换挡器挡位指示器疲劳测试系统.pdf

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1、换挡器挡位指示器疲劳测试系统口宋韬口谈士力口张海洪口江芳波口赵伟上海大学机电工程与自动化学院上海200072摘要：挡住指示器是汽车换挡器上的重要组成部分，鉴于其工作特性，对其进行疲劳测试对于提高换挡器的质量起着重要的作用。针对这一课题，对挡位指示器的疲劳破坏问题进行研究，并开发出换挡器挡位指示器疲劳测试系统，实现了在多种环境和参数设置的情况下的疲劳测试，取得了满意的结果。关键词：挡位指示器疲劳测试伺服虚拟仪器中图分类号：TP202文献标识码：A文章编号：1000—4998(2O09)O7—0077—03我国的汽车行业正在面临着前所未有的挑战，提高自身的质量尤为重要。在控制质量的时候，对某些

2、零部件进行疲劳测试是有必要的“l。目前，大多国产疲劳测试设备费时费力，而且精度和效率都很低，无法适应我国汽车行业发展的整体要求，因此汽车行业对新的疲劳测试系统的需求越来越迫切心，。本文研究开发了汽车换挡器上挡位指示器的疲劳测试系统；着重设计了空间曲柄滑块机构，并通过增加自由度的方法解决了换挡手把的固定装置作空间球面运动时自由度受限问题，完全模拟了驾驶员在驾驶汽车时换挡手把的运动轨迹；该系统将伺服技术和虚拟仪器技术结合起来，对疲劳试验过程中的操作力及挡位指示器的电流等信号进行采集，对数据进行分析并保存结果，实现了疲劳钡4试。疲劳测试系统分为3部分，①高低温箱，用来改变测试时的环境温度；②机械

3、部分，该部分主要是一个空1系统介绍间曲柄滑块机构，利用和Y方向的两个伺服轴联动换挡器(如图1所示)的换挡手把和底座之间形成滑台实现操作换挡把手相对于底座的前后、左右的球球销副，该换挡器共有9挡，其中7个手动挡在同一弧面面运动，并且能够在运动中实现精确定位；③控制部Ⅳ上，而“+”、“一”两电动挡在另一弧面肘上，9挡均分，该部分使用数据采集卡和伺服运动控制板卡精确在同一球面上。每当换挡手把移动到某个挡位上后，该控制伺服滑台的运动，根据传感器的信号和用户的设挡位所对应的指示灯就会发光提示到位。由于车辆在定实现对整个系统的控制。行驶过程中会经常遇到换挡的情况，所以对挡位指示2机械部分设计器的稳定性

4、进行疲劳测试是十分有必要的。迄今为止，在挡位指示器的疲劳测试领域还没有在对挡位指示器进行疲劳测试时，考虑到换挡器国家标准或者行业标准可以参照，为了能够实现示教的结构和使用环境等因素，测试的总负载交变数为过程简单易行、操作方便快捷且能够满足El后添加产300000个周期；负载分布状况如下：在一35oC下要完品种类的需要，疲劳测试系统采用伺服控制技术和虚成20000个周期，在+90oC的情况下要完J~z8o000个拟仪器技术。根据客户要求，系统的工作流程如下：首周期。为了解决驱动系统无法适应高、低温环境的难先在-y-动模式下完成测试轨迹的模拟和记录，然后对题，将驱动系统放在高、低温箱外，通过一

5、个空间曲柄疲劳测试过程的各种参数进行设置，该系统能在自动滑块机构实现对高、低温箱内部的换挡把手的位置进模式下自动完成测试，对于测试的结果，可以根据客户行控制。要求将数据生成曲线并存储以备查阅及打印。如图2所示：其中EF段为换挡器的换档手把，该收稿日期：2009年2月换挡手把和换挡器的底座在F点处形成球销副，换挡机械制造47卷第539期2009／7回手把能够在圆弧上F=2，该机构的自由度和驱动数相同，满足驱动要求。和圆弧Ⅳ上以及这两图3所示为挡位指示器疲劳测试系统的三维软件者之间运动。根据产品建模。为了防止由于意外造成换挡器和其它零部件的的这种结构特点，设计损坏，在、y两个方向滑台的上方，有

6、两层分别针对一种空间曲柄滑块机构、y两个方向的保护机构，每层使用两个气缸和一个来实现对换挡手把位置拉压力传感器。在伺服滑台运动实现挡位变化时，如果的控制¨，。机械结构中拉压力传感器的负载超过系统设定值，伺服滑台就会最大的难点就是：换挡立即停止运动，避免造成不必要的损失。气缸是用来保手把在运动圆弧Ⅳ和运动圆弧M之间做圆弧移动护拉压力传感器的：每层两个气缸背靠背安装，常态下时，由于空间自由度的缺失，机构出现卡死现象。通过活塞杆均处于伸出状态，当拉压力传感器所受的力超在D处增加转动副和在E处增加移动副解决了这一过活塞杆的推进力时，活塞杆就会被推进气缸内，触动难题。该机构有6个活动构件共形成7个运

7、动副，除了换磁开后发信，设备停止动作，起到保护拉压力传感器的挡手把和换挡器底座之间形成的球销副是Iv级副外，功用。其余的3个移动副和3个转动副都是v级副。根据空间3控制部分设计机构的自由度计算公式【l：3．1控制部分硬件设计F=6n一(1)i=l根据系统的需求，系统信号来源于各种不同的传式中：=6；Ps=6；P=1。计算结果该机构的自由度感器，这其中包括信号是模拟量的传感器：电流传感器和力传感器；也有信号是数字量的传感器