传动轴扭疲试验台
传动轴静扭试验
传动轴静扭试验
传动轴静扭试验是一种评估传动轴总成静扭转强度的测试方法。
以下是试验的步骤：
1.将传动轴总成的基准面按标准状态装在传动轴扭转试验机上。
2.进行静扭转刚性试验，按一定的方向对传动轴施加扭矩，施加的扭矩加到额定负荷为止，然后退回到原始状态。
同时，按一定方向施加扭矩进行试验，扭矩加到额定负荷，然后卸载到负荷为零，用检测装置自动记录扭矩及其相应的扭角（或逐级加载和卸载并记录扭矩及其相应的扭角）。
试验结果记录，并计算传动轴静扭转刚度。
3.进行静扭转强度试验，按一定的方向对传动轴施加扭矩，施加的扭矩加到额定负荷为止，然后退回到原始状态。
同时，按一定方向施加扭矩进行试验，用检测装置自动记录扭矩及其相应的扭角，直到传动轴最薄弱的零件损坏为止。
试验结果记录，并绘制扭转曲线图。
4.试验结果记录在记录纸上。
此外，静扭试验的常见数据分析和评估方法包括最大扭矩、扭转角度-扭矩曲线、失效模式分析等。
以上内容仅供参考，不同企业的测试标准和步骤可能有所不同，如有需求或疑问，建议咨询专业工程师或查阅相关行业规范。
计算机控制传动轴静扭试验台
第２ 卷 第７ ９ 期
２０ 年７月 ０７
武 汉 理 工 大 学 学 报 ・ 息 与 管 理 工 程 版 信
Ｊ Ｕ Ｎ ＬＯ Ｔ ＩＦ Ｒ Ａ ＩＮ＆Ｍ Ｎ Ｇ Ｍ Ｎ Ｎ ＩＥ ＲＮ ） Ｏ Ｒ Ａ ＦＷＵ （Ｎ Ｏ Ｍ ＴＯ Ａ Ａ Ｅ Ｅ ＴＥ ＧＮ Ｅ ＩＧ
空心碳钢钢管制成 ， 是汽车传动 系中关键部件之 对整车性能影响极大 。其 中， 传动轴静扭转强
一
２ 试验 台机械设计
试验台机械部分 由主轴驱动系统 、 传动轴装 夹机构、 角度及扭矩测量系统这 ３ 部分组成 ， 其结
构如 图 １ 所示 。 （） １ 主轴驱动系统 由电机及 减速系统组成 ，
图 １ 静扭试验 台简 图
收稿 日期 ：０７— ３— ８ ２０ ０ ０ ．
作者简介 ： 罗
刚 （９ ５ ， ， １７ ～） 男 湖北武汉人 ， 湖北省机电研究设 计院测试 中心工程 师
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５ ４
武汉理工大学学报 ・ 信息与管理工程版
２０ ０ ７年 ７月
摘
要 ： 了采用 Ｐ 论述 ｃ工控机作为控制 核心 ， 通过数 据采集 Ａ Ｄ卡 ， ／ 实现在 本试 验 台上 对汽 车传 动轴进 行
６ ０ ｍ 以下传动轴 的静扭转强度试验 的工作 原理和测试 方法 ； 细介 绍了该试 验 台的机械结 构 、 ０ ０Ｎ． ０ 并详 自 动控制设计及 软件设计 。该试 验台是集机 、 计 算机等多种技术于一体 的机 电一体化设备 ， 电、 它的研制成功使 汽车传 动轴 的测试水平提高到一个新的水平 。
控 制软 件 的流程 如 图 ３所 示 。
３ 试 验台控制 系统设计
试 验 台的控 制 系统 主 要 是 以 Ｐ Ｃ工 控 机作 为 控 制 核心 ， 通过 连接 各个 模块 和传感 器 ， 现测量 实
装载机传动轴扭矩测试系统的开发与应用_徐礼超
能的选用，因此在选择传感器前，需要对传动轴工作时承受的最 3.1 传动轴扭矩测量点的设置
大扭矩进行计算。由试验用装载机相关技术资料可知[1]，变矩器传
根据材料力学有关计算公式，对装载机传动轴受扭后的变形
动比 i=0 时的泵轮扭矩 T0=908N·m，变矩器最大变矩系数 K= 2.55，变速箱一挡传动比 i1=4.275，其传动效率 η1=0.865，最大牵引 力 F=150kN，驱动桥主传动比 i2=4.484，驱动桥轮边减速器传动比 i3=5.08，机械传动效率 η2=0.9，轮胎动力半径 r=0.75m，前后桥桥 荷分配比为 7:3，则此时装载机前后传动轴理论上所受最大扭矩 值可按式（1）、式（2）进行计算，其中式（1）是根据发动机性能参数 计算传动轴所承受的最大扭矩值，式（2）是根据装载机最大牵引
严格按照传感器静态标定方法与步骤进行。试验用装载机前、后
传动轴扭矩传感器部分标定数据分别如表 1、表 2 所示。应用最
小二乘法对表中的数据进行拟合，得到的拟合图，如图 3、图 4 所
示。且前、后传动轴扭矩传感器标定时输出电压与输入扭矩间的
关系式分别为式（7）和式（8）。
yf =1.09xf +21.57
装载机传动轴扭矩测试系统主要由硬件和软件两部分组
成，硬件部分主要由传感器、信号遥测装置和计算机组成，其中信
号遥测装置包括信号发射机、动力电源、发射天线、接收天线、信
号接收机和数据采集仪等，软件部分则由数据采集、分析和管理
等功能模块组成，主要根据系统要求和硬件部分提供的接口，对
传动轴在工作过程中承受的扭矩大小直接影响到传感器性 其进行功能设计，实现数据采集、分析与处理。
2 装载机传动轴扭矩的理论计算
装载机传动轴扭矩测试系统的开发与应用
（ 阴工学 院 ， 淮 淮安 ２ ３ ０ ） ２ ０ ３ Ｄｅ ｅ ｏ ｍｅ ｔａ ｄ Ａｐ ｌ ａ ｉｎ ｏ ｏ ｄ ｒＤｒ ｅ Ｓｈ ｆ Ｔｏ ｑ ｅ Ｔｅ ｔＳｙ ｔ ｍ ｖ ｌｐ ｎ ｎ ｐ ｉ ｔ ｆＬ ａ ｅ ｉ ａ ｔ ｒ ｕ ｓ ｓ ｅ ｃ ｏ ｖ
ＸＵ ｉ ｈ ｏ Ｌ －ｃ ａ
（ ｕ ｉｉ Ｉｓｔｔ ｏ ｅｈ ｏ ｇ ， ａ’ｎ２ ３ ０ ， ｈｎ ） Ｈ ａｙｎ ｎｔｕｅ ｆ ｃ ｎｌ ｙ Ｈｕ ｉａ ２ ０ ３ Ｃ ｉａ ｉ Ｔ ｏ
【 摘 要 】 传动轴扭矩是反映装载机动力传动系统工作性能的重要参教之一，在计算传动轴承受扭矩 值及确 定测 点位 置基础 上 ， 用电阻应 变片设 计 了扭 矩传感 器 ， 应 并选择 了信 号遥测 系统 ， 用 自制 的扭矩标 运
１ 引言
扭矩作为装载机传动轴 的基本载荷形式 ，是装载机动力输
Ｔ＝ Ｉ
（ ）２ １（ ）
经计算得 Ｆ ＝ ２ １ ｍ，￣ ３ ４ ．Ｎ・ ＝１４ ． ｍ ， ４ ８ Ｎ・ Ｔ ＝ ８ １ ｍ， ２ ６ ６ Ｎ・ 。 ３
出的重要评价指标 ，它决定着传动轴的工作性能和使用寿命 ， 同 选择传感器时按传动轴承受最大扭矩值 ４ ８ Ｎ・ 情况加以考虑。 ２１ ｉ ｎ
ｔｅｅｔ ａｅｏｎ ． ｅｅｕｔｏ ｅｃ ｉｒ ｉｎ ｎ ｔａｌ ｅ ｓｓｏ ｅ ｔｅ ｅｉ ｅ ｒｕ ｎｏｓ ｈ ｓｗ ｖｆｒ＇ ｌｒ ｌ ｎｈｃ ｂａｏ ｄａ ｕ ａ ｒｅｔｈｗ ｄｆ ｈ ｓ ｎｄｔ ｑｅ ｅｓｒ ｔ ｔ ｓ ｓｆｂ ｓ ｌ ａ ｔ ａ ｃ ｌｏ ｄ ｔ ｄ ｇ ｏ ｓ ｈ ｄａ ｉ ｎｉｖｔ ａ ｄ ｇｏ ｌ ｅｒ ｙａｄｔｅ ｅｅｏ ｅ ｔｓｓｓ ｍＷ ｏｒｃａ ｄ ｆｅｔ ｅ ａ ｈｇ ｓ ｓ ｉ ｙ ｈ ｅ ｔ ｉ ｎ ａ ｏ ｄ ｉ ａｉ ， ｈ ｖｌ ｄ ｅｔｙｔ ａ ｃｒ ｔ ｎ ｅ ｃｉ ． ｎ ｔ ｎ ｄ ｐ ｅ ｓ ｅ ｖ
传动系统静扭试验台架刚度测试误差修正方法
计算输出端转角，可得到扭转刚度 C02 为 可得传动轴的静扭刚度（额定扭矩下）
在 MASTA 环 境 中 建 立 该 变 速 器
4.62e6 Nm/rad。同理可得输入端工装法 为 9.15e5 Nm/rad。
总成的三维动力学模型，包括有限元壳
兰的扭转刚度 C01 为 1.32e6 Nm/rad。 2.4 测试刚度数据修正方法和公式
工装法兰刚度的影响。经过试验与仿真 分析可知，通过公式（1）进行试验数 据处理，可以去除以上两个因素的影响， 修正静扭刚度数值，使其与实际值或理 论计算数值一致。
29
4.62E+06 1.56E+06 8.45E+05
3.2 变速器总成试验验证
3.2.1 变速器总成试验及刚度获取方法
为了验证测试刚度修正是否可行，
以某 12 挡重型变速器为测试样机，进
与计算过程的误差，认为修正刚度是符
合实际情况的，可以说明测试刚度修正
计算方法的正确性。
表 2 变速器扭转刚度计算与试验对比 (Nm/rad)
传动轴扭转刚度测试值 4.90E+05
Nm/rad，误差为 3.4%。考虑到测试
图 3 传动轴静扭试验 通过静扭试验台架可测得静扭曲 线，如图 4 所示。其中纵坐标为试验转 矩，横坐标为零件转角。由测试结果可 得直线部分扭转刚度 ( 传动轴额定扭矩
有限元仿真计算值
9.15E+05
输出法兰刚度 输入法兰刚度 传动轴扭转刚度修正值
将 3.1.1 节的测试数据 C1 代入公 式 (1) 中，可得修正后的传动轴静扭刚 度 C2=8.45e5 Nm/rad。
器破坏。测试得到静扭曲线。 变速器整体扭转刚度获取方式：取
汽车动力传动轴系扭振数字化测试系统
ｔｒ ｉｎ ｌ ｖ ｂ ａｉ ｎ ｔｓ ｂ ｄ ｈ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｔ ａ ｈ ｓ ｓ ｓ ｍ ｅ ｔ ｒ ｓ ｈ ｇ ｅ ｔ ｐ ｅ ｉｉ ｎ ａ ｄ ｒ ｌ ｂ ｌ ｙ ｕｔ ｂ ｅ ｆ ｒ ｏ ｏ ａ ｉ ｒ ｔ ｅ ｔ ｅ ．Ｔ ｅ ｒ ｓ ｌ ｓ ｏ ｈ ｔ ｔ ｉ ｙ ｔ ｓ ｏ ｓ ｅ ｆａ ｕ ｅ ｉ ｈ ｔｓ ｒｃ ｓｏ ｎ ｅｉ ｉ ｔ ，ｓ ｉ ｌ ｏ ａ ｉ ａ
Ｗ ｕ Ｆ ｉ Ｌ ｕ Ｈｕ ｎ Ｙｕ ｎ Ｔ ｎ ｆ ｉ ｅ ， ｉ ａ ， ａ ｅ ｇ ｅ
（ ｈ ｎＵｎｖ ｒｉ ｆ ｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｗｕ ａ ｉｅｓ ｙｏ ｃ ｎ ｌｇ ） ｔ Ｔ
【 ｂ ｔａｔＡ ｈｇ － ｒｃ ｉ ｉ ｔ ｏｓ ｎｌｖ ｒｔｎ ｔｓ ｓｓ ｍ ｆｒｐｗ ｒｄ ｖ ｈｆ ｏ ｔｅｖｈｃ ａｅ ｎ Ａ ｓｒｃ］ ｉ ｐｅｉｏ ｄｇａ ｔ ｉ ａ ｉ ａｏ ｔ ｙｔ ｏ ｏ ｅ ｒ ｅｓａ ｆ ｈ ｅ ｉｅ ｂｓｄ ｏ ｈ ｓ ｎ ｉｌ ｒｏ ｂ ｉ ｅ ｅ ｉ ｔ ｌ
主题词 ： 动力传动轴
扭振
测试 系统
中图分类 号 ： ４７４ 文献 标识 码 ： 文章 编号 ：０ ０ ３０ （０ ２０ ＂ ０ １０ Ｕ ６． Ａ １０ —７ ３２ １ ）６ ０ ５— ３ Ｄｉ ｉａ ｒ ｉ ｎ ｌＶｉ ｒ ｔｏ ｅ ｓ ｒ ｍ ｅ ｓｅ ｎ ｗｅ ｇ ｔ ｌＴｏ ｓｏ ａ ｂ ａ ｉ ｎ Ｍ ａ ｕ ｅ ｎｔＳｙ ｔ ｍ ｏ Ｐｏ ｒ Ｄｒ ｖ ｈａ ｔｏ ｈｅ Ｖｅ ｉｌ ｉｅ Ｓ ｆ ｆｔ ｈ ｃｅ
下一个 上 升沿到来 时重 复该 过程 ．直 到计 算 机得 到
所需要 的数 据点 为止 。图 ３为脉 冲计数 原理 。
齿
汽 车动力 传动 系统 的扭振 测试 系统 主要 由传感 器模块 、 信号 采集模 块 和信号 分析 处理模 块组 成 ， 如
传动轴(等速万向节)扭转疲劳试验台方案
传动轴（等速万向节)扭转疲劳试验台技术方案一、功能：本试验台可进行各种轴类、杆件的动态扭转疲劳试验及静态扭转刚性、强度试验。
适用于汽车传动轴、等速万向节、球笼、汽车半轴、汽车驱动桥壳等零部件的扭转疲劳及静扭转性能试验。
动态扭转可实现对称循环和非对称循环疲劳试验。
并可模拟等速万向节实际工矿下（装车状态）的动态扭转疲劳试验，工件安装角度可以360°自由旋转.试验时计算机按设定的参数控制试验台自动进行。
屏幕显示扭矩值、转角值、摆动频率、摆动振幅、循环次数和加载波形等，到达设定次数，自动停机并打印试验结果。
试验台具有电机过载、试验扭矩、转角超载保护停机、油温过高、滤油器堵等报警防护功能.二、设备构成:传动轴（等速万向节)扭转疲劳试验台主要由主机台架系统、液压加载系统、伺服控制系统、强电控制系统、计算机数据处理系统、专用夹具等部分组成。
●主机：本机采用台架式结构,驱动系统、固定夹具、活动支撑等全部固定在试验平台上,它们的安装由工艺保证，试验台的驱动部分和测量（扭矩传感器，扭角传感器）部分都安装在驱动台座中，由旋转作动器（摆动油缸)通过扭矩传感器对试件施加扭矩的大小直接由扭矩传感器测量并输出给计算机,而转角则通过光电编码器测量输出脉冲信号给计算机.主机台架上装有动、静态双向高精度扭矩传感器。
旋转伺服作动器（加载执行元件）上装有电液伺服阀用于主控制。
同轴安装高分辨率光电角度传感器。
以此来实现扭矩及角度的测量。
●液压系统:液压油源泵机组采用电机加变量柱塞泵构成，系统压力通过溢流阀设定，输出到系统的压力油经过了小于6μm过滤精度的过滤器的过滤，保证电液伺服阀安全可靠的进行工作.回油过滤器对回到油箱的液压油进行过滤，保证油箱中液压油的清洁。
在输送到作动器的进、回油路上装有蓄能器，减小液压冲击对试验的影响。
油源的冷却采用传统的循环水冷却方式，选用高效率的热交换元件，使液压油的工作温度能够保证在其正常工作范围.（水源用户自备，入口温度不超过30℃)●伺服控制系统：本测控系统采用动态电液伺服控制技术，实现全数字闭环控制，主要测量通道采用交流放大器、宽范围、不分档,连续全程测量，采用大规模可编程门阵列（FPGA）硬件实时跟踪、积分累加原理（∑—Δ)并采用同步采集、及数据预处理。
高速传动轴试验台的设计
１４ ． 一齿轮箱 ； 支承部分 ；—扭矩传感器 ２ 一 ３
收稿 日期 ：０ ６一ｌ ８ ２０ ２一ｌ
５ 电动机 ；—加 载器 ； 试验件 一 ６ ７ 一
作者简 介 ： 李智 刚 ， 。 士研究 生 ， 阳轴研 科技 股份 有 男 硕 洛 限公司试验技术开发部工程师 。
Ｅ —ｍａｌ ｌｌｚ ｌ ａ ｇ ｔｍ． ｏ ｉ：ｙｌｈ ｇ ｎ ＠ ｏ ｏ ｍｏ
情况 。
（） １ 用于高速传动轴的强度及寿命试验 ； （） ２ 试验件长度为 ０ ５ １５ｍ； ． — ． （ ） 角为 ０ 一２ 。按 长度 １５ｍ） ３转 。 ０（ ． ；
（） ４ 最高转速为 ７００ｒ ｉ； ０ ｍｌ ／ ｌ （ ） 大载 荷为 １ ０ ｍ； ５最 ０Ｎ・ ５ （） ６ 测控方式为微机 自动控制、 自动监测、 自 动报警停机 ； （） ７ 测量参数有温度、 转速 、 扭矩和主机电流。 如图 １ 所示 ， 电机通过联 轴器带动齿 轮箱 １ 的低 速端运 转 ， 轮 箱 １的 低 速 端 克 服 扭 矩 加 载 齿 器的扭矩加载 ， 经支承部分带动陪试传动件 和齿 轮箱 ４的低速端一起运转 ， 齿轮箱 １的高 速端 驱 动扭矩传感器 ， 再经支承部分 与试验件连 接一起
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墅 Ｑ ＝２ ！
轴承
２ ０ 年４ ０ ７ 期
ＣＮ４ ｌ—ｌ ４ ／１ ｌ８． Ｈ Ｂ ａ ｉｇ２ ０ Ｎｏ ４ ｅｒ ｎ ０ ７。 ．
高速传动轴试验 台的设 计
李智 刚 ． 薛玉君 贾 虹 ， － ，
（． １ 河南科技 大学， 河南 洛阳 ４ １０ ；． 阳轴承研 究所。 ７ ０３ ２ 洛 河南 洛 阳 ４ １３ ） ７ ０ ９
—
１４ 支承 组件 ．
磨合试验台安全操作规程
山东亿嘉现代农业有限公司
磨合试验台安全操作规程
1、检查各电路及润滑情况是否正常。
2、将需要磨合的底盘吊装到磨合实验台上，加注适量润滑油。
3、检查各固定位置是否牢固可靠。
4、接通电源前，将调速旋钮调到转速为零的位置。
启动后，徐徐转动旋钮，注意观察电流、转速的变化。
5、当磨合台工作时严禁靠近转动部件，并锁止防护罩。
6、各档位按从低到高的顺序，保持在2300转左右，分别磨合3分钟。
换挡时，把转速调至0，严禁在电机运转时换挡，造成打齿。
7、在磨合过程中，观察各结合面，及各部件表面是否有漏油、异响等不正常现象。
8、磨合完成后将底盘内润滑油放出，在确认底盘与磨合台无连接后再把底盘吊离磨合台，并从电机上取下传动轴。
9、无磨合底盘时严禁启动电机。
批准; 审核：编制：。
传动轴试验规范(欧洲先进企业标准)
DOUBLE JOINTS V ALIDATION TESTS PROGRAM双联式万向节验证测试程序CONTENTS目录1 SCOPE范围2 V ALIDATION TEST PROGRAM验证测试程序3 TORSIONAL FATIGUE TEST扭转疲劳试验4 STATIC TORSION TEST静态扭转试验5 ANGLED DOUBLE JOINT TORSION TEST双联式万向传动轴带角度扭转试验6 MUD TEST泥浆试验1 SCOPE范围1.1 This specification describes the Validation Test Program that must be executed to validate the design of the double joints.本规范描述了验证双联式万向传动轴设计必须执行的验证测试程序1.2 The supplier of double joints shall comply to this specification:双联式万向传动轴的供应商应遵从本规范- to identify the double joint suitable for the axles;确定双联式万向传动轴适用于车桥- to set up the durability bench tests aimed at proving the suitability of their double joint.建立耐久性台架试验，旨在证明双联式万向传动轴的适用性2 V ALADATION TEST PROGRAM 验证测试程序2.1 The validation Test Program is constituted by the following bench test:验证试验程序由以下台架试验构成- TORSIONAL FATIGUE TEST扭转疲劳试验- STATIC TORSION TEST静态扭转试验- ANGLED DOUBLE JOINT TORSION TEST双联式万向传动轴带角度扭转试验- MUD TEST泥浆试验2.2 Test ParametersThe test loads are referred to the Nominal Torque corresponding to the double joint size, as showed in the following cross reference table:试验载荷参考对应双联式万向传动轴尺寸的额定扭矩，如下表所示：3 TORSIONAL FATIGUE TEST扭转疲劳试验3.2 Test ParametersDeflection angle（偏转角）: 0°Applied torque（作用扭矩）:70% of Nominal Torque(1-1.5HZ): B10=50000 cycles cycle type: fully reversed 90% of Nominal Torque(0.5HZ): B10=12000 cycles cycle type: fully reversed Samples Number: 6 each torque level;4 STATIC TORSION TEST静态扭转试验4.2 Test Parameters试验参数Deflection angle（转角）: 0°Rotation（转速）: 0.5 rpmMinimum torque required（最小扭矩）: 1.8×Nominal TorqueSamples Number（样件数量）: 6To increase steadily the torque until break of the sample.不断增加扭矩直到样品断裂为止The resultant break torque must exceed to required minimum torque.由此产生的断裂扭矩必须超过所需的最小扭矩。
汽车驱动桥传动效率试验台的研制及测试
e a rI n t e r v a l N u m b e r P r o g r a mm i n g a n d I n t e r v a lA n a l y s i s M e t h o d[J].E n g i n e e r i n g S t r u c t u r e s,2007,29(11):3168‐3177.[13] D e b K,A g a r w a lS,P r a t a p A,e t a l.A F a s tE l i t i s tN o n‐d o m i n a t e d S o r t i n g G e n e t i c A l g o r i t h m f o rM u l t i‐o b j e c t i v e O p t i m i z a t i o n:N S G A‐Ⅱ[J].L e c-t u r eN o t e s i nC o m p u t e rS c i e n c e s,2000,1917,849‐858.(编辑 王艳丽)作者简介:李伟平,男,1971年生㊂湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室副教授㊁博士㊂主要研究方向为汽车系统动力学㊁优化理论㊂发表论文30余篇㊂王振兴,男,1989年生㊂湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室硕士研究生㊂张宝珍,男,1988年生㊂湖南大学机械与运载工程学院博士研究生㊂窦现东,男,1989年生㊂湖南大学机械与运载工程学院硕士研究生㊂柳 超,男,1990年生㊂湖南大学机械与运载工程学院硕士研究生㊂汽车驱动桥传动效率试验台的研制及测试章德平 莫易敏 赵木青武汉理工大学,武汉,430070摘要:研发了一种专门用于汽车驱动桥传动效率测试的试验台㊂使用该试验台进行测试分析,可以明确影响驱动桥传动效率的关键因素,发现各因素对驱动桥传动效率的影响规律,从而找到提高驱动桥传动效率的有效途径,这对于提高汽车动力性和燃油经济性具有十分重要的意义㊂该试验台采用模块化结构设计,具有安装简便㊁调整方便㊁自动化程度高的特点㊂该试验台采用直接转矩控制来进行转矩和转速控制,利用谐波传动和行星传动技术实现了动态加载,利用直流母线技术实现了系统功率封闭㊂测试结果表明:该试验台测试结果准确,完全满足驱动桥传动效率的测试要求㊂关键词:汽车;驱动桥;传动效率;试验台中图分类号:U467.3 D O I:10.3969/j.i s s n.1004-132X.2014.12.026D e v e l o p m e n t a n dT e s t i n g o fT e s t B e n c h f o rT r a n s m i s s i o nE f f i c i e n c y o fA u t o m o b i l eD r i v eA x l eZ h a n g D e p i n g M oY i m i n Z h a o M u q i n gW u h a nU n i v e r s i t y o fT e c h n o l o g y,W u h a n,430070A b s t r a c t:At e s t b e n c hw a s d e v e l o p e d f o r t r a n s m i s s i o n e f f i c i e n c y t e s t i n g.W i t h t h i s t e s t b e n c h,t h e k e y f a c t o r s t h a t h a d i m p a c t s o n t h e t r a n s m i s s i o n e f f i c i e n c y o f a u t o m o b i l e d r i v e a x l e c o u l d b e f o u n d,t h e i n f l u e n c e r e g u l a r i t y o f t h e s e f a c t o r s o n t h e t r a n s m i s s i o n e f f i c i e n c y c o u l db e d e t e r m i n e d,a n d f i n a l l y,a n e f f e c t i v em e t h o d t o i m p r o v e t r a n s m i s s i o ne f f i c i e n c y w a s p r o p o s e d,w h i c hh a dv e r y i m p o r t a n t s i g n i f i-c a n c e t o i m p r o v e t h e d y n a m i c p e r f o r m a n c e a n d f u e l e c o n o m y o f a u t o m o b i l e.A d o p t i n g t h em o d u l a r i z a-t i o nd e s i g n,t h e t e s t b e n c hh a s t h e a d v a n t a g e s o f q u i c k i n s t a l l a t i o n,c o n v e n i e n t o p e r a t i o n a n d h i g h a u t o-m a t i o nd e g r e e.T h e t o r q u ea n ds p e e dc o n t r o l so f t h e t e s tb e n c h w e r ea c h i e v e dt h r o u g hd i r e c t t o r q u e c o n t r o l,d y n a m i c l o a d i n g w a s r e a l i z e d t h r o u g hh a r m o n i cd r i v e a n d p l a n e t a r y t r a n s m i s s i o n,a n ds y s t e m e n e r g y f e e d b a c kw a sb r o u g h t t oa r e a l i t y t h r o u g hD Cb u s t e c h n o l o g y.T h e p r a c t i c e i n d i c a t e s t h a t t h e c o n t r o l p r e c i s i o no f t h e t e s t b e n c hh a s a c h i e v e d t h e a n t i c i p a t e d t a r g e t.K e y w o r d s:a u t o m o b i l e;d r i v e a x l e;t r a n s m i s s i o ne f f i c i e n c y;t e s t b e n c h0 引言对于汽车而言,燃油消耗量大小主要取决于发动机系统和传动系统的技术状况[1]㊂驱动桥位于汽车传动系统的末端,其基本功用是增大由传动系统上游部件传递过来的转矩,将转矩分配给驱动桥输出端两侧的驱动车轮,并使驱动车轮具有汽车行驶所必需的差速功能,同时还要承受各种外来作用力[2]㊂传动效率是评价汽车驱动桥系收稿日期:2013 01 15统工作性能的一项重要指标,对汽车驱动桥的使用性能乃至整车的燃油经济性都有很大影响㊂对汽车驱动桥传动效率进行准确测量,不仅有利于深入开展驱动桥的优化研究,而且可以为整个传动系统的动力匹配提供有力的数据支持㊂要进行汽车驱动桥传动效率的测试分析,就需要一个具有很强针对性的测试平台㊂利用专门的试验台架模拟驱动桥实际工况进行传动效率测试,具有价格低廉和可控性强等特点,自然成为了汽车驱动桥传动效率测试的最理想选择㊂㊃9961㊃汽车驱动桥传动效率试验台的研制及测试 章德平 莫易敏 赵木青Copyright©博看网. All Rights Reserved.1 试验台总体设计汽车驱动桥传动效率试验台的基本原理就是通过分别测量汽车驱动桥测试样件的输入功率和输出功率,进而根据相应数学模型计算出汽车驱动桥系统的传动效率㊂驱动桥传动效率测试原理大致如下:以驱动电机作为动力源对驱动桥测试样件进行拖动,驱动桥测试样件输出端两侧都有一台加载电机进行模拟加载;驱动电机和加载电机均可以工作在电动和发电两种状态,测试过程中驱动电机以变频调速的电动机方式模拟发动机工作,可以吸收直流母线能量;加载电机吸收驱动桥测试样件机械能以发电机方式模拟工作负载,将机械能转化为电能并通过直流母线反馈给输入电机,实现能量闭环㊂在驱动电机与驱动桥测试样件输入端之间设有扭矩法兰,可以测得输入扭矩;在加载电机和驱动桥测试样件输出端之间均设置扭矩法兰,可以测量输出扭矩;至于输入端转速和两侧输出端转速,由于驱动电机和加载电机内部均自带旋转编码器,故可直接获取㊂将测得的输入输出扭矩参数㊁输入输出转速参数进行数据处理就能得到系统输入功率㊁输出功率及传动效率㊂汽车驱动桥传动效率试验台布置如图1所示㊂图1 汽车驱动桥效率试验台布置图2 测控系统的设计试验台测控系统采用工控机和P L C主从式结构[3]㊂如图2所示,工控机作为上位机负责人机交互以及控制信号的产生,P L C作为下位机接收工控机的命令对电机进行控制并定时采集传感器检测的转矩和转速信号,两者可以通过标准接口进行相互通信,P L C通过通信模块将系统所需的扭矩㊁转速等参数以信号形式分别发送给各个异步电机的变频控制系统,由变频控制系统改变异步电机的工作特性,各个异步电机工作时的扭矩㊁转速参数的实时数据又会及时地传递回P L C,经过P L C的分析处理,可以实现与工控机的数据交流,进而控制各个电机运行㊂图2 测控系统结构图2.1 变频控制系统所有电机变频控制均采取直接转矩控制(D T C),由于直接转矩控制没有采用解耦的方式,所以在算法上并不存在旋转坐标变换,通过简单检测电机定子电压和电流,借助瞬时空间矢量理论计算电机的磁链和转矩,并与给定值进行比较,根据所得差值就能实现转矩的直接控制[4]㊂试验台所用的交流变频控制系统为具有明确定义功能和接口的A B B最新一代全数字变频器控制装置A C S800,其最大的优点就是采用了通用技术,具有广泛的适应性㊂变频控制系统可以分成两个基本部分:转矩控制环和速度控制环㊂2.1.1 转矩控制环异步电机的直流母线电压和定子电流以及逆变器的开关状态由相应检测单元进行检测之后,相应信息流入自适应电机模型㊂在D T C传动运行之前,自适应电机模型在电机辨识的过程中收集数据,这个过程被称为自动辨识㊂通过自动辨识过程,电机模型可以进行精确计算并输出描述电机实际转矩和磁通状态的控制信号,同时也输出电机轴的转速[5]㊂描述电机实际转矩和磁通状态的控制信号进入比较器后每隔25m s就与给定值进行一次比较,通过计算得出的转矩和磁通状态信号随即被输送到优化脉冲选择器,优化脉冲选择器内部使用的数字信号处理器与专用集成电路硬件一起来确定逆变器的开关逻辑㊂转矩控制框图见图3㊂图3 转矩控制框图为获得高动态性能的转矩输出,转矩波动被限制在一定的容差范围内,所有控制信号通过高速光纤来传输,极大地提高了处理速度,每隔㊃0071㊃中国机械工程第25卷第12期2014年6月下半月Copyright©博看网. All Rights Reserved.25m s逆变器的半导体开关装置收到一个脉冲来控制功率器件的通断或保持,以保证电机转矩的精确性㊂2.1.2 速度控制环转矩控制系统性能直接影响速度控制系统的动㊁静态性能[6]㊂在直接转矩控制中,通常是由速度控制器根据给定速度与实际速度的偏差产生给定转矩信号,实际速度通常是借助速度传感器来获取的,但系统引入速度传感器增加了系统的复杂性及成本,因此无速度传感器技术就成为一种更理想的选择㊂本试验台速度控制以自适应理论为基础,通过选择合适的参数自适应律,利用转子磁链方程构建了无速度传感器直接转矩控制系统[7]㊂具体速度控制过程如下:在转矩给定控制器的内部,速度控制输出信号为转矩限幅和直流母线电压所限制;当使用外部转矩信号进行速度控制时,从转矩给定控制器输出的内部转矩给定进入转矩比较器;当使用外部转速信号进行速度控制时,外部速度给定信号与电机模型输出的实际速度进行比较,偏差信号进入P I D调节器和加速补偿器,速度控制器的输出为P I D调节器输出值和加速补偿器输出值之和㊂速度控制框图见图4㊂图4 速度控制框图2.2 数据采集系统试验过程中对转矩㊁转速等参数进行持续采集是试验台数据采集系统的主要任务[8]㊂采集任务是由布置在相关位置的各种传感器实现的,通过这些传感器将采集到的数据参数传送到P L C 上,再由P L C对收集来的所有数据进行处理㊂相应传感器所采集到的扭矩或转速参数,通过转换模块输入P L C分析处理之后,由通信模块反馈给变频控制系统,就可以调整异步电机的扭矩或转速,实现对扭矩或转速的闭环控制㊂在测试过程中还需要对润滑油温度㊁桥壳温度㊁室温㊁大气压力㊁湿度等数据等参数进行监控,出现异常情况及时进行报警㊂2.3 电封闭系统汽车试验台大体可分为开放式和封闭式两大类㊂开放式试验台结构简单,但其输入功率除维持系统运转外,其余全部被加载装置以热能形式消耗掉,运行成本较高,故不宜进行大功率加载试验㊂封闭式试验台具有功率回收功能,动力源发出的功率可以部分反馈回来,具有能耗低的优点,因此适合较大功率的长时间运转试验㊂封闭式试验台又可以分为机械封闭式和电封闭式两大类[9]㊂机械封闭式试验台机械结构非常复杂,试验过程中加载的变化和扭矩的准确控制等功能都不易实现,且试验性能不够稳定,通用性较差㊂电封闭式试验台在进行加载的同时还可以实现发电的功能,发出的电通过闭环系统提供给电动机或反馈给电网,以降低试验能耗,电封闭式试验台具有能源利用效率高和能够实现动态加载等优点㊂电封闭式试验台又可进一步细分为交流电能反馈式和直流电能反馈式两类㊂交流电能反馈式试验台通过闭环系统将电能反馈回电网循环利用,对电气设备运行的同步同相要求较高,从而导致电气设备复杂,工作可靠性差,且容易对公共电网造成污染㊂直流电能反馈式试验台则不存在此问题,电机发出的电不送回电网,而是送回到电动机,电气设备简单,工作可靠性高[10]㊂综合各种因素,本文所设计的试验台采用基于直流母线的电封闭结构形式,即将一台驱动电机和两台加载电机变频系统的直流母线互联,三台电机可分别工作在电动状态和发电状态两种模式㊂当试验台进行驱动桥正向扭矩加载时,驱动电机工作在电动状态,整流单元将电网中送来的交流电转化成直流电供给直流母线,驱动电机通过逆变器从直流母线上获取电能驱动测试桥样件运转;而此时加载电机工作在发电状态,将驱动电机经测试样件送来的机械能转换为电能,并将这部分电能进行逆变回馈至直流母线㊂由于外部电网到直流母线间的能量传输只是单向传输,故避免了电机发电对公共电网造成污染㊂电封闭系统原理如图5所示㊂图5 汽车驱动桥传动效率试验台电封闭系统原理图由于采用了采用电封闭结构,故能量可以在上述封闭系统内连续流动,形成能量封闭系统㊂㊃1071㊃汽车驱动桥传动效率试验台的研制及测试 章德平 莫易敏 赵木青Copyright©博看网. All Rights Reserved.在实际测试过程中,由于存在能量损耗,故系统需要从外界补充部分能量来弥补能量损耗㊂为了防止由于电枢并联使发电机也处于电动状态,电动机与发电机的电枢回路要用单向导通的二极管隔离开㊂从能量的角度来看,外界只需要供应上述能量循环过程中由于机械摩擦和电子元件损耗而消耗掉的这部分功率就可以使系统运转,从而实现最大程度地利用能量的目标㊂3 软件结构设计作为中央监控计算机,工控机中安装了控制软件,控制软件界面如图6所示㊂控制软件设计是试验台控制系统的核心,根据设计方案,软件设计必须兼顾控制功能的实现和系统总体布局的需要,既要能实现各模块的控制任务,又要便于实现系统的机电一体化控制㊂目前控制系统的发展趋势是丰富软件功能㊁简化硬件结构,从而提高系统的可靠性和智能性,并有利于系统功能的扩展[11]㊂ 汽车驱动桥传动效率试验台软件系统采用V C ++作为开发工具,采用模块化设计方法,实现了系统状态监控㊁系统参数设置及数据实时显示等功能,界面直观,操作便捷㊂如图7所示,该软件系统主要功能模块如下:图6控制软件界面图图7 软件系统功能模块图(1)控制参数输入模块㊂具有开放的载荷谱编辑功能,可按照一定格式设置进行连续效率测试试验的一系列包含加载负荷输入转速持续时间的试验节点,即可在自动试验模式下,按照设定的试验程序自动完成全部试验循环㊂(2)数据存储模块㊂将测试过程中扭矩和转速数据进行记录并存储下来,输出数据报表㊂(3)数据动态显示模块㊂以实时数据或趋势曲线的形式显示当前驱动电机转速及扭矩㊁加载电机的转速及扭矩㊁被测驱动桥样件内齿轮润滑油温度等状态信息㊂(4)报警监控模块㊂可设定转速㊁扭矩㊁油温㊁驱动桥测试样件安装基板振动量等试验参数的报警上限,对试验过程中的各项试验参数进行实时监控,出现异常情况时可以按照报警分级处理设置对各种故障状态执行相应的处理程序㊂(5)数据处理模块㊂对测试得到的扭矩和转速参数进行处理,得到对应的系统效率值㊂(6)文件管理模块㊂用于对各种图表㊁图形文件的保存㊁读取和删除㊂4 试验台测试应用现以某型号驱动桥为例,进行该驱动桥系统传动效率的测试㊂试验1 保持加载电机的负载为400N ㊃m ,将驱动桥测试样件输入转速由300r /m i n 逐渐增大到2700r /m i n,具体测定结果见表1㊂由测试结果可以发现:当加载电机的负载为恒定值时,随着输入转速的增大,系统功率损失的增大主要来自于搅油功率损失和齿轮啮合功率损失的同时增大;虽然系统功率损失绝对值是增大的,但系统输入功率也是增大的且幅度更大,因此系统负载恒定时,驱动桥的传动效率随输入转速的增大而相应增大㊂试验2 保持测试的输入转速为2700r /m i n,将加载电机的负载由100N ㊃m 逐渐增大到1k N ㊃m ,具体测定结果见表2㊂㊃2071㊃中国机械工程第25卷第12期2014年6月下半月Copyright ©博看网. All Rights Reserved.表1 试验1测试结果样件序号输入转速(r /m i n )输入转矩(N ㊃m )输出转速1(r /m i n )输出转矩1(N ㊃m )输出转速2(r /m i n )输出转矩2(N ㊃m )效率(%)1299.5181.661.3400.261.1400.390.072598.2183.6122.6400.8122.5401.089.473898.8181.4183.8399.1183.6399.389.9641198.1180.2243.1398.8244.7398.990.1251496.6180.8305.6399.2305.9399.390.2361796.7180.9367.5399.3367.5399.390.2372096.5181.0429.6399.2430.1399.390.4582397.3180.1490.5399.6490.5399.590.78表2 试验2测试结果样件序号输入转速(r /m i n )输入转矩(N ㊃m )输出转速1(r /m i n )输出转矩1(N ㊃m )输出转速2(r /m i n )输出转矩2(N ㊃m )效率(%)1898.384.8184.5178.0184.0171.084.392896.5174.8183.1391.4183.3377.189.843900.0301.1185.4690.0184.0673.292.924899.0428.3184.0996.0184.0961.193.52由测试结果可以发现:当输入转速为恒定值时,随着加载电机负载的增大,搅油功率损失基本不变化,系统功率损失的增大主要来自于齿轮啮合功率损失的增大;虽然系统功率损失绝对值是增大的,但系统输入功率也是增大的且幅度更大,因此,当系统输入转速恒定时,驱动桥的传动效率随着负载增大而相应增大㊂5 结语实际测试结果表明:该试验台结构合理,操作方便,使用范围广,运行时系统稳定可靠,总体能耗较小,完全能满足现实工作中的测试要求㊂参考文献:[1] 许红平,应富强,宋玲玲.机械传动系统多功能试验台的设计研究[J ].机电工程,2002,19(3):8‐10.X u H o n g p i n g ,Y i n g F u q i a n g ,S o n g L i n g l i n g .T h e D e s i g na n d S t u d y o ft h e M a c h i n e D r i v e n S y s t e m M u l t i f u n c t i o nT e s tB e d [J ].M e c h a n i c a l&E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g M a g a z i n e ,2002,19(3):8‐10.[2] 黄宏成,徐继财,闻居博.C V T 效率台架试验与分析[J ].传动技术,2010,24(2):37‐41.H u a n g H o n g c h e n g ,X u J i c a i ,W e n J u b o .T e s t a n dA -n a l y s i s C V T E f f i c i e n c y [J ].D r i v e S y s t e m T e c h -n i qu e ,2010,24(2):37‐41.[3] 蒋巍,石晓辉,李文礼.变速器试验台测控系统的研制[J ].自动化仪表,2012,33(4):45‐51.J i a n g W e i ,S h iX i a o h u i ,L iW e n l i .R e s e a r c ha n dD e v e l -o p m e n t o f t h eM e a s u r e m e n t a n dC o n t r o l S y s t e m U s e d f o rT e s tB e d o fT r a n s m i s s i o nB o x e s [J ].P r o c e s sA u t o -m a t i o n I n s t r u m e n t a t i o n ,2012,33(4):45‐51.[4] 王皖君,张为公,杨帆,等.变速器试验台测控系统设计[J ].测控技术,2011,30(9):21‐23.W a n g W a n j u n ,Z h a n g W e i g o n g ,Y a n g F a n ,e t a l .D e -s i g n o fM e a s u r e m e n t a n dC o n t r o l S y s t e mf o rT r a n s -m i s s i o n T e s t R i g [J ].M e a s u r e m e n ta n d C o n t r o l T e c h n o l o g y,2011,30(9):21‐23.[5] 常智海,吴坚兰,李浩,等.变速箱试验台控制系统[J ].电气传动,2008,38(7):13‐16.C h a n g Z h i h a i ,W u J i a n l a n ,L i H a o ,e ta l .C o n t r o l S ys t e mo fG e a r b o x T e s tB e n c h [J ].E l e c t r i cD r i v e ,2008,38(7):13‐16.[6] L a u w e r y sC ,S w e v e r sJ ,S a sP .R o b u s tL i n e a rC o n -t r o l o f a nA c t i v e S u s p e n s i o no n aQ u a r t e rC a rT e s t ‐r i g [J ].C o n t r o lE n g i n e e r i n g Pr a c t i c e ,2005,13(5):577‐586.[7] I r i m e s c uA ,M i h o nL ,P a d u r eG.A u t o m o t i v eT r a n s -m i s s i o n E f f i c i e n c y M e a s u r e m e n t U s i n g a Ch a s s i s D y n a m o m e t e r [J ].I n t e r n a t i o n a l J o u r n a l o fA u t o m o -t i v eT e c h n o l o g y,2011,12(4):555‐559.[8] K l e i nFH.T h eV a l i d i t y o f C yc l eL i f eB e n c hT e s tD a t a i nR e l a t i o n t oR e a lW o r ld I n ‐ve h i c l eT e s t i n g [J ].J o u r -n a l of P o w e r S o u r c e s ,1986,17(3):257‐266.[9] N a k a m u r aM.D e v e l o p m e n t o fD i s kT y p eU n d e r w a -t e rG l i d e r f o rV i r t u a lM o o r i n g :P a r t 2,C o n s t r u c t i o n o fT e s t ‐b e d V e h i c l ea n d F i e l d E x pe r i m e n t s [J ].J o u r n a l of t h e J a p a nS o c i e t y o fN a v a lA r c h i t e c t s a n d O c e a nE n gi n e e r s ,2011,13:205‐218.[10] W o n M ,K i mSS ,K a n g BB ,e t a l .T e s t B e d f o rV e -h i c l e L o n g i t u d i n a l C o n t r o l U s i n g C h a s s i s D y n a -m o m e t e r a n dV i r t u a lR e a l i t y :a nA p p l i c a t i o n t oA -d a pt i v eC r u i s eC o n t r o l [J ].J o u r n a lo f M e c h a n i c a l S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y,2001,15(9):1248‐1256.[11] B i s h o p K M.E l e c t r i c a lE q u i pm e n t f o rA u t o m a t e d V e h i c l e T e s t B e d s [J ].E l e c t r o n i c s a n d P o w e r,1975,21(19):1053‐1054.(编辑 陈 勇)作者简介:章德平,男,1981年生㊂武汉理工大学机电工程学院博士研究生㊂主要研究方向为机械设计及理论㊂发表论文4篇㊂莫易敏,男,1960年生㊂武汉理工大学机电工程学院教授㊁博士研究生导师㊂赵木青,男,1985年生㊂武汉理工大学机电工程学院硕士研究生㊂㊃3071㊃汽车驱动桥传动效率试验台的研制及测试章德平 莫易敏 赵木青Copyright ©博看网. 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汽车驱动桥总成齿轮疲劳试验台的研究与设计
图 ２ 试 验 台模 型 图
性较 差。 （ ）电能回送方案在原 有开式试验 台的基 础上加一套动 力回 ３ 收装置 ， 系统消耗的能量通过 电网加以回收 。由于驱 动桥电机 以 将 及电控系统 的效率都很高 ，不但节能 ，而且减少了试验过程中的发 热 ， 试验 台更加紧凑 ，可靠性和寿命大大提高 。在试验过程中一 使 些电机 处于电动状态 ，而另外一些 电机处于发 电状态 ，而且这 种功 能还可 以互换 ，即可 以模拟 车辆正常 行驶时发 动机驱 动车轮的 模 式 ，也可以模拟车辆下坡或减速时车轮带着发动机转的模式 （ 反拖
汽车是由许多种零部件组成的复杂的机 电一体化产品 ，对于产 品开发所需的许多技术 资料 ，１前尚不能通过理 论计算而 能通过 ４ 试验获得 ，因此 有人 说 “ 汽车是试验 出来的 ”。在汽车的各类总成 中驱动桥是汽车传动 系中一个重要总成 ，国家行业标准规定 ，新设 计或有重大改进的驱动桥定型生产 ，或进行产品质量考核时 ，应对 驱动桥进行型式试验 。可见 ，对驱动桥进行试验的重要性 。其中驱
模式 ），电机转速和扭转也可以
图３ 试 验 台部 件 组 成 示 意 图
系统 由仪表柜 （ 测量部分 、控制部分 、数据采集部分 、工业控 制 计算机 、电源管理单元 、可编程序控 制器 ）、温度控制系统 、变 频 电机 、变频调速器及机 械部分 （ 传动轴 、 联轴 器 ） 等组 成。 试验 台采用模 块化结 构 ，可充 分利 用试验 台铁地板 、驱动 电 机 、负载 电机 、传感器 、夹具的资源 ，通过 不同的组合演变 ，在同 试验台上对不同型号的驱 动桥进行总 成齿轮疲 劳试验。试验台具
滚动接触疲劳试验机技术简介
GPM-30微机控制滚动接触疲劳试验台1、产品外观及主要用途济南益华技术简介本试验台用于模拟轴承、轮箍、轧辊等滚动接触零件工况的失效试验，将一恒定的载荷施加于滚动或滚动加滑动接触的试样，使其接触表面受到循环接触应力的作用。
通过控制和改变负荷、速度、滑差率、时间、摩擦配偶材料、表面粗糙度、硬度等参数的情况下进行测试，以评定试样材料的综合使用性能。
满足标准GB10622-89金属材料滚动接触疲劳试验方法要求。
2、基本结构及原理试验台主要由主机、静压作动器、油源、电器测控系统、软件部分、电脑及辅件等组成。
2.1试验台主机采用卧式框架结构。
机电一体。
主机主要由机架、主动运动机构、陪试运动机构、试验力加载机构、试验参数测量部分、试件副盘部分、辅件部分等组成：机架。
主要由机架、工作台、支架、运动连接机构、底板等部分组成。
机架由工程钢整体焊接，各部分紧固的安装在一起。
机架满足结构空间和试验刚性要求，稳定可靠。
主动运动部分。
此部分卧式安装于主机工作台之上，伺服电机驱动主动轴带动主试件做旋转运动，其间串联动态扭矩传感器和弹性联轴器。
试验过程中恒扭矩输出，旋转速度无级可调，试验过程稳定、控制精度高。
陪试运动部分。
伺服电机驱动，通过同步圆弧齿型带传递带动传动轴以及陪试主轴同步旋转，传动轴通过轴承座体固定于工作台上，陪试主轴安装于杠杆保持架一端，杠杆保持架可以传动轴为支点做杠杆运动以施加试验力。
伺服控制系统调控试验转速。
主动和陪试双伺服电机控制，可获得宽范围的滑差率。
试验力加载机构。
采用液压作动器加载机构，位于主机下部，由静压油源和作动器组成，并具有长时保压调节功能。
试验时油缸活塞向上推动杠杆保持架一端，则另一端陪试主轴带动陪试件施加向下的压力于主动轴连接的主试件。
主、陪试件之间可产生最大试验力30kN，油压传感器测量试验负荷。
液压站和作动器特殊设计制造，整个加载试验过程平稳、可靠。
试验参数测量部分。
采用油压传感器测量试验负荷，串联于主动轴上的扭矩传感器动态测量试验扭矩。
汽车转向轴扭转疲劳试验台开发
汽车转向轴扭转疲劳试验台开发
陈建国;袁海兵
【期刊名称】《机电工程技术》
【年(卷),期】2013(000)012
【摘要】为了检验转向轴的质量，设计了转向轴扭转疲劳试验台。
介绍了试验台的机械结构，设计了以PIC芯片为控制器的硬件电路，阐述了软件的编制流程。
该试验台可以保证加载的扭矩恒定，方便地显示加载次数。
系统自动化程度高，运行稳定可靠。
【总页数】3页(P1-3)
【作者】陈建国;袁海兵
【作者单位】湖北汽车工业学院机械工程系，湖北十堰 442002;湖北汽车工业学院机械工程系，湖北十堰 442002
【正文语种】中文
【中图分类】TP23;U467.4
【相关文献】
1.汽车转向系统5轴试验台的研制 [J], 张君;廖林清;苏道齐
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5.共振原理在汽车转向节疲劳寿命试验台上的应用 [J], 欧家福
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中间有相同的2对试件齿轮，它们相对位置可以调节，确保设备可以试 验各种不同齿轮对 , 内侧两个齿可以移动（发兰夹具变换尺寸）
外侧两个齿轮可以移动，
试件右侧两对是发兰夹具+传递齿轮，通 过它们，形成整个 速度/扭矩 闭环；
最右侧是测量机构，用于产生试验数据 和 PID控制。这种测量机构在整个试验中使用多个，需要检 测多个不同点的“速度-扭矩”：电机输出位置，传递机构位置，试件位置等，当试件本身的传递效 率下降后，可以说明“点蚀面积”大，可以对照标准，找到失效点；也可以发现“牛矩突跌”发现 齿根有裂纹，也可测量震动、加速度、异噪，发现与“点蚀失效”、“齿根失效”对应的 “测量参
值”。
4方机原理图是垂直结构，同样显示中间2个齿轮箱 （即齿轮试件）可以上下 移动，也就是起到变换齿轮对尺寸作用。
德国GIM公司
01. Juli 1994 Gründung in Herzogenrath 公司成立于1994年7月
Gesellschafter: 股东 Prof. Dr. Ing. C. Troeder Dipl. Ing. U. Meier
Mai 1995 Niederlassung in Eschweiler 在ESCHWEILER成立办公室
1998/1999 Bau der zweiten Fertigungshalle 第二个生产车间
2000/2001 Bau der dritt 测试台
Testing systems for Road Safety Training Centers Function Test 传动轴连接系统功能测试台 RigsStrength Test Rigs [QuasiStatic]传动轴强度测试系统 Environmental Test Rigs [Hot/Cold]传动轴环境测试系统 Durability Test Rigs [Four Square]传动轴耐久寿命试验系统 Quality Assurance Test Rigs [NVH]传动轴质量控制测试系统 Visco [Function-Test Rigs]传动轴 功能测试台 Visco [Durability-Test Rigs] 传动轴耐久试验台
Cyclic Loading Test Rigs 传动轴扭疲试验台
双试件 齿轮传动疲劳试验机（二方机）
双试件 齿轮传动疲劳试验机（二方机）
齿轮表面点蚀试验 齿根断裂试验 油品试验 传动轴试验 等速驱动轴 万向节试验
2方机 -齿轮试验原理图
3D图
最左面是设备的 驱动电机/机构，产生“旋转速度” + 扭矩作动缸/机构， 产 生扭矩 （电机或液压，GIM通常使用液压，其能力大）