式中所有机械件在驱动二次元件输出轴上的等效转动惯量•所有机械件在驱动二次元件输出轴上的等效阻尼•。由式可得系统的开环速度刚度为由式可得系统的闭环速度刚度为由式和式可知，当外环控制器采用控制时，开环速度刚度为，而闭环速度刚度与二次元件进出口压差排量系数外环控制器积分常数位移角度变换系数和转速传感器变换系数成正比，与内环位移传感器变换系数成反比。当系统元件给定时，除了和外，其它参数是定的，因而适当加大二次元件进出口压差和外环控制器积分常数，可提高系统闭环速度刚度。.本章小结本章对减速器模拟加载系统的刚度特性进行了分析，并得到如下些结论在本系统中，变量液压缸的活塞有效作用面积较大，有效容积和活塞质量都较小，使变量液压缸的固有频率很高，因此变量液压缸可简化为个积分环节。不考虑压力管路阻力损失的理想情况下，驱动单元转速控制系统开环速度刚度为零。闭环速度刚度由式决定，当系统元件给定时，适当加大二次元件进出口压差开环增益和外环控制器积分常数，可提高系统闭环速度刚度。减速器加载试验台驱动变速箱的设计.概述减速器加载试验台是大功率高载荷的试验台，它主要由驱动单元加载单元控制系统机械支架及试验平台组成。驱动单元和加载单元是该平台的核心部分，对于液压加载试验台来说，加载单元只有德国力士乐公司的产品符合要求，其它的产品均不能达到令人满意的程度。我国的这类产品更是少之又少，而且也不能完全满足要求，并且性能也不太稳定。.驱动变速箱的参数计算图是驱动变速箱传动系统图，从图中可以看出Ⅰ轴Ⅳ轴和Ⅵ轴分别有滑移齿轮。Ⅰ轴最大输入转速为，二次加载元件最大排量为，二次加载元件工作压差为.，二次加载元件输出扭矩为.，Ⅰ轴最大输入扭矩为.，Ⅰ轴最大输入功率为。图驱动变速箱传动系统图.传动方案的确定如何分配各级传动比，是传动装置设计中又个重要问题。传动比分配的合理，可以见效传动装置的外廓尺寸和重量，达到结构紧凑，降低成本的目的，还可以得到较好的润滑条件。图为变速箱传动比的分配。分配传动比如下最大传动比最小传动比最大扭矩的计算.同理，其它各轴扭矩为.。最大转速的计算同理，其它各轴转速为。图驱动变速箱传动比分配图齿轮的设计选择齿轮材料小齿轮选用号钢，调质处理，大齿轮选用号钢，正火处理，按国家标准，分度圆上的压力角对于正常齿，齿顶高系数，顶隙系数。确定齿轮传动精度等级按下式估取圆周速度同理，可得其它齿轮的圆周速度。各轴齿轮精度均为第Ⅱ公差组，Ⅰ轴Ⅱ轴齿轮精度等级为，Ⅲ轴Ⅳ轴齿轮精度等级为，Ⅴ轴Ⅵ轴的公差精度等级为，Ⅶ轴齿轮式中减速器输入轴转矩•减速器输入轴转角驱动变速器的总传动比无因次弹性联轴器输出轴驱动变速器齿轮联轴器包括试件输入加载轴的等效转动惯量向驱动变速器输入轴等效•变速器及齿轮联轴器的等效阻尼系数•。对式式和式式进行拉氏变换得由式式式和阀控缸方块图，可以画出驱动单元转遽控制系统至试件输入端的传递函数方块图，如图所示。和表示两个柔性环节弹性联轴器的影响。图驱动单元转速控制系统方块图.加载单元转矩控制的方块图模型二次输出加载单元采用双联二次元件进行加载，下面建立它的数学模型。二次输出加载单元转矩控制物理模型如图所示。转矩控制的方块图模型如图所示，二次输出加载单元由双联加载二次元件弹性联轴器转矩传感器二次输出变速器及齿轮联轴器等组成。图二次输出加载单元组成与物理模型.二次输出变速器和齿轮联轴器的力矩平衡方程为式中减速器二次输出轴转矩二次输出变速器的输出轴弹性联轴器输入轴转矩•二次输出变速器的总传动比无因次齿轮联轴器包括二次输出加载轴二桥变速器和弹性联轴器输入轴的等效转动惯量向二次输出变速器的输入轴等效•试件二次输出轴转角齿轮联轴器二次输出变速器和弹性联轴器的等效阻尼系数•二次输出变速器的输出轴弹性联轴器的输入轴转角。弹性联轴器的力矩平衡方程为式中弹性联轴器的扭转刚度系数•弹性联轴器的输出轴转角转矩传感器的输入轴转矩•。转矩传感器的力矩平衡方程为式中转矩传感器的输出轴转矩，也是双联二次元件的实际输入转矩•转矩传感器的转动惯量•。弹性联轴器的力矩平衡方程为式中双联二次元件的输入轴转角。二次输出单元二次元的力矩平衡方程为式中二次元件的进出油口压差二次元件的排量二次元件的转动件输入轴及弹性联轴器输出轴的等效转动惯量•二次元件是的阻尼系数•。转矩传感器视为比例环节其传递函数为式中转矩传感器的变换系数•。对式式进行拉氏变换得由式式以及阀控缸方块图，可以画出二次输出加载单元转矩控制系统的传递函数方块图，如图所示。图二次输出加载单元转矩控制系统方块图.整个模拟加载系统的方块图模型整个减速器模拟加载系统的物理模型如图所示，它由前述加载驱动及加载单元的物理模型综合而成。另外通过对驱动单元转速控制方块图的分析可知，驱动荷阀蓄能器油液过滤器及风冷却器等。模拟加载系统实现对试验对象减速器的驱动和加载的模拟，它包括驱动单元二次输出加载单元。驱动单元主要由两个公司的型轴向柱塞元件串联而成的双联二次元件两个弹性联轴器转矩转速传感器组成，该单元用来模拟减速器的驱动。二次输出加载单元主要由双联二次元件两个弹性联轴器转矩转速传感器组成，该单元用来模拟传感器二次输出端的负载。控制系统由计算机工业控制计算机数据采集卡数字显示仪和用来控制油源启停的控制器等组成，该部分主要完成整个系统的连续量和开关量的控制数据采集系统状态监测系统状态超限保护等。机械支架和试验平台提供加载试验对象减速器联轴器及加载二次元件的支撑和连接。其中模拟加载系统为整个试验台的核心部分，也是本课题的研究对象。模拟加载系统原理由图可见，二套二次元件的液压端口共同并联于恒压网络上，机械端口通过各转机上位机工控机下位机采集卡弹性联轴器个转矩转速传感器个齿轮联轴器个图减速器加载实验台组成.速转矩传感器弹性联轴器变速器加载试件等连接在起。二次元件工作于马达工况，用来模拟减速器发动机驱动轴动力，它同转速传感器控制器等构成驱动转速控制系统二次元件工作于泵工况，用来对减速器二次输出端加载，为转矩控制方式，它同相应的转矩传感器控制器，构成二次输出加载转矩控制系统。在转速控制系统和转矩控制系统中，都包含有内环和外环两种控制回路，由对应于各二次元件的电液伺服阀变量液压缸位移传感器构成阀控缸回路内环，再加上相应的二次元件转速感器或转矩传感器，就构成了转速控制回路或转矩控制回路外环。当系统进行工作时，二次元件马达由恒压网络获取液压能，并将其转换成机械能来驱动加载试件和二次元件泵，实现模拟加载。同时，二次元件泵将机械能转换成液压能后又直接回馈给恒压网络，重新用来驱动二次元件马达，在二次元件马达和二次元件泵之间，功率流形成闭式循环。这样，恒压油源所提供的液压能只是用来补偿系统的容积损失和机械损失，而驱动二次元件马达所需的大部分能量都来自二次元件泵。因此，该加载系统实现了能量回收与利用，系统效率高。由于二套二次调节系统同样设置有转速传感器和转矩传感器，可以任意将其调整为转速控制状态作为驱动单元和转矩控制状态作为加载单元，因此可以按被试件的要求，设置其中套二次调节系统作为驱动单元，另外套作为加载单元。图模拟加载系统原理图模拟加载系统的方块图模型二次元件阀控缸的方块图模型减速器模拟加载系统所用核心部件为公司的型二次元件，其原理如图所示。它由可逆式轴向柱塞泵，马达单元电液伺服阀变量油缸安全保护阀位移传感器滤油器以及防气蚀单向阀等组成。它具有快速的响应特性，能工作在四个象限，既可用做马达也可用做泵，具有很好的转速转矩控制特性，没有节流损失，功率损失小。轴向柱塞单元变量液压缸电液伺服阀安全保护阀滤油器位移传感器码盘防气蚀单向阀二位三通电磁阀高压油口低压油口图型二次元件原理图.由上所说，二次元件用作马达时，其控制方式为转速控制用作泵时，其控制方式为转矩控制，但两种控制方式的阀控缸内环是相同的，都是由电液伺服阀变量液压缸位移传感器构成的。由图可见，阀控缸回路就是对称伺服阀控制对称液压缸回路，下面分别列写出该回路各元件的数学模型。电液伺服阀电液伺服阀的传递函数通常用二阶振荡环节表示，即二次调节系统是工作于恒压网络的压力耦联系统，其工作原理是在恒压网络中，通过调节二次元件斜盘倾角来改变二次元件排量，以适应负载工作机构转矩的变化，从而使负载按设定的规律变化。二次调节加载系统原理如图所示。可逆式泵马达元件与电液伺服阀变量液压缸位移传感器等组合在起，统称为二次元件。电动机恒压变量泵蓄能器安全阀及相应的管路等元件构成恒压网络，为整个加载系统提供稳定的恒压动力源。两个可逆式泵马达元件以压力耦联方式并联于恒压网络上，两元件机械端口之间通过转速传感器和转矩传感器以及加载对象刚性地连接在起。转速控制系统和转矩控制系统为典型的电液伺服系统二者相互独立，可分别进行调节，以满足加载系统对转速和转矩的不同要求。系统工作时，由控制器和分别向电电动机恒压变量泵蓄能器安全阀油箱,位移传感器,变量液压缸,电液伺服阀,可逆式泵马达元件转速传感器,控制器加载对象转矩传感器图二次调节加载系统原理.液伺服阀和发出电信号，通过阀控缸机构前置级排量控制改变两个可逆式泵马达元件的斜盘摆角，从而使其排量发生变化，以适应外负载转速和转矩的变化。另外，当系统进行工作时，元件马达由恒压网络获取液压能，并将其转换成机械能来驱动加载对象和元件泵，实现加载，元件泵将机械能转换成液压能后又直接回馈给恒压网络，重新用来驱动元件马达，在两个