CN108760291B - 一种变速器高速动态传动误差试验测量方法 - Google Patents

一种变速器高速动态传动误差试验测量方法 Download PDF

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    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical means
    • G01B11/26Measuring arrangements characterised by the use of optical means for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes

Abstract

本发明公开了一种变速器高速动态传动误差试验测量方法,包括如下步骤:使待测变速器达到实车工况下的转速扭矩状态;采用包含圆光栅和两个读数头的角位移传感器分别对待测变速器的输入端和输出端进行角位移信号的测量;对同一个角位移传感器在同一时间采集到的两个角位移信号进行算术平均,作为该角位移传感器在该时间采集到的角位移信号;采用比角位移传感器的检测信号更高频率的第一采集信号对角位移传感器检测的角位移信号进行第一次采集;采用比第一采集信号更低频率的第二采集信号对第一次采集的角位移信号进行第二次采集,作为最终采集到的角位移信号。本发明具有采样频率高,数据处理量大,裁量精度高等优点。

Description

一种变速器高速动态传动误差试验测量方法
技术领域
本发明涉及变速器试验技术领域,特别的涉及一种变速器高速动态传动误差试验测量方法。
背景技术
变速器作为现代汽车传动系统的主要部件之一,其性能对整车性能的影响起着至关重要的作用。因此,变速器各种性能的检测技术也在不断进步,汽车变速器主要通过不同齿轮副相互啮合来改变传动比,从而使汽车在不同工况下能够更好的行驶,但是由于齿轮副加工、安装、受载变形等原因,传动时会产生传动误差,表现为瞬时传动比的不断变化,这也是影响变速器齿轮噪声的主要原因之一,因此传动误差的检测对变速器性能评价十分重要。
汽车变速箱常常工作在较高转速下,工作转速下的传动误差更能全面反映变速器工作性能,但是现目前传动误差检测分析方法,都是在低速(远低于变速器正常工作转速,通常输入端转速小于100rpm)或者静止状态下的静态传动误差检测,在高转速(接近变速器正常工作转速,即1000rpm以上)下,轴系偏心安装或者轴系的跳动,都会影响被试变速器的传动误差。而且高速时相应的特征频次也会增高,如低速时,齿轮啮合频次是2Hz,在高速时,齿轮啮合频次将变成600Hz,如果高低速用同样的采样频率,不止分析带宽不够,而且高速和低速下,两个采样点间转过的角位移将会有很大差别,需要用更高分辨率的传感器进行采集。但是,高分辨率的传感器的数据量处理也是一个严峻的问题,如在低速时,一圈可以产生450000个脉冲,测量时转速2rpm,采集卡一秒内只会收到2/60*450000=15000个脉冲,而高速2000rpm时,即使不提高分辨率,一秒钟采集卡将会收到2000/60*450000=15000000个脉冲,这对采集设备的要求也大大提高,再大者,高速下转速波动较,频谱分析已经不再准确,需另外寻找适合用于高速动态传动误差分析方法。
对于解决变速器工作转速下动态传动误差检测过程中数据量大,采样频率低,台架高速下自身误差对测量结果,转速波动大,高速动态传动误差信号分析方法缺失等遇到的难题,目前国内外还没有相关的试验检测分析方法报道,因此,亟需设计一种变速箱工作转速(即输入端转速高于1000rpm)下的传动误差试验测量方法,能够在变速器的工作转速下,克服测试过程中遇到的种种问题,准确的检测传动误差并用合适的分析方法进行分离提取出特征频次及分析,这对于变速器性能检测优化具有十分重要的意义。
发明内容
针对上述现有技术的不足,本发明所要解决的技术问题是:如何提供一种采样频率高,数据处理量大,裁量精度高的变速器高速动态传动误差试验测量方法。
为了解决上述技术问题,本发明采用了如下的技术方案:
一种变速器高速动态传动误差试验测量方法,其特征在于,包括如下步骤:
将待测变速器安装在试验测量装置上,采用闭环控制方式对待测变速器进行转速扭矩调节,使待测变速器达到实车工况下的转速扭矩状态;
采用包含圆光栅和两个读数头的角位移传感器分别对待测变速器的输入端和输出端进行角位移信号的测量,两个所述读数头沿径向对称设置在对应的圆光栅两侧;
对同一个角位移传感器在同一时间采集到的两个角位移信号进行算术平均,作为该角位移传感器在该时间采集到的角位移信号;
对原始检测信号进行脉冲细分处理:采用比角位移传感器的检测信号更高频率的第一采集信号对角位移传感器检测的角位移信号进行第一次采集;
对第一次采集的角位移信号进行倍频脉冲计数处理:采用比第一采集信号更低频率的第二采集信号对第一次采集的角位移信号进行第二次采集,作为最终采集到的角位移信号;
对最终采集到的角位移信号进行脉冲信号计数,并将最终采集到的角位移信号的脉冲数量除以光栅旋转一圈产生的总脉冲数量,计算出旋转的角位移量;根据传动误差公式TE=驱动端角位移-加载端角位移*传动比得到传动误差原始波形曲线。
进一步的,检测前,先获取如下结构的试验测量装置:包括底座,安装在底座上的变速器安装架,以及安装在所述变速器安装架上的待测变速器;所述待测变速器的输入端和输出端分别连接有驱动机构和加载机构,所述驱动机构包括依次连接设置的驱动电机、驱动减速机、驱动端转速扭矩传感器以及驱动端角位移传感器;所述加载机构包括加载电机、加载减速机、加载端转速扭矩传感器以及加载端角位移传感器;所述驱动端角位移传感器和加载端角位移传感器包括同轴安装在待测变速器的输入端或输出端上的圆光栅,以及相对所述底座静止且沿径向对称地设置在所述圆光栅两侧的读数头;还包括用于信号采集和进行加载控制的测控系统,所述测控系统包括测控计算机,连接在所述测控计算机上的高速数据采集卡、驱动电机控制器和加载电机控制器;所述驱动端转速扭矩传感器、驱动端角位移传感器、加载端转速扭矩传感器以及加载端角位移传感器均连接至所述高速数据采集卡,所述驱动电机电连接至所述驱动电机控制器,所述加载电机电连接至所述加载电机控制器。
进一步的,所述驱动减速机和所述加载减速机均为孔输入型减速机;所述驱动电机的输出轴插入所述驱动减速机的输入孔,并通过螺栓与所述驱动减速机安装为一体;所述加载电机的输出轴插入所述加载减速机的输入孔,并通过螺栓与所述加载减速机安装为一体。
进一步的,所述驱动端转速扭矩传感器的一端通过膜片联轴器与所述驱动减速机相连,另一端与所述待测变速器的输入端之间还设置有通过轴承座支撑的驱动连接轴;所述加载端转速扭矩传感器的一端通过膜片联轴器与所述加载减速机相连,另一端与所述待测变速器的输出端之间还设置有通过轴承座支撑的加载连接轴。
进一步的,所述底座上具有沿长度方向设置的第一导轨,以及安装在所述第一导轨上的加载机构底座和驱动机构底座;
所述加载机构底座包括可滑动地安装在所述第一导轨上的滑座和安装在所述滑座上的加载安装座;所述滑座上具有沿所述底座的宽度方向倾斜设置的斜面,以及沿斜面设置的第二导轨;所述加载安装座可滑动地安装在所述第二导轨上,且顶部为水平设置的安装面;所述加载机构安装在所述加载安装座上;所述滑座和加载安装座之间还安装有与所述第二导轨平行设置的第一丝杆螺母机构,所述第一丝杆螺母机构的丝杆上端安装有把手;
所述驱动机构底座包括固定安装在所述第一导轨上的垫板和安装在所述垫板上的驱动安装座;所述垫板和驱动安装座的顶部均为水平设置的安装面,所述垫板上具有沿宽度方向设置的第三导轨,所述驱动安装座可滑动地安装在所述第三导轨上;所述驱动机构和所述变速器安装架均安装在所述驱动安装座上;所述垫板与所述驱动安装座之间安装有沿所述第三导轨设置的第三丝杆螺母机构,所述第三丝杆螺母机构的丝杆上端安装有把手。
进一步的,所述滑座与所述底座之间安装有沿所述第一导轨平行设置的第二丝杆螺母机构,所述底座的端部安装有调节电机,所述调节电机与所述第二丝杆螺母的丝杆之间安装有蜗轮蜗杆减速机。
进一步的,所述驱动安装座上具有沿所述底座的长度方向设置的第四导轨,以及可滑动地安装在所述第四导轨上的底板,所述驱动机构安装在所述底板上;所述驱动安装座背离所述加载机构的一端具有垂直安装的支架,所述底板的底部具有沿所述第四导轨设置的第四丝杆螺母机构,所述第四丝杆螺母机构的丝杆穿过所述支架,并安装有把手。
进一步的,所述底座上还安装有沿所述底座的宽度方向设置的工装装夹台,所述工装装夹台位于所述加载机构底座和驱动机构底座之间,所述工装装夹台低于所述待测变速器的安装位置。
进一步的,所述工装装夹台上还具有竖向安装的千斤顶。
综上所述,本发明具有如下优点:
1、采集数据时将两个读数头数据进行平均,可以有效消除轴系偏心及跳动对变速器传动误差测试结果的影响,提高检测的精度。
2、对原始信号进行脉冲细分处理,极大的提高了信号分辨率,从而增加了测试传动误差测试结果的准确性。再对信号进行倍频脉冲计数处理,降低了数据量,减轻了采集设备负荷,避免数据丢失。
3、既可以适用于高速下动态传动误差的测量,也兼容低速准静态传动误差的测量,适用范围广。
4、试验测量方法简单,工作原理可靠,测试过程实现计算机自动控制。
5、能够有效解决高速动态传动误差的测量和分析的采样率,转速影响传动误差分析问题,能够准确地采集到变速器工作转速下的高速动态传动误差。
附图说明
图1为变速器高速动态传动误差试验测量装置的结构示意图。
图2为图1的侧视结构示意图。
图3为测量数据处理流程示意图。
图4为脉冲细分处理的原理示意图。
图5为倍频脉冲计数处理的原理示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
具体实施时:如图1~图3所示,一种变速器高速动态传动误差试验测量装置,包括底座1,安装在底座1上的变速器安装架2,以及安装在所述变速器安装架2上的待测变速器3;所述待测变速器3的输入端和输出端分别连接有驱动机构4和加载机构5,所述驱动机构4包括依次连接设置的驱动电机41、驱动减速机42、驱动端转速扭矩传感器43以及驱动端角位移传感器44;所述加载机构5包括加载电机51、加载减速机52、加载端转速扭矩传感器53以及加载端角位移传感器54;所述驱动端角位移传感器44和加载端角位移传感器54包括同轴安装在待测变速器3的输入端或输出端上的圆光栅,以及相对所述底座1静止且沿径向对称地设置在所述圆光栅两侧的读数头;还包括用于信号采集和进行加载控制的测控系统6,所述测控系统6包括测控计算机61,连接在所述测控计算机61上的高速数据采集卡62、驱动电机控制器63和加载电机控制器64;所述驱动端转速扭矩传感器43、驱动端角位移传感器44、加载端转速扭矩传感器53以及加载端角位移传感器54均连接至所述高速数据采集卡62,所述驱动电机41电连接至所述驱动电机控制器63,所述加载电机51电连接至所述加载电机控制器64。所述驱动电机41和加载电机51均为伺服电机。
采用上述结构,利用高速数据采集卡可以实现对角位移传感器的转速扭矩传感器的数据进行高速采集,同时,通过对转速和扭矩信号,可以实现对加载电机和驱动电机的闭环控制,提高试验的精度。而且,由于驱动端角位移传感器和加载端角位移传感器均采用圆光栅,以及沿径向对称地设置在所述圆光栅两侧的读数头,且读数头相对底座静止,就可以同时采集到圆光栅径向方向两侧的数据,由于当轴系偏心安装时或者轴系跳动时,圆光栅表面与读数头距离会发生变化,当圆光栅表面与其中一个读数头距离发生变化时,与另一个读数头会发生相反的变化,因此将两个读数头数据进行实时算术平均,就可以消除这个距离变化带来的误差,即可以有效的消除光栅和轴系偏心安装及轴系跳动带来的误差,从而提高测量精度。因此,上述装置能够准确模拟待测变速器的工作转速,并能够高速采样测量信号,通过双读数头的角位移传感器,能够消除轴系偏心安装及轴系跳动带来的误差,提高测量精度。
实施时,所述驱动减速机42和所述加载减速机52均为孔输入型减速机;所述驱动电机41的输出轴插入所述驱动减速机42的输入孔,并通过螺栓与所述驱动减速机42安装为一体;所述加载电机51的输出轴插入所述加载减速机52的输入孔,并通过螺栓与所述加载减速机52安装为一体。
采用上述结构,既可以减少轴连接时所采用的联轴器,使得测量装置更加简单,同时,减少传动零部件的数量,提高了驱动电机与驱动减速机、加载电机与加载减速机之间的连接稳定性和传动效率,减少传动的损耗,有利于提高测量的精度。
实施时,所述驱动端转速扭矩传感器43的一端通过膜片联轴器与所述驱动减速机42相连,另一端与所述待测变速器3的输入端之间还设置有通过轴承座支撑的驱动连接轴46;所述加载端转速扭矩传感器33的一端通过膜片联轴器与所述加载减速机52相连,另一端与所述待测变速器3的输出端之间还设置有通过轴承座支撑的加载连接轴56。
实施时,所述底座1上具有沿长度方向设置的第一导轨,以及安装在所述第一导轨上的加载机构底座7和驱动机构底座8;
所述加载机构底座7包括可滑动地安装在所述第一导轨上的滑座71和安装在所述滑座71上的加载安装座72;所述滑座71上具有沿所述底座1的宽度方向倾斜设置的斜面,以及沿斜面设置的第二导轨;所述加载安装座72可滑动地安装在所述第二导轨上,且顶部为水平设置的安装面;所述加载机构5安装在所述加载安装座72上;所述滑座71和加载安装座72之间还安装有与所述第二导轨平行设置的第一丝杆螺母机构,所述第一丝杆螺母机构的丝杆上端安装有把手;
所述驱动机构底座8包括固定安装在所述第一导轨上的垫板81和安装在所述垫板81上的驱动安装座82;所述垫板81和驱动安装座82的顶部均为水平设置的安装面,所述垫板81上具有沿宽度方向设置的第三导轨,所述驱动安装座82可滑动地安装在所述第三导轨上;所述驱动机构4和所述变速器安装架2均安装在所述驱动安装座82上;所述垫板81与所述驱动安装座82之间安装有沿所述第三导轨设置的第三丝杆螺母机构,所述第三丝杆螺母机构的丝杆上端安装有把手。
上述结构中,滑座可滑动地安装在第一导轨上,使得加载机构能够沿底座的长度方向相对驱动机构移动,便于二者分开单独装配,提高装配调试的效率。另外,滑座上的斜面以及沿斜面设置的第二导轨,可以使加载安装座在第二导轨上纵向移动的同时改变顶部安装面的高度,可以实现对加载机构的高度调节。同时,垫板上沿宽度方向水平设置的第三导轨,可以使驱动安装座在第三导轨上纵向移动,便于在纵向方向上适配加载机构。这样,就可以对不同型号的变速器进行试验测量。
实施时,所述滑座71与所述底座1之间安装有沿所述第一导轨平行设置的第二丝杆螺母机构,所述底座1的端部安装有调节电机,所述调节电机与所述第二丝杆螺母的丝杆之间安装有蜗轮蜗杆减速机73。
实施时,所述驱动安装座82上具有沿所述底座1的长度方向设置的第四导轨,以及可滑动地安装在所述第四导轨上的底板83,所述驱动机构4安装在所述底板83上;所述驱动安装座82背离所述加载机构5的一端具有垂直安装的支架,所述底板83的底部具有沿所述第四导轨设置的第四丝杆螺母机构,所述第四丝杆螺母机构的丝杆穿过所述支架,并安装有把手。
这样,可以沿底座长度方向调整底板与变速器安装架之间的间距,便于根据不同变速器的型号,选用不同的驱动机构配置,适用范围更广。
实施时,所述底座1上还安装有沿所述底座1的宽度方向设置的工装装夹台9,所述工装装夹台9位于所述加载机构底座7和驱动机构底座8之间,所述工装装夹台9低于所述待测变速器3的安装位置。
由于待测变速器通常比较重,而待测变速器的安装位置相对较高,安装时需要人力抬举比较吃力,采用工装装夹台,可以先将待测变速器搬到工装装夹台上,安装时只需稍微抬起即可,便于安装拆卸,以及提高拆装操作的安全性。
实施时,所述工装装夹台9上还具有竖向安装的千斤顶。
具体测试时,采用如下步骤:
1、根据待测变速器3的安装尺寸制作变速器安装架2,并将变速器安装架2安装在驱动安装座82上,将待测变速器3抬到工装装夹台9上,利用千斤顶将待测变速器3顶升到安装位置,并固定在变速器安装架2上,并降下千斤顶。调节第四丝杆螺母机构的把手,将驱动机构4依次连接地安装在底板83上,再与待测变速器3输入端连接。将加载机构5依次连接地安装在加载安装座72上,调节第一丝杆螺母机构把手,使加载机构5的轴心高度与待测变速器3的输出端的轴心高度一致;再调节第三丝杆螺母机构上的把手,使驱动安装座82沿底座的宽度方向移动,使加载机构5的轴心与待测变速器3的输出端的轴心同轴。最后利用调节电机将移动加载机构底座7,将加载机构5与待测变速器3的输出端连接,完成试验测量装置的组装。
2、启动试验测量装置,利用驱动电机控制器63和加载电机控制器64,以及高速数据采集卡62采集到的驱动端转速扭矩传感器43和加载端转速扭矩传感器53检测的扭矩转速信号,分别对驱动电机和加载电机进行闭环反馈调节,将转速扭矩调节到待测变速器3的工作转速扭矩下。
3、待扭矩转速稳定后,启动测控计算机61和高速数据采集卡62对驱动端角位移传感器44和加载端角位移传感器54所检测到的角位移信号进行采集。
4、测控计算机61接收到高速数据采集卡62传输的数据后,按照传动误差计算公式进行数据处理,并在显示传动误差时域原始波形。
高速数据采集卡62对角位移信号进行采集时,具体采用如下步骤:
3.1、对同一个角位移传感器在同一时间采集到的两个角位移信号进行算术平均,作为该角位移传感器在该时间采集到的角位移信号。
由于角位移传感器选用圆光栅,并采用双读数头对称安装的方式,当轴系偏心安装时或者轴系跳动时,光栅表面与读数头距离会发生变化,当光栅表面与其中一个读数头距离发生变化时,与另一个读头会发生相反的变化,将两个读数头数据进行实时算术平均后,正好可以消除这个距离变化带来的误差,即可以有效的消除光栅和轴系偏心安装及轴系跳动带来的误差,从而提高测量精度。
3.2、对原始检测信号进行脉冲细分处理:采用比驱动端角位移传感器44和加载端角位移传感器54的检测信号更高频率的第一采集信号对传感器检测的角位移信号进行第一次采集。
由于驱动端角位移传感器44和加载端角位移传感器54的原始信号频率(检测频率)通常较低,而脉冲计数器计只能计数整数个脉冲,如果信号存在非整数脉冲部分,则将会被忽略,这将会给测试带来较大的误差。而用精度更高的高频脉冲去细分传感器传来的原始信号脉冲,对原始脉冲信号进行脉冲细分处理,原理如图4所示,假设用频率高于原始脉冲频率14倍的高频脉冲来进行细分,如此单个原始脉冲被细分为14份,如果存在3/7个整数脉冲,则可以用6个高频脉冲进行计数,如此可以大大提高测量精度。
3.3、对第一次采集的角位移信号进行倍频脉冲计数处理:采用比第一采集信号更低频率的第二采集信号对第一次采集的角位移信号进行第二次采集,作为最终采集到的角位移信号。
进行脉冲细分后的信号数据量十分庞大,普通采集设备缓冲区及晶振频率达不到如此高要求,本实施例选用一款时钟源频率达到100MHz的数字量采集卡,并且在信号进入采集卡之前对信号进行倍频脉冲计数处理,原理如图5所示,即用一个频率较低的脉冲去替代多个高频脉冲,如将8个高频脉冲用一个低频脉冲进行替代计数。如此可以大大降低数据量,降低采集设备负荷。
对最终采集到的角位移信号进行脉冲信号计数,并将最终采集到的角位移信号的脉冲数量除以光栅旋转一圈产生的总脉冲数量,计算出旋转的角位移量;根据传动误差公式TE=驱动端角位移-加载端角位移*传动比得到传动误差原始波形曲线。
具体实施时,高速数据采集卡62对驱动端转速扭矩传感器43和加载端转速扭矩传感器53检测的转速扭矩信号进行采集前,先对转速扭矩信号进行低通滤波,再输入对应的所述驱动电机控制器63或加载电机控制器64。
为了降低转速扭矩对传动误差信号的干扰,在台架控制模式上,对转速扭矩信号进行低通滤波,再输入到控制器进行控制,从而将转速扭矩波动控制在输入轴轴频前几阶次,如齿轮特征频次在10次/转以上,在控制模式上,用低于10次/转的低通滤波器对转速扭矩信号进行滤波,然后输入到台架控制器中,则台架转速扭矩波动主要集中在10次/转以下,则可有效规避开齿轮啮合频次及重要特征频次区间。
具体实施时,还可以进行如下步骤:
将脉冲信号计数后,根据当前采集到的脉冲个数除以光栅旋转一圈产生的总脉冲数量,即可以计算出旋转的角位移量,将角位移量以数据流方式,读写到TDMS文件当中进行存储。
进行数据分析时,通过软件将TDMS文件中的数据以数据流方式读取,接着根据传动误差公式TE=驱动端角位移-加载端角位移*传动比,将每个数据点代入进行计算,即可得到传动误差原始波形曲线。
具体的,还可以采用阶次计算方法或者采用希尔伯特黄对传动误差原始信号进行数据处理分析。通过阶次计算方法,将信号根据转速进行重采样换算到阶次域,即以某个特征频次为基准,将其它频次根据此频次进行对应换算,如以驱动端输入轴频为基准1次/转,加载端轴频相对于驱动端轴频是0.5次/转,则在阶次谱上0.5次/转频次上的就是加载端轴频幅值,1次/转的对应的就是驱动端轴频,其他特征频次依照此方法换算,从而方便地提取啮合频次或者轴频特征信息,或者通过希尔伯特黄变换方法,自适应得到高速动态传动误差信号不同频率成分的固有模态函数,分离出轴频分量和齿频分量,从而获得动态传动误差的希尔伯特谱。
采用本试验测量装置和方法,具有如下优点:
1、驱动端角位移传感器和加载端角位移传感器均采用圆光栅以及径向对称安装的双读数头,能够同事采集到径向方向上的两个数据,可以对两个读数头的数据进行平均,有效消除轴系偏心及跳动对变速器传动误差测试结果的影响,提高测量的准确性。
2、既可以适用于高速下动态传动误差的测量,也兼容低速准静态传动误差的测量,适用范围广。
3、待测变速器和减速机之间采用膜片联轴器连接,可以隔绝来自台架减速机的传动误差,避免台架自身误差对测试结果的影响,提高测量精度。
4、采用伺服电机和闭环反馈调节方式进行转速扭矩调节,能够模拟变速器在实车工况下的工作状态,模拟精度高,测量结果真实可靠。
5、对原始信号进行脉冲细分处理,极大的提高了信号分辨率,从而增加了测试传动误差测试结果的准确性。再对信号进行倍频脉冲计数处理,降低了数据量,减轻了采集设备负荷,避免数据丢失。
6、试验测量方法简单,工作原理可靠,测试过程实现计算机自动控制。
7、能够有效解决高速动态传动误差的测量和分析的采样率,转速影响传动误差分析问题,能够准确地采集到变速器工作转速下的高速动态传动误差。
8、对转速扭矩信号进行滤波处理,将转速扭矩信号对传动误差的影响控制在轴频前几阶次上,避免了转速扭矩信号对齿轮啮合频次的影响。
9、对高速传动误差原始信号采用阶次换算的方法或者采用希尔伯特黄信号处理,更加准确便捷的从传动误差原始信号中提取出有用的特征信息。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不以本发明为限制,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种变速器高速动态传动误差试验测量方法,其特征在于,包括如下步骤:
将待测变速器安装在试验测量装置上,采用闭环控制方式对待测变速器进行转速扭矩调节,使待测变速器达到实车工况下的转速扭矩状态;
采用包含圆光栅和两个读数头的角位移传感器分别对待测变速器的输入端和输出端进行角位移信号的测量,两个所述读数头沿径向对称设置在对应的圆光栅两侧;
对同一个角位移传感器在同一时间采集到的两个角位移信号进行算术平均,作为该角位移传感器在该时间采集到的角位移信号;
对原始检测信号进行脉冲细分处理:采用比驱动端角位移传感器(44)和加载端角位移传感器(54)的检测信号更高频率的第一采集信号对角位移传感器检测的角位移信号进行第一次采集,用精度更高的高频脉冲去细分传感器传来的原始信号脉冲,对原始脉冲信号进行脉冲细分处理;
对第一次采集的角位移信号进行倍频脉冲计数处理:用比第一采集信号更低频率的第二采集信号对第一次采集的角位移信号进行第二次采集,作为最终采集到的角位移信号;
对最终采集到的角位移信号进行脉冲信号计数,并将最终采集到的角位移信号的脉冲数量除以光栅旋转一圈产生的总脉冲数量,计算出旋转的角位移量;根据传动误差公式TE=驱动端角位移-加载端角位移*传动比得到传动误差原始波形曲线;
检测前,先获取如下结构的试验测量装置:包括底座(1),安装在底座(1)上的变速器安装架(2),以及安装在所述变速器安装架(2)上的待测变速器(3);所述待测变速器(3)的输入端和输出端分别连接有驱动机构(4)和加载机构(5),所述驱动机构(4)包括依次连接设置的驱动电机(41)、驱动减速机(42)、驱动端转速扭矩传感器(43)以及驱动端角位移传感器(44);所述加载机构(5)包括加载电机(51)、加载减速机(52)、加载端转速扭矩传感器(53)以及加载端角位移传感器(54);所述驱动端角位移传感器(44)和加载端角位移传感器(54)包括同轴安装在待测变速器(3)的输入端或输出端上的圆光栅,以及相对所述底座(1)静止且沿径向对称地设置在所述圆光栅两侧的读数头;还包括用于信号采集和进行加载控制的测控系统(6),所述测控系统(6)包括测控计算机(61),连接在所述测控计算机(61)上的高速数据采集卡(62)、驱动电机控制器(63)和加载电机控制器(64);所述驱动端转速扭矩传感器(43)、驱动端角位移传感器(44)、加载端转速扭矩传感器(53)以及加载端角位移传感器(54)均连接至所述高速数据采集卡(62),所述驱动电机(41)电连接至所述驱动电机控制器(63),所述加载电机(51)电连接至所述加载电机控制器(64);
所述底座(1)上具有沿长度方向设置的第一导轨,以及安装在所述第一导轨上的加载机构底座(7)和驱动机构底座(8);
所述加载机构底座(7)包括可滑动地安装在所述第一导轨上的滑座(71)和安装在所述滑座(71)上的加载安装座(72);所述滑座(71)上具有沿所述底座(1)的宽度方向倾斜设置的斜面,以及沿斜面设置的第二导轨;所述加载安装座(72)可滑动地安装在所述第二导轨上,且顶部为水平设置的安装面;所述加载机构(5)安装在所述加载安装座(72)上;所述滑座(71)和加载安装座(72)之间还安装有与所述第二导轨平行设置的第一丝杆螺母机构,所述第一丝杆螺母机构的丝杆上端安装有把手;
所述驱动机构底座(8)包括固定安装在所述第一导轨上的垫板(81)和安装在所述垫板(81)上的驱动安装座(82);所述垫板(81)和驱动安装座(82)的顶部均为水平设置的安装面,所述垫板(81)上具有沿宽度方向设置的第三导轨,所述驱动安装座(82)可滑动地安装在所述第三导轨上;所述驱动机构(4)和所述变速器安装架(2)均安装在所述驱动安装座(82)上;所述垫板(81)与所述驱动安装座(82)之间安装有沿所述第三导轨设置的第三丝杆螺母机构,所述第三丝杆螺母机构的丝杆上端安装有把手。
2.如权利要求1所述的变速器高速动态传动误差试验测量方法,其特征在于,所述驱动减速机(42)和所述加载减速机(52)均为孔输入型减速机;所述驱动电机(41)的输出轴插入所述驱动减速机(42)的输入孔,并通过螺栓与所述驱动减速机(42)安装为一体;所述加载电机(51)的输出轴插入所述加载减速机(52)的输入孔,并通过螺栓与所述加载减速机(52)安装为一体。
3.如权利要求1所述的变速器高速动态传动误差试验测量方法,其特征在于,所述驱动端转速扭矩传感器(43)的一端通过膜片联轴器与所述驱动减速机(42)相连,另一端与所述待测变速器(3)的输入端之间还设置有通过轴承座支撑的驱动连接轴(46);所述加载端转速扭矩传感器(33)的一端通过膜片联轴器与所述加载减速机(52)相连,另一端与所述待测变速器(3)的输出端之间还设置有通过轴承座支撑的加载连接轴(56)。
4.如权利要求1所述的变速器高速动态传动误差试验测量方法,其特征在于,所述滑座(71)与所述底座(1)之间安装有沿所述第一导轨平行设置的第二丝杆螺母机构,所述底座(1)的端部安装有调节电机,所述调节电机与所述第二丝杆螺母的丝杆之间安装有蜗轮蜗杆减速机(73)。
5.如权利要求1所述的变速器高速动态传动误差试验测量方法,其特征在于,所述驱动安装座(82)上具有沿所述底座(1)的长度方向设置的第四导轨,以及可滑动地安装在所述第四导轨上的底板(83),所述驱动机构(4)安装在所述底板(83)上;所述驱动安装座(82)背离所述加载机构(5)的一端具有垂直安装的支架,所述底板(83)的底部具有沿所述第四导轨设置的第四丝杆螺母机构,所述第四丝杆螺母机构的丝杆穿过所述支架,并安装有把手。
6.如权利要求1所述的变速器高速动态传动误差试验测量方法,其特征在于,所述底座(1)上还安装有沿所述底座(1)的宽度方向设置的工装装夹台(9),所述工装装夹台(9)位于所述加载机构底座(7)和驱动机构底座(8)之间,所述工装装夹台(9)低于所述待测变速器(3)的安装位置。
7.如权利要求6所述的变速器高速动态传动误差试验测量方法,其特征在于,所述工装装夹台(9)上还具有竖向安装的千斤顶。
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