轉(zhuǎn)向管柱萬向節(jié)微小擺動扭矩測量系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，人們對汽車在動力性、舒適性和安全性方面提出了更高的要求。在我國未來汽車技術(shù)的發(fā)展趨勢中，安全性已成為人們普遍關(guān)注的焦點。Rover750型轉(zhuǎn)向管柱是基于被動安全技術(shù)的設(shè)計理念，它的可潰式伸縮吸能結(jié)構(gòu)和管內(nèi)變形元件的設(shè)計，以及兩剛性桿件之間的萬向節(jié)連接，使得在車輛發(fā)生碰撞時，能通過伸縮、變形吸收能量，有效減少駕駛員受方向盤的沖擊力，使整個轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有更好的安全性。 為了對這種新型的轉(zhuǎn)向管柱的性能進行評估，其

2、中一點是需要測量它的萬向節(jié)的微小擺動扭矩。由于萬向節(jié)能同時在兩個不同的平面內(nèi)運動，所以在檢測一個平面內(nèi)的擺動扭矩時必須保證在另一個平面內(nèi)的靜止。傳統(tǒng)的檢測方法是通過彈簧掛鉤將萬向節(jié)一端穩(wěn)定在一個平面內(nèi)，但對測量引入了外力，而且這種外力是變化的，不能作為系統(tǒng)誤差消除。 該論文提出了兩種新型實用的檢測萬向節(jié)擺動扭矩的方法：托肘方法和磁懸浮方法。托肘方法主要是借助力傳感器能夠承受一定范圍內(nèi)的切向力，而且對這種切向力不敏感的特性，通過力

3、傳感器直接支撐萬向節(jié)的一端，保證在測試過程中萬向節(jié)在另一個平面內(nèi)靜止。磁懸浮方法類似于磁懸浮列車的原理，用大塊永久性磁鐵產(chǎn)生近似的勻強磁場，通過磁斥力與萬向節(jié)的重力相抵消，從而可以防止萬向節(jié)的一端往下掉。這兩種方法都有效地解決了萬向節(jié)在另一個平面內(nèi)如何保持穩(wěn)定的問題，而且都不會引入外力，不會對測量結(jié)果產(chǎn)生影響。 論文還詳細介紹了根據(jù)托肘方法設(shè)計和開發(fā)出來的能實現(xiàn)完全自動化操作的測試系統(tǒng)。論文首先介紹了測試系統(tǒng)在機械設(shè)計上的特點，

4、它的工件夾具能在三個坐標(biāo)軸內(nèi)自由地滑動，從而有效地防止在測試過程中發(fā)生“卡死”現(xiàn)象而對測量結(jié)果產(chǎn)生影響。該測試系統(tǒng)以工業(yè)控制計算機作為整個系統(tǒng)的核心，通過控制永磁直流力矩電機，采用高精度力傳感器和信號調(diào)理放大電路，以及PCL－818L ISA總線數(shù)據(jù)采集卡實現(xiàn)對萬向節(jié)微小擺動扭矩的自動測量。經(jīng)過與彈簧掛鉤方法的數(shù)據(jù)進行比較，證明了托肘方法的正確性和有效性，充分表明了該測試系統(tǒng)的高精度、高效率和強大的數(shù)據(jù)運算和處理能力的特性。該系統(tǒng)自投入