆动台摆动当达到设定的力矩时，由驱动组件中的角度传感器显示最大摆动力矩出的摆动角度；

4滑移端位移与摆角关系曲线：主轴转速为60r/min条件下，测试时将滑移端滑移范围尺寸按照一定的要求分作若干段，首先启动滑移端直线位移驱动组件，使滑移端丝杆带动螺母向左移动(对工件来说是压缩长度)，直到遇见障碍位置停止，此时再启动滑移端摆动驱动组件，使其正向驱动滑移端回转轴，则摆动台按照一定转速绕回转中心正向摆动，当摆动台摆动到最大角度位置时，由驱动组件中的角度传感器感知并显示该角度值，然后再次启动滑移端直线位移驱动组件，使滑移端丝杆带动螺母向右移动一个定值距离，重复上述测试过程，依此类推，可以得到若干个位移与摆角的对应的点，按次序将这些使用折线连接起来，即可得到位移与摆角关系曲线。

5动静态滑动力：a静态滑动力：测试条件为主轴不转动，根据滑移端滑移范围的尺寸大小，首先由设计位置开始，正向启动滑移端直线位移驱动组件，使滑移端丝杆带动螺母向左(或右)移动达到设计位置的左端点时，停止并反向启动滑移端直线位移驱动组件，使滑移端丝杆带动螺母从左端点向右(或左)移动达到设计位置的右端点，这样往复移动三个行程，由拉压力传感器测试出每一个行程中的滑动力，然后取平均值，该值即为静态滑动力；b动态滑动力：测试条件为主轴转速60r/min，测试过程与静态时完全相同，即可得到动态滑动力

6不同规格和结构工件的安装：当固定端柄部轴向长度尺寸改变时，启动固定端直线位移驱动组件中的电机，使之得电，通过减速器驱动丝杠螺母传动副，使固定端夹具左右位移，以适应这种尺寸改变。当滑移端轴向长度尺寸改变时，启动滑移端直线位移驱动组件中的电机，使之得电，通过滑移端同步带与同步带轮使滑移端直线位移传动组件中的丝杠螺母运动，带动后滑板和拉压力传感器以及前滑板左右移动，即带动滑移端支撑座和滑移端夹具左右移动，以适应这种尺寸的改变。当等速万向节驱动轴滑移端或固定端柄部直径尺寸改变时只要更换相应夹具即可。

本发明五功能测试试验台具有以下有点：

1本发明具有一机多用，适用范围广的特点，即可以测试不同结构和尺寸大小的等速万向节驱动轴总成；

2不仅分别可以测试摆角大小和摆动力矩大小，还可以进行设定摆角测试摆动力矩、以及进行设定摆动力矩测试摆角大小；

3不仅可以测试滑移量的大小，还可以测试滑移量与摆角的关系曲线；

4可以测试动静态滑动力；

5可以测试任意摆角位置条件下的启动力矩；

6可以测试滑移端摆角与摆动力矩特性；

7摆动力矩测试、摆动角度、直线位移、滑动力，均为直接测量法，优于间接测量方法；

8没有手动测试环节，测试基准统一，测量准确之优点。

附图说明

图1为本发明的正视示意图；

图2为本发明的俯视示意图；

图3为本发明的轴测示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例以发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1、2所示，本实施例包括：机架1、固定端导轨与滑块2、固定端摆动台板3、固定端直线位移驱动组件4、固定端滑动台板5、固定端后支撑座6、扭矩转速传感器7、主轴支撑座8、主轴9、固定端夹具10、固定端丝杆螺母11、滑移端摆动台板12、滑移端丝杆螺母13、滑移端夹具14，滑移端转轴15，滑移端支撑座16，拉压力传感器17、后滑板18、前滑板19、滑移端导轨与滑块20、大滑台板21、大滑台用导轨与滑块22、滑移端摆动驱动组件23A、固定端摆动驱动组件23B、固定端主轴驱动组件24、固定端直线位移传感器25、滑移端同步带与同步带轮26、大滑台直线位移传感器27、滑移端直线位移驱动组件28、滑移端直线位移传感器29、大滑台丝杆螺母30、大滑台直线位移传动组件前后支撑31、大滑台直线位移驱动组件32、固定端同步带与同步带轮33。

其中：

★在固定端，固定端摆动驱动组件23B与沿着固定端摆动台板3回转中心伸出的回转轴连接，该轴是装在机架上的轴承座中，由径向轴承和轴向轴承进行定位与支撑，以带动固定端摆动台板3实现回转运动，当固定端摆动驱动组件23B得电启动时，固定端摆动台板3进行摆动；在固定端摆动台板3上固定有两副直线导轨2和一只固定端直线位移传感器25，安装方向为平行于回转的半径方向，导轨分布于半径两侧，固定端直线位移传感器25位于回转半径的一侧(传感器的动头与固定端滑动板连接)并与导轨平行，其中每副导轨上有两个滑块2，这四个滑块支撑在固定端滑动板5下方，当固定端直线位移驱动组件4使固定端丝杆螺母11中的丝杠转动、螺母产生直线运动时，固定端滑动台板5可以左右移动(面向纸面，以后下同)，从而带动主轴9上固定端夹具10左右移动，检测该移动距离的大小与方向的工作是由固定端直线位移传感器25完成，以满足不同球笼柄部长短的准确安装需要；固定端同步带与同步带轮32中的一个同步带轮装在固定端主轴驱动组件24端部伸出轴上，另一个同步带轮装在6固定端后支撑伸出的轴中，由同步皮带将二者连接构成传动副，其中固定端后支撑座6座伸出的轴可以在该座中自由转动，并与扭矩转速传感器7的输入端连接，传感器输出端与主轴9的一端连接，主轴9安装在主轴支撑座8中，其另一端安装的有固定端夹具10，这样就构成一个完整的主轴转动传动链，当固定端主轴驱动组件24得电启动时，主轴9转动，其转动速度和转动力矩的检测由扭矩转速传感器7完成。

★在滑移端，滑移端摆动驱动组件23A与沿着滑移端摆动台板12回转中心伸出的回转轴连接，该轴是装在大滑台板21上轴承座中，由径向轴承和轴向轴承进行定位与支撑，以实现回转运动，当滑移端摆动驱动组件23A得电启动时，12滑移端摆动板进行摆动；在12滑移端摆动板上固定的有两副20导轨和一只滑移端直线位移传感器29，三者安装方向为平行于回转的半径方向，两只导轨分布半径两侧，滑移端直线位移传感器29位于半径的一侧，其中每副导轨上有两只滑块，前滑板19和后滑板18下方分别连接的有两只滑块，并横跨在两副导轨之间。在前滑板19上安装的有16滑移端支撑座并与滑29移端直线位移传感器动头连接，滑移端转轴15就装在该支座中并可以绕其轴线回转，拉压力传感器17位于16滑移端支撑座和后滑板18之间，一端与16滑移端支承座连接，另一端与后滑板18连接；滑移端同步带与同步带轮26中的一个同步带轮与滑移端直线位移驱动组件28输出轴连接，另一个同步带轮则安装在滑移端丝杆螺母13中丝杠的一端，由同步皮带将二者联系起来构成传动副，当滑移端直线位移驱动组件28得电启动时，则螺母直线运动，与该螺母连接的后滑板18通过拉压力传感器17带动16滑移端支撑座左右移动，这个移动可以实现三个用途：1)可以实现滑移端夹具14到滑移端回转中心的距离的调整，以适应滑移端柄部不同长短的安装需要；2)可以实现工件滑移端的滑动位移；3)可以实现滑动力测试。上述滑动位移的检测是由滑移端直线位移传感器29完成。

★在机架1上，沿试验台长度方向上平行安装的有两副导轨22和一只大滑台直线位移传感器27以及大滑台直线位移驱动组件32、大滑台丝杠螺母30，每副导轨上有两只滑块，大滑台板21就横跨在两副导轨之间并与四只滑块连接，大滑台直线位移传感器27靠近机架上导轨的一侧安装，而大滑台直线位移驱动组件32、大滑台丝杠螺母30则位于机架上的另一侧导轨的近处，安装方向与导轨平行，大滑台丝杠由大滑台直线位移传动组件前后支撑31连接。其中，30大滑台丝杠螺母中的螺母与大滑台板21连接，大滑台直线位移驱动组件32与30大滑台丝杠螺母中丝杠一端连接，当大滑台直线位移驱动组件32得电启动时，大滑台丝杆螺母30中的丝杆转动、螺母直线运动，带动大滑台板21(即传感器动头)可以左右移动，能够实现固定端和滑移端回转中心距的调节，大滑台直线位移传感器27可以将此距离检测出，以满足不同心轴长短的准确安装需要。机架中除了在固定端回转中心处有一轴承座之外，紧挨着该轴承座还有一长方形孔，以适应滑移端摆动驱动组件沿大滑台导轨移动时需要。

所述固定端直线位移驱动组件4和滑移端直线位移驱动组件28包括：伺服电机+减速器，步进电机+减速器。

所述固定端摆动驱动组件23B和滑移端摆动驱动组件23A有两类结构：

结构一：伺服电机、减速器、扭矩传感器、角度传感器；

结构二：步进电机、减速器、扭矩传感器、角度传感器。

其中角度传感器中转动部分是装在摆动台(固定端或滑移端)伸出的回转轴上的。工作时由角度传感器检测摆动台摆动角度，扭矩传感器检测摆动中的扭矩。

所述的固定端夹具10和滑移端夹具14包括：弹性夹头，法兰式夹具，V块式夹具。

所述的固定端夹具10回转轴线和滑移端夹具14回转轴线，在空间保证同轴。

所述固定端摆动台3上的2导轨和12滑移端摆动台上的20导轨以及机架上的22导轨，在安装工件的初始状态下三者需保证平行。

所述固定端扭矩转速传感器7轴线和固定端主轴9轴线需保证平行。

所述固定端回转中心和滑移端回转中心必须平行。

所述固定端摆动台板3回转轴安装在机架中的轴承座中，由轴承座中的径向轴承和端面轴承对回转轴进行径向和轴向定位与支撑，仅绕回转中心转动。

所述滑移端摆动台板12回转轴安装在大滑台板上的轴承座中，由轴承座中的径向轴承和端面轴承对回转轴进行径向和轴向定位，仅绕回转中心转动。

所述机架1中除了在固定端回转中心处有一轴承座之外，紧挨着该轴承座还有一长方形孔，以适应滑移端摆动驱动组件沿大滑台导轨移动时需要。

本实施例具体使用情况说明：

间隙测试过程(以下说明中的左右方向以图1、图2为准)：

一、固定端摆角与摆动力矩特性：1、固定端设定摆角测试摆动力矩；2、固定端设定摆动力矩测试摆动角度

1、固定端设定摆角测试摆动力矩的方法及步骤：

1)、调整固定端夹具10左右位置和滑移端夹具14左右位置以及两个回转中心的距离，使之满足工件设计尺寸的安装定位要求，将工件等速万向节驱动轴总成固定端和滑移端分别装在固定端夹具10中和滑移端夹具14中并夹紧，以使总成的中心线与试验台9固定端主轴中心和滑移端转轴15中心同轴。在操作界面上输入设定摆角47°；

2)、启动测试按钮，首先使固定端主轴驱动组件24中的伺服电机得电，通过33同步带和同步带轮使扭矩转速传感器7转动，保持主轴9转速60r/min；

3)、主轴9转动之后，再使固定端摆动驱动组件23B中伺服电机得电，使固定端摆动台板3绕回转中心、按照3°～15°/s转速摆动；

4)、由23B固定端驱动组建中的角度传感器感知摆动角度，当固定端摆动台板3摆动达到设定角度47°时，由固定端摆动驱动组件23B中的扭矩传感器感知并显示该摆动过程中最大的摆动力矩13Nm。此力矩即为设定摆动角度所测得的摆动力矩；

2、固定端设定摆矩测试摆角的方法和步骤：

1)、调整固定端夹具10左右位置和滑移端夹具14左右位置以及两个回转中心的距离，使之满足设计尺寸安装定位要求，将工件等速万向节驱动轴总成固定端和滑移端分别装在固定端夹具10中和滑移端夹具14中并夹紧，使总成的中心线与试验台9固定端主轴中心和滑移端转轴15中心同轴。在操作界面上输入扭矩14Nm、转速60r/min；

2)、启动测试按钮，首先使固定端主轴驱动组件24中的伺服电机得电，通过同步带和同步带轮33使扭矩转速传感器7转动，保持主轴9转速60r/min；

3)、主轴9转动之后，再使固定端摆动驱动组件23B中电机得电，使固定端摆动台板3绕回转中心按照3°～15°/s转速摆动；

4)、由固定端摆动驱动组件23B中有扭矩传感器，当固定端摆动台板3摆动的力矩达到设定的摆动力矩14Nm时，由固定端摆动驱动组件23B中的角度位移传感器感测得此时的摆动角度为47.6°。此角度即为设定摆动力矩所测得的摆动角度；

二、启动力矩

1)、安装工件同上，在操作界面上输入额定转速60r/min，摆角位置7°；

2)、启动固定端摆动驱动组件23B，使固定端摆动台板3摆动到设定的角度7°位置停止；

3)、固定端主轴驱动组件24启动，使主轴9转速从0r/s增加到60r/min，由扭矩转速传感器7记录出该转速增加过程中的最大扭矩4.8Nm，该最大扭矩即为摆角为7°时的启动力矩；

三、滑移端摆角与摆动力矩特性：1、滑移端设定摆角测试摆动力矩；2、滑移端设定摆动力矩测试摆动角度

1、滑移端设定摆角测试摆动力矩的方法及步骤：

1)、工件装夹同上，输入额定转速60r/min，摆角23°；

2)、启动测试按钮，首先固定端主轴驱动组件24得电，通过同步带和同步带轮33使扭矩转速传感器7转动，使主轴9转速保持在60r/min；

3)、主轴转动之后，再使滑移端摆动驱动组件23A中电机得电，使滑移端摆动台板12绕回转中心按照3°～15°/s转速摆动；

4)、由滑移端驱动组件23A中的角度传感器感知摆动角度，当滑移端摆动台板12摆动当达到设定角度23°时，由滑移端摆动驱动组件23A中的扭矩传感器感知并记录该摆动过程中最大的摆动力矩9Nm。此力矩即为设定摆动角度所测得的摆动力矩；

2、滑移端设定摆矩测试摆角的方法和步骤：

1)、工件安装同上，输入额定转速60r/min，设定摆动力矩7Nm；

2)、启动测试按钮，首先固定端主轴驱动组件24得电，通过同步带和同步带轮33使扭矩转速传感器7转动，使主轴9转速保持在60r/min；

3)、主轴转动之后，再使固定端摆动驱动组件23A中电机得电，使滑移端摆动台板12绕回转中心按照3°～15°/s转速摆动；

4)、由滑移端摆动驱动组件23A中扭矩传感器感知摆动力矩，当滑移端摆动台板12摆动的力矩当达到设定值7Nm时，由固定端摆动驱动组件23A中的角度位移传感器感知并记录此时的摆动角度23°。此角度即为设定摆动力矩所测得的摆动角度；

四、位移与摆角关系曲线

1)、工件安装同上，输入主轴额定转速60r/min，滑移范围±30mm；

2)、启动测试按钮，首先固定端主轴驱动组件24得电，通过33同步带和同步带轮使扭矩转速传感器7转动，使主轴9转速保持在60r/min；

3)、主轴转速为60r/min条件下，根据滑移端滑移范围尺寸按照均分原则，将滑移总尺寸60mm分作12段。首先启动滑移端直线位移驱动组件28，使滑移端丝杆螺母13中的螺母、带动滑移端夹具中的工件滑移端向左移动(对工件来说是压缩长度)到设定的-30mm位置停止，此时滑移端摆动驱动组件23A启动，使12滑移端摆动台绕回转中心正向摆动，摆动速度3°～15°/s，当摆动台摆动到工件所能摆动的最大角度位置时，12滑移端摆动台立即停止运动，由滑移端摆动驱动组件23A中的角度传感器记录该角度值，然后摆动台回位后，再次使滑移端直线位移驱动组件28得电，使滑移端丝杆带动螺母向右移动一个定值距离L/n，重复上述测试过程，依此类推，可以得到N+1个位移与摆角的对应数据，按次序将这些点使用折线连接起来，即可得到位移与摆角关系曲线。测试数据见下表

五、动静态滑动力。包括：1静态滑动力；2动态滑动力

1、静态滑动力测试方法及步骤：

1)、工件安装同上，输入额定转速：0r/min，设定滑移范围：±30

2)、根据滑移端滑移范围尺寸60mm，首先启动滑移端直线位移驱动组件28，使滑移端丝杆螺母13中的螺母带动后滑板、后滑板18通过拉压力传感器17带动滑移端夹具14中的工件滑移端向左移动，当29直线位移传感器动头检测到设定位置+30mm时停止，然后使滑移端直线位移驱动组件28反向得电启动，滑移端夹具14向右移动，当29直线位移传感器检测到另一设定位置-30mm时停止，则由拉压力传感器17记录此过程(由+30mm到-30mm)中最大的力值。在此之后，再使滑移端直线位移驱动组件28得电，使工件的滑移端由-30mm位置移动到+30mm位置，同样由拉压力传感器17记录此过程中最大的力值。这样一个往复为一次，重复上述测试过程3次，将所得力值取平均，该平均值即为静态滑动力。

序号	1	2	3	输出值
					正向	98.8	103.1	105.5
反向	74.1	75.6	-79.7
					均值	86.45	89.35	92.6	89.5

单位：N

2动态滑动力测试方法及步骤

1)、工件安装同上，输入额定转速：60r/min，设定滑移范围：±30mm

2)、启动测试按钮，首先固定端主轴驱动组件24得电，通过33同步带和同步带轮使扭矩转速传感器7转动，使主轴9转速保持在60r/min；

3)主轴转动后，根据滑移端滑移范围尺寸60mm，启动滑移端直线位移驱动组件28，使滑移端丝杆螺母13中的螺母带动后滑板18、通过拉压力传感器17带动滑移端夹具14中的工件滑移端向左移动，当29直线位移传感器动头检测到设定位置+30mm时停止，然后使滑移端直线位移驱动组件28反向得电启动，滑移端夹具14向右移动，当29直线位移传感器检测到另一设定位置-30mm时停止，则由拉压力传感器17记录此过程(即由+30mm到-30mm)中最大的力值。之后，再次使滑移端直线位移驱动组件28得电，使工件的滑移端由-30mm位置移动到+30mm位置，同样由拉压力传感器17记录此过程中最大的力值。这样一个往复为一次，重复上述测试过程3次，将所得力值取平均，该平均值即为动态滑动力

序号	1	2	3	输出
					正向	106.6	109.70	106.80
反向	89.7	98.5	86.5
					均值	98.15	104.1	96.65	99.6

单位：N

从以上说明可以看出，本发明是一种具有五种功能测试的试验台，测试方法合理，指标更能反映产品的制造质量，测试过程简单、可靠，并可以测试各种结构和尺寸大小的等速万向节驱动轴总成，目的是全面反映被测工件的加工质量和装配质量。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (11)

1.一种等速万向节驱动轴总成五功能测试试验台，包括：机架，位于机架上的固定端和滑移端；其特征在于：

所述固定端包括：固定端导轨与滑块、固定端摆动台板、固定端直线位移驱动组件、固定端滑动台板、固定端后支撑座、扭矩转速传感器、主轴支撑座、主轴、固定端夹具、固定端丝杆螺母、固定端摆动驱动组件、固定端主轴驱动组件、固定端直线位移传感器和固定端同步带与同步带轮；其中：主轴支撑座与主轴连接，并且主轴可以在主轴支撑座中回转，固定端摆动驱动组件与沿着固定端摆动台板回转中心伸出的回转轴连接，该轴是装在机架上的轴承座中，由径向轴承和轴向轴承进行定位与支撑；在固定端摆动板上固定有两副固定端直线导轨和一只固定端直线位移传感器，安装方向为平行于回转的半径方向，导轨分布于半径两侧，固定端直线位移传感器位于回转半径的一侧并与导轨平行，其中每副导轨上有两个滑块，这四个滑块支撑在固定端滑动板下方；固定端同步带与同步带轮中的一个同步带轮装在固定端主轴驱动组件端部伸出轴上，另一个同步带轮装在固定端后支撑座伸出的轴中，由同步皮带将二者连接构成传动副，其中固定端后支撑座伸出的轴可以在该座中自由转动，并与扭矩转速传感器的输入端连接，扭矩转速传感器输出端与主轴的一端连接，主轴的另一端安装有固定端夹具，这样就构成一个完整的主轴转动传动链；

所述滑移端包括：滑移端摆动台板、滑移端丝杆螺母、滑移端夹具，滑移端转轴，滑移端支撑座，拉压力传感器、后滑板、前滑板、滑移端导轨与滑块、滑移端摆动驱动组件、滑移端同步带与同步带轮、滑移端直线位移驱动组件和滑移端直线位移传感器；其中：滑移端摆动驱动组件与沿着滑移端摆动台板回转中心伸出的回转轴连接，该轴是装在大滑台板上轴承座中，由径向轴承和轴向轴承进行定位与支撑，以实现回转运动；在滑移端摆动板上固定的有两副滑移端导轨和一只滑移端直线位移传感器，三者安装方向为平行于回转的半径方向，两只导轨分布半径两侧，滑移端直线位移传感器，位于半径的一侧，其中每副导轨上有两只滑块，前滑板和后滑板下方分别连接的有两只滑块，并横跨在两副导轨之间；在前滑板上安装有滑移端支撑座并与直线位移传感器动头连接，滑移端转轴就装在该支座中并可以绕其轴线回转，拉压力传感器位于滑移端支撑座和后滑板之间，一端与滑移端支承座连接，另一端与后滑板连接；滑移端同步带与同步带轮中的一个同步带轮与滑移端直线位移驱动组件输出轴连接，另一个同步带轮则安装在滑移端丝杆螺母中丝杠的一端，由同步皮带将二者联系起来构成传动副；

所述机架包括：大滑台板、大滑台用导轨与滑块、大滑台直线位移传感器、大滑台丝杆螺母、大滑台直线位移传动组件前后支撑和大滑台直线位移驱动组件；其中：沿试验台长度方向上平行安装有两副大滑台用导轨和一只大滑台直线位移传感器以及大滑台直线位移驱动组件、大滑台丝杠螺母，每副导轨上有两只滑块，大滑台板横跨在两副导轨之间并与四只滑块连接，大滑台直线位移传感器靠近机架上导轨的一侧安装，而大滑台直线位移驱动组件、大滑台丝杠螺母则位于机架上的另一侧导轨的近处，安装方向与导轨平行，其中，大滑台丝杠螺母中的螺母与大滑台板连接，大滑台直线位移驱动组件与大滑台丝杠螺母中丝杠一端连接，大滑台直线位移传动组件前后支撑与大滑台丝杠连接并与台架固定。

2.根据权利要求1所述的等速万向节驱动轴总成五功能测试试验台，其特征是所述固定端和滑移端直线位移驱动组件包括：伺服电机和减速器，或步进电机和减速器。

3.根据权利要求1所述的等速万向节驱动轴总成五功能测试试验台，其特征是所述固定端摆动驱动组件和滑移端摆动驱动组件有两类结构：

结构一：伺服电机、减速器、扭矩传感器、角度传感器；

结构二：步进电机、减速器、扭矩传感器、角度传感器；

其中角度传感器中转动部分是装在固定端或滑移端摆动台伸出的回转轴上的，角度传感器检测摆动台摆动角度，扭矩传感器检测摆动中的扭矩。

4.根据权利要求1所述的等速万向节驱动轴总成五功能测试试验台，其特征是所述的固定端和滑移端夹具包括：弹性夹头，法兰式夹具，或V块式夹具。

5.根据权利要求1所述的等速万向节驱动轴总成五功能测试试验台，其特征是所述的固定端夹具回转轴线和滑移端夹具回转轴线，在空间保证同轴。

6.根据权利要求1所述的等速万向节驱动轴总成五功能测试试验台，其特征是所述固定端摆动台上的导轨和滑移端摆动台上的导轨以及机架上的导轨，在安装工件的初始状态下三者需保证平行。

7.根据权利要求1所述的等速万向节驱动轴总成五功能测试试验台，其特征是所述固定端扭矩转速传感器轴线和固定端主轴轴线需保证平行。

8.根据权利要求1所述的等速万向节驱动轴总成五功能测试试验台，其特征是所述固定端回转中心和滑移端回转中心必须平行。

9.根据权利要求1所述的等速万向节驱动轴总成五功能测试试验台，其特征是所述固定端摆动台回转轴安装在机架中的轴承座中，由轴承座中的径向轴承和端面轴承对回转轴进行径向和轴向定位与支撑，仅绕回转中心转动。

10.根据权利要求1所述的等速万向节驱动轴总成五功能测试试验台，其特征是所述滑移端摆动台回转轴安装在大滑台板上的轴承座中，由轴承座中的径向轴承和端面轴承对回转轴进行径向和轴向定位，仅绕回转中心转动。

11.根据权利要求1所述的等速万向节驱动轴总成五功能测试试验台，其特征是所述机架中除了在固定端回转中心处有一轴承座之外，紧挨着该轴承座还有一长方形孔，以适应滑移端摆动驱动组件沿大滑台导轨移动时需要。

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