CN101509830B - 一种变速箱检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种变速箱检测装置，该变速箱检测装置用于检测变速箱，所述变速箱包括至少两个传动轴，所述传动轴之间能够传递动力；该变速箱检测装置包括检测架和驱动机构，所述检测架上能够固定所述变速箱，所述驱动机构能够与变速箱传动轴相连，以驱动变速箱传动轴旋转，该变速箱检测装置还包括径向负载施加机构，以对传动轴施加径向作用力；优选的技术方案中，还包括冲击负载施加机构，以对传动轴施加冲击性作用力。本发明提供的变速箱检测装置模拟的受力环境不仅可以具有扭矩负载，还可以具有径向负载和/或冲击性负载，与变速箱实际受力环境更接近，使检测过程中获取的检测参数更可靠，进而能够更好地判断变速箱的性能。

Description

一种变速箱检测装置

技术领域

本发明涉及一种检测装置，特别涉及一种变速箱检测装置。

背景技术

作为重要的传递动力的部件，变速箱被广泛应用于汽车、机床设备中。变速箱承担着传递动力，改变转速和扭矩的任务，因此，变速箱性能的优劣直接关系到汽车、机床设备的运转性能。

为了保证变速箱的性能，在推出一种类型的变速箱之前，需要对其关键零部件设计的合理性、使用材料的性能、疲劳强度等指标进行检测、验证，以消除或减少结构缺陷；在批量生产期间，也需要对变速箱的性能进行检测，以及时发现制造、装配时可能产生的缺陷，防止引起更大的损失。

检测变速箱的性能可以通过测定一些基本的参数进行；但最简单、最有效方式是通过变速箱检测装置对变速箱进行检测。一般来讲，变速箱检测装置通过模拟变速箱的受力环境，并在模拟的受力环境下取得变速箱适当的检测参数，再通过对检测参数的分析确定变速箱的性能。

现有技术已经提供了多种变速箱检测装置；例如，中国专利文献CN2473074Y就公开了一种变速箱检测台。图1是现有技术中变速箱检测台的结构示意图，该变速箱检测台包括工作台100、动力电机110和变频式负载装置120。动力电机110和变频式负载装置120固定在工作台100上；工作台100上设有专用挂板，以将自动变速箱130固定在动力电机110和变频式负载装置120之间。在对自动变速箱130进行检测时，动力电机110的输出轴与自动变速箱130的输入轴相连，以带动自动变速箱130的输入轴旋转；变频式负载装置120与自动变速箱130的输出轴相连，以形成对自动变速箱130的扭矩负载，模拟自动变速箱130的受力环境。然后，在模拟的受力环境下，取得预定的检测参数，确定自动变速箱130的性能。

随着电子控制技术发展，中国专利文献CN 1721833A公开另一种变速箱检测装置，该变速箱检测装置利用变频技术、整流及逆变技术和计算机控制技术，使变速箱的传动轴承受到不断变化的扭矩负载，以模拟变速箱的受力环境。由于该技术利用了电子技术，其模拟的受力环境具有更多变化，更接近于变速箱的实际工作环境。

但是，现有技术提供的变速箱检测装置模拟的受力环境仅存在扭矩负载；而在实际工作中，变速箱承受的负载不限于扭矩负载，相应的传动轴还会受到径向方向的作用力，使变速箱承受径向负载。在更复杂的情况下，传动轴还要承受冲击性的作用力，使变速箱承受冲击性负载。因此，现有技术提供的变速箱检测装置模拟的受力环境与变速箱实际受力环境相差较大，难以获得可靠的检测参数，进而影响对变速箱性能的正确判断。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种变速箱检测装置，以使模拟的受力环境更接近于变速箱的实际受力环境。

本发明提供的变速箱检测装置用于检测变速箱，所述变速箱包括至少两个传动轴，所述传动轴之间能够传递动力；所述变速箱检测装置包括用于固定所述变速箱的检测架，和驱动所述传动轴以使其旋转的驱动机构，还包括径向负载施加机构，以对传动轴施加径向作用力。

优选地，所述变速箱检测装置还包括承重轮；在对所述变速箱进行检测时，所述径向负载施加机构通过安装在所述传动轴上的所述承重轮施加径向作用力。

优选地，所述径向负载施加机构包括杠杆梁，所述杠杆梁与所述检测架铰接，形成动力臂部分和阻力臂部分；所述动力臂部分固定有配重块，以使阻力臂部分产生径向作用力。

优选地，所述径向负载施加机构还包括至少两个压辊轴，以传递所述阻力臂部分产生的径向作用力；所述压辊轴可旋转地安装在所述杠杆梁上。

优选地，所述径向负载施加机构包括施力部件，以传递对传动轴施加的径向作用力，所述施力部件与所述杠杆梁铰接。

优选地，所述施力部件包括压辊架和至少两个压辊轴，所述压辊轴可旋转地安装在所述压辊架上。

优选地，所述变速箱检测装置还包括冲击负载施加机构，以对传动轴施加冲击性作用力。

优选地，所述变速箱检测装置还包括冲击负载施加机构，所述冲击负载施加机构通过所述施力部件对传动轴施加冲击性作用力。

优选地，所述冲击负载施加机构包括由相互配合的缸体与活塞组成的伸缩缸，所述伸缩缸一端与所述检测架铰接，另一端与所述杠杆梁铰接。

优选地，所述施力部件包括压辊架和至少两个压辊轴，所述压辊轴可旋转地安装在压辊架上，所述压辊架与所述杠杆梁的阻力臂部分通过中间轴铰接；所述冲击负载施加机构包括由相互配合的缸体与活塞组成的伸缩缸，所述伸缩缸一端与所述检测架铰接，另一端与所述中间轴铰接。

优选地，所述变速箱检测装置还包括扭矩负载施加机构，所述扭矩负载施加机构包括变量液压泵，所述驱动机构包括液压驱动系统，所述变量液压泵的排油口与所述液压驱动系统相通。

优选地，所述变速箱检测装置还包括变速箱联接机构；在对所述变速箱进行检测时，所述变速箱联接机构将固定在所述检测架上的两个所述变速箱的传动轴联接。

与现有技术相比，本发明提供的变速箱检测装置包括能够对传动轴施加径向作用力的径向负载施加机构；在检测变速箱时，该径向负载机构能够对传动轴施加径向作用力；因此，该变速箱检测装置模拟的受力环境不仅具有扭矩负载，还具有径向负载，与变速箱实际受力环境更接近，能够使获取的检测参数更可靠，进而能够更好地判断变速箱的性能。

在进一步的技术方案中，变速箱检测装置还包括能够安装在变速箱传动轴上的承重轮；在具有该承重轮情况下，一方面，由于承重轮具有更大的外表面，能够更加方便地施加径向作用力；另一方面，承重轮具有保护功能，避免检测时径向负载施加机构损伤变速箱传动轴的表面质量，保持变速箱传动轴的加工精度；再一方面，可以通过采用不同尺寸的承重轮，使一台变速箱检测装置能够检测多种尺寸和型号的变速箱，提高变速箱检测装置的通用性。

在进一步的技术方案中，利用杠杆原理产生径向作用力，能够简化变速箱检测装置的结构，降低成本。

在进一步的技术方案中，在杠杆梁安装可旋转的压辊轴，并用该压辊轴传递径向作用力，这样能够减小由于径向作用力而产生摩擦力，进而减小径向作用力对扭矩参数的影响，保证变速箱获取的扭矩参数的可靠性、准确性。

在进一步的技术方案中，用与杠杆梁铰接的施力部件传递径向作用力，施力部件能够适应不同的接触面，自动调整径向作用力的方向，这样能够使变速箱检测装置能够检测更多尺寸和型号的变速箱。

在进一步的技术方案中，在变速箱检测装置中，还设有冲击负载施加机构，以对传动轴施加冲击性作用力，这样能够使变速箱检测装置模拟的受力环境与变速箱实际受力环境更加接近。

在进一步的技术方案中，用液压驱动系统驱动变速箱传动轴，用变量液压泵形成扭矩负载，并使变量液压泵的排油口与液压驱动系统相连，这样能够回收液压驱动系统输出的功率，进而降低变速箱检测装置的能源消耗。

附图说明

图1是现有技术中变速箱检测台的结构示意图；

图2是本发明第一种实施例提供的变速箱检测装置俯视方向结构示意图；

图3是本发明第一种实施例提供的变速箱检测装置主视方向结构示意图；

图4是图3中I-I部分局部放大图；

图5是图4中B-B剖视图；

图6是本发明第二种实施例提供的变速箱检测装置的结构示意图；

图7是本发明第三种实施例中施力部件的结构示意图；

图8是本发明第四种实施例中径向负载施加机构的结构示意图；

图9是本发明第五种实施例中径向负载施加机构的结构示意图；

图10是本发明第六种实施例中冲击负载施加机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

需要说明的是：第一、本发明中，除非有特别说明，所说径向是相对于变速箱传动轴而言的径向方向；第二、所述检测架不限于一个整体，可以包括相对独立且与工作环境固定的多个部分。

参考图2，图2是本发明第一种实施例提供的变速箱检测装置俯视方向结构示意图。该实施例提供的变速箱检测装置包括检测架200、液压马达5、变量液压泵6、径向负载施加机构1和承重轮3。在本例中，液压马达5为驱动机构，变量液压泵6为扭矩负载施加机构。为了描述的方便，图中还用虚线示出了待检测的变速箱300。

液压马达5固定在检测架200上，并与变速箱300的第一传动轴301相连，从而能够驱动变速箱300；变量液压泵6与变速箱300的第二传动轴302相连，形成变速箱300的扭矩负载。

用变量液压泵6作为扭矩负载施加机构，用液压马达5作为驱动机构，能够将变量液压泵6排油口与驱动液压马达5运转的液压驱动系统相连，使变量液压泵6排出的液压油进入液压油站7内，具有相应压力的液压油能够被液压马达5利用；因此，该变速箱检测装置能够将第二传动轴302输出的动力回收，降低能源消耗。本领域技术人员可以理解，扭矩负载施加机构还可以是其他设备，比如变频电机，等等；同样，驱动机构也不限于液压马达5，可以有多种选择，比如可以是电动机、内燃机或其他动力设备。

参考图3，图3是本发明第一种实施例提供的变速箱检测装置主视方向结构示意图，径向负载施加机构1包括杠杆梁10、配重块11和施力部件12。杠杆梁10中间部分与检测架200铰接，形成一个具有动力臂部分和阻力臂部分的杠杆机构；其中，在动力臂部分外端固定有配重块11，施力部件12安装在阻力臂部分的外端。如图4所示的图3中I-I部分局部放大图，施力部件12进一步包括压辊架121和两个压辊轴122，压辊架121通过中间轴120与杠杆梁10的阻力臂部分的外端铰接，压辊轴122可旋转地安装在压辊架121上。

承重轮3用于传递径向作用力，在检测时，承重轮3固定在第二传动轴302上，以直接承受径向负载施加机构1产生的径向作用力，并将该径向作用力传递给第二传动轴302。本例中，通过承重轮3传递径向作用力，一方面，由于承重轮3具有更大的外表面，能够为径向作用力施加提供便利；另一方面，承重轮3具有保护功能，避免检测时径向负载施加机构1损伤第二传动轴302表面质量，保持第二传动轴302的加工精度；再一方面，可以通过采用不同尺寸的承重轮3，使一台变速箱检测装置能够检测多种尺寸和型号的变速箱300，提高变速箱检测装置的通用性。

在需要检测变速箱300时，将变速箱300固定在检测架200上；再将承重轮3固定在第二传动轴302的外端。如图3所示，在配重块11形成力F1的作用下，形成预定的动力矩，使杠杆梁10动力臂部分向下运动，阻力臂部分带动施力部件12向上运动；由于压辊架121与杠杆梁10铰接，压辊架121能够相对于杠杆梁10旋转适当的角度，从而能够使两个压辊轴122的外周面保持与承重轮3外周面的接触，并能够对承重轮3施加预定的径向作用力；同时，承重轮3通过压辊轴122对杠杆梁10施加一反作用力F2，形成与动力矩相平衡的阻力矩，使径向负载施加机构1保持平衡。施力部件12的压辊轴122可旋转地安装在压辊架121上，在承重轮3旋转时，能够带动压辊轴122旋转，这样就能够使压辊轴122与承重轮3之间保持滚动摩擦，尽可能地减小对第二传动轴302扭矩的影响，保证变速箱检测装置获取可靠的扭矩参数。

承重轮3在承受到径向作用力后，会将径向作用力传递给第二传动轴302；第二传动轴302再将该径向作用力传递给其他部件，从而能够使变速箱300内部各零部件之间产生适当的相互作用力；进而，再获取变速箱的检测参数，确定预定零部件的强度、材料性能及疲劳强度等等。调整配重块11的重量，可以使第二传动轴302承受大小不同的径向作用力，进而能够改变变速箱内各零部件的受力，模拟变速箱的多种受力环境，使模拟的受力环境与实际受力环境更接近。本领域技术人员可以理解，承重轮3不限于安装在第二传动轴302上，也可以安装在第一传动轴301上，与液压马达5位于变速箱300的同一侧。

在变速箱的实际工作过程中，其不仅要承受扭矩阻力和径向的作用力，其工作环境不可避免地会存在不稳定的状况，因此，变速箱不可避免地要受到冲击性作用力的作用，承受冲击性负载。为使变速箱检测装置模拟的受力环境与变速箱的实际受力环境更加接近，还可以设置冲击负载施加机构，以在检测变速箱时对变速箱施加冲击性作用力。

再参考图3、图4和图5，图4是图3中I-I部分局部放大图，图5是图4中B-B剖视图。第一种实施例提供的变速箱检测装置中，冲击负载施加机构包括伸缩缸2，伸缩缸2包括相互配合的缸体和活塞；伸缩缸2一端与检测架200铰接，另一端与施力部件12的中间轴120铰接。在对变速箱300进行检测时，可以通过气压或液压系统使伸缩缸2按预定的策略伸长和缩短，通过压辊轴122对承重轮3施加冲击性作用力；承重轮3再通过第二传动轴302将冲击性作用力传递给变速箱内的其他零部件，从而使变速箱300承受冲击性负载；这样使变速箱检测装置模拟的受力环境与变速箱实际受力环境更加接近，获取更多的检测参数，并使获取的检测参数更加可靠。

为了提高变速箱检测装置的检测效率，在检测变速箱时，可以同时将两个变速箱300固定在检测架200上。如图6所示，图6是本发明第二种实施例提供的变速箱检测装置的结构示意图，该变速箱检测装置具有两个径向负载施加机构1、两个承重轮3和一个变速箱联接机构4。在检测两个变速箱300时，分别将两个承重轮3固定在第二传动轴302和第三传动轴303外端，第二传动轴302为一个变速箱300的输出传动轴，第三传动轴303为另一个变速箱300的输出传动轴；两个径向负载施加机构1分别通过承重轮3对第二传动轴302和第三传动轴303施加径向作用力；变速箱联接机构4将第二传动轴302和第三传动轴303联接起来，从而将两个变速箱300联接在一起，使两个变速箱300能够同时运转；这样，通过液压马达5能够同时驱动两个变速箱300运转，变量液压泵6形成的扭矩负载也能够同时作用在两个变速箱300上；从而，该变速箱检测装置能够同时对两个变速箱300进行检测。在检测的两个变速箱300不相同时，第二传动轴302和第三传动轴303轴线必然相错，为了使第二传动轴302和第三传动轴303同步旋转，本例中，变速箱联接机构4两端各具有一个万向节，以减轻或消除旋转不同步现象。另外，在待检测的两个变速箱300轴线不平行时，还可以用等速万向节将第二传动轴302和第三传动轴303相连。本领域技术人员可以理解，为了进一步提高检测效率，可以在一台变速箱检测装置上固定更多个变速箱300，同时对更多个变速箱300进行检测。

本领域技术人员可以理解，由于本发明提供的变速箱检测装置模拟的受力环境不仅包括扭矩负载，还可以包括径向负载和冲击性负载，从而使模拟的受力环境与变速箱300的实际受力环境更加接近；而且，由于模拟的受力环境包括多种负载，因此，可以获取更多的检测参数，进而能够对变速箱300的更多性能进行判断；比如说，通过施加径向负载，可以检测变速箱300的壳体强度或判断关键零部件设计的合理性，材料性能；通过施加冲击性负载，能够检测预定部分或部件的疲劳强度等等。本发明提供的变速箱检测装置不限于上述的结构；根据上述描述，本领域技术人员还可以根据实际需要对上述结构进行改进或变动。

首先，施力部件12还可以有多种选择。在承重轮3外径和旋转轴线位置保持不变时，可以将压辊架121固定在杠杆梁10上；在不检测扭矩负载或其他特定情形下，也可以将压辊轴122省去，使压辊架121与承重轮3之间保持滑动摩擦，以简化结构。

另外，也可以将承重轮3省去，直接使施力部件12与适当的传动轴相接触，对相应的传动轴施加预定的径向作用力；在这种情况下，为了减小施力部件12对相应的传动轴表面加工质量的影响，可以使施力部件12与相应的传动轴保持滚动摩擦。在省去承重轮3的情况下，为了使同一个施力部件12适用于检测多种尺寸和类型的变速箱，还可以使施力部件12包括更多对压辊轴122；参考图7，图7是本发明第三种实施例中施力部件的结构示意图，该施力部件12上设有两个对称的压辊轴122-1和两个对称的压辊轴122-2。在传动轴304外径较小时，用两个压辊轴122-1与传动轴304接触，并对其施加径向作用力，此时，压辊轴122-2不影响压辊轴122-1与传动轴304的接触；在传动轴305外径较大时，用两个压辊轴122-2与传动轴305接触，并对其施加径向作用力，此时，压辊轴122-1不影响压辊轴122-2与传动轴305的接触；从而，这样就能够使一个施力部件12可以应用于检测多种尺寸和型号的变速箱。当然，根据上述描述，可以设有更多压辊轴122以增加施力部件12的通用性。

其次，变速箱检测装置径向负载施加机构1不限于上述结构。就杠杆梁10而言，就可以有多种选择；参考图8，图8是本发明第四种实施例中径向负载施加机构的结构示意图，其动力臂部分和阻力臂部分可以位于杠杆梁10与检测架200铰接处的同一端，将杠杆梁10布置在承重轮3的上方，配重块11在重力作用下产生向下力F1，使承重轮3承受向下径向作用力，并通过承重轮3使预定的传动轴受到径向作用力的作用；同时，这样布置还有利于节省变速箱检测装置占用的场地面积。另外，也可以利用其他具体结构产生所需要的径向作用力，参考图9，图9示出了本发明第五种实施例中径向负载施加机构的结构示意图，径向负载施加机构1包括伸缩缸13和施力部件12，伸缩缸13包括相互配合的缸体与活塞。伸缩缸13一端固定，另一端与施力部件12相连；伸缩缸13伸长时，施力部件12对承重轮3施加预定的径向作用力。为了避免承重轮3旋转时，伸缩缸13在摩擦力作用下偏斜，一方面可以使伸缩缸13的缸体与检测架200固定；另一方面，可以使施力部件12包括压辊轴122，使施力部件12与承重轮3之间保持滚动摩擦，以减小承重轮3旋转过程中对径向负载施加机构1摩擦力。

再次，对于冲击负载施加机构而言，也可以采用其他具体结构实现。比如说：伸缩缸2的另一端不限于与中间轴120铰接，只要能够与杠杆梁10铰接，伸缩缸2的伸长或缩短就会使压辊轴122对承重轮3施加适当的冲击性作用力，实现施加冲击性负载的目的；另外，冲击负载施加机构不限于通过压辊轴122对承重轮3施加冲击性作用力，也可以使冲击负载施加机构与径向负载施加机构1相互独立，直接对承重轮3施加冲击性负载；当然也可以使冲击负载施加机构对变速箱的另一个传动轴施加冲击性作用力，以模拟更多的受力环境。另外，产生冲击性负载的机构不限于伸缩缸2。参考图10，图10是本发明第六种实施例中冲击负载施加机构的结构示意图，冲击负载施加机构可以包括凸轮21，施力板22，施力板22与检测架200铰接，凸轮21能够在适当动力驱动下旋转，其旋转运动能够带动使施力板22周期性运动；施力板22的周期性运动能够对承重轮3施加周期性的冲击性负载，进而对第二传动轴302施加预定的冲击性作用力，进而使变速箱300承受预定的冲击性负载；调节凸轮21旋转速度，可以使第二传动轴302承受不同冲击性作用力；进而使变速箱检测装置能够模拟更多种的受力环境，使模拟的受力环境与变速箱实际受力环境更加接近。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本领域技术人员可以理解，变速箱检测装置还可以具有适当测量部分、控制部分和数据采集处理部分等等；其中，测量部分可以包括合适的传感器和仪表；控制部分可以对变速箱的油温、油压、机油流量进行控制；数据采集处理部分可以包括数据采集系统、计算机硬件、软件以及用于数据输出的打印机等。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种变速箱检测装置，用于检测变速箱，所述变速箱包括至少两个传动轴，所述传动轴之间能够传递动力；所述变速箱检测装置包括用于固定所述变速箱的检测架、扭矩负载施加机构和驱动所述传动轴以使其旋转的驱动机构，其特征在于，还包括径向负载施加机构，所述径向负载施加机构包括杠杆梁，所述杠杆梁与所述检测架铰接，形成动力臂部分和阻力臂部分；所述动力臂部分固定有配重块，以使阻力臂部分对传动轴施加径向作用力；

还包括承重轮；在对所述变速箱进行检测时，所述径向负载施加机构通过安装在所述传动轴上的所述承重轮施加径向作用力；

所述径向负载施加机构包括施力部件，以传递对传动轴施加的径向作用力，所述施力部件与所述杠杆梁铰接；

施力部件进一步包括压辊架和两个压辊轴，压辊架通过中间轴与杠杆梁的阻力臂部分的外端铰接，压辊轴可旋转地安装在压辊架上；

还包括冲击负载施加机构，所述冲击负载施加机构包括由相互配合的缸体与活塞组成的伸缩缸，所述伸缩缸一端与所述检测架铰接，另一端与所述杠杆梁铰接；所述冲击负载施加机构通过所述施力部件对传动轴施加冲击性作用力。

2.根据权利要求1所述的变速箱检测装置，其特征在于，所述扭矩负载施加机构包括变量液压泵，所述驱动机构包括液压驱动系统，所述变量液压泵的排油口与所述液压驱动系统相通。

3.根据权利要求1所述的变速箱检测装置，其特征在于，还包括变速箱联接机构；在对所述变速箱进行检测时，所述变速箱联接机构将第二传动轴和第三传动轴联接起来，所述第二传动轴和第三传动轴分别为固定在所述检测架上的两个所述变速箱的传动轴。

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