江铃全顺后驱动桥性能试验系统设计

1、 江铃全顺后驱动桥性能试验系统设计江铃全顺后驱动桥性能试验系统设计摘要驱动桥由传动装置、主减速器、差速器、车轮和驱动桥壳等组成，驱动桥位于传动系的末端，是汽车整车中主要总成之一，它兼为整车的传动系、行驶系和制动系等中的一个主要环节，也影响着整车的诸多性能。而汽车试验是保证产品性能、提高产品质量和市场竞争力的重要手段。为满足驱动桥的制动性能、噪声性能、差速性能测试的要求，本文对汽车的驱动桥试验台进行了总体阐述和设计。 第一章绪论部分，阐述了课题所研究的意义，介绍了驱动桥试验台发展现状和趋势，以及课题在研究过程中所要完成的内容。 第二章驱动桥试验台的设计。本章首先阐述总体设计方案，确定了电气系统，

2、液压系统以及数据采集系统的设计方案。然后，逐步对各个系统进行讲解，最后得出系统总体方案。第三章电气控制系统设计。本章分别对电气系统的设计过程进行了详细叙述。第四章检测结果与分析。对实验所采集的数据进行分析处理，最后得出结果。第五章结论。是对本论文所研究内容的一个总结和概括。关键词：驱动桥； 试验台； 性能检测； 数据采集THE SYSTEM OF PERFORMANCE TESTER FOR DRIVING AXLE OF JIANGLINGABSTRACTDrive axle is made of the transmission, main reducing gearbox, differ

3、ential device, wheels, it is the major component of the driving system and the braking system of the vehicle, it also affects many properties. the system of performance tester is to improve the quality and performance of the product. the paper includes design of the system of performance tester . Th

4、e first chapter is the introduction of the thesis. It includes the significance of the project, the development and trend of the text, and what we should do during the process.The second chapter is the design of the system performance of the drive axle,it includes Electrical System,Hydraulic system

5、and Data Acquisition System ,and then, resolve each of the systems, and obtain the overall program of the System Performance of the Drive axle.The third chapter is the design of the Electrical System. It includes the process of the Electrical System were carried out.The fourth chapter analysis the d

6、ata of the text, and get the result. The fifth chapter is the conclusion part of the thesis.应为1.5行距，在答辩之前你要好好改下翻译，翻译的错误太多朗读显示对应的拉丁字符的拼音字典1. 名词 1. interpretation2. explanation3. construction4. understanding5. rationale6. exposition7. explication2. 动词 1. resolve2. decide3. settle4. solve3. 形容词 1. dete

7、rminate显示对应的拉丁字符的拼音字典1. 名词 1. hydraulic pressureKey words: drive axle; the system of performance tester; data collection中文是4个关键词，英文竟然是3个目录1 绪论11.1 驱动桥性能试验系统研究的意义11.2 实验台研究的现状与发展趋势11.2.1 实验台研究的现状11.3本课题研究的内容42 汽车驱动桥实验台的设计62.1 课题的设计依据及检测内容62.1.1 课题的设计依据62.1.2 课题的检测内容82.2 驱动桥试验台的总体设计方案82.2.1 试验台设计的思路82

8、.2.2 试验台设计的示意图82.3 实验台电气系统的设计92.3.1 电机系统的设计92.3.2 磁粉制动器102.4 试验台液压系统的设计112.4.1 液压加载系统的设计112.4.2 液压制动系统的设计122.5 采集系统的设计132.5.1 转矩转速传感器的设计142.5.2 声级计的设计142.5.3 测试系统的设计152.6 试验台架的设计162.6.1 实验台架设计的原则172.6.2 实验台架设计示意图172.7 试验台的三维建模图像203 电气控制系统的设计223.2 电气系统设计223.2.1 电机控制系统223.2.2 液压加载控制系统223.2.3 液压制动控制系统2

9、23.2.4 数据采集系统234 检 测 结 果 分 析264.1 检测原理264.1.1 转速转矩检测原理264.1.2噪声检测原理264.1.3 差速检测原理264.1.4 制动检测原理264.2 检测步骤274.3 检测结果284.3.1 噪声检测结果284.3.2 转速检测的结果294.3.3 制动性能检测的结果304.4 检测结果分析：314.4.1 噪声检测结果分析314.4.2 差速检测结果分析324.4.3 制动性能检测结果分析335 结论35参考文献36致谢37字体、行距等不符合规定格式1 绪论1.1 驱动桥性能试验系统研究的意义汽车驱动桥由差速器、减速器、桥壳、半轴及轮毂组

10、成，它们之间有着严格而精密的配合关系，如在出厂前不进行台架试验检测，就很容易让一些不合格产品流出公司，进入市场。驱动桥常见故障有：正反转噪声太大、正反转点响、齿轮早期磨损；油封漏油、主减速器与桥壳结合面密封不严导致漏油、焊缝漏油、砂孔漏油；轴承异响、差速失灵及制动器品质低等。最近几年，中国汽车市场发展非常快，市场竞争也非常激烈。因此，专业生产汽车驱动桥的企业，非常重视产品质量，加强在线检测，尤其是产品出厂前检测，即对驱动桥总成进行台架试验检测十分必要。这样可及时调整失控现象，从而达到保证产品质量，稳定生产过程，减少产品售后故障，提高顾客满意度及市场竞争力的目的。但在我国，零部件加工制造水平低，

11、偶然因素、人为因素很多，产品质量较差，且缺乏相应的检查，检测手段也很匮乏，因此零部件组装后，存在问题的可能性较大，对总成的检测主要依靠人根据经验去听、去感觉，随意性较大。因此非常需要一种驱动桥总成综合性能检测台，作为驱动桥总成出厂前的一次综合检验，提高产品出厂一次性合格率，希望通过对驱动桥性能试验台的设计，利用试验台对性能的检测，从而达到优化设计，保证汽车高效运作，同时降低成本，且达到安全可靠的目的，这就是此次研究的意义之所在。1.2 实验台研究的现状与发展趋势1.2.1 实验台研究的现状通常，驱动桥总成及其主要零部件也和汽车的其它主要总成及其零部件一样需要室内台架试验，以考验驱动桥总成及其零

12、部件在汽车整车结构与性能上的适应性，以及它们的可靠性、耐久性和其它性能。目前，我国的某些厂家（例如：济南西匡科技有限公司）生产出来的试验台，可通过程序设定，设备自行装夹定位检测，传感器收集相关数据，通过工控机对测试数据进行分析、判定、纪录、查询。驱动桥总成试验台可以进行：（1）驱动桥总成静扭试验；（2）驱动桥总成齿轮疲劳试验；（3）驱动桥总成锥齿轮支撑刚性试验等；图1-.1应为图1.1，后面的全文请对应修改。 济南西匡科技有限公司生产的驱动桥性能试验台国外有驱动桥总成综合性能试验台（例如：美国Rockwell(洛克威尔)公司工程中心的开式驱动桥试验台）采用直流电机驱动，可对驱动桥总成进行综合性

13、试验，例如检测主减速器、差速器的工作情况，润滑性能及总成及其组件的强度，磨损等，同时可对温度、转速、转矩、噪声等参数进行测量。以水力测功器加载的开式驱动桥试验台也被俄罗斯莫斯科小型汽车制造厂和原高尔基汽车制造厂所采用。总之，国内与国外在这方面的研究水平还是存在差距的。主要是在软件方面，国外的检测水准显得更加全面，智能化，这也是我们的目标1。1.2.2 实验台的发展趋势因目前车辆的动力传动电子化，主要包括发动机电子控制（包括汽油机和柴油机）、自动变速器控制（ECT、CVT/ECVT等）以及动力传动总成的综合电子控制等。控制系统主要由各种传感器、执行机构和电控单元（ECU）组成。其主要是保证汽车在

14、不同的工况下均能处在最佳状态下运行，并简化驾驶员的有关操作，从而降低油耗和排放，减少动力传动系统的冲击，减轻驾驶人员的劳动强度，提高汽车的动力性、经济性和舒适性。如：底盘控制电子化，动态车身控制系统（ABS/ASR、ESP/VDC）,牵引力控制系统、悬架及车高控制系统、轮胎监测系统(TPMS)、巡航控制系统（CCS）、转向控制系统(如4WS)、驱动控制系统（如4WD）等。其主要用于提高汽车的安全性、舒适性和动力性等。近些年来，这些控制系统开始广泛采用。 随着汽车电子化发展，自动化越高，对传感器的依赖程度也就越大。汽车用传感器的种类多样化和使用数量的增加，使得传感器朝着多功能化、集成化、智能化和

15、微型化方向发展。这些将使未来的智能化集成传感器不仅能提供用于模拟和处理的信号，而且还能对信号作放大等处理；同时它还能自动进行校正，具有较强的抵抗外部电磁干扰的能力，保证传感器信号的质量不受影响，即使在特别严酷的使用条件下仍能保持较高的精度；另外，它还具有结构紧凑、安装方便的优点。基于通用芯片开发出的ECU已经很难满足汽车电子控制系统的要求，因此，开发出具有多路同步实时控制、自带A/D与D/A、自我诊断、高输入/输出等功能的汽车专用ECU系统具有很高的现实意义。随着汽车电子控制日趋集中化，ECU需要处理的信息量不断增加，因此，32位ECU将成为未来汽车用ECU的首选。预计在今后几年需求量将增加5

16、0%以上，逐步成为车用ECU的主流。目前，汽车上所使用的执行器主要有电磁式、电动式和气动液动式。电磁和电动式的执行器是以电为动力的操作机构，具有体积小、重量轻、响应速度快、耗能小的特点，但是，与气动液动式执行器相比，输出驱动能力则不足；无法满足未来汽车控制领域大驱动输出的需要。但是，随着新材料、新工艺、新机构设计的采用，电磁和电动式执行器将逐渐取代气动液动执行器，尤其是在未来汽车普遍更换42V新型电源系统之后，输出驱动能力将大幅度提升，完全可以取代传统的气动液动系统。目前在汽车电子控制系统中采用的是PID控制理论，是一种使用于单输入输出、线性定常系统的经典控制理论。但由于汽车中需要控制的对象往

17、往具有很强的时变和非线性，控制系统的输入和输出参数也越来越多，采用以状态空间为基础、适用于多输入输出、非线性时变系统的现代控制理论已成必然，如最优控制、模糊控制等。所以今后，综合性能试验台应能对驱动桥总成进行噪声、转矩、制动、差速器等性能进行检测，同时进行润滑、冷却及清洗；通过对驱动桥总成噪声、转矩的检测，能自动判断驱动桥齿轮装配啮合情况；通过对主减速器、桥壳装轴承部位表向温度检测，自动判断锥轴承预紧情况；通过充入驱动桥内压力空气，利用压差法自动检测驱动桥密封性；通过检测制动性能，自动判断制动间隙是否调整合格；通过检测结果统计能立即做出分析判断等等2。总之，驱动桥的综合性能试验台会朝着电子化，

18、自动化，智能化，多功能化的方向发展。1.3本课题研究的内容本课程设计以江铃全顺为原型机，驱动桥性能的检测是非常重要的，本课题对驱动桥的性能进行以下检测： （1）差速性能检测； （2）噪声检测；（3）转速检测；（4）制动性能的检测；设计驱动桥性能试验台，完成江铃全顺后驱动桥性能试验系统设计，包括：（1）试验台机械结构总体设计；（2）试验系统的数据采集系统、电气系统设计；通过对驱动桥性能试验台的设计，利用试验台对性能的检测，从而达到优化设计，保证汽车高效运作，同时降低成本，安全可靠的目的。2 汽车驱动桥实验台的设计2.1 课题的设计依据及检测内容2.1.1 课题的设计依据驱动桥一般由传动装置、主减

19、速器、差速器、车轮和驱动桥壳等组成。图2-1 非断开式后驱动桥的结构（1）主减速器 主减速器一般用来改变传动方向，降低转速，增大扭矩，保证汽车有足够的驱动力和适当的速度。主减速器类型较多，有单级、双级、双速、轮边减速器等。（2）差速器差速器用以连接左右半轴，可使两侧车轮以不同角速度旋转同时传递扭矩。保证车轮的正常滚动。有的多桥驱动的汽车，在分动器内或在贯通式传动的轴间也装有差速器，称为桥间差速器。其作用是在汽车转弯或在不平坦的路面上行驶时，使前后驱动车轮之间产生差速作用。目前大多数汽车采用行星齿轮式差速器，普通锥齿轮差速器由两个或四个圆锥行星齿轮、行星齿轮轴、两个圆锥半轴齿轮和左右差速器壳等组

20、成。（3）半轴半轴是将差速器传来的扭矩再传给车轮，驱动车轮旋转，推动汽车行驶的实心轴。（4）桥壳驱动桥壳的主要功用是支撑汽车质量，并承受由车轮传来的路面的反力和反力矩，并经悬架传给车架（或车身）；同时，它又是主减速器、差速器、半轴的装配基体。驱动桥桥壳按照制造工艺分为冲焊桥壳、铸造（铸铁、铸钢）桥壳。传统的铸造桥壳具有刚度大，变形小，成本低等优点，但是制造周期长、工艺复杂，效率较低。冲焊桥壳具有外观好、重量轻、清洁度高、故障率低等优点，冲焊技术正在逐步替代铸造技术。驱动桥的作用是：通过主减速器齿轮的传动，降低转速，增大转矩；主减速器采用锥齿轮传动，改变转矩的传递方向；通过差速器可以使内外侧车轮

21、以不同转速转动，适应汽车的转向要求；通过桥壳和车轮，实现承载及传力作用。驱动桥位于传动系的末端，是汽车整车中主要总成之一，它兼为整车的传动系、行驶系和制动系等中的一个主要环节，也影响着整车的诸多性能3。 驱动桥的结构形式多种多样，不同车型的驱动桥具体外形机构不同，不同生产厂家要求也不一样，因此综合性能试验台具体结构也不同，按汽车专用生产的技术要求，设计依据如下：（1）检测产品品种：江铃汽车专用车厂生产的后驱动桥；（2）额定承载2000kg，自重141kg；（3）实验转速：正转02000r/min，反转 0750r/min；（4）加载扭矩：01000NM；（5）主减速比：i=4.556；（6）轮

22、距：1700mm；2.1.2 课题的检测内容根据汽车专用车厂的要求，综合性能试验台具体检测内容如下： （1）转矩转速检测；（2）噪声检测；（3）制动性能检测；（4）差速检测；2.2 驱动桥试验台的总体设计方案2.2.1 试验台设计的思路驱动桥试验台的设计基于对车桥的实际工作环境和实际路况的模拟，在此基础上到达检测驱动桥的各种性能，降低生产成本，使产品性能最优化。用变频电机来模拟动力源，通过传动轴、主减速器等将动力传给车轮；使用声级计是测量整个驱动桥工作时产生的噪声，尤其是主减速器产生的噪声，故将其悬置在主减速器的上方0.5m处；在轮毂上加磁粉制动器是模拟车轮在地上的阻力；在传动轴以及左右车轮分

23、别加转矩转速传感器是为了测得转矩和转速；在车桥上加载是模拟车身的质量对车桥工作的影响；使用液压制动装置对车轮进行模拟制动，来检测车轮的制动性。2.2.2 试验台设计的示意图图2-2 试验台设计的示意图图2-2中，电机将动力经过联轴器传给传动轴，传动轴的转矩经过主减速器降低转速，增大转矩，再经差速器，半轴传至车轮；磁粉制动器安装在车轮旁边，用来模拟道路阻力，通过液压加载装置对驱动桥加载，液压制动装置对车轮制动，进行差速检测和制动性能检测，声级计用来检测噪声性能。2.3 实验台电气系统的设计2.3.1 电机系统的设计出于对实验转速：正转02000r/min，反转0750r/min；加载扭矩0100

24、0NM等因素的考虑，加之试验中要改变转速，所以需要一个驱动装置既要提供足够的动力又要能够实现变速。所以选用变频电机，变频电机采用“电动机+变频器”的交流调速方式，使机械自动化程度和生产效率大为提高，且能使设备小型化。综合考虑，选用南京中科的YVF通用变频电机。其工作原理：变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置，先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直

25、流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。电动机通过联轴器、传动轴带动驱动桥运转起来，电动机在变频器的控制下，带动驱动桥先反转、后正转，由低速、中速到高速。在后桥运转变速过程中，操作人员通过噪声检测仪、转速转矩传感器等对驱动桥噪声、制动和差速等进行检测，更换驱动桥支座及压紧装置可以检测不同的驱动桥4。2.3.2 磁粉制动器磁粉制动器是采用磁粉作介质，在通电情况下形成磁粉链来传递扭矩的新型传动元件，主要由内转子、外转子、激磁线圈及磁粉组成；当线圈不通电时，主动转子旋转，由于离心力的作用，磁粉被甩在主动转子的内壁上，磁粉与从动转子之间没有接触，主动转子空转；接通直流电源后产生电磁场，工作介质磁粉在磁力

26、线作用下形成磁粉链，把内转子、外转子联接起来，从而达到传递，制动扭矩的目的。图2-3 CZF-10 水冷法兰式磁粉制动器磁粉制动器具有激磁电流和传递转矩基本成线性关系的特点。它能够传递一定的转矩，具有响应速度快、结构简单、无污染、无噪音、无冲击振动节约能源等优点。是一种多用途、性能优越的自动控制元件。磁粉制动器还经常被用于传动机械的测功、加载和制动等。磁粉制动器和磁粉离合器经常配对使用。本系统选用 CZF-10 水冷法兰式磁粉制动器，磁粉制动器的选型一般以所需传达最大转矩为依据来选定，并同时注意保证实际滑差功率小于磁粉离合器、制动器的允许滑差功率。计算公式如下： 实际滑差功率P=23.14Mn

27、/60=F*V(单位：W) 公式中：M - 实际工作转矩（N/m），F - 制动力（N）； n - 滑差转速（r/min），V - 速度（m/s）5。2.4 试验台液压系统的设计2.4.1 液压加载系统的设计 为的是在驱动桥上加载2000kg模拟加在驱动桥上车身的重量。一般由液压泵、支架及相应的夹具组成，与其配套使用的仪器、仪表和量具有：应变仪、示波器、位移传感器、应变片等。其示意图如下：输出高压油油管 液压泵 驱动桥 支承回油管图2-4 液压加载的原理示意图 液压加载装置的基本原理是：由液压泵产生高压油。高压油有两种油压形式：静油压和脉动油压。二者的搭配，通过各种阀门按试验标准要求调节。挤压

28、架在支撑上的车桥，相当于给车桥加载。图2-5 是液压加载装置的工作原理图当三位四通阀的开关处于右边时，液压泵将液压油从油箱抽出来，调节节流器，高压油从液压缸的顶部往下推，这就相当于是给驱动桥加载；当三位四通阀的开关处于左边时，液压泵将液压油从油箱抽出来，调节节流器，高压油从液压缸的底部往上推，这就相当于是给驱动桥卸载；当液压油的压力超过某一值时，会经过溢流阀回到油箱，使得操作安全进行。2.4.2 液压制动系统的设计在测试驱动桥的制动性时，需要对车轮进行制动，这套液压制动装置就是模拟汽车的制动系统。电动泵将制动油抽出经过比例阀（阀口可以根据需要打开任意一个开度，由此控制通过流量的大小，以电控方式

29、实现对流量的节流控制，当然经过结构上的改动也可实现压力控制），调节到所需的压力后，推动增压缸，挤压制动油，高压制动油进入轮毂的机械制动部分，从而产生制动力。注：1表示为轮毂图2-6 液压制动装置的原理图当三位四通阀的开关处于右边时，液压泵将液压油从油箱抽出来，调节节流器，液压油进入增压缸右端，同时制动油从高位油箱流进增压缸前端，活塞挤压制动油，产生高压油进入制动器，给车轮制动；当三位四通阀的开关处于左边时，液压泵将液压油从油箱抽出来，调节节流器，液压油进入增压缸左端，停止制动；当液压油的压力超过某一值时，会经过溢流阀回到油箱，使得操作安全进行。这里要特别注意，制动油不能和液压油混合使用， 对制

30、动油有特别要求：高沸点，刹车油要承受较高的温度，因此刹车油的沸点要高，以防刹车油因汽化而产生气阻，使刹车失灵；适宜的粘度和高的稳定性，由于汽车制动液的工作条件，要求在高温和低温时都有适宜的粘度、使制动液在高温时不会因粘度太低而造成机械磨损及从总泵或分泵处泄漏，在低温时也不会因粘度过大而导致刹车失灵6。2.5 采集系统的设计2.5.1 转矩转速传感器的设计使用转矩转速传感器可直接测出转速和转矩来。本系统选择三只JC1A型转矩转速传感器，额定转矩200NM，转速06000r/min，一只安装在联轴器与传动轴之间，测得传动轴的转速转矩，另外两只安装在两个半轴上，即测得车轮的转速。JC1A型转矩转速传

31、感器工作原理： 信号线圈 信号齿轮 MM 弹性轴图2-7 JC型转矩转速传感器原理示意图JC型转矩转速传感器的基本原理是通过弹性轴、两组磁电信号发生器，把被测转矩、转速转换成具有相位差的两组交流电信号，这两组交流电信号的频率相同且与轴的转速成正比，而其相位差的变化部分又与被测转矩成正比。JC型转矩转速传感器与JW型微机扭矩仪或PI系列扭矩卡配套使用，是一种测量各种动力机械转动力矩、转速及机械功率的精密测量仪器。2.5.2 声级计的设计对噪声检测采用声级计检测。在位于桥总成中心上方0.5m处用声级计测量，噪声应小于设计要求。本系统选择BSWA 308系列声级计，该声级计使用 Motorola 的

32、DSP 芯片，将最新的计算机技术和声学测量技术融为一体。图2-8 声级计的结构原理工作原理：声级计由传声器将声音转换成电信号，再由前置放大器变换阻抗，使传声器与衰减器匹配。放大器将输出信号加到计权网络，对信号进行频率计权 ( 或外接滤波器 )，然后再经衰减器及放大器将信号放大到一定的幅值，送到有效值检波器（或外按电平记录仪)，在指示表头上给出噪声声级的数值。2.5.3 测试系统的设计本测试系统主要由下列硬件组成：工控机一台、DI/DO采样、JC智能转速转矩传感器等。图2-9 数据采集图工控机是本测试系统的核心控件，它主要完成系统测试数据的采样、处理、分析及保存和备份功能。CPU为Celeron

33、800MHz，128兆RAM，Trideng显卡,30G硬盘。显示器为支持800*600的兼容彩显。要求本工控机至少带有一个ISA插槽，2个串行端口和一个PS2鼠标端口。工控机内插有PCL-818L多功能数据采样卡，在本测试系统中它主要完成测试系统的启停信号和转速，噪声信号的采样。PCL-818L通过20芯扁平电缆和工控机外的接口板相连。输入到接口板上的信号有系统停止和转速，噪声信号的数值量，此信号通过接口板的电平转换和采样信号的滤波，最终传给PCL-818L采样卡，再由工控机进行采样信号的处理与分析。PCL-818L是一种应用在IBM PC及其兼容计算机上的高性能、高速度多功能数据采集卡，集

34、数据采集（如A/D，D/A）、计时计数于一体。与普通PC机相比，工控机取消了PC机中的母板将其变成通用的底板总线插槽系统，将 PC 母板分成若干 PC 部件，如中央处理器(CPU)和内存储器(RAM, ROM)等，并使用了一些特殊的抗干扰措施，增强了环境适应性。因而工控机具有以下特点： (1)可靠性高、可维修性好。 (2)环境适应性强，工业控制计算机能够适应高温、潮湿、腐蚀、振动、冲击、粉尘等环境，并且有较强的抗电磁干扰能力。 (3)能够满足控制系统的实时性控制要求，且开放性高。 (4)具有完善的过程输入输出通道，能够满足生产过程的控制要求。 (5)具有丰富的工业控制软件，而且控制软件正向结构

35、化、组态化方向发展。 (6)能够满足大多数生产过程的控制精度和运算速度要求7。2.6 试验台架的设计驱动桥的结构形式多种多样，不同车型的驱动桥具体外形机构不同，不同生产厂家要求也不一样，因此综合性能试验台具体结构也不同，按汽车专用生产的技术要求，因此结构设计必须考虑使用的方便性、可靠性、快速性及适用于多品种。已知的数据如下： (1)轮距：1700mm； (2)额定承载：2000kg，自重141kg； (3)实验转速：正转02000r/min，反转 0750r/min；(4)加载扭矩：01000NM；(5)主减速比：i=4.556；2.6.1 实验台架设计的原则(1)实验台须适用于后桥的不同品种

36、检测；(2)检测时，必须有支撑及夹紧装置，而桥壳为铸件，尺寸公差较大，定位、夹紧装置必须具有一定的浮动性；(3)被测试工件由天吊吊至实验台，所以需让出足够的空问，以防干涉；(4)驱动装置与后桥主减速器凸缘通过联轴器对接。(5)装卸快速；(6)所设计的台架具有柔性，适合多品种；(7)使用可靠、维护、保养方便；2.6.2 实验台架设计示意图试验台架由滑台、底座、支架、夹紧装置等组成，由下图可见：图2-10 试验台架设计的三维图（1）底座设计因为轮距为1700mm，故底座的长度稍微长于此数据，长度设计为2800mm；为了便于实验，底座的高度不宜过高，故设计为30cm，宽为50cm；底座要承受车桥的重

37、量以及液压加载装置对车桥的加载，所以选择合金材料制作的，合金钢具有高强度、高韧性、耐磨、耐腐蚀、耐低温、耐高温、无磁性等优点，这里我们选择的是45钢。图2-11 试验台架的底座(2)滑台的设计滑台长160cm，宽50cm，高15cm；丝杆长40cm，半径1cm；下图为滑台的实体图：图2-12 滑台三维图滑体和楔块的尺寸如下图：图2-13 滑台中楔块尺寸的设计(3)支架的设计支架是为了支撑滑台及滑台上的电动机等，电动机有一定的振动，另加较大转矩，所以要有一个强度、硬度适当的支架。支架长为160cm，宽40cm，高40cm。(4) V型块的设计如下图所示，V型块成45度，高40cm；宽50cm，厚

38、5cm等等。图2-14 V型块设计图V型块是直接与驱动桥接触，并要支撑驱动桥的重量以及液压加载装置对桥的挤压，所以V型块的材料要选用耐磨钢板（Wear Resistant Steel Plate)，耐磨钢板具有优秀的耐磨性 ，合金耐磨层的化学成分中碳含量达45%，铬含量高达2530%，其金相组织中Cr7C3碳化物的体积分数达到50%以上，宏观硬度为HRC5662，碳化铬的硬度为HV14001800。由于碳化物成于磨损方向相垂直分布，即使与同成分和硬度的铸造合金相比较，耐磨性能提高一倍以上。 而且具有良好的耐冲击性，耐磨复合钢板的基板为低碳钢或低合金。不锈钢等韧性材料，体现双金属的优越性，耐磨层

39、抵抗磨损介质的磨损，基板承受介质的载荷，因此有良好的耐冲击性。可以承受物料输送系统中承受高落差料斗等冲击和磨损8。安装V型块的螺母和螺钉均选用有奥氏体不锈钢310型，有奥氏体不锈钢310型，它的含Cr量和含Ni量都比18-8型不锈钢高，适用于高温下工作的紧固件9。2.7 试验台的三维建模图像至此，我们已将试验台所有的设备，仪器，都已设计完毕，下面我们将这些都组装成一个整体，如下图所示： 图2-15 驱动桥试验台三维图将电动机、传感器、声级计、磁粉制动器等等在试验台上安装好后，准备开始试验。3 电气控制系统的设计3.2 电气系统设计电气系统的组成图3-1 电气系统的组成设计的思路：此系统由数据采

40、集系统、电机控制系统、液压制动控制系统、液压加载控制系统组成。变频器控制电机的转速，电磁阀控制液压装置，电流控制器控制磁粉制动器，这些装置对驱动桥进行模拟，检测。再通过试验台上的传感器将数据传输给工控机，而工控机直接控制变频器、电磁阀、电流控制器等，形成一个反馈回路。所以，工控机处于电气系统的核心位置。3.2.1 电机控制系统电机控制系统中，变频器通过串口与工控机连接，工控机发出信号控制变频器，从而改变交流电机的转速。再由转速转矩传感器测量进行反馈，实现闭环控制。3.2.2 液压加载控制系统液压加载控制系统中，工控机通过DO 输出接口控制电磁阀，从而控制电磁阀的换向。信号是通过DI 接口向工控

41、机反馈。3.2.3 液压制动控制系统液压制动控制系统，工控机利用 AO 输出接口控制磁粉制动器。类似于再由转速转矩传感器测量进行反馈，实现闭环控制。此外，同时也能实现转速转矩性能测量。3.2.4 数据采集系统数据采集系统负责接收信号，然后通过计算机完成数据处理和试验结果的显示。这些信号的类型也不尽相同，转速、转矩信号属于脉冲信号，由COUNTER卡采集；声级计的信号直接由 AI 接口采集；开关量由DO接口采集.由于PCL-818L具有采集数据、A/D转换、D/A转换、以及自动对设定的通道进行检测和转换采样、计时、计数等功能，已经广泛地应用于告诉12位数字处理中，具有较高的性价比。尤其重要的是P

42、CL-818还有较强的编程功能。PCLD-785PCL-818多功能卡 开关工控机 PCLD-782 动作控制PCLD-8115磁粉制动器传感器PCLD-782计数卡PCL-836声级计变频器RS232/RS485电机图3-2 数据采集系统总线主要是由PCL-818L 多功能卡和 PCL-836 计数卡组成。与 PCL-818L 相连的有 3 块端子板，数字量输入端子板 PCLD -782 接收按钮和开关信号输入；数字量输出端子板 PCLD-785用于控制动作，PCLD -8115为模拟量输入和输出端子板，利用其模拟量输出通道控制磁粉制动器，实现对制动器力矩的精确控制，利用其模拟量输入通道可实

43、时采集噪声传感器信号。PCL-836 计数卡与数字量输入端子板 PCLD -782 相连，负责接收转速转矩传感器。RS-232 串口通过转换卡与变频器的 RS-485串口通信，实现对电机调速的控制。图3-3 PCL-818L多功能卡 图3-4 PCL-836计数卡图3-5中，接通电源控制器电源按钮SA10或SA11，用SA6 和SA7 图中看不到进行手动/自动模式切换。根据试验需求直接通过控制面板上的旋钮对加载力矩进行调节；自动模式DA卡利用接线板与电源控制器连接，按照软件操作对输出扭矩进行调节。图3-5 信号采集控制原理图PCLD-8115 为模拟量输入输出卡的接线端子板，模拟量输出 D/A

44、 转接板中，L0和L1分别用来输出左右两个磁粉制动器的力矩调节信号；而模拟量输出A/D转接板中的L2则负责接收声级计中的噪声信号10。4 检 测 结 果 分 析4.1 检测原理：4.1.1 转速转矩检测原理通过JC型转矩转速传感器和霍尔式传感器可直接获得转速和转矩等数据。4.1.2噪声检测原理通过声级计可以直接获得噪声的等级，并与国家有关噪声标准比较。4.1.3 差速检测原理起动电动机，电动机通过传动轴带动桥总成反转1min，转速为700r/min，听齿轮反转啮合是否异响、点响（点响，表明从动齿轮反面有磕碰点；异响，表明主动齿轮反面有磕碰点）反转1min后，自动变频仪控制电动机正转，电动机正转

45、带动驱动桥总成正转。正转检测总共用时5min，主要分正转低速、正转中速和正转高速。（1）正转低速。 转速为700r/min。主要检测齿轮啮合有无异响、点响；方法同反转判断一样，也可用声级计检测；如有异响及异常摆动，异常摆动目测即可。（2）正转中速。 转速为1500r/min。正转低速运转2min后，变频仪调整电动机到正转中速，此过程主要检测差速器是否差速，方法是启动某一边的制动分泵，往制动器注入一定压力的制动液，观察另一边车轮是否提速，如果提速明显，表明差速器差速；如此重复另一边,进行检测。.（3）正转高速。 转速为2000r/min。主要检查：主动齿轮油封、减速器壳与桥壳结合面、放油塞及桥壳

46、焊，缝、砂孔及其他地方有无泄漏。高速时，泄漏的地方易辨别出来，因此检查泄漏放在高速时检测。 4.1.4 制动检测原理驱动装置（电机）启动，车轮将获得一定的转速，制动分泵开启，往制动器里注油，而产生制动力制动。 注油压力表制动器图要居中图4-1 制动性能检测示意图图4-1中，通过安装在车轮上的传感器可以直接测得车轮转速，当车轮达到某一速度是，开始制动到车轮完全停止，可以测得制动时间，通过计算可以求得制动减速度，制动力，制动距离等参数。4.2 检测步骤（1）做好检测前的准备，将驱动桥吊至试验台，固定夹紧好，注意零部件要润滑，并保持试验台的干净。（2）启动电机，分别以700r/min,1500r/m

47、in,2000r/min的转速带动驱动桥，检测噪声。记录声级计的读数，并传至工控机。（3）起动电动机，电动机通过传动轴带动桥总成反转1min，转速为700r/min，听齿轮反转啮合是否异响、点响，反转1min后，变频仪控制电动机正转，电动机正转带动驱动桥总成正转，转速为700r/min，主要检测齿轮啮合有无异响、点响；方法同反转判断一样，也可用声级计检测；如有异响及异常摆动，异常摆动目测即可；正转低速运转2min后，变频仪调整电动机到转速为1500r/min。此过程主要检测差速器是否差速（方法是启动某一边的制动分泵，往制动器注入一定压力的制动液，观察另一边车轮是否提速，如果提速明显，表明差速器

48、差速）如此重复另一边,进行检测；转速为2000r/min。主要检查:主动齿轮油封、减速器壳与桥壳结合面、放油塞及桥壳焊，缝、砂孔及其他地方有无泄漏。液压油泵、冷却水泵、润滑油泵停止（4）转速达到700r/min时，操作制动泵往制动器注入4MPa的制动油，直至车轮抱死，并记录时间；转速到达1500 r/min；2000r/min时进行同样的操作。（5）将所测得的数据传输给工控机，并绘出坐标图与相关标准进行比对。 检测流程如下：电机开启准备工作声级计读数电机正、反转磁粉制动器加载安装驱动桥液压油泵、冷却水泵、润滑油泵开启制动性能检测差速检测噪声检测电机停止测试前检查液压加载装置卸载是否达到要求 N

49、 Y数据处理、图像显示检测开始实验结束液压加载2000kg图4-2 检测流程图4.3 检测结果4.3.1 噪声检测的结果图4-3 噪声检测结果4.3.2 转速检测的结果图4-4 转速检测的结果4.3.3 制动性能检测的结果 图4-5 制动性能检测的结果图4-6 制动力与时间的关系这些检测结果数据从哪里来的，没有做实验就没有数据，就不要写上。4.4 检测结果分析4.4.1 噪声检测结果分析齿轮啮合存在间隙，加工误差以及综合刚度的变化, 在传动过程中不可避免地存在脱啮, 即“接触一分离一接触”的过程, 从而产生了“ 撞击”，称之为啮合冲击, 冲击力的大小取决于沿啮合线上的齿轮的相对位移。齿轮运转过

50、程中的啮合冲击是驱动桥噪声的主要原因之一。这种冲击发出的声音直接地或者通过主动轮等间接地发射到空气中, 同时, 由于冲击而产生的强迫振动也使桥总成的其它部分被激励, 产生二次共振, 共鸣噪声。齿轮的精度。齿轮的振动对齿轮的精度非常敏感, 驱动桥总成的噪声受齿轮精度的影响极大, 降低驱动桥总成的噪声的第一步就是提高齿轮的精度, 对于粗制滥造的齿轮如果不提高其精度, 采取任何降低噪声的措施都是徒劳的,因此, 高精度是低噪声驱动桥的基础。在齿轮的各项误差中, 影响最大的是节距与齿形, 其次还有压力角、螺旋角、齿面粗糙度以及齿轮的加工方法。因为不同的弧齿锥齿加工方法, 涉及到其计算、判别方法与模拟分析

51、方法的差异。接触区。弧齿锥齿齿轮副的接触区的形状与位置在其加工与装配中占有十分重要的位置, 从齿轮的设计、加工、热处理到装配许多工作都是从它开始展开的, 为此, 在产品设计图纸上都作出了规定, 但在实际执行过程中很难把握。在实际使用中齿轮接触区的形状与中心位置处于变化状态, 其在负载与空载状态下的好坏也直接影响了驱动桥总成的运转噪声。关于接触区的形状, 应在任何状态下不出现极度偏斜在满负荷时, 在负载时，不应越出小端和齿顶, 应越出轮齿大端。正、反齿面的接触区在正常的形状与位置上适当加长其接触迹线有助于降低其运转噪声。齿侧间隙与噪声由于齿轮运转时齿轮本体的振动使齿面分离时, 侧隙太大则齿面敲击

52、声变大, 侧隙小虽然能控制齿面分离的敲击声, 但过小的侧隙如果不能容纳轮齿的热膨胀量, 齿面干涉将会产生更大的噪声甚至异响。但是在齿轮进行热处理时对温度等因素控制不好易产生过大的侧隙变动量, 在进行减速器总成装配时也会出现调整不出符合要求的总成。侧隙变动量过大对噪声影响很大,应视其为废品。压力角。减小压力角能降低齿轮噪声, 但也会削弱齿轮的强度。当低噪声成为驱动桥的主要矛盾时, 应选尽可能小的压力角。齿数和齿距在一般情况下, 如果与整车整体匹配不发生冲突, 可以通过降低主减速器减速比, 增加主动轮齿数, 减少模数和齿距, 从而增加了同时工作的齿数, 这样对降低驱动桥总成的噪声是有利的。齿宽和直

53、径。直径大, 噪声高齿宽加大, 可降低噪声,这是因为适当地加大齿宽, 可使齿轮轮齿刚性变好, 而减小直径可使在同样转速下的齿轮圆周速度降低, 这对降噪有利。齿轮的结构就理论上而言, 啮合着的主、被动齿轮其质量愈趋向于相等, 齿轮愈厚实, 其运转噪声越低。在实际设计时, 尽可能让从动轮厚实一些。主减速器总成的支撑刚性与噪声主减速器总成的支撑刚性直接影响主、从齿轮副在负载状态下的接触印迹的形状与位置, 当齿轮的支撑刚性不足时, 由于受力中心点的移动, 可能会造成边沿接触, 形成传动曲线不连续, 传动误差曲线不正常, 这样必然会出现噪声过大甚至异响。为此, 在设计新的主减速器总成时, 应进行主减速器总成支撑刚性试验,确保在最小的壳体质量下具有良好的支撑刚性。总之，驱动桥总成产生噪声的原因很多, 其中有些是可以控制的, 也有一些是不可控的11。4.4.2 差速检测结果分析差速器有三大功用：把发动机发出的动力传输到车轮上，充当汽车主减速齿轮，在动力传到车轮之前将传动系的转速减下来 将动力传到车轮上，同时，允许两轮以不同的轮速转动，当汽车转向时，车轮以不同的速度旋转。在转弯时，每个车轮驶过的距离不相等，即内侧车轮比外侧车轮驶过的距离要短。因为车速等于汽车行驶的距离除以通过这段距离所花费的时间，所以行驶距离短的车轮转动的速度就慢。同时需