技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种汽车用驱动轴系统台架试验装置，用于测量汽车用驱动轴的各项性能参数，尤其是NVH性能参数。
背景技术
[0002]
等速万向节总成驱动轴是汽车传动装置的重要组成部分，协调汽车在各种行驶条件下所必需的
牵引力与车速，并保证汽车左右驱动
车轮能适应差速要求。其工作性能的好坏及可靠性直接影响到汽车驾驶的安全性、平稳性和舒适性，故必须在使用前对其进行严格的性能测试。
[0003] 随着电动汽车(
电机的驱动力矩大，且瞬间可以达到转矩的最大值)、大
扭矩发动机的广泛使用，由于驱动轴系统引起的汽车的NVH问题越来越突出。而随着汽车技术的不断发展，作为汽车乘坐舒适性的重要评价指标，NVH性能在汽车的研发生产中的重要性也不断提升。汽车用驱动轴各项性能指标中，用以衡量NVH性能表现的几项指标越来越受到重视。
[0004] 目前国内主要的等速驱动轴测试台，只能对驱动轴的少数几项性能，如圆周间隙，Y向间隙，滑移曲线等进行测试，且无法测试Y向派生力，高频滑移阻力，互补扭矩等表征NVH性能的参数，不能保证等速万向节总成产品的
质量，而且会引起试验台的重复开发以及人力资源的浪费。实用新型内容
[0005] 本实用新型的目的是为了对包括各项NVH性能指标在内的多项驱动轴性能参数进行测试，而提出的一种测试驱动轴的试验装置。
[0006] 本实用新型所采用的技术方案如下：
[0007] 一种汽车用驱动轴系统台架试验装置，包括：
[0008]
基座，其上端面沿长度方向平行设置有两基座Y向滑槽；
[0009] 相对设置在所述基座上端面的
驱动电机机构和负载电机机构，所述的驱动电机机构和负载电机机构均设置有上、下两个轴夹具，其中上部的两轴夹具之间连接有两端设置有万向节的
副轴，所述的驱动电机机构和负载电机机构下部的两轴夹具上分别设置有Y向力
传感器和扭矩传感器；所述驱动电机机构的底部由上至下依次设置有绕Z轴的
旋转机构、垂直所述基座Y向滑槽的X向移动副、沿所述基座Y向滑槽移动的Y向移动副；负载电机机构的底部由上至下依次设置有垂直所述基座Y向滑槽的X向移动副、沿所述基座Y向滑槽移动的Y向移动副；
[0010]
温度传感器，布置在驱动轴和所述副轴的万向节附近，用于监控万向节的温度变化；
[0011] 控制台，分别与驱动电机机构、负载电机机构、温度传感器、Y向力传感器和扭矩传感器
信号连接。
[0012] 进一步地，所述的驱动电机机构由上至下依次包括驱动电机箱、驱动电机箱座、驱动电机底座，所述驱动电机箱内的设置有驱动电机，所述驱动电机分别与可更换地设置在所述驱动电机箱上的驱动电机箱端副轴轴节
接口和驱动电机箱端等速万向节接口动力连接；所述驱动电机底座顶面沿X向平行设置有与所述驱动电机箱座底部的X向滑槽滑动配合的驱动电机底座X向
导轨；所述驱动电机底座的底面沿Y向平行设置有与所述基座Y向滑槽滑动配合的驱动电机底座Y向导轨；所述驱动电机箱与驱动电机箱座连接处设置有驱动电机箱加强肋。
[0013] 进一步地，所述的负载电机机构由上至下依次包括：负载电机箱、上层负载电机箱座、下层负载电机箱座、负载电机底座，所述负载电机箱内的设置有负载电机，所述负载电机分别与可更换地设置在所述负载电机箱上的负载电机箱端副轴轴节接口和负载电机箱端等速万向节接口动力连接；所述上层负载电机箱座通过负载电机
转轴系统与下层负载电机箱座转动连接，所述负载电机转轴系统的
旋转轴上设置有
角度传感器；所述负载电机底座的顶面沿X向平行设置有与所述下层负载电机箱座底部的X向滑槽滑动配合的负载电机底座X向导轨；所述负载电机底座的底部沿Y向平行设置有与所述基座Y向滑槽滑动配合的负载电机底座Y向导轨；所述负载电机箱、上层负载电机箱座连接处设置有负载电机箱加强肋。
[0014] 进一步地，所述负载电机底座、驱动电机底座上还设置有进行
定位的定位
螺栓；各滑槽均为T形滑槽，所述定位螺栓的为T形螺栓，T形螺栓与T形滑槽匹配。
[0015] 进一步地，所述基座上的两条基座Y向滑槽内设置有限制驱动电机机构和负载电机机构Y向行程的限位
块，所有X向导轨的两侧均设置有限位块，分别用于防止其Y向行程过大造成驱动轴的拉伸或
挤压过大发生破坏、防止X向移动超过
许可范围，对驱动轴和副轴造成破坏。
[0016] 进一步地，所述基座底部四个角分别安装有空气
弹簧作为支承，以降低试验台长时间运行期间自身振动对地面的影响。
[0017] 进一步地，所述副轴包括实
心轴和套筒，所述套筒的
内圈沿径向布置有若干圈滚珠，与实心轴外径构成轴向滑移副。为与不同轴长的驱动轴相匹配，实心轴和套筒各配置有种不同长度的型号，彼此接口尺寸相同可以两两匹配。
[0018] 进一步地，所述负载电机转轴系统包括电机驱动的
丝杠，所述丝杠通过与上层负载电机箱连接的摆臂带动上层负载电机箱在
水平面内绕Z轴在设定范围内转动。
[0019] 相比
现有技术，本实用新型的技术效果是：
[0020] 本实用新型通过驱动电机和负载电机，实现对真实工况下驱动轴的输入状态的模拟，可高效精确地实现多项驱动轴性能参数的试验，节约试验的时间和成本。同时以轴向派生力为例给出了
数据处理的方法，为汽车用等速驱动轴的的设计开发和性能试验尤其是NVH性能验证提供了有效的技术支持。
附图说明
[0021] 图1是驱动轴系统试验装置的工作原理正视图；
[0022] 图2是驱动轴系统试验装置的工作原理俯视图；
[0023] 图3是驱动轴系统试验装置的三维示意图；
[0024] 图4是驱动轴系统试验装置中驱动电机部分的三维示意图；
[0025] 图5是驱动轴系统试验装置中驱动电机部分的主视图；
[0026] 图6是驱动轴系统试验装置中驱动电机部分的侧视图；
[0027] 图7是驱动轴系统试验装置中驱动电机部分的俯视图；
[0028] 图8是驱动轴系统试验装置中负载电机部分的三维示意图；
[0029] 图9是驱动轴系统试验装置中负载电机部分的主视图；
[0030] 图10是驱动轴系统试验装置中负载电机部分的侧视图；
[0031] 图11是驱动轴系统试验装置中负载电机部分的侧视图；
[0032] 附图标号说明：
[0033] 1-驱动电机机构，2-Y向力传感器，3-第一等速万向节，4-第二等速万向节，5-扭矩传感器，6-负载电机机构，7-驱动轴，8-轴倾角，9-摆角，10-辅轴，11-基座，12-基座Y向滑槽；1-1-驱动电机箱，1-2-驱动电机箱端副轴轴节接口，1-3-驱动电机箱端等速万向节接口，1-4-驱动电机箱加强肋，1-5-驱动电机箱座，1-6-驱动电机底座X向导轨，1-7-驱动电机底座；6-1-负载电机箱，6-2-负载电机箱端副轴轴节接口，6-3-负载电机箱端等速万向节接口，6-4-负载电机箱加强肋，6-5-负载电机转轴系统，6-6-角度传感器，6-7-上层负载电机箱座；6-8-下层负载电机箱座；6-9-负载电机底座X向导轨；6-10-负载电机底座。
具体实施方式
[0034] 为了更好地理解本实用新型，下面结合附图对本实用新型的
实施例做进一步详细说明。
[0035] 如图1至图3所示，一种汽车用驱动轴系统台架试验装置，包括：
[0036] 基座11，其上端面沿长度方向平行设置有两基座Y向滑槽12；
[0037] 相对设置在所述基座11上端面的驱动电机机构1和负载电机机构6，所述的驱动电机机构1和负载电机机构6均设置有上、下两个轴夹具，其中上部的两轴夹具之间连接有两端设置有万向节的副轴10，所述的驱动电机机构和负载电机机构下部的两轴夹具上分别设置有Y向力传感器2和扭矩传感器5；所述驱动电机机构1的底部由上至下依次设置有绕Z轴的旋转机构、垂直所述基座Y向滑槽12的X向移动副、沿所述基座Y向滑槽12移动的Y向移动副；负载电机机构6的底部由上至下依次设置有垂直所述基座Y向滑槽12的X向移动副、沿所述基座Y向滑槽12移动的Y向移动副；
[0038] 温度传感器，布置在驱动轴和所述副轴的万向节附近，用于监控万向节的温度变化；
[0039] 控制台，分别与驱动电机机构1、负载电机机构6、温度传感器、Y向力传感器2和扭矩传感器信号连接。
[0040] 所述的驱动电机机构1和负载电机机构6的Y向位移便于副轴和驱动轴的更换和安装；所述的驱动电机机构1和负载电机机构6的X向位移可实现Y向角8大小的调节。工作过程中，所述的驱动电机机构1和负载电机机构6可根据控制台的信号，为驱动轴提供相应的转速和扭矩输入，同时控制轴倾角和摆角的大小，以模拟驱动轴7的真实工况。通过轴向力、扭矩等传感器记录的数据可获取实时的试验数据。
[0041] 如图4-6所示，所述的驱动电机机构1由上至下依次包括驱动电机箱1-1、驱动电机箱座1-5、驱动电机底座1-7，所述驱动电机箱1-1内的设置有驱动电机，所述驱动电机分别与可更换地设置在所述驱动电机箱1-1上的驱动电机箱端副轴轴节接口1-2和驱动电机箱端等速万向节接口1-3动力连接，可调节Y向
位置和径向接口大小以适应不同型号的驱动轴等速万向节。
[0042] 所述驱动电机底座1-7顶面沿X向平行设置有与所述驱动电机箱座1-5底部的X向滑槽滑动配合的驱动电机底座X向导轨1-6；所述驱动电机底座1-7的底面沿Y向平行设置有与所述基座Y向滑槽12滑动配合的驱动电机底座Y向导轨；所述驱动电机箱1-1与驱动电机箱座1-5连接处设置有驱动电机箱加强肋1-4，增加连接处的负载能力，提升机器寿命。驱动电机可以为驱动轴提供Y向高频小振幅(30Hz以上、小于0.1mm)的激励，用于提供高频滑移阻力试验的输入条件。驱动电机箱1-1集成了驱动电机和信号
电路，与控制台相连，可接收控制台信号控制驱动轴7转速，也可将传感器的信号实时传输给控制台。
[0043] 如图8-图11所示，所述的负载电机机6构由上至下依次包括：负载电机箱6-1、上层负载电机箱座6-7、下层负载电机箱座6-8、负载电机底座6-10，所述负载电机箱6-1内的设置有负载电机，所述负载电机分别与可更换地设置在所述负载电机箱6-1上的负载电机箱端副轴轴节接口6-2和负载电机箱端等速万向节接口6-3动力连接，可调节Y向位置和径向接口大小以适应不同型号的驱动轴等速万向节。所述上层负载电机箱座6-7通过负载电机转轴系统6-5与下层负载电机箱座6-8转动连接，所述负载电机转轴系统6-5的旋转轴上设置有角度传感器6-6，角度传感器6-6可检测实际转角的大小，保证角度控制
精度。所述负载电机底座6-10的顶面沿X向平行设置有与所述下层负载电机箱座6-8底部的X向滑槽滑动配合的负载电机底座X向导轨6-9；所述负载电机底座6-10的底部沿Y向平行设置有与所述基座Y向滑槽12滑动配合的负载电机底座Y向导轨；所述负载电机箱6-1、上层负载电机箱座6-7连接处设置有负载电机箱加强肋6-4，增加连接处的负载能力，提升机器寿命。负载电机在水平面内的转角可满足部分试验中等速驱动轴一端存在摆角9的情形。负载电机箱6-1集成了驱动电机和信号电路，与控制台相连，可接收控制台信号控制驱动轴转速，也可将传感器的信号实时传输给控制台。通过此三对移动副，所述的负载电机机6可带动近负载电机端等速万向节实现Y向和X向的位移以及水平面内绕Z轴一定角度的转动。
[0044] 作为优选，所述负载电机底座6-10、驱动电机底座1-7上还设置有进行定位的定位螺栓；各滑槽均为T形滑槽，所述定位螺栓的为T形螺栓，T形螺栓与T形滑槽匹配。
[0045] 作为优选，所述基座11上的两条基座Y向滑槽12内设置有限制驱动电机机构1和负载电机机构6Y向行程的限位块，所有X向导轨的两侧均设置有限位块，分别用于防止其Y向行程过大造成驱动轴的拉伸或挤压过大发生破坏、防止X向移动超过许可范围，对驱动轴和副轴造成破坏。
[0046] 作为优选，所述基座11底部四个角分别安装有空
气弹簧作为支承，以降低试验台长时间运行期间自身振动对地面的影响。
[0047] 作为优选，所述副轴10包括实心轴和套筒，所述套筒的内圈沿径向布置有若干圈滚珠，与实心轴外径构成轴向滑移副。为与不同轴长的驱动轴相匹配，实心轴和套筒各配置有4种不同长度的型号，彼此接口尺寸相同可以两两匹配。
[0048] 作为优选，所述负载电机转轴系统6-5包括电机驱动的丝杠，所述丝杠通过与上层负载电机箱6-7连接的摆臂带动上层负载电机箱6-7在水平面内绕Z轴在设定范围内转动。
[0049] 本实用新型分别设计与制造出试验装置的驱动电机部分、负载电机部分和底座，并保证两个电机的运动可以模拟驱动轴在工作过程中的各种工况；通过控制中心对输入的转速、负载扭矩，轴倾角或者摆角进行调节与真实工况中驱动轴的输入条件进行匹配，通过传感器测量相应的参数大小，对数据进行存储，以便于进一步的处理，具体地：
[0050] 1)驱动电机工作和控制原理：
[0051] 可根据控制台输入的信号实现驱动电机端等速万向节的Y向和X向位移，以调节轴倾角的大小，提供恒定的转速输入，模拟真实工况中驱动轴的转速条件。
[0052] 2)负载电机的工作和控制原理：
[0053] 可根据控制台输入的信号实现负载电机端等速万向节的Y向位移，X向位移以及水平面内一定范围内的转角，以调节轴倾角和摆角的大小，提供恒定的扭矩负载，模拟真实工况中驱动轴的扭矩条件。
[0054] 3)各传感器的作用：
[0055] 轴向力传感器布置在近驱动电机端，用于在轴向派生力，滑移阻力和高频滑移阻力等试验中测量轴向力的大小。扭矩传感器布置在负载电机端，用于在起动力矩，互补扭矩等试验中测量万向节产生的扭矩的大小。温度传感器布置在
主轴和副轴的万向节附近，监控温度变化，为冷却
风扇开闭提供信号。
[0056] 本实用新型通过驱动电机和负载电机自身的位移和为汽车用等速驱动轴提供的输入条件，实现对真实工况下驱动轴的输入状态(转速、负载扭矩、轴倾角等)的模拟，可高效精确地实现多项驱动轴性能参数的试验，节约试验的时间和成本。同时以Y向派生力为例给出了数据处理的方法。
[0057] 以上所述的实施例只是本实用新型的较佳的方案，并非对本实用新型作任何形式上的限制，在不超出
权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的
基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何
修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。
