CN116735189A - 齿轮扭矩偏载确定方法、装置、存储介质和电子设备 - Google Patents

齿轮扭矩偏载确定方法、装置、存储介质和电子设备 Download PDF

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CN116735189A CN202310721026.4A CN202310721026A CN116735189A CN 116735189 A CN116735189 A CN 116735189A CN 202310721026 A CN202310721026 A CN 202310721026A CN 116735189 A CN116735189 A CN 116735189A
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吴亚军
申春宝
宋津成
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Abstract

本申请公开了一种齿轮扭矩偏载确定方法、装置、存储介质和电子设备。该方法包括：获取待测试齿轮在进行啮合印迹试验时的第一扭矩；从标准啮合印迹图像库中确定与第一扭矩对应的目标啮合印迹图像，并对目标啮合印迹图像进行分析确定第一测试扭矩；从标准齿轮表面粗糙度库中确定与第一扭矩对应的目标表面粗糙度，以及第一扭矩与目标表面粗糙度的目标特征系数，并依据目标表面粗糙度和目标特征系数确定第二测试扭矩；确定第一测试扭矩和第二测试扭矩的扭矩差值，并将扭矩差值作为待测试齿轮的扭矩偏载值。本申请解决了相关技术在齿轮传动的零部件在啮合印迹试验后，无法对试验结果进行量化评价的技术问题。

Description

齿轮扭矩偏载确定方法、装置、存储介质和电子设备
技术领域
本申请涉及齿轮测量技术领域，具体而言，涉及一种齿轮扭矩偏载确定方法、装置、存储介质和电子设备。
背景技术
当前汽车的各动力总成包括：发送机、变速器、分动器、差速器、驱动桥以及其齿轮传动的零部件。在汽车设计开发测试阶段一般会对齿轮传动的零部件进行啮合印迹试验，其目的是验证主从动齿轮在不同工况、不同载荷下的传扭情况，以此来指导齿轮设计修形；同时，啮合印迹试验也可以在早期验证阶段，防止出现齿轮异常磨损、齿面点蚀、胶合等常见的失效。
而关于啮合印迹试验的试验结果的评价主要依托试验员对试验结果的主观评价，其仅可以得到“偏载”或“不偏载”两种结果，无法对试验结果进行量化评价；同时，由于不同试验员评价标准不一致，导致试验结果精确性较低，从而对齿轮设计改进的指导作用不明显。
针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本申请实施例提供了一种齿轮扭矩偏载确定方法、装置、存储介质和电子设备，以至少解决相关技术在齿轮传动的零部件在啮合印迹试验后，无法对试验结果进行量化评价的技术问题。
根据本申请实施例的一个方面，提供了一种齿轮扭矩偏载确定方法，包括：获取待测试齿轮在进行啮合印迹试验时的第一扭矩；从标准啮合印迹图像库中确定与第一扭矩对应的目标啮合印迹图像，并对目标啮合印迹图像进行分析确定第一测试扭矩，其中，标准啮合印迹图像库中存储待测试齿轮按照至少一个第二扭矩进行啮合印迹试验时的啮合印迹图像，第二扭矩为按照目标扭矩间隔对预设的扭矩范围进行划分所得的扭矩值；从标准齿轮表面粗糙度库中确定与第一扭矩对应的目标表面粗糙度，以及第一扭矩与目标表面粗糙度的目标特征系数，并依据目标表面粗糙度和目标特征系数确定第二测试扭矩，其中，标准齿轮表面粗糙度库中存储待测试齿轮按照至少一个第二扭矩进行啮合印迹试验后的第一表面粗糙度，以及第二扭矩与第一表面粗糙度的第一特征系数；确定第一测试扭矩和第二测试扭矩的扭矩差值，并将扭矩差值作为待测试齿轮的扭矩偏载值。
可选地，标准啮合印迹图像库的建立过程包括：通过图像采集设备采集待测试齿轮按照每个第二扭矩进行啮合印迹试验时的啮合印迹图像；由各个第二扭矩对应的啮合印迹图像组成标准啮合印迹图像库。
可选地，通过图像采集设备采集待测试齿轮按照每个第二扭矩进行啮合印迹试验时的啮合印迹图像，包括：对待测试齿轮施加至少一个第二扭矩，并在各个第二扭矩下对待测试齿轮进行啮合印迹试验；通过图像采集设备采集啮合印迹试验过程中待测试齿轮的啮合印迹图像。
可选地，对目标啮合印迹图像进行分析确定第一测试扭矩，包括：按照预设的采样频率对目标啮合印迹图像进行采样，得到多个像素点，并确定各个像素点的亮度值；将各个像素点的亮度值映射到预设的离散范围内，确定与各个像素点的亮度值对应的离散数值；基于各个像素点对应的离散数值确定与目标啮合印迹图像的目标矩阵，并基于目标矩阵确定第一测试扭矩。
可选地，标准齿轮表面粗糙度库的建立过程包括：在待测试齿轮按照各个第二扭矩进行啮合印迹试验后，确定与第二扭矩对应的待测试齿轮的第一表面粗糙度，以及第一表面粗糙度与第二扭矩的第一特征系数；由各个第二扭矩对应的第一表面粗糙度以及第一表面粗糙度与第二扭矩的第一特征系数组成标准齿轮表面粗糙度库。。
可选地，确定与第二扭矩对应的待测试齿轮的第一表面粗糙度，以及第一表面粗糙度与第二扭矩的第一特征系数，包括：对于按照每个第二扭矩进行啮合印迹试验后的待测试齿轮，采用粗糙度测量仪器对待测试齿轮进行多次测量，得到与第二扭矩对应的多个第二表面粗糙度，并确定多个第二表面粗糙度与第二扭矩的多个第二特征系数；计算多个第二表面粗糙度的粗糙度均值，并将粗糙度均值作为与第二扭矩对应的第一表面粗糙度；计算多个第二特征系数的系数均值，并将系数均值作为表面粗糙度与第二扭矩的第一特征系数。
可选地，在将扭矩差值作为待测试齿轮的扭矩偏载值之后，该方法还包括：判断扭矩偏载值是否在预设的偏载范围内，并在扭矩偏载值在预设的偏载范围内时，确定将第一测试扭矩作为待测试齿轮的扭矩测试结果。
根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种齿轮扭矩偏载确定装置，包括：获取模块，用于获取待测试齿轮在进行啮合印迹试验时的第一扭矩；第一确定模块，用于从标准啮合印迹图像库中确定与第一扭矩对应的目标啮合印迹图像，并对目标啮合印迹图像进行分析确定第一测试扭矩，其中，标准啮合印迹图像库中存储待测试齿轮按照至少一个第二扭矩进行啮合印迹试验时的啮合印迹图像，第二扭矩为按照目标扭矩间隔对预设的扭矩范围进行划分所得的扭矩值；第二确定模块，用于从标准齿轮表面粗糙度库中确定与第一扭矩对应的目标表面粗糙度，以及第一扭矩与目标表面粗糙度的目标特征系数，并依据目标表面粗糙度和目标特征系数确定第二测试扭矩，其中，标准齿轮表面粗糙度库中存储待测试齿轮按照至少一个第二扭矩进行啮合印迹试验后的第一表面粗糙度，以及第二扭矩与第一表面粗糙度的第一特征系数；第三确定模块，用于确定第一测试扭矩和第二测试扭矩的扭矩差值，并将扭矩差值作为待测试齿轮的扭矩偏载值。
根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种非易失性存储介质，该非易失性存储介质包括存储的程序，其中，非易失性存储介质所在设备通过运行该程序执行上述的齿轮扭矩偏载确定方法。
根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种电子设备，该电子设备包括：存储器和处理器，其中，存储器中存储有计算机程序，处理器被配置为通过计算机程序执行上述的齿轮扭矩偏载确定方法。
在本申请实施例中，获取待测试齿轮在进行啮合印迹试验时的第一扭矩；从标准啮合印迹图像库中确定与第一扭矩对应的目标啮合印迹图像，并对目标啮合印迹图像进行分析确定第一测试扭矩，其中，标准啮合印迹图像库中存储待测试齿轮按照至少一个第二扭矩进行啮合印迹试验时的啮合印迹图像，第二扭矩为按照目标扭矩间隔对预设的扭矩范围进行划分所得的扭矩值；从标准齿轮表面粗糙度库中确定与第一扭矩对应的目标表面粗糙度，以及第一扭矩与目标表面粗糙度的目标特征系数，并依据目标表面粗糙度和目标特征系数确定第二测试扭矩，其中，标准齿轮表面粗糙度库中存储待测试齿轮按照至少一个第二扭矩进行啮合印迹试验后的第一表面粗糙度，以及第二扭矩与第一表面粗糙度的第一特征系数；确定第一测试扭矩和第二测试扭矩的扭矩差值，并将扭矩差值作为待测试齿轮的扭矩偏载值。
由上述可知，通过获取在第一扭矩下对待测试齿轮进行啮合印迹试验时的目标啮合印迹图像，分析齿轮表面状态，得到第一测试扭矩，并分析在啮合印迹试验后待测试齿轮的表面粗糙度，得到第二测试扭矩，再通过第一测试扭矩和第二测试扭矩实现对齿轮偏载结果的量化，从而实现了可以根据准确的量化结果对齿轮设计进行合理改造，进而解决了相关技术在齿轮传动的零部件在啮合印迹试验后，无法对试验结果进行量化评价的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是根据本申请实施例的一种可选的齿轮扭矩偏载确定系统的结构示意图；
图2是根据本申请实施例的一种可选的齿轮扭矩偏载确定方法的流程示意图；
图3是根据本申请实施例的一种可选的啮合印迹试验装置的结构示意图；
图4是根据本申请实施例一种可选的啮合印迹图像的示意图；
图5是根据本申请实施例一种可选的齿轮啮合印迹区域的示意图；
图6是根据本申请实施例的一种可选的齿轮扭矩偏载确定装置的结构示意图；
图7是根据本申请实施例的一种可选的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例1
目前，相关技术在对齿轮传动的零部件在进行啮合印迹试验时，对于所得的试验结果评价仅依据技术人员对试验结果的主观评价，包括“偏载”或“不偏载”，而无法对试验结果进行量化分析。
为了解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种齿轮扭矩偏载确定方法，且该方法可以实现对齿轮扭矩测试结果进行量化分析，下面将对该方法展开说明。需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
首先，图1是根据本申请实施例的一种可选的齿轮扭矩偏载确定系统的结构示意图，如图1所示，该齿轮扭矩偏载确定系统中包括：表面状态检测系统11、图像采集处理系统12、转速传感器13、输出测功机14、上位机15、输入测功机16、扭矩传感器17、被试样品18及摄像头19。
具体地，表面状态检测系统11用于检测试验后啮合齿面的表面参数，主要是粗糙度测试；图像采集处理系统12用于将摄像头19采集的图像进行分析处理，最终输出为实际扭矩；转速传感器13用于检测输出测功机14的转速，并将转速信号通过CAN信号发送给上位机15；输出测功机14用于对被试样品18施加第一转速；上位机15用于将第一转速、扭矩信号等通过CAN信号发送给输出测功机14和输入测功机16，并采集转速传感器13和扭矩传感器17的实际信号与目标信号进行对比，实现闭环控制；输入测功机16用于对被试样品18施加第一扭矩；扭矩传感器17用于检测输入测功机16的扭矩，并将扭矩信号通过CAN发送给上位机15；被试样品18为用于检测的零部件；摄像头19用于对被试样品18的齿轮表面进行拍摄，并将拍摄结果发送给图片采集处理系统12进行处理。
其中，上述被试样品18即为本申请实施例中的待测试齿轮，摄像头19即为本申请实施例中的图像采集设备。另外，摄像头19的帧率、曝光时间、像素、内存等均应满足拍摄需求。下面将以上位机15作为本申请技术方案的执行主体，对本申请实施例所提供的技术方案进行介绍。
图2是根据本申请实施例的一种可选的齿轮扭矩偏载确定方法的流程示意图，如图2所示，该方法至少包括步骤S202-S208，其中：
步骤S202，获取待测试齿轮在进行啮合印迹试验时的第一扭矩。
在步骤S202所提供的方案中，第一扭矩可以理解为，对待测试齿轮进行啮合印迹试验时，上位机15通过CAN信号将第一扭矩发送给输出测功机14，并通过测功机14向待测试齿轮所施加得扭矩值。
步骤S204，从标准啮合印迹图像库中确定与第一扭矩对应的目标啮合印迹图像，并对目标啮合印迹图像进行分析确定第一测试扭矩。
在步骤S204所提供的方案中，上述标准啮合印迹图像库中存储待测试齿轮按照至少一个第二扭矩进行啮合印迹试验时的啮合印迹图像，啮合印记是指齿轮副在轻微制动下，分布在齿面上的接触斑迹。因此，可以将每个第二扭矩T0与啮合印迹图像W0之间的对应关系：其中，上述s为齿轮啮合面积。而上述第二扭矩为按照目标扭矩间隔对预设的扭矩范围进行划分所得的扭矩值，，如在0-Tmax的扭矩范围内以1Nm为扭矩间隔依次进行划分所得的多个第二扭矩。从而上位机15可以直接从标准啮合印迹图像库中确定与第一扭矩对应的多个目标啮合印迹图像。
作为一种可选的实施方式，标准啮合印迹图像库的建立过程包括：通过图像采集设备采集待测试齿轮按照每个第二扭矩进行啮合印迹试验时的啮合印迹图像；由各个第二扭矩对应的啮合印迹图像组成标准啮合印迹图像库。
具体地，在啮合印迹试验装置上每次按照不同的第二扭矩对待测试齿轮进行啮合印迹试验时，可以通过图像采集设备(如相机、扫描仪、摄像机等)对待测试齿轮的表面状态进行拍摄，得到每个第二扭矩对应的啮合印迹图像，由各个第二扭矩对应的啮合印迹图像组建标准啮合印迹图像库。
而上述啮合印迹试验装置的具体结构如图3所示，该啮合印迹试验装置中包括但不仅限于：1-上箱体、2-下箱体、3-轴承座、4-输入法兰、5-传动轴、6-扭矩传感器、7-转速传感器、8-输出法兰、9-半轴齿轮轴叉、10-差速器从动端、11-差速器主动端。1-上箱体和2-下箱体用于安装固定试验所需的试验单体或样品，上下箱体之间通过螺栓止口固定。
其中，1-上箱体上端为非封闭式结构，以便于试验员对被测样品18的试验状态进行确认，同时也便于摄像头19对齿轮表面状态进行拍照记录；2-下箱体水平放置在铁地板上，并通过螺栓、地脚等与地面紧固，保证整个试验过程运转平稳；3-轴承座用于保证4-输入法兰外嵌套的轴承平滑转动；4-输入法兰用于连接5-传动轴及11-差速器主动端；5-传动轴用于连接6-扭矩传感器及4-输入法兰，其长短根据实际情况自行调节；6-扭矩传感器用于检测输入测功机16加载的扭矩，其一端连接输入测功机16，另一端连接5-传动轴，其精度及量程需满足使用要求；7-转速传感器、8-输出法兰、9-半轴齿轮轴叉为左右两侧对称式结构，具体应用过程可结合被测样品18选择单输出形式或者双输出形式；7-转速传感器用于检测输出测功机14加载的转速，其一端连接输出测功机14，另一端连接8-输出法兰，其精度及量程需满足使用要求；8-输出法兰用于连接7-转速传感器和9-半轴齿轮轴叉；9-半轴齿轮轴叉用于连接8-输出法兰和10-差速器从动端；10-差速器从动端为被测样品18的输出侧；11-差速器主动端为被测样品18的输入侧。
另外，1-上箱体和2-下箱体尺寸需与台架及被测样品18尺寸对应，保证同轴度等满足安调要求。上述4-输入法兰和5-传动轴、5-传动轴和6-扭矩传感器、6-扭矩传感器与输入测功机、7-转速传感器与输出测功机、7-转速传感器和8-输出法兰、8-输出法兰和9-半轴齿轮轴叉两者之间采用螺栓紧固。且4-输入法兰和9-半轴齿轮轴叉均通过花键或者平键传动与11-差速器主动端和10-差速器从动端连接。
需要注意的是，在啮合印迹试验装置上进行啮合印迹试验之前，需要在待测试齿轮表面均匀涂抹相关介质，如红丹粉、钢铁墨水、发黑剂等；涂抹后需对涂抹表面检验判断是否涂抹均匀且满足要求，其中，在涂抹满足要求后才可以进行啮合印迹试验装置的搭建；否则，就需要用清洗剂冲洗之后重新涂抹。另外，还需要对搭建的啮合印迹试验装置进行质量检测，主要包括同轴度、螺栓预紧力等，以确保该啮合印迹试验装置满足试验要求。
可选地，可以按照如下方法采集啮合印迹图像：对待测试齿轮施加至少一个第二扭矩，并在各个第二扭矩下对待测试齿轮进行啮合印迹试验；通过图像采集设备采集啮合印迹试验过程中待测试齿轮的啮合印迹图像。另外，还需要对待测试齿轮施加至少一个第一转速，从而在第一转速和各个第二扭矩下对待测试齿轮进行啮合印迹试验。
具体地，结合图3，首先通过上位机15在10-差速器从动端向待测试齿轮施加至少一个第一转速，一般为5-20r/min，并通过转速传感器13反馈的CAN信号确保第一转速准确且稳定，同时通过上位机15在11-差速器主动端对待测试齿轮施加至少一个第二扭矩，并通过扭矩传感器信号17反馈的CAN信号确保第二扭矩准确且稳定；在第一转速和第二扭矩施加到位后，通过计时器记录啮合印迹试验的时间，在啮合印迹试验时长持续5-20min左右时，触发摄像头19的工作信号，并通过摄像头19对该齿轮的任意表面进行拍摄，并将拍摄结果发送给图像采集处理系统12中进行，通过试验员确认拍摄结果是否满足要求，其中，若满足要求则保存至标准啮合印迹图像库；若不满足要求则继续重新拍摄。
进一步地，在从标准啮合印迹图像库中确定与目标扭矩对应的目标啮合印迹图像时，可以按照如下方法对目标啮合印迹图像进行分析，得到第一测试扭矩：按照预设的采样频率对目标啮合印迹图像进行采样，得到多个像素点，并确定各个像素点的亮度值；将各个像素点的亮度值映射到预设的离散范围内，确定与各个像素点的亮度值对应的离散数值；基于各个像素点对应的离散数值确定与目标啮合印迹图像的目标矩阵，并基于目标矩阵确定第一测试扭矩。
上述过程可以理解为，在对待测试齿轮进行啮合印迹试验后，可以将图像采集设备采集的啮合印迹图像进行数字化处理，即将原来的图像形式转换为数字形式，该转换过程主要包括采样、量化2个步骤。
具体地，采样是将空间上连续的图像变换成离散的点，且采样频率越高，还原的图像越真实，故采样过程即为将一副连续的图像在空间上分割成M*N个网格，每一个网格都用一个亮度值表示，其中，各个像素点的亮度值在0-255之间(即啮合印迹图像的矩阵元素的取值范围为[0,255])，靠近255的像素亮度较高，其可以表示纯啮合印迹工作介质颜色；靠近0的像素点亮度较低，其可以表示纯齿轮表面色；而处于“0”和“255”中间的数字则可以依次表示由齿轮颜色到纯红丹粉颜色的过渡色。例如，在进行啮合印迹试验时采用纯红丹粉作为介质时，图像采集设备采集的目标啮合印迹图像如图4所示，其中，图4中的网格仅列举部分划分像素点的灰度值，在实际应用时可以按照图4所示的网格示例确定整个啮合印迹图像的灰度值，且在实际应用时网格划分的越多还原图像越真实。
量化则是将采样出来的像素点的亮度值转换成离散的数量值，即量化的结果是一个离散化的矩阵，从而减少图像数据的表示量。以不偏载的工作场景为基础，从最小扭矩到最大扭矩Tmax间的任何一个单一扭矩T0都可以建立一个独立且唯一的用于反映齿轮拟合情况的数字矩阵M0，进而再结合齿轮的几何参数、材料性质和工作条件等情况，计算齿轮的第一测试扭矩(即实际扭矩)。
基于上述转换过程就可以对进行啮合印迹试验之后的齿轮不同部位的受载情况便可进行量化评价。
可选地，在对目标啮合印迹图像进行分析，得到第一测试扭矩之前，为了减少图像信息冗余量，可以仅保留目标啮合印迹图像的主要图像信息，有利于减少后续确定第一测试矩阵时的计算量。
步骤S206，从标准齿轮表面粗糙度库中确定与第一扭矩对应的目标表面粗糙度，以及第一扭矩与目标表面粗糙度的目标特征系数，并依据目标表面粗糙度和目标特征系数确定第二测试扭矩。
在步骤S206所提供的方案中，上述标准齿轮表面粗糙度库中存储待测试齿轮按照至少一个第二扭矩进行啮合印迹试验后的第一表面粗糙度，以及第二扭矩与第一表面粗糙度的第一特征系数，从而上位机15可以直接从标准齿轮表面粗糙度库中确定与第一扭矩对应的多个目标表面粗糙度和对应的目标特征系数。
作为一种可选的实施方式，标准齿轮表面粗糙度库的建立过程包括：在待测试齿轮按照各个第二扭矩进行啮合印迹试验后，确定与第二扭矩对应的待测试齿轮的第一表面粗糙度，以及第一表面粗糙度与第二扭矩的第一特征系数；由各个第二扭矩对应的第一表面粗糙度以及第一表面粗糙度与第二扭矩的第一特征系数组成标准齿轮表面粗糙度库。
具体地，在每次按照不同的第二扭矩对待测试齿轮进行啮合印迹试验之后，可以对试验后的待测试齿轮进行拆检，并通过粗糙度检测仪器测量待测试齿轮的第一表面粗糙度，其中，每个第二扭矩T0与表面粗糙度Ra之间的对应关系可以表示为下式：其中，上述K0为第二扭矩T0与第一表面粗糙度Ra之间的第一特征系数，并由各个第二扭矩对应的表面粗糙度以及第二扭矩与表面粗糙度对应的第一特征系数组成标准齿轮表面粗糙度库。从而上位机15可以直接从标准齿轮表面粗糙度库中确定与第一扭矩对应的多个目标表面粗糙度以及与目标表面粗糙度对应的目标特征系数。
可选地，为了确保第二扭矩T0与待测试齿轮的表面粗糙度Ra之间的第一特征系数的准确性，可以按照如下方法确定待测试齿轮的第一表面粗糙度，以及第一表面粗糙度与第二扭矩之间的第一特征系数：对于按照每个第二扭矩进行啮合印迹试验后的待测试齿轮，采用粗糙度测量仪器对待测试齿轮进行多次测量，得到与第二扭矩对应的多个第二表面粗糙度，并确定多个第二表面粗糙度与第二扭矩的多个第二特征系数；计算多个第二表面粗糙度的粗糙度均值，并将粗糙度均值作为与第二扭矩对应的第一表面粗糙度；计算多个第二特征系数的系数均值，并将系数均值作为表面粗糙度与第二扭矩的第一特征系数。
具体地，上述方法是通过对每个第二扭矩下的待测试齿轮的第二表面粗糙度进行多次测量，并根据每个第二表面粗糙度与第二扭矩的第二特征系数；并计算第二表面粗糙度和第二特征系数的均值，并将所得均值作为待测试齿轮的第一表面粗糙度和第一表面粗糙度与第二扭矩之间的第一特征系数。例如，可以单一扭矩下的K0可以由三次测试结果确定的第二特征系数K01、K02、K03计算均值得到，即K0＝(K01+K02+K03)/3。
可选地，还可以通过对待测试齿轮的多个表面进行测量，得到待测试齿轮的多个第二表面粗糙度，并确定待测试齿轮的多个第二表面粗糙度与第二扭矩之间的多个第二特征系数，并将第二表面粗糙度和第二特征系数的均值作为待测试齿轮的第一表面粗糙度和第一特征系数。
步骤S208，确定第一测试扭矩和第二测试扭矩的扭矩差值，并将扭矩差值作为待测试齿轮的扭矩偏载值。
在步骤S208所提供的方案中，在通过上述步骤S204和步骤S206分别得到实际检测的第一测试扭矩和第二测试扭矩后，可以通过计算第一测试扭矩和第二测试扭矩的扭矩差值，并将该扭矩差值作为待测试齿轮的扭矩偏载值，从而实现对齿轮扭矩测试结果的偏载情况进行量化，消除试验员主观评价不一致对试验结果产生的影响，并且通过量化的偏载结果可以更好地指导齿轮的设计工作。
进一步地，在确定待测试齿轮的扭矩偏载值之后，还可以判断扭矩偏载值是否在预设的偏载范围内，并在扭矩偏载值在预设的偏载范围内时，确定将第一测试扭矩作为待测试齿轮的扭矩测试结果。
基于上述步骤S202至步骤S208所限定的方案，可以获知，在实施例中，获取待测试齿轮在进行啮合印迹试验时的第一扭矩；从标准啮合印迹图像库中确定与第一扭矩对应的目标啮合印迹图像，并对目标啮合印迹图像进行分析确定第一测试扭矩，其中，标准啮合印迹图像库中存储待测试齿轮按照至少一个第二扭矩进行啮合印迹试验时的啮合印迹图像，第二扭矩为按照目标扭矩间隔对预设的扭矩范围进行划分所得的扭矩值；从标准齿轮表面粗糙度库中确定与第一扭矩对应的目标表面粗糙度，以及第一扭矩与目标表面粗糙度的目标特征系数，并依据目标表面粗糙度和目标特征系数确定第二测试扭矩，其中，标准齿轮表面粗糙度库中存储待测试齿轮按照至少一个第二扭矩进行啮合印迹试验后的第一表面粗糙度，以及第二扭矩与第一表面粗糙度的第一特征系数；确定第一测试扭矩和第二测试扭矩的扭矩差值，并将扭矩差值作为待测试齿轮的扭矩偏载值。
由此可见，通过本申请实施例的技术方案，达到了基于啮合印迹试验结果将齿轮扭矩量化，以得出准确的齿轮传扭偏载数值的目的，避免因不同试验员评价标准不一致导致的试验结果误差或错误的情况发生，同时，通过得到的精确偏载数值可对齿轮设计改进提出更有意义的改进意见，进而解决了相关技术在齿轮传动的零部件在啮合印迹试验后，无法对试验结果进行量化评价的技术问题
举例而言，在按照目标扭矩对该零部件在进行啮合印迹试验后，得到图5所示的4个啮合印迹区域的示意图，其中，每个啮合印迹区域的面积分别记作S1、S2、S3、S4，其中，不同填充内容代表该零部件在啮合印迹试验后的不同齿轮表面状态和表面粗糙度。
通过本申请实施例所示提供的方法，从标准啮合印迹图像库中确定与目标扭矩对应的多个啮合印迹图像W1、W2、W3、W4，并对各个啮合印迹图像进行分析处理，得到第一测试扭矩T01，其中，第一测试扭矩T01的表达式可以写作：
接着，从标准齿轮表面粗糙度库中确定与目标扭矩对应的齿轮表面粗糙度Ra，以及目标扭矩与各个齿轮表面粗糙度的特征系数K1、K2、K3、K4，依据表面粗糙度和对应的特征系数确定第二测试扭矩T02，其中，第二测试扭矩T02的表达式可以写作：
最后，通过计算所得的T01和T02确定扭矩差值，并将该扭矩差值作为待测试零部件的扭矩偏载值，另外，若该扭矩偏载值在合理范围内时，可以将T01作为该零部件的实际扭矩结果进行输出。
因此，通过本申请的方法可以实现对齿轮传动的零部件在进行啮合印迹试验所得的试验结果进行量化评价，且该方法可以适用于不同动力总成产品的扭矩测试，可移植性强。
实施例2
根据本申请实施例，还提供了一种用于实现上述齿轮扭矩偏载确定方法的齿轮扭矩偏载确定装置，图6是根据本申请实施例的一种可选的齿轮扭矩偏载确定装置的结构示意图，如图6所示，该齿轮扭矩偏载确定装置中至少包括获取模块61，第一确定模块62、第二确定模块63和第三确定模块64，其中：
获取模块61，用于获取待测试齿轮在进行啮合印迹试验时的第一扭矩。
第一确定模块62，用于从标准啮合印迹图像库中确定与第一扭矩对应的目标啮合印迹图像，并对目标啮合印迹图像进行分析确定第一测试扭矩，其中，标准啮合印迹图像库中存储待测试齿轮按照至少一个第二扭矩进行啮合印迹试验时的啮合印迹图像，第二扭矩为按照目标扭矩间隔对预设的扭矩范围进行划分所得的扭矩值。
其中，在标准啮合印迹图像库中每个第二扭矩T0与啮合印迹图像W0之间的对应关系：其中，上述s为齿轮啮合面积。而上述第二扭矩为按照目标扭矩间隔对预设的扭矩范围进行划分所得的扭矩值，如可以在0-Tmax的扭矩范围内以1Nm为扭矩间隔依次进行划分所得的多个第二扭矩。
作为一种可选的实施方式，第一确定模块62还包括第一建立单元，用于建立标准啮合印迹图像库，其中，第一建立单元用于通过图像采集设备采集待测试齿轮按照每个第二扭矩进行啮合印迹试验时的啮合印迹图像；由各个第二扭矩对应的啮合印迹图像组成标准啮合印迹图像库。
具体地，第一建立单元在啮合印迹试验装置上每次按照不同的第二扭矩对待测试齿轮进行啮合印迹试验时，可以通过图像采集设备(如相机、扫描仪、摄像机等)对待测试齿轮表面进行拍摄，得到每个第二扭矩对应的啮合印迹图像，由各个第二扭矩对应的啮合印迹图像组建标准啮合印迹图像库。
可选地，第一确定模块62可以按照如下方法采集啮合印迹图像：对待测试齿轮施加至少一个第二扭矩，并在各个第二扭矩下对待测试齿轮进行啮合印迹试验；通过图像采集设备采集啮合印迹试验过程中待测试齿轮的啮合印迹图像。另外，还需要对待测试齿轮施加至少一个第一转速，从而在第一转速和各个第二扭矩下对待测试齿轮进行啮合印迹试验。
作为一种可选的实施方式，第一确定模块62还用于对多个目标啮合印迹图像进行分析，得到第一测试扭矩，包括：按照预设的采样频率对目标啮合印迹图像进行采样，得到多个像素点，并确定各个像素点的亮度值；将各个像素点的亮度值映射到预设的离散范围内，确定与各个像素点的亮度值对应的离散数值；基于各个像素点对应的离散数值确定与目标啮合印迹图像的目标矩阵，并基于目标矩阵确定第一测试扭矩。
第二确定模块63，用于从标准齿轮表面粗糙度库中确定与第一扭矩对应的目标表面粗糙度，以及第一扭矩与目标表面粗糙度的目标特征系数，并依据目标表面粗糙度和目标特征系数确定第二测试扭矩，其中，标准齿轮表面粗糙度库中存储待测试齿轮按照至少一个第二扭矩进行啮合印迹试验后的第一表面粗糙度，以及第二扭矩与第一表面粗糙度的第一特征系数。
作为一种可选的实施方式，第二确定模块63还包括第二建立单元，用于建立标准齿轮表面粗糙度库。具体地，第二建立单元用于在待测试齿轮按照各个第二扭矩进行啮合印迹试验后，确定与第二扭矩对应的待测试齿轮的第一表面粗糙度，以及第一表面粗糙度与第二扭矩的第一特征系数；由各个第二扭矩对应的第一表面粗糙度以及第一表面粗糙度与第二扭矩的第一特征系数组成标准齿轮表面粗糙度库。
具体地，在每次按照不同的第二扭矩对待测试齿轮进行啮合印迹试验之后，可以对试验后的待测试齿轮进行拆检，并通过粗糙度检测仪器测量待测试齿轮的第一表面粗糙度，其中，每个第二扭矩T0与表面粗糙度Ra之间的对应关系可以表示为下式：其中，上述K0为第二扭矩T0与第一表面粗糙度Ra之间的第一特征系数，并由各个第二扭矩对应的表面粗糙度以及第二扭矩与表面粗糙度对应的第一特征系数组成标准齿轮表面粗糙度库。从而上位机15可以直接从标准齿轮表面粗糙度库中确定与第一扭矩对应的多个目标表面粗糙度以及与目标表面粗糙度对应的目标特征系数。
可选地，第二确定模块63可以按照如下方法确定待测试齿轮的第一表面粗糙度，以及第一表面粗糙度与第二扭矩之间的第一特征系数：对于按照每个第二扭矩进行啮合印迹试验后的待测试齿轮，采用粗糙度测量仪器对待测试齿轮进行多次测量，得到与第二扭矩对应的多个第二表面粗糙度，并确定多个第二表面粗糙度与第二扭矩的多个第二特征系数；计算多个第二表面粗糙度的粗糙度均值，并将粗糙度均值作为与第二扭矩对应的第一表面粗糙度；计算多个第二特征系数的系数均值，并将系数均值作为表面粗糙度与第二扭矩的第一特征系数。
第三确定模块64，用于确定第一测试扭矩和第二测试扭矩的扭矩差值，并将扭矩差值作为待测试齿轮的扭矩偏载值。
具体地，第三确定模块64可以通过计算第一测试扭矩和第二测试扭矩的扭矩差值，并将该扭矩差值作为待测试齿轮的扭矩偏载值，从而实现对齿轮扭矩测试结果的偏载情况进行量化，消除试验员主观评价不一致对试验结果产生的影响，并且通过量化的偏载结果可以更好地指导齿轮的设计工作。
进一步地，第三确定模块64在确定待测试齿轮的扭矩偏载值之后，还可以判断扭矩偏载值是否在预设的偏载范围内，并在扭矩偏载值在预设的偏载范围内时，确定将第一测试扭矩作为待测试齿轮的扭矩测试结果。
需要说明的是，本申请实施例中的齿轮扭矩偏载确定装置中的各模块与实施例1中的齿轮扭矩偏载确定方法的各实施步骤一一对应，由于实施例1中已经进行了详尽的描述，本实施例中部分未体现的细节可以参考实施例1，在此不再过多赘述。
实施例3
根据本申请实施例，还提供了一种非易失性存储介质，该非易失性存储介质包括存储的程序，其中，非易失性存储介质所在设备通过运行该程序执行实施例1中的齿轮扭矩偏载确定方法。
具体地，非易失性存储介质所在设备通过运行该程序执行实现以下步骤：
步骤S202，获取待测试齿轮在进行啮合印迹试验时的第一扭矩；
步骤S204，从标准啮合印迹图像库中确定与第一扭矩对应的目标啮合印迹图像，并对目标啮合印迹图像进行分析确定第一测试扭矩，其中，标准啮合印迹图像库中存储待测试齿轮按照至少一个第二扭矩进行啮合印迹试验时的啮合印迹图像，第二扭矩为按照目标扭矩间隔对预设的扭矩范围进行划分所得的扭矩值；
步骤S206，从标准齿轮表面粗糙度库中确定与第一扭矩对应的目标表面粗糙度，以及第一扭矩与目标表面粗糙度的目标特征系数，并依据目标表面粗糙度和目标特征系数确定第二测试扭矩，其中，标准齿轮表面粗糙度库中存储待测试齿轮按照至少一个第二扭矩进行啮合印迹试验后的第一表面粗糙度，以及第二扭矩与第一表面粗糙度的第一特征系数；
步骤S208，确定第一测试扭矩和第二测试扭矩的扭矩差值，并将扭矩差值作为待测试齿轮的扭矩偏载值。
实施例4
根据本申请实施例，还提供了一种处理器，该处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行实施例1中的齿轮扭矩偏载确定方法。
具体地，程序运行时执行实现以下步骤：
步骤S202，获取待测试齿轮在进行啮合印迹试验时的第一扭矩；
步骤S204，从标准啮合印迹图像库中确定与第一扭矩对应的目标啮合印迹图像，并对目标啮合印迹图像进行分析确定第一测试扭矩，其中，标准啮合印迹图像库中存储待测试齿轮按照至少一个第二扭矩进行啮合印迹试验时的啮合印迹图像，第二扭矩为按照目标扭矩间隔对预设的扭矩范围进行划分所得的扭矩值；
步骤S206，从标准齿轮表面粗糙度库中确定与第一扭矩对应的目标表面粗糙度，以及第一扭矩与目标表面粗糙度的目标特征系数，并依据目标表面粗糙度和目标特征系数确定第二测试扭矩，其中，标准齿轮表面粗糙度库中存储待测试齿轮按照至少一个第二扭矩进行啮合印迹试验后的第一表面粗糙度，以及第二扭矩与第一表面粗糙度的第一特征系数；
步骤S208，确定第一测试扭矩和第二测试扭矩的扭矩差值，并将扭矩差值作为待测试齿轮的扭矩偏载值。
实施例5
根据本申请实施例，还提供了一种电子设备，其中，图7是根据本申请实施例的一种可选的电子设备的结构示意图，如图7所示，电子设备包括一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器实现用于运行程序，其中，程序被设置为运行时执行上述实施例1中的齿轮扭矩偏载确定方法。
具体地，处理器被配置为通过计算机程序执行实现以下步骤：
步骤S202，获取待测试齿轮在进行啮合印迹试验时的第一扭矩；
步骤S204，从标准啮合印迹图像库中确定与第一扭矩对应的目标啮合印迹图像，并对目标啮合印迹图像进行分析确定第一测试扭矩，其中，标准啮合印迹图像库中存储待测试齿轮按照至少一个第二扭矩进行啮合印迹试验时的啮合印迹图像，第二扭矩为按照目标扭矩间隔对预设的扭矩范围进行划分所得的扭矩值；
步骤S206，从标准齿轮表面粗糙度库中确定与第一扭矩对应的目标表面粗糙度，以及第一扭矩与目标表面粗糙度的目标特征系数，并依据目标表面粗糙度和目标特征系数确定第二测试扭矩，其中，标准齿轮表面粗糙度库中存储待测试齿轮按照至少一个第二扭矩进行啮合印迹试验后的第一表面粗糙度，以及第二扭矩与第一表面粗糙度的第一特征系数；
步骤S208，确定第一测试扭矩和第二测试扭矩的扭矩差值，并将扭矩差值作为待测试齿轮的扭矩偏载值。
上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种齿轮扭矩偏载确定方法，其特征在于，包括：
获取待测试齿轮在进行啮合印迹试验时的第一扭矩；
从标准啮合印迹图像库中确定与所述第一扭矩对应的目标啮合印迹图像，并对所述目标啮合印迹图像进行分析确定第一测试扭矩，其中，所述标准啮合印迹图像库中存储所述待测试齿轮按照至少一个第二扭矩进行啮合印迹试验时的啮合印迹图像，第二扭矩为按照目标扭矩间隔对预设的扭矩范围进行划分所得的扭矩值所述第二扭矩为按照目标扭矩间隔对预设的扭矩范围进行划分所得的扭矩值；
从标准齿轮表面粗糙度库中确定与所述第一扭矩对应的目标表面粗糙度，以及所述第一扭矩与所述目标表面粗糙度的目标特征系数，并依据所述目标表面粗糙度和所述目标特征系数确定第二测试扭矩，其中，所述标准齿轮表面粗糙度库中存储所述待测试齿轮按照至少一个所述第二扭矩进行啮合印迹试验后的第一表面粗糙度，以及所述第二扭矩与所述第一表面粗糙度的第一特征系数；
确定所述第一测试扭矩和所述第二测试扭矩的扭矩差值，并将所述扭矩差值作为所述待测试齿轮的扭矩偏载值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述标准啮合印迹图像库的建立过程包括：
通过图像采集设备采集所述待测试齿轮按照每个所述第二扭矩进行啮合印迹试验时的所述啮合印迹图像；
由各个所述第二扭矩对应的所述啮合印迹图像组成所述标准啮合印迹图像库。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过图像采集设备采集所述待测试齿轮按照每个所述第二扭矩进行啮合印迹试验时的所述啮合印迹图像，包括：
对所述待测试齿轮施加至少一个所述第二扭矩，并在各个所述第二扭矩下对所述待测试齿轮进行啮合印迹试验；
通过所述图像采集设备采集啮合印迹试验过程中所述待测试齿轮的所述啮合印迹图像。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述目标啮合印迹图像进行分析确定第一测试扭矩，包括：
按照预设的采样频率对所述目标啮合印迹图像进行采样，得到多个像素点，并确定各个所述像素点的亮度值；
将各个所述像素点的亮度值映射到预设的离散范围内，确定与各个所述像素点的亮度值对应的离散数值；
基于各个所述像素点对应的离散数值确定与所述目标啮合印迹图像的目标矩阵，并基于所述目标矩阵确定所述第一测试扭矩。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述标准齿轮表面粗糙度库的建立过程包括：
在所述待测试齿轮按照各个所述第二扭矩进行啮合印迹试验后，确定与所述第二扭矩对应的所述待测试齿轮的第一表面粗糙度，以及所述第一表面粗糙度与所述第二扭矩的第一特征系数；
由各个所述第二扭矩对应的所述第一表面粗糙度以及所述第一表面粗糙度与所述第二扭矩的第一特征系数组成所述标准齿轮表面粗糙度库。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，确定与所述第二扭矩对应的所述待测试齿轮的第一表面粗糙度，以及所述第一表面粗糙度与所述第二扭矩的第一特征系数，包括：
对于按照每个所述第二扭矩进行啮合印迹试验后的所述待测试齿轮，采用粗糙度测量仪器对所述待测试齿轮进行多次测量，得到与所述第二扭矩对应的多个第二表面粗糙度，并确定多个所述第二表面粗糙度与所述第二扭矩的多个第二特征系数；
计算多个所述第二表面粗糙度的粗糙度均值，并将所述粗糙度均值作为与所述第二扭矩对应的所述第一表面粗糙度；
计算多个所述第二特征系数的系数均值，并将所述系数均值作为所述表面粗糙度与所述第二扭矩的第一特征系数。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将所述扭矩差值作为所述待测试齿轮的扭矩偏载值之后，所述方法还包括：
判断所述扭矩偏载值是否在预设的偏载范围内，并在所述扭矩偏载值在预设的偏载范围内时，确定将所述第一测试扭矩作为所述待测试齿轮的扭矩测试结果。
8.一种齿轮扭矩偏载确定装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取待测试齿轮在进行啮合印迹试验时的第一扭矩；
第一确定模块，用于从标准啮合印迹图像库中确定与所述第一扭矩对应的目标啮合印迹图像，并对所述目标啮合印迹图像进行分析确定第一测试扭矩，其中，所述标准啮合印迹图像库中存储所述待测试齿轮按照至少一个第二扭矩进行啮合印迹试验时的啮合印迹图像，第二扭矩为按照目标扭矩间隔对预设的扭矩范围进行划分所得的扭矩值所述第二扭矩为按照目标扭矩间隔对预设的扭矩范围进行划分所得的扭矩值；
第二确定模块，用于从标准齿轮表面粗糙度库中确定与所述第一扭矩对应的目标表面粗糙度，以及所述第一扭矩与所述目标表面粗糙度的目标特征系数，并依据所述目标表面粗糙度和所述目标特征系数确定第二测试扭矩，其中，所述标准齿轮表面粗糙度库中存储所述待测试齿轮按照至少一个所述第二扭矩进行啮合印迹试验后的第一表面粗糙度，以及所述第二扭矩与所述第一表面粗糙度的第一特征系数；
第三确定模块，用于确定所述第一测试扭矩和所述第二测试扭矩的扭矩差值，并将所述扭矩差值作为所述待测试齿轮的扭矩偏载值。
9.一种非易失性存储介质，其特征在于，所述非易失性存储介质包括存储的程序，其中，所述非易失性存储介质所在设备通过运行所述程序执行权利要求1至7中任意一项所述的齿轮扭矩偏载确定方法。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器和处理器，其中，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被配置为通过所述计算机程序执行权利要求1至7中任意一项所述的齿轮扭矩偏载确定方法。
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