[发明专利]一种转动惯量测试方法

说明书

本申请涉及测量技术领域，公开了一种转动惯量测试方法，包括如下步骤：步骤一：确定惯量范围、步骤二：设计标准惯量盘、步骤三：在恒定扭矩下测试并获取标准惯量盘的加速度值、步骤四：拟合出光滑连续曲线、步骤五：对被测总成进行测试、步骤六：计算实际惯量值。本申请能够直接测量复杂结构的被测总成的当量转动惯量，测量方便，结果精确度高，所得的惯量值可直接用于与被测总成相关联的部件的设计计算，不需要像现有方法那样对被测总成的各个零部件进行逐一测量，测量效率和测量精度更高。

技术领域

本发明属于测量技术领域。

背景技术

变速器旋转零件转动惯量对同步器性能有较大影响，现有方式主要靠三维软件计算得到，因零件多，结构复杂，且因零件制造过程中非加工尺寸存在超差问题，导致计算结果与实际值差异较大。而单独测量各零件转动惯量因其数量多，安装结构复杂等因素，可行性不大。因此，需要设计一种直接测量复杂结构体转动惯量的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不需要解体即可直接测量复杂结构体转动惯量的测试方法。

为了达到上述目的，本发明的基础方案提供一种转动惯量测试方法，包括如下步骤：

步骤一：确定惯量范围：统计若干个常用的被测总成的当量转动惯量，得到一个惯量范围；

步骤二：设计标准惯量盘：取惯量范围内的最大值、最小值以及中间的若干个点值，根据这些惯量值，设计并制造出标准惯量盘；

步骤三：在恒定扭矩下测试并获取标准惯量盘的加速度值：将其中一个标准惯量盘安装到转动惯量测试装置上，通过驱动电机带动恒速飞轮旋转，磁粉离合器输出恒定扭矩，带动扭矩传感器、小支架法兰、标准惯量盘以恒加速旋转，通过扭矩传感器测量该标准惯量盘的加速过程，得到加速曲线，确定在该扭矩情况下，加载该标准惯量盘时的加速度，得出一个加速度-转动惯量的数据；更换不同转动惯量的标准惯量盘，重复步骤三进行测量，得到一组从小到大的关于加速度-转动惯量的数据；

步骤四：拟合出光滑连续曲线：依据得到的该组数据，拟合出加速度-转动惯量的光滑连续曲线；

步骤五：对被测总成进行测试：取下标准惯量盘，将被测总成连接到过渡连接盘上，在同等条件下进行测试，得到加速度值；

步骤六：计算实际惯量值：通过插值计算法得到被测总成实际的惯量值。

本基础方案的原理和有益效果在于：

转动惯量的计算公式为其中，Jx为转动惯量，为加速度，∑m_z(F^e)为合转矩。由该转动微分方程可知，若想得到转动惯量，须知加速度值和合转矩值。

本申请是先根据常用被测总成的转动惯量范围，取若干个点值设计并制造出标准惯量盘，然后用该标准惯量盘模拟不同转动惯量的被测总成，安装到转动惯量测试装置上进行测试，在恒定扭矩的情况下，得到该标准惯量盘的加速度K。再更换不同转动惯量的标准惯量盘进行测试，得到一组从小到大的数据，并根据这组数据拟合为光滑连续曲线。然后将被测总成安装到转动惯量测试装置上，测得被测总成在该恒定扭矩情况下的加速度，最后利用插值计算法得到该被测总成的实际惯量值。

本申请能够直接测量复杂结构的被测总成的当量转动惯量，测量方便，结果精确度高，所得的惯量值可直接用于与被测总成相关联的部件的设计计算，不需要像现有方法那样对被测总成的各个零部件进行逐一测量，测量效率和测量精度更高。当然，本申请也适用于简单结构的转动惯量的测量。

可选地，所述步骤二中，标准惯量盘数值的确定根据被测总成的理论值或预估值，以该理论值或预估值的50％～200％等间隔设计制造标准惯量盘。

如此设计，能够让各个标准惯量盘的惯量值尽可能地分布均匀，使得利用测量所得数据拟合出来的连续曲线尽可能地接近实际情况。