CN102323036A - 变速器总成静扭强度及抗振强度测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变速器总成静扭强度及抗振强度测试装置，包括试验台及滑块；滑块上的加载机构包括加载电机及经传动机构联接于加载电机输出端的半轴；试验台架上设有由悬置固定装置与可控上下伸缩装置构成的支撑机构，通过悬置点将变速器和发动机固定以实现对变速器壳体强度静扭的考察；此外利用上下伸缩装置将整个动力总成托起到规定高度并快速回位，从而产生一个由重力造成的瞬间冲击以模拟整车在颠簸的路况下，对变速器悬置位置强度的测试，使试验结果更能加贴近整车路试的实际工况，本发明结构简单、紧凑，易于安装，节省安装空间，提高了变速器试验的准确性。本发明适用作对汽车发动机变速器壳体进行静扭振动试验的测试装置。

Description

变速器总成静扭强度及抗振强度测试装置

技术领域

本发明涉及一种车辆性能检测装置，具体地说是一种变速器总成静扭强度及抗振强度测试装置。

背景技术

现阶段，国内的汽车变速器静扭试验装备如图3所示，试验过程如下：变速器33固定在一个与地面相连的面板34上；通过传动轴36（半轴）将变速器33的输出端固定到与地面相连的面板37上，扭矩的大小通过扭矩传感器32来控制；在做静扭试验时需将变速器33换到一个低速档位（一般为一档）；扭矩通过加载电机31输出到减速器33，通过减速器33增扭后传递给输入轴；由于此时的输出端被固定，动力无法传输，从而产生对变速器静扭的效果，由于在试验中加载的面板无法移动，从而造成设计比较薄弱的变速器壳体上与整车连接的悬置位置不能被考察，且整车振动对悬置位置也无法进行考察，只能对变速器轴和齿轮的强度进行测试，因此偏离了整车工况，不能更好的贴近实际的工况。

综上，现有产品存在如下的不足：

(1)被测件与试验装置间采用纯刚性连接；在同一工况下提高了对轴和齿轮的强度的要求，存在设计过剩问题，增加材料的成本。

(2)由于现有静扭试验台的结构限制，导致其无法对变速器壳体与整车连接的悬置点部位进行探测，以至于只能放到后期的整车路试中，增加了产品的开发周期以及变速器的试验次数。

专利号为022767169的中国实用新型专利，涉及一种“液压式汽车变速器静扭试验台”，采用双叶式摆动液压油缸进行液压多加载，虽能克服电机加载所存在着的加载力不易控制、不平滑等不足，但仍不能对整车实际工况进行模拟测试。

发明内容

本发明要解决的技术问题，是提供一种变速器总成静扭强度及抗振强度测试装置，该装置通过悬置点将变速器和发动机固定，从而实现对变速器壳体强度静扭的考察；此外，本试验台还增加了液压装置，该液压装置将整个动力总成托起到规定的高度并快速回位，从而使整个总成产生一个由重力造成的瞬间冲击以模拟整车在颠簸的路况下，对变速器悬置位置强度的测试，使试验结果更能加贴近整车路试的实际工况，本发明结构简单、紧凑，设计合理，易于安装，节省安装空间，提高了变速器试验的准确性。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种变速器总成静扭强度及抗振强度测试装置，包括带有顶部试验台的试验台架，还包括与试验台间水平向滑动配合的滑块；

滑块上设有加载机构，试验台架上设有支撑机构；

所述加载机构包括加载电机及经传动机构联接于加载电机输出端的半轴，加载电机的输出端与半轴间设有扭矩传感器；

所述支撑机构包括于试验台架上固定的悬置固定装置，变速器总成与发动机动力总成支撑于悬置固定装置的顶部，二者间相联接；其中变速器总成的差速器模块内的行星齿轮与太阳齿轮焊接固联；半轴的另一端与变速器总成的差速器插接；

所述支撑机构还包括位于变速器总成下方的可控上下伸缩装置，其上设有电磁位移传感器。 

作为本发明的限定，所述传动机构包括依次相联的联轴器、减速器、连接轴，联轴器联接于加载电机的输出端，扭矩传感器设于联轴器上，半轴依次相联后接于加载电机的输出端，连接轴的前端带有可拆卸的花键套组成，半轴的一端与差速器插接，其另一端经花键与所述花键套配合连接。

作为本发明的另外一种限定，所述上下伸缩装置为液压上下伸缩装置。

作为本发明的一种优化，所述悬置固定装置为至少三处不共线、不共面的支撑柱，支撑柱的底部固定于试验台上。

作为本发明的另外一种优化，所述试验台上设有沿轴向水平延伸的静导轨，所述滑块的底部设有与静导轨相适配的滑轨，静导轨与滑轨间水平滑动配合。

本发明还有一种优化，所述支撑柱的底部经设于试验台上的螺纹通孔与试验台螺接。

这样的螺接关系能够实现支撑柱高度可调的目的，以满足本装置适用不同被测件的要求，提高本发明的通用性。

本发明在进行试验前，将差速器焊死，使其仅能输出转速恒定，并去除相关互锁装置，在进行试验时同时挂上两个档位，这样就阻止了变速器动力输出，试验过程中扭矩的大小由扭矩传感器来控制，试验过程中变速器的悬置点一直是被固定着的，液压上下伸缩机构使总成产生一个向下的冲击，因此实现了对变速器整体强度的考察。

本专利工作原理如下：通过输入电机和减速器实现车轮通过半轴对变速器的反扭矩效果，为整个静扭过程中提供扭矩，加载电机是扭矩提供装置，扭矩传感器控制整个试验过程的扭矩大小，而减速器则是实现增扭和减速的功效；悬置支撑装置实现整个动力总成的支撑作用，连接轴则是实现了与半轴的连接关系。工作过程中输入电机输入的扭矩通过减速器和传动轴传递给变速器总成，由于差速器是焊死状态（刚性连接），且悬置处于固定状态，相当于模拟了变速器在整车中的布置，通过悬置点来将整个变速器和发动机固定，因此所有的输入扭矩均通过变速器总成和发动机总成来吸收，输入的扭矩靠扭矩传感器控制，这样就实现了对变速器壳体的强度静扭考查；液压上下伸缩装置是为了将整个动力总成托起到规定的高度并快速收缩回位（电磁位移传感器控制液压上下伸缩装置的行程），从而使整个总成产生一个由重力产生的瞬间的冲击，此目的是为了模拟变速器在整车颠簸路工况，在试验进行时，首先通过加载电机加载扭矩，当达到要求扭矩时扭矩传感器给出一个信号电机保持扭矩，然后液压上下伸缩装置启动伸出动作，当动力总成顶升至规定高度时（高度取决于颠簸路试验的实际高度），电磁位置传感器启动，液压上下伸缩装置快速收缩回位，这样就可以模拟整车在既有扭矩颠簸冲击的工况，更加贴近了整车路试的工况。

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，所取得的技术进步在于：该装置通过悬置点将变速器和发动机固定，进行静扭试验时变速器的输出装置（差速器）已经焊死，当动力输入时所有的输入扭矩均通过变速器总成和发动机总成来吸收，输入的扭矩靠扭矩传感器控制，从而实现对变速器壳体强度静扭的考察；此外，本发明还能够将整个动力总成托起到规定的高度并快速回位，从而使整个总成产生一个由重力造成的瞬间冲击以模拟整车在颠簸的路况下，实现对变速器悬置位置强度的测试，使试验结果更能加贴近整车路试的实际工况。本发明更加准确的探测了零部件的强度范围，节约了原材料，提供了一种结构简单、紧凑，设计合理，易于安装，节省安装空间，能保证准确测试变速器课题部位强度的试验台架、提高了变速器试验的准确性。

总之，本发明实现了对变速器壳体悬置位置及端面的静扭及冲击强度测试更加真实的模拟了整车工况，弥补了在变速器产品设计开发中无法在早期考察壳体悬置位置静扭强度以及动力总成冲击力对壳体的影响，从而缩短了产品的试验次数和试验周期。本发明适用作对汽车发动机变速器壳体进行静扭振动试验的测试装置。

本发明下面将结合说明书附图与具体实施例作进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例的整体结构示意图；

图2是图1的局部放大图；

图3是现有技术中汽车变速器静扭试验装备的整体结构示意图。

图中：1—试验台，2—静导轨，3—滑块，4、31—加载电机，5—联轴器，6—减速器，8—连接轴，9—半轴，10—悬置I， 11、33—变速器总成，12—悬置II，13—发动机动力总成，14—悬置III，15—上下伸缩装置，16—悬置固定装置， 17、32—扭矩传感器，18—位移传感器，19—滑轨，20—试验台架，34、37—面板，36—传动轴。

具体实施方式

实施例

图1所示为一种变速器总成静扭强度及抗振强度测试装置，它包括带有顶部试验台1的试验台架20，还包括与试验台1间水平向滑动配合的滑块3。试验台1为铁地板式，通过螺纹紧固件（如地角螺栓）固定联接于试验台架20上。

试验台1上设有沿轴向水平延伸的静导轨2，滑块3的底部设有与静导轨2相适配的滑轨19，静导轨2与滑轨19间水平滑动配合从而实现滑块3与试验台1间的水平向滑动配合。

滑块3上设有加载机构，试验台架20上设有支撑机构，其中：

（1）加载机构

包括加载电机4及经传动机构联接于加载电机4输出端的半轴9，加载电机4的输出端与半轴9间设有扭矩传感器17。其中：

传动机构包括依次相联的联轴器5、减速器6、连接轴8；联轴器5联接于加载电机的输出端，扭矩传感器17设于联轴器5上；半轴9依次相联后接于加载电机4的输出端；连接轴8的前端带有可拆卸的花键套组成，半轴9的一端与差速器插接，其另一端经花键与所述花键套配合连接。

（2）支撑机构，如图2所示，包括悬置固定装置16与可控上下伸缩装置15。其中：

悬置固定装置16于试验台架20上固定，为三根互不共线且互不共面的支撑柱，支撑柱的底部经设于试验台1上的螺纹通孔与试验台1螺接，高度可调。

变速器总成11与发动机动力总成13的悬置I10、悬置II12、悬置III14分别经螺栓联接并支撑于三支撑柱的顶部；其中变速器总成11的差速器模块内的行星齿轮与太阳齿轮焊接固联；半轴9的另一端与变速器总成11的差速器插接； 

可控上下伸缩装置15为液压控制，位于变速器总成11下方，其上设有电磁位移传感器18。

本实施例的工作过程如下：首先将半轴9插入到差速器的一端，在进行试验前首先将变速器总成11中的差速器模块内的行星齿轮与太阳齿轮焊接到一起（俗称为差速器焊死），使差速器总成仅能输出一个转速，并去除相关互锁装置，在进行试验时同时挂上两个档位，这样就阻止了变速器动力输出，试验个过程扭矩的大小通过扭矩传感器17来控制，试验过程中变速器的悬置点一直是被固定着的，液压上下伸缩装置15将整个动力总成托起到规定的高度并快速的回位，从而使整个总成产生一个由重力产生的瞬间的冲击，此目的是为了模拟变速器在整车颠簸路况。

Claims (10)

1.一种变速器总成静扭强度及抗振强度测试装置，包括带有顶部试验台（1）的试验台架（20），其特征在于：它还包括与试验台（1）间水平向滑动配合的滑块（3）；滑块（3）上设有加载机构，试验台架（20）上设有支撑机构；

所述加载机构包括加载电机（4）及经传动机构联接于加载电机（4）输出端的半轴（9），加载电机（4）的输出端与半轴（9）间设有扭矩传感器（17）；

所述支撑机构包括于试验台架上固定的悬置固定装置（16），变速器总成（11）与发动机动力总成（13）支撑于悬置固定装置（16）的顶部，二者间相联接；其中变速器总成（11）的差速器模块内的行星齿轮与太阳齿轮焊接固联；半轴（9）的另一端与变速器总成（11）的差速器插接；

所述支撑机构还包括位于变速器总成（11）下方的可控上下伸缩装置（15），其上设有电磁位移传感器（18）。

2.根据权利要求1所述的变速器总成静扭强度及抗振强度测试装置，其特征在于：所述传动机构包括依次相联的联轴器（5）、减速器（6）、连接轴（8），联轴器（5）联接于加载电机（4）的输出端，扭矩传感器（17）设于联轴器（5）上，半轴（9）依次相联后接于加载电机（4）的输出端，连接轴（8）的前端带有可拆卸的花键套组成，半轴（9）的一端与差速器插接，其另一端经花键与所述花键套配合连接。

3.根据权利要求1或2所述的变速器总成静扭强度及抗振强度测试装置，其特征在于：所述上下伸缩装置（15）为液压上下伸缩装置。

4.根据权利要求1或2所述的变速器总成静扭强度及抗振强度测试装置，其特征在于：所述悬置固定装置（16）为至少三处不共线且不共面的支撑柱的总称，支撑柱的底部固定于试验台（1）上。

5.根据权利要求3所述的变速器总成静扭强度及抗振强度测试装置，其特征在于：所述悬置固定装置（16）为至少三处不共线、不共面的支撑柱的总称，支撑柱的底部固定于试验台（1）上。

6.根据权利要求1、2或5中任一项所述的变速器总成静扭强度及抗振强度测试装置，其特征在于：所述试验台（1）上设有沿轴向水平延伸的静导轨（2），所述滑块的底部设有与静导轨（2）相适配的滑轨19，静导轨（2）与滑轨（19）间水平滑动配合。

7.根据权利要求3所述的变速器总成静扭强度及抗振强度测试装置，其特征在于：所述试验台（1）上设有沿轴向水平延伸的静导轨（2），所述滑块的底部设有与静导轨（2）相适配的滑轨（19），静导轨（2）与滑轨（19）间水平滑动配合。

8.根据权利要求4所述的变速器总成静扭强度及抗振强度测试装置，其特征在于：所述试验台（1）上设有沿轴向水平延伸的静导轨（2），所述滑块的底部设有与静导轨（2）相适配的滑轨（19），静导轨（2）与滑轨（19）间水平滑动配合。

9.根据权利要求4所述的变速器总成静扭强度及抗振强度测试装置，其特征在于：所述支撑柱的底部经设于试验台（1）上的螺纹通孔与试验台（1）螺接。

10.根据权利要求5所述的变速器总成静扭强度及抗振强度测试装置，其特征在于：所述支撑柱的底部经设于试验台（1）上的螺纹通孔与试验台（1）螺接。

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