CN102927248B - 振动试验台及其驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种振动试验台的驱动装置，包括变速箱，变速箱内设置有输入轴以及通过传动轴与输入轴传动连接的输出轴，传动轴上设置有多个齿轮离合组件，驱动装置还包括控制一个齿轮离合组件处于吸合状态的控制器，齿轮离合组件包括离合器以及固定于离合器的吸合体上的传动齿轮，离合器的壳体与传动轴同轴转动，传动齿轮与传动轴间隙配合。上述驱动装置采用离合器与传动齿轮的组合实现输出轴的输出转速和输出扭矩的调整，并采用控制器控制离合器的工作状态，操作人员即可通过远程操作向控制器发送信号，该驱动装置有效地缓解了振动试验台对操作人员的人身安全所造成的威胁。本发明还公开了一种具有上述驱动装置的振动试验台。

Description

振动试验台及其驱动装置

技术领域

本发明涉及振动试验技术领域，尤其涉及一种振动试验台的驱动装置。本发明还涉及一种具有上述驱动装置的振动试验台。

背景技术

汽车等机械设备在路面上行驶时，通常会遇到各种不同的路况，例如路面不平、路面上有障碍物等，这些情况都会造成机械设备发生振动，这一振动对机械设备内的结构的使用寿命会有较大的影响。为了评估机械设备的各个零部件对于路况的承受能力，以此改善设备的性能，目前普遍采用振动试验台模拟机械设备在路面上的行驶状况。

上述振动试验台主要包括举升装置以及驱动该举升装置的驱动装置，举升装置在驱动装置的作用下进行升降运动，进而模拟凹凸不平的路面，在模拟过程中，首先将机械设备与举升装置连接，然后调节驱动装置的输出，以此调整举升装置的振动频率，使得机械设备所受到的力更加合理。具体地，上述驱动装置包括电机和变速箱，电机带动变速箱工作，变速箱的输出轴与举升装置的输入轴连接。

传统技术中，上述变速箱内设置有换挡机构，手动扳动换挡手柄，即可改变变速箱内的齿轮啮合情况，继而改变变速箱的传动比，以此调节变速箱的输出转速和输出扭矩的大小。具体操作时，操作人员必须近距离接触该变速箱才能实现换挡，而振动试验台上无法避免地会发生意外，这对操作人员的人身安全造成了较大的威胁。

另一方面，上述变速箱的输入轴为一根，而电机的输出轴与变速箱的输入轴同轴转动，当机械设备的体积较大时，相应地，变速箱和电机的尺寸也较大，致使振动试验台的驱动装置在长度方向上的尺寸急剧增大，其所占的空间随之增加。

因此，如何缓解上述振动试验台对操作人员的人身安全所造成的威胁，已成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种振动试验台的驱动装置，该驱动装置能够缓解振动试验台对操作人员的人身安全所造成的威胁。本发明的另一目的是提供一种具有上述驱动装置的振动试验台。

为了实现上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：

一种振动试验台的驱动装置，包括变速箱，所述变速箱内设置有输入轴以及通过传动轴与所述输入轴传动连接的输出轴，所述传动轴上设置有多个齿轮离合组件，所述驱动装置还包括控制一个所述齿轮离合组件处于吸合状态的控制器，所述齿轮离合组件包括离合器以及固定于所述离合器的吸合体上的传动齿轮，所述离合器的壳体与所述传动轴同轴转动，所述传动齿轮与所述传动轴间隙配合。

优选地，在上述驱动装置中，所述传动轴包括分别传动连接于所述输入轴两侧的第一传动轴和第二传动轴，所述第一传动轴和所述第二传动轴上均至少设置有一个所述齿轮离合组件。

优选地，在上述驱动装置中，所述第一传动轴上设置有一个所述齿轮离合组件，所述第二传动轴上设置有两个所述齿轮离合组件。

优选地，在上述驱动装置中，驱动所述变速箱的动力设备的外壳固定于所述变速箱的上盖上，所述输入轴包括与所述动力设备的输出轴连接的上输入轴以及与所述上输入轴传动连接的下输入轴，所述下输入轴与所述传动轴传动连接。

优选地，在上述驱动装置中，所述动力设备的所述外壳与所述变速箱的所述上盖之间设置有阻尼垫。

优选地，在上述驱动装置中，所述变速箱内设置有油泵，所述上盖上固定有与所述上输入轴上的齿轮相对的第一喷嘴，所述油泵与所述第一喷嘴连接。

优选地，在上述驱动装置中，所述动力设备为伺服电机，所述伺服电机通过能够接收控制信号的第一输入盒与所述控制器连接。

优选地，在上述驱动装置中，所述离合器通过能够接收控制信号的第二输入盒与所述控制器连接。

优选地，在上述驱动装置中，所述离合器为电磁离合器。

在上述技术方案中，本发明提供的振动试验台的驱动装置包括变速箱和控制器，所述变速箱内设置有输入轴、输出轴、传动轴以及设置于传动轴上的多个齿轮离合组件，齿轮离合组件包括离合器以及固定于离合器的吸合体上的传动齿轮，离合器的壳体与传动轴同轴转动，传动齿轮与传动轴间隙配合，控制器控制一个齿轮离合组件处于吸合状态。该驱动装置工作时，通过控制器控制多个齿轮离合组件中的一个处于吸合状态，使得输出轴与不同的传动齿轮啮合，从而改变变速箱的输出转速和输出扭矩。

通过上述描述可知，本发明提供的驱动装置采用离合器与传动齿轮的组合实现输出轴的输出转速和输出扭矩的调整，并采用控制器控制离合器的工作状态，操作人员即可通过远程操作向控制器发送信号，相比于背景技术中操作人员需近距离接触振动试验台，上述驱动装置有效地缓解了振动试验台对操作人员的人身安全所造成的威胁。

为了实现上述第二个目的，本发明还提供了一种振动试验台，包括举升装置以及与所述举升装置连接的驱动装置，所述驱动装置为上述任一项所述的驱动装置。由于上述驱动装置具有上述技术效果，具有该驱动装置的振动试验台也应具有相应的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的驱动装置的结构示意图；

图2为图1的俯视剖视图；

图3为本发明实施例提供的第三齿轮离合组件的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的振动试验台的结构示意图。

上图1-4中：

动力设备11、阻尼垫12、第一输入盒13、第二输入盒14、第一联轴器15、上盖16、下输入齿轮17、上输入齿轮18、下箱体19、第一喷嘴20、第一传动齿轮21、第二喷嘴22、第一齿轮23、第一离合器24、第一传动轴25、第二输出齿轮26、第三输出齿轮27、第二联轴器28、第二齿轮29、油泵30、第三齿轮31、第二传动齿轮32、第三喷嘴33、第二离合器34、第一输出齿轮35、第四喷嘴36、第三离合器37、壳体371、吸合体372、第三传动齿轮38、第二传动轴39、输出轴40、举升装置5、被试设备6。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种振动试验台的驱动装置，该驱动装置能够缓解振动试验台对操作人员的人身安全所造成的威胁。本发明的另一核心是提供一种具有上述驱动装置的振动试验台。

为了使本领域技术人员更好地理解本发明提供的技术方案，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1-3，本发明实施例提供的振动试验台的驱动装置包括变速箱以及驱动该变速箱的动力设备11，变速箱的外壳包括上盖16和下箱体19，且该外壳内设置有输入轴以及通过传动轴与输入轴传动连接的输出轴40，上述输入轴、传动轴和输出轴均可以为一根，输入轴上安装有第一齿轮23，输出轴40上安装有与传动轴传动连接的输出齿轮。本发明提供的驱动装置的关键改进点在于，传动轴上设置有多个齿轮离合组件，且该驱动装置还包括控制一个齿轮离合组件处于吸合状态的控制器，该齿轮离合组件包括离合器以及固定于离合器的吸合体上的传动齿轮。

具体的实施方式中，上述传动轴为图2中的第二传动轴39，第二传动轴39上安装有与第一齿轮23啮合的第二齿轮29，且第二传动轴39上设置有第二齿轮离合组件和第三齿轮离合组件，第二齿轮离合组件包括第二传动齿轮32和第二离合器34，第三齿轮离合组件包括第三传动齿轮38和第三离合器37，上述第二离合器34和第三离合器37的壳体均固定于第二传动轴39上，而第二传动齿轮32和第三传动齿轮38分别固定于第二离合器34的吸合体和第三离合器37的吸合体上，并且两者均与第二传动轴39间隙配合。输出轴40上安装有分别与第二传动齿轮32和第三传动齿轮38啮合的第二输出齿轮26和第三输出齿轮27。

当控制器控制第二离合器34处于吸合状态，第三离合器37处于分离状态时，由动力设备11输出的转速和扭矩依次通过输入轴、第一齿轮23、第二齿轮29、第二传动轴39、第二离合器34、第二传动齿轮32、第二输出齿轮26和输出轴40，从而得到输出转速和输出扭矩。此时，第三输出齿轮27在输出轴40的带动下将驱动第三传动齿轮38转动，第三传动齿轮38进一步带动第三离合器37的吸合体372转动，而第三离合器37的吸合体372与壳体371彼此分离，两者相对转动，转速互不影响，从而保证该驱动装置正常输出所需的转速和扭矩。

当控制器控制第三离合器37处于吸合状态，第二离合器34处于分离状态时，由动力设备11输出的转速和扭矩依次通过输入轴、第一齿轮23、第二齿轮29、第二传动轴39、第三离合器37、第三传动齿轮38、第三输出齿轮27和输出轴40，从而得到另一个输出转速和输出扭矩。此时，第二输出齿轮26在输出轴40的带动下将驱动第二传动齿轮32转动，第二传动齿轮32进一步带动第二离合器34的吸合体转动，而第二离合器34的吸合体与壳体彼此分离，两者相对转动，转速互不影响，从而保证该驱动装置正常输出所需的转速和扭矩。

通过上述描述可知，本发明实施例提供的驱动装置采用离合器与传动齿轮的组合实现输出轴的输出转速和输出扭矩的调整，并采用控制器控制第二离合器34和第三离合器37的工作状态，操作人员即可通过远程操作向控制器发送信号，相比于背景技术中操作人员需近距离接触振动试验台，上述驱动装置有效地缓解了振动试验台对操作人员的人身安全所造成的威胁。

进一步的技术方案中，上述传动轴还可设置为两个，即在第二传动轴39的基础上增设第一传动轴25，第一传动轴25和第二传动轴39分别传动连接于输入轴两侧，此时，第一传动轴25和第二传动轴39上均至少设置一个齿轮离合组件。具体地，可在第一传动轴25上设置第一齿轮离合组件，该第一齿轮离合组件包括第一传动齿轮21和第一离合器24，而第二传动轴39上可以设置上述第二齿轮离合组件或第三齿轮离合组件，也可以同时设置第二齿轮离合组件和第三齿轮离合组件，输出轴40上安装有与第一传动轴25上的齿啮合的第一输出齿轮35。

以第二传动轴39上同时设置第二齿轮离合组件和第三齿轮离合组件为例，当控制器控制第一离合器24处于吸合状态，第二离合器34和第三离合器37处于分离状态时，由动力设备11输出的转速和扭矩依次通过输入轴、第一齿轮23、第一传动齿轮21、第一离合器24、第一传动轴25、第一输出齿轮35和输出轴40，从而得到其他的输出转速和输出扭矩。此时，第二输出齿轮26和第三输出齿轮27在输出轴40的带动下将分别驱动第二传动齿轮32和第三传动齿轮38转动，第二传动齿轮32和第三传动齿轮38进一步分别带动第二离合器34和第三离合器37的吸合体转动，而第二离合器34和第三离合器37的吸合体与壳体彼此分离，两者相对转动，转速互不影响，从而保证该驱动装置正常输出所需的转速和扭矩。

当然，上述第一传动轴25和第二传动轴39上所设置的齿轮离合组件还可以更多，这些齿轮离合组件的工作原理与上述第一齿轮离合组件、第二齿轮离合组件和第三齿轮离合组件的工作原理相同，此处不再赘述。另外，本发明实施例所提供的传动轴的数量也不局限于两个，根据具体应用场合可以做适当的扩充和调整。

更进一步的技术方案中，上述驱动装置的动力设备11的外壳固定于变速箱的上盖16上，且变速箱的输入轴包括与动力设备11的输出轴连接的上输入轴以及与上输入轴传动连接的下输入轴，该下输入轴与上述传动轴传动连接。具体地，动力设备11的输出轴通过第一联轴器15与上输入轴连接，上输入轴上安装有上输入齿轮18，上输入齿轮18与下输入轴上的下输入齿轮17啮合，从而完成变速箱的动力输入。与采用单根输入轴的方式相比，本实施例采用两根输入轴并联的方式，有效缩短了驱动装置的长度，从而提高了振动试验台的空间利用率。

在上述方案的基础上，可进一步在动力设备11的外壳与变速箱的上盖16之间设置阻尼垫12，以此缓解动力设备11与变速箱硬接触时所带来的振动以及磨损等问题。另外，上述动力设备11可以为电机、液压泵或其他，本发明实施例优选为电机，并且，为了能够灵活调整动力设备11的输出，以扩大输出转速和输出扭矩的范围，本发明实施例选择伺服电机作为动力设备11，该伺服电机通过能够接收控制信号的第一输入盒13与控制器连接，通过控制器调节伺服电机的低频段转速，以此使得在一定载荷范围内的不同车辆都能在上述振动试验台上进行试验。

为了有效减少驱动装置内零部件之间的磨损，本发明实施例提供的变速箱内设置有油泵30，而上盖16上固定有与上输入齿轮18相对的第一喷嘴20，该第一喷嘴20与油泵30连接，油泵30由设置于输入轴上的第三齿轮31驱动工作，以此为上输入齿轮18提供润滑油，而变速箱内的其他齿轮相对于下箱体19底面油液的高度较小，因此可以通过旋转甩油进行自润滑。进一步地，上述第一离合器24、第二离合器34和第三离合器37的润滑分别由第二喷嘴22、第三喷嘴33和第四喷嘴36完成，第二喷嘴22、第三喷嘴33和第四喷嘴36均与油泵30连接。

优选的技术方案中，上述第一离合器24、第二离合器34和第三离合器37均与第二输入盒14连接，第二输入盒14能够接收来自控制器的控制信号，由此，控制器即可直接控制第一离合器24、第二离合器34和第三离合器37的工作状态，相比于控制器向上述三者单独发送控制信号，上述方案能够简化驱动装置的控制操作，降低驱动装置的操作成本。

更优选的技术方案中，上述离合器为电磁离合器。电磁离合器通过线圈的通断电来控制自身的吸合与分离，相比于其他离合器，具有响应快、耐久性强、组装维护容易及工作可靠等优点。

如图4所示，本发明实施例提供的振动试验台包括举升装置5、被试设备6以及通过第二联轴器28与该举升装置5连接的驱动装置，该驱动装置为上述任一方案所描述的驱动装置。由于上述驱动装置具有上述技术效果，具有该驱动装置的振动试验台也应具有相应的技术效果，此处不再详细介绍。

以上对本发明所提供的振动试验台及其驱动装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。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，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种振动试验台，包括举升装置以及与所述举升装置连接的驱动装置，其特征在于，所述驱动装置包括变速箱，所述变速箱内设置有输入轴以及通过传动轴与所述输入轴传动连接的输出轴，所述传动轴上设置有多个齿轮离合组件，所述驱动装置还包括控制一个所述齿轮离合组件处于吸合状态的控制器，所述齿轮离合组件包括离合器以及固定于所述离合器的吸合体上的传动齿轮，所述离合器的壳体与所述传动轴同轴转动，所述传动齿轮与所述传动轴间隙配合。

2.按照权利要求1所述的振动试验台，其特征在于，所述传动轴包括分别传动连接于所述输入轴两侧的第一传动轴和第二传动轴，所述第一传动轴和所述第二传动轴上均至少设置有一个所述齿轮离合组件。

3.按照权利要求2所述的振动试验台，其特征在于，所述第一传动轴上设置有一个所述齿轮离合组件，所述第二传动轴上设置有两个所述齿轮离合组件。

4.按照权利要求1所述的振动试验台，其特征在于，驱动所述变速箱的动力设备的外壳固定于所述变速箱的上盖上，所述输入轴包括与所述动力设备的输出轴连接的上输入轴以及与所述上输入轴传动连接的下输入轴，所述下输入轴与所述传动轴传动连接。

5.按照权利要求4所述的振动试验台，其特征在于，所述动力设备的所述外壳与所述变速箱的所述上盖之间设置有阻尼垫。

6.按照权利要求4所述的振动试验台，其特征在于，所述变速箱内设置有油泵，所述上盖上固定有与所述上输入轴上的齿轮相对的第一喷嘴，所述油泵与所述第一喷嘴连接。

7.按照权利要求4所述的振动试验台，其特征在于，所述动力设备为伺服电机，所述伺服电机通过能够接收控制信号的第一输入盒与所述控制器连接。

8.按照权利要求1所述的振动试验台，其特征在于，所述离合器通过能够接收控制信号的第二输入盒与所述控制器连接。

9.按照权利要求1-8任一项所述的振动试验台，其特征在于，所述离合器为电磁离合器。