② 记录电机启动后直到停机的扭角和扭矩 数值，其中最大扭矩值为破坏扭矩T，对应的扭 角为破坏角度。驱动轴规格是按所能承载的扭 矩值进行分类的，如驱动轴规格为1 500，表明 其承载能力为1 500Nm。图 2 中：点N应在驱动 轴规格的35%到破坏扭矩的50%之间，点O应在 50Nm到10%驱动轴规格之间，所以确定点N占破 坏扭矩T的百分比后，点M即可确定。
3 测控统的硬件构成
3.1 测控系统主机构成 测控系统硬件使用工业控制计算机和
ADLINK生产的ACL-8112PG卡，对扭矩信号进行 采集，控制电机的启停、正反转以及通讯板卡、
・54・
哈 尔 滨 轴 承 扭角测试组件 扭矩输出器 汽车等速万向节试验件 前固定座 后固定座
驱动电机 三角皮带组
0
扭角/°
图 2 约翰逊弹性极限的位置确定
（下转第58页）
・58・
哈 尔 滨 轴 承
第 35 卷
3，树叶和塑料布等飘浮物不容易浮着在上面， 当车辆停下来时会自动落下，无法堵塞风机进风 口，风机可以提供足够的冷风对电机进行冷却。
5 结束语
采用该技术具有效率高、体积小、重量轻、
1
2
3
4
Measurement and control system of static reverse damaging torque test for automobile’s constant velocity universal joint and assembly
Qu Qingchun1, He Fengtao1, Li Baihua2
2 试验台的机械结构及原理
本试验设备主体主要由扭力输出机构（电 机、带轮组和减速器）、试验件夹具、可移动固 定支承座、底座、扭角测试组件和扭矩测试组件 构成。机械结构示意图如图 1 所示。
扭力输出机构由电机配合变速箱进行转动， 能够产生较大的扭力。扭角测试组件用于测量扭
收稿日期：2013-08-25. 作者简介：瞿庆春（1967-），男，工程师.
转角度，可有效控制试验扭角。扭矩测试组件通 过拉压力传感器与固定的力臂长度可计算出扭矩 数值。设备可移动固定支承座可以通过水平左右 移动实现对相关尺寸范围内的试验件进行试验。
本设备可模拟与装车一致的驱动扭矩方向和 通过万向节的扭矩大小，从而对万向节及其总成 进行静扭破坏扭矩试验。试验是将万向节及其总 成按装车要求通过夹具安装到位，左端扭力输出 机构将扭力传递给试验件，右端固定支承座将试 验件固定，按照试验要求施加相应的扭力，从而 实现试样在扭矩作用下出现裂纹，并继续扭转至 破坏的系列状态，自动记录各状态下的扭矩和扭 矩角及驱动轴、万向节或中间轴的扭角随扭矩变 化的特性。
摘 要：介绍了汽车等速万向节总成性能试验中的静扭破坏扭矩试验测控系统,分析了试验的工作原理，系统
的软硬件组成，测试中的技术难点以及解决方法,保证了万向节的质量安全。
关键词：汽车；等速万向节；静扭破坏扭矩；测控系统
中图分类号：U463.216
文献标识码：B
文章编码：1672-4852（2014）01-0053-02
（1）测控软件界面如图 3，为做完一套正 式试验的情况。
界面上端显示破坏角度、破坏扭矩或者屈服 角度、屈服扭矩或者约翰逊弹性极限角度、约翰 逊弹性极限扭矩数值。可选择单独显示或者同时 全部显示在曲线以及显示框上。在显示框右侧， 可以选择在曲线上为哪个参数自动取点，可以实 现手动选取合适角度扭矩值进行记录分析，达到 更好的试验效果。界面右上侧动态显示测试所得
占用空间少、车载荷能力强等优点，冷风通过防 护罩进入风机，风机又将冷风输入电机冷却系 统，风机进风口的防护罩必须使进入的冷风畅 通，并阻止塑料布、树叶等飘浮物。如果堵塞防 护罩，冷风无法进入风机使电机冷却，造成电机 温升高，电机将烧毁。
该技术属于我国自主知识产权的核心技术， 形成自主创新能力，填补了国内该项技术的空 白，并获得国家实用新型专利。
③ 在约翰逊弹性极限扭矩下所产生的变形 应比初始变形量大50%（图 2 中初始变形量等于 MN/OM）。OQ的斜率比初始变形ON的斜率大 50%，即距离NQ=0.5MN，从而确定点Q位置， 做出OQ虚线。
T
扭矩/Nm
J
Q1
E
M
NQ
IS O1
关键点：T=最大扭矩 IS=初始斜率 E=弹性极限扭矩 J=约翰逊弹性极限扭矩
第 35 卷 第 1 期 2014年 3 月
哈 尔 滨 轴 承 JOURNAL OF HARBIN BEARING
Vol.35 No.1 Mar. 2 0 1 4
汽车等速万向节及其总成静扭试验的测控系统
瞿庆春1，何峰涛1，李百华2
（1. 洛阳轴研科技股份有限公司，河南 洛阳 471039；2.万向集团技术中心，浙江 杭州 311215）
（2）力传感器：是扭矩测试的重要参数， 量程2T，输出电压为±5V，精度为0.2% 。
（3）电机驱动系统：由驱动电机和齿轮减 速箱组成低速驱动扭转系统对总成进行静扭试 验。
4 测控系统的软件设计及其实现
静扭试验测控系统的关键在于驱动系统的准 确控制，扭转角度和扭矩的精确测量。核心的部 分则在于扭矩信号经过模数转换后，通过测控软 件进行的数据处理。按照行业标准对于试验的要 求，记录各状态下的扭矩和扭转角，并绘制出图 形，标注出约翰逊弹性极限扭矩、最小静扭破坏 扭矩和最大破坏扭矩。这一过程均由测控程序自 动完成，试验结果以图形方式保存，完全替代以 往通过试验手动记录、描点、测绘出各个扭矩值 的方法，大大提高试验效率和精度。测控程序的 具体介绍如下。 4.1 测控软件关键技术
（1）扭矩信号的抗干扰措施。扭矩信号是 试验中最重要的信号之一，是得出3个所需扭矩 值的依据。具体处理方法是信号进入计算机后， 首先使用格拉布斯准则的比较法剔除数据中的粗 大误差，再使用加权平均值法进行数据平滑处 理，使采样信号能够完全表达试验真实数据。
（2）试验要求的约翰逊弹性极限扭矩和最 小静扭破坏扭矩和最大破坏扭矩的计算方法。
该试验台完全按照中华人民共和国机械行 业标准有关汽车等速万向节静扭试验的要求进行 设计、试验。测控系统抗干扰效果良好，采样数 据准确，测控软件采用通用编程工具，利用逐步 逼近等数学方法对标准中的试验方法进行了数字 化处理，使试验数据清晰明了，试验结论坚实可 靠。
（编辑：钟 媛）
扭矩值和角度值。 （2） 点击“开始试验”，程序控制驱动系
统以一定速度进行扭转，在以扭转角度为横坐 标，扭矩值为纵坐标的图面上，结合采集的数 据，程序自动绘制出扭角-扭矩曲线。根据4.1中 行业标准规定的计算方法，分别计算出各种情况 下的扭转角度和扭矩值，显示在曲线上作为试验 结果进行保存。试验中途如果出现异常，可以点 击“试验停止”来停止试验。
1 前言
汽车等速万向节总成是汽车发动机和驱动车 轮之间的动力传输装置，提供汽车所需的动力和 车速要求，其质量直接影响整车的安全性和可靠 性。在国家机械行业标准 《滚动轴承 汽车用等 速万向节及其总成》中制订了7种试验方法对总 成进行各种寿命和性能试验。本文对性能试验中 的静扭破坏扭矩试验的试验台及测试系统进行了 详细介绍。
专利名称：强迫风冷大推力扁平型三相直线 导步电动机防堵风罩。
专利号：ZL 2009 2 100192.8
1.圆顶 2.上圆环 3.倒锥体 4.下圆环 图 1 风机防堵风罩示意图
（编辑：王立新）
（上接第54页）
④ 做直线O1Q1平行于直线OQ，并相切于扭 矩扭角线，切点为约翰逊弹性极限扭矩J。
⑤ 约翰逊弹性极限扭矩J和扭矩M的中点为 最小静扭破坏扭矩E。 4.2 测控软件介绍
左端夹具
右端夹具 试验机底座
第 35 卷
扭矩测试组件 可调固定机座
图 1 汽车等速万向节及其总成静扭试验台主体结构图
滤波装置、外围电气系统和传感器等构成测试系 统的硬件。 3.2 测控系统传感器以及驱动系统构成
（1）角位移传感器：GJF-1旋转编码器又称 光栅角位移传感器，电压规格为12V，3600线方 波信号输出。
(Luoyang Bearing Science & Technology Co., Ltd., Luoyang 471039, China;Wanxiang Group Technology Center, Hangzhou 311215, China )
Abstract:It introduced the measurement and control system of static reverse damaging torque test belonging to automobile’s constant velocity universal joint assembly. It also analyzed the working principle, software and hardware of system and technical difficult points and its solution, so that the quality of universal joint could be guaranteed. Key words:automobile; constant velocity universal joint; static reverse damaging torque; measurement and control system
（3） 如图 3 界面所示，试验正常停止有3 种情况，最常用的是通过扭矩下降幅度来确定试 验的停止，说明总成已经达到试验扭转破坏，完 成预定试验要求。
（4） 如果力传感器出现零点漂移的情况， 可以点击“扭矩零点”进入校准界面进行传感器 的校准，以保证试验数据的精度要求。
5 结束语
图 3 静扭试验台测试系统界面
（3）绘制出如图 2 所示的扭矩和扭角的关 系曲线，在这个图上能作出驱动轴、万向节或中 间轴的约翰逊弹性极限，标注出约翰逊弹性极限