CN104931256A

CN104931256A - 一种超越离合器性能测试装置

Info

Publication number: CN104931256A
Application number: CN201510311643.2A
Authority: CN
Inventors: 李德军
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-06-10
Filing date: 2015-06-10
Publication date: 2015-09-23

Abstract

本发明涉及一种超越离合器性能测试装置，用于对超越离合器进行机械疲劳性能测试。所述超越离合器测试装置包括有箱体、安装在箱体内部的齿轮传动机构、与齿轮传动机构输出轴连接的转动机构、驱动装置和计数组件。本发明所述的超越离合器性能测试装置制造工艺简单，安装操作方便，测试过程机械化程度高，固定精度高，能够对多种不同的超越离合器性能进行准确测试，能够有效评估超越离合器机械疲劳状况。

Description

一种超越离合器性能测试装置

技术领域

本发明涉及一种测试装置，特别是一种对机械领域中常用的超越离合器性能进行试验的超越离合器性能测试装置。

背景技术

超越离合器对于提高传动效率，改善工程机械牵引性能以及降低劳动强度和提高工作效率等方面起着非常重要的作用，因此在国内工程机械变速箱领域中有着广泛使用。然而，由于超越离合器使用频次较高，寿命较短，尤其是工程机械领域所受作用力较大，超越离合器使用寿命一般只有1~2年，甚至几个月的时间，在新设计超越离合器或是比较重要的使用场合使用前均需对超越离合器的超越性能耐久性进行百万次以上的超越-结合性能试验，保证试验后的超越离合器仍能正常工作。因此，进行超越离合器性能测试装置的研究具有重要意义。

而目前已有的超越离合器测试装置仍存在一些不足之处：1.操作复杂并且连续工作能力低；2.自动化程度不高，需要过多的人工干预这降低了其使用的安全性；3.功耗大，使用效率低并且对场地要求过高。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种超越离合器性能测试装置，以便能够对超越离合器超越-接合耐久性性能进行试验，以便能够合理的预测出超越离合器的寿命。

解决上述技术问题的技术方案如下。

一种超越离合器性能测试台结构，用于测试超越离合器的可靠性和耐久性，所述超越离合器性能测试装置包括：一箱体结构1，所述的箱体机构1包括下箱体（11）、上箱体（12）、输入轴轴端盖板（13）和输出轴轴端盖板（14），所述下箱体（11）设置有安装所述齿轮传动机构2输入轴21的轴孔和所述中间轴22的一半轴孔，所述上箱体（12）设置有安装所述齿轮传动机构2输出轴23的轴孔和所述中间轴22另外一半的轴孔；一齿轮传动机构2，所述齿轮传动机构包括输入轴（21）、中间轴（22）、输出轴（23），所述输入轴（21）上安装有输入齿轮（24），所述中间轴（22）上安装有需要进行测试超越离合器（25）和中间齿轮（26），所述输出轴（23）上安装有输出齿轮（27），所述待测超越离合器（25）外环与一个模数与直径均与所述中间齿轮（26）相同的离合器外环齿轮（28）通过螺栓固定连接，所述输入齿轮（24）与所述离合器外圈齿轮(28)相啮合，所述中间齿轮(26)与所述输出齿轮（27）相啮合；一外部转动杆装置3，所述外部转动杆装置3包括转动杆（31）、固定杆（32），第一弯管接头（33）、第一短轴（34）、第一弹簧固定块（35）第二弯管接头（36）、第二短轴（37）、第二弹簧固定块（38）以及弹簧（39），所述转动杆（31）通过圆锥销装设于所述输出轴（23）一端的通孔中并与所述输出轴（23）轴线成90角，所述固定杆（32）通过螺钉固定在所述下箱体（11）上，所述转动杆（31）与所述第一短轴（34）通过第一弯管接头（33）连接，所述固定杆（32）与所述第二短轴（37）通过所述第二弯管接头（36）连接，所述第一弹簧固定块（35）通过轴承安装在所述第一短轴（34）上且能够周向自由转动，所述第二弹簧固定块（36）通过轴承安装在所述第二短轴（37）且能够周向自由转动，所述第一弹簧固定块（35）与所述第二弹簧固定块（38）之间安装有所述弹簧（39），使得所述输出轴（23）带动所述转动杆（31）转动一个周期内，所述转动杆（31）前一半行程中受到所述弹簧（39）拉伸时的阻力，后一半行程中受到所述弹簧（39收缩时所施加的动力。一驱动装置（4），所述驱动装置为一个固定与所述下箱体（11）上的恒转速度马达（41）；一计数装置（5），所述计数装置（5）包括一个机械计数器（51）以记录所述输出轴（23）的转动圈数。

恒转速马达（41）以恒定转速带动所述输入轴（21）和所述输入齿轮24转动，由于离合器外环齿轮（28）与所述待测离合器（25）外环连接，通过所述输入齿轮（24）与超越离合器外圈齿轮（29）的啮合作用带动所述待测超越离合器（25）外环转动，此时所述待测超越离合器（25）处于接合状态，所述待测超越离合器（25）外环带动内环转动，所述超越离合器（25）内环带动所述中间轴（22）转动，通过所述中间齿轮（26）与所述输出齿轮（27）的啮合传动带动所述输出轴（23）转动，所述转动杆（31）与所述输出轴（23）通过圆锥销成90度角连接，所述输出轴（23）的转动带动所述转动杆（31）以一个圆的轨迹开始转动，在所述转动杆（31）转动的前半圆行程中，所述转动杆（31）上安装的所述第一短轴（34）从最低点位置开始向最高点转动，所述弹簧（39）受拉伸长储存弹性势能，弹簧对所述转动杆（31）的转动产生阻力，在此过程中所述超越离合器（25）处于结合状态，离合器内外环转速相同均以V1速度转动。当所述转动杆（31）开始转动后半圆行程时，所述第一短轴（34）开始从最高点向最低点转动，此时所述弹簧（39）的弹性势能一部分转化为所述转动杆（31）的动能，所述弹簧（39）对所述转动杆（31）产生拉力，所述转动杆（31）将以V2速度转动且转速比上一个半圆行程的转速V1大，所述转动杆（31）通过所述输出轴（23）、所述输出齿轮（27）、所述中间齿轮（26）和所述中间轴（22）之间的传动带动所述待测超越离合器（25）内环以V2速度旋转，而所述待测超越离合器（25）外环仍在恒转速电机41带动下以V1速度转动，此时所述超越离合器（25）内环转速大于外环转速，所述超越离合器（25）处于超越状态。由当所述转动杆（31）转动经过最低点后，所述转动杆（31）动能一部分摩擦做功一部分转化为弹簧势能，转动速度逐渐减小至速度V1,此时所述超越离合器（25）重新进入接合状态，所述待测超越离合器（25）完成一次动转距强度试验。完成上述一个周期机械计数器51完成一次计数。

使用本发明超越离合器性能测试装置进行超越离合器强度寿命时，操作十分简单，操作人员只需根据施加动转距的不同选择不同的弹簧，恒转速电机41每转动一圈即完成一次试验，可极大提高效率，缩短整体试验时间。

附图说明

图1为本发明的超越离合器性能测试装置无上箱体三维示意图。

图2为本发明的超越离合器性能测试装置原理简图。

图3为本发明的超越离合器性能测试装置箱体三维视图。

图4为本发明的超越离合器性能测试装置的齿轮传动系统三维示意图。

图5为本发明的超越离合器性能测试装置的外部转动装置剖面图。

图6为本发明的超越离合器性能测试装置的转动杆三维视图。

图7为本发明的超越离合器性能测试装置的第一短轴三维视图。

图8为本发明的超越离合器性能测试装置的第一弹簧固定块三维视图。

图9为本发明的超越离合器性能测试装置的固定杆三维视图。

图10为本发明的超越离合器性能测试装置的第二短轴三维视图。

图11为本发明的超越离合器性能测试装置的第二弹簧固定块三维视图。

图12本发明的超越离合器性能测试装置整体装配三维示意图。

具体实施方式

容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质的精神下，本领域的一般技术人员可以提出本发明的多个结构方式。因此以下具体实施方式及附图仅是对本发明的技术方案的具体说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明提供的超越离合器性能测试装置的结构如图1所示，包括一箱体结构（1），一齿轮传动机构2，一外部转动杆装置3，一个恒转速度电机（4），一个机械计数器（5）。

如图3所示箱体机构1包括下箱体（11）、上箱体（12）、输入轴轴端盖板（13）和输出轴轴端盖板（14），下箱体（11）上设置有安装齿轮传动机构输入轴和中间轴的轴孔，轴孔直径大于输入轴齿轮（24）齿顶圆直径，上箱体（12）设置有安装所述齿轮传动机构中间轴和输出轴的轴孔，轴孔直径，轴孔直径大于输出轴齿轮（27）齿顶圆直径。

如图4所示齿轮传动机构（2）包括输入轴（21）、中间轴（22）、输出轴（23），输入轴（21）上安装有输入齿轮（24），中间轴（22）上安装有需要进行测试超越离合器（25）和中间齿轮（26），输出轴（23）上安装有输出齿轮（27），超越离合器（25）外环与一个模数与直径均与所述齿轮（26）相同的离合器外圈齿轮（28）用螺栓连接，输入齿轮（24）与所述离合器外圈齿轮(28)相啮合，中间齿轮(26)与输出齿轮（27）相啮合，所有齿轮与轴的连接均通过键来实现，以方便更换不同规格齿轮来实现不同超越离合器的实验。

如图5所示外部转动杆装置（3）包括转动杆（31）、固定杆（32），第一弯管接头（33）、第一短轴（34）、第一弹簧固定块（35）第二弯管接头（36）、第二短轴（37）、第二弹簧固定块（38）以及弹簧（39），转动杆（31）通过圆锥销装设于输出轴（23）并与输出轴轴线成90度角，固定杆（32）通过螺栓固定在下箱体（11）上，转动杆（31）与第一短轴（34）通过第一弯管接头（33）连接，固定杆（32）与第二短轴（37）通过第二弯管接头（36）连接，第一弹簧固定块（35）通过轴承安装在第一短轴（34）上且能够周向自由转动，第二弹簧固定块（36）通过轴承安装在第二短轴（37）且能够周向自由转动，第一弹簧固定块（35）与第二弹簧固定块（38）之间安装有弹簧（39），使得输出轴（23）带动所述转动杆（31）转动一个周期内，转动杆（31）前一半行程中受到所述弹簧（39）拉伸时的阻力，后一半行程中受到所述弹簧（39）收缩时所施加的动力。

一驱动装置（4），所述驱动装置包括一个固定与所述下箱体（11）上的恒速度马达（41）。

一计数装置（5），包括一个机械计数器（51）用以记录所述输出轴（23）的转动圈数。

如图2所示，当使用本发明所述的超越离合器性能测试装置对超越离合器进行疲劳强度测试时，连接杆（31）竖直向下且连接杆重心处于最低位置，此时弹簧（39）为自由状态未受到作用力，当恒转速马达（41）以恒定转速V1带动所述输入轴（21）转速转动，输入轴（21）带动输入齿轮（24）转动，由于离合器外圈齿轮（28）与所述待测离合器（25）外环是通过螺栓固定连接的，输入齿轮（24）带动离合器外圈齿轮（28）的旋转，由于离合器外圈齿轮（28）与所述待测离合器（25）外环是通过螺栓固定连接的，离合器外圈齿轮（28）又带动待测超越离合器（25）外环转动，由于超越离合器单向传动，此时待测超越离合器（25）处于接合状态，待测超越离合器（25）的外环带动内环转动以相同的角速度转动，同时超越离合器（25）内环带动中间轴（22）转动，通过中间齿轮（26）与输出齿轮（27）的啮合传动带输出轴（23）转动，由于输入齿轮（24）与超越离合器外圈齿轮（28）的传动比和中间齿轮（26）与输出齿轮（27）的传动比相同，因此输出轴（23）每分钟转动圈数与恒速电机转动圈数相同，由于转动杆（31）与输出轴（23）用圆锥销成90度固定连接，输出轴23的转动带动转动杆31转动，固定连接在转动杆31上的第一短轴（34）从最低位置开始向最高点转动，第一弹簧固定块（35）随之转动，此时弹簧39开始拉伸并且弹簧拉伸力逐渐增大，弹簧力开始对超越离合器内圈施加一个力矩，在第一短轴（34）转动半圆长度的行程从最低点到达最高点之间一个半圆行程中，弹簧力与弹簧力作用点到超越离合器中心距离的乘积有一个最大值，即弹簧力对超越离合器内圈施加的力矩有一个最大值，此即为超越离合器试验转矩，此转矩大小可通过选择不同刚度的弹簧来改变，已达到需要达到的额定转矩。超越离合器（25）一直由外环带动内环以相同角速度V1转动，超越离合器（25）处于结合状态。当转动杆（31）转动至最高点时，即第一短轴（34）和第一弹簧固定块（35）到达转动行程最高点，开始向最低点转动时此时弹簧收到拉伸力最大且方向竖直向下，由于此时第一短轴（34）有一定的惯性速度，第一短轴（35）继续以原有速度V1转动，第一短轴（34）开始从最高点向最低点转动，当第一短轴（34）偏离最高点开始下降后，弹簧（39）对第一弹簧固定块（35）施加一个斜向下的力，弹簧（39）的弹性势能一部分转化为所述转动杆（31）、第一短轴（34）、第一弹簧固定块（35）的动能，此时所述转动杆（31）将以V2速度转动且转速V2比上一个半圆行程的转速V1大，转动杆（31）通过所述输出轴（23）、所述输出齿轮（27）、所述中间齿轮（26）和所述中间轴（22）之间的传动带动所述待测超越离合器（25）内环以V2速度旋转，待测超越离合器（25）外环仍在恒转速电机带动下以V1速度转动，此时所述超越离合器（25）内环转速大于外环转速，超越离合器（25）达到超越状态。

当所述转动杆（31）转动到达最低点后，即完成一次在额定转矩下的超越离合器接合-超越试验。此时输出轴（23）转动一圈，机械计数器（51）即完成一次计数。

从最低点开始转动杆（31）动能一部分通过摩擦消耗一部分转化为弹簧（39）的弹簧势能和转动杆（31）及其上部件的重力势能，转动速度逐渐减小至速度V1,此时所述超越离合器（25）重新进入接合状态，继续在恒转速马达（41）带动下转动。

重复以上运动过程，则测试装置即可循环实现超越离合器的接合-超越试验直至达到要求的试验次数。

Claims

1.一种超越离合器性能测试装置，用于测试超越离合器的机械疲劳强度，所述超越离合器性能测试装置包括：

一箱体结构（1），所述的箱体机构（1）包括下箱体（11）、上箱体（12）、输入轴轴端盖板（13）和输出轴轴端盖板（14）；

一齿轮传动机构（2），所述齿轮传动机构（2）包括输入轴（21）、中间轴（22）、输出轴（23）、输入齿轮（24）、超越离合器（25）、中间齿轮（26）、输出轴齿轮（27）、超越离合器外环齿轮（28）；

一外部转动杆装置（3），所述外部转动杆装置（3）包括转动杆（31）、固定杆（32），第一弯管接头（33）、第一短轴（34）、第一弹簧固定块（35）、第二弯管接头（36）、第二短轴（37）、第二弹簧固定块（38）以及弹簧（39）；

一驱动装置（4），所述驱动装置包括一个固定在所述下箱体（11）上的恒转速度马达（41）；

一计数装置（5），所述计数装置（5）包括一个计数器（51）以记录所述输出轴（23）的转动圈数。

2.根据权利要求1所述的超越离合器测试装置，其特征在于所述齿轮传动机构（1）安装在所述箱体结构（2）中，所述驱动装置（4）固定安装在所述下箱体（11）上且与所述输入轴（21）连接，所述外部转动杆装置（3）安装在所述箱体结构（1）外部并通过所述转动杆（31）与所述输出轴（23）的固定连接传递动力；所述技术装置（5）安装在箱体外部并与所述输出轴（23）输出端连接以记录所述输出轴（23）的转动圈数。

3.根据权利要求1所述的超越离合器测试装置，其特征在于所述输入轴（21）上安装输入齿轮（24），所述中间轴（22）上安装需要进行测试的超越离合器（25）和中间齿轮（26），所述输出轴（23）上安装输出齿轮（27），所述超越离合器（25）外环与一个超越离合器外环齿轮（28）连接，所述输入齿轮（24）与所述离合器外环齿轮(28)相啮合，所述中间齿轮(26)与所述输出齿轮（27）相啮合。

4.根据权利要求1所述的超越离合器测试装置，其特征在于所述转动杆（31）装设于所述输出轴（23）一端的通孔中并与所述输出轴（23）轴线成90度角，所述固定杆（32）固定在所述下箱体（11）上，所述转动杆（31）与所述第一短轴（34）通过所述第一弯管接头（33）连接，所述固定杆（32）与所述第二短轴（37）通过所述第二弯管接头（36）连接，所述第一弹簧固定块（35）安装在所述第一短轴（34）上且能够周向自由转动，所述第二弹簧固定块（36）安装在所述第二短轴（37）且能够周向自由转动，所述第一弹簧固定块（35）与所述第二弹簧固定块（38）之间安装有所述弹簧（39），使得所述输出轴（23）带动所述转动杆（31）转动一个周期内，所述转动杆（31）前一半行程中受到所述弹簧（39）拉伸时的阻力，后一半行程中受到所述弹簧（39）收缩时所施加的动力。