CN105784355A - 一种机械式变速器闭式试验台及其试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械式变速器闭式试验台及其试验方法。该试验台包括电动机、连接齿轮箱、转矩转速传感器、被试变速器、陪试变速器和加载器，加载器包括螺旋花键轴、加载齿轮、平面轴承、一对楔形垫块、滑动轴承、推力杆和油缸，电动机与左边的连接齿轮箱连接，为整个闭式试验台提供转动动力。两个变速器背靠背连接，被试变速器通过转矩转速传感器与左边的连接齿轮箱连接，陪试变速器直接与右边的连接齿轮箱连接；加载器设置于右边的连接齿轮箱上，为整个闭式试验台提供不同的载荷。本发明可以进行变速器疲劳寿命试验和可靠性试验，采用闭式的结构，成本低，节约能源，结构紧凑，使用方便，适用于多种型号的变速箱。

Description

一种机械式变速器闭式试验台及其试验方法

技术领域

本发明属于机械式变速器技术领域，具体涉及一种机械式变速器闭式试验台及其试验方法。

背景技术

随着经济的高速发展，越来越多的人购买家用汽车，在汽车市场中，汽车的各个组成部分的基本性能都是评价汽车的重要指标，变速器的耐久性和使用寿命是其中重要的一项。变速器试验台有开式和闭式两种，机械式闭式试验台是机械行业，特别是汽车行业中用来测试变速器性能的一种测试装置，主要用来确定传动装置的耐久性、使用寿命、传动效率及研究各种因素，如设计因素、制造工艺、材料、负荷、转速、润滑条件等对其的影响。其关键部位是加载器，不仅能使电动机消耗的功率减小，而且结构简单、投资小、经济适用性强，在齿轮及其传动装置试验研究中得到了广泛的应用。目前常见的机械闭式试验台的加载装置有转动齿轮箱式、花键联轴器式、锥齿轮差速器式等。这些加载器结构复杂，加载机构的操纵力大。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种机械式变速器闭式试验台及其试验方法，直接通过加载器使试验台的轴的产生变形实现对变速器加载，减小电动机消耗的功率，节约能源。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种机械式变速器闭式试验台，包括电动机、左连接齿轮箱、右连接齿轮箱、转矩转速传感器、被试变速器、陪试变速器和加载器；所述电动机与左连接齿轮箱连接，为整个闭式试验台提供转动的动力；所述被试变速器和陪试变速器背靠背连接，被试变速器通过转矩转速传感器与左连接齿轮箱连接，陪试变速器直接与右连接齿轮箱连接；所述加载器设置于右连接齿轮箱上，用于为整个闭式试验台提供不同的载荷。

被试变速器和陪试变速器背靠背串联，被试变速器通过转矩转速传感器与左连接齿轮箱连接；陪试变速器直接与右连接齿轮箱连接；被试变速器和陪试变速器挂相同的档位时，整个闭式试验台的传动比为1。

作为优选，所述加载器包括平面轴承、滑动轴承、固定楔块、活动楔块、推力杆、油缸以及右连接齿轮箱中的螺旋花键轴和加载齿轮；所述的固定楔块与连接齿轮箱的壳体固定连接，活动楔块紧贴固定楔块设置且通过滑动轴承空套在螺旋花键轴上；所述推力杆与活动楔块固定连接，并与油缸的输出端铰接，用于推动活动楔块周向旋转使活动楔块产生轴向位移；所述加载齿轮的轮毂为内螺旋花键，与螺旋花键轴上的外螺旋花键相连接；所述平面轴承位于加载齿轮与活动楔块之间。

加载时，由油缸推动推力杆摆动，带动活动楔块在转动的同时轴向移动，再通过平面轴承推动加载齿轮向左移动，由于加载齿轮轮毂与螺旋花键轴通过螺旋花键实现传动，使得加载齿轮在向左移动的同时可使加载齿轮相对螺旋花键轴扭转一定的角度，使试验台的螺旋花轴产生变形，给被试变速器加载。由于推力杆不随试验台转动，从而实现动态加载。

本发明的另一目的在于提供一种使用该试验台的机械式变速器闭式试验方法，步骤如下：无需加载时，油缸不工作，由电动机提供整个闭式试验台转动的动力；当需要加载时，油缸开始工作，通过推力杆推动活动楔块周向旋转，在两个楔面的作用下，使得活动楔块向左移动，继而推动加载齿轮向左移动的同时，使螺旋花键轴相对加载齿轮扭转一定的角度，使试验台的螺旋花键轴产生变形，此变形产生的载荷作用到被试变速器和陪试变速器，改变油缸推力即可改变载荷大小，而推力杆不随试验台转动，从而实现动态加载；当电机转动时，此载荷在闭式试验台中进行循环，提供整个闭式试验台不同的载荷；在试验过程中通过转矩转速传感器测量被试变速器的转矩和转速。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：由油缸将力通过推力杆、活动楔块和平面轴承加载到加载齿轮上，通过螺旋花键轴与加载齿轮的相对运动使试验台的轴产生变形实现对变速器加载，使电机仅需带动试验台转动实现载荷循环，而无需克服对变速器施加的载荷，大大降低了电动机耗能。此外两楔块相对转动过程中可以产生较大的轴向推力，减轻了油缸的推力，整个试验装置结构简单，使用方便，性能可靠，成本低廉，用闭式试验台实现节能、高效的加载。

附图说明

图1是一种机械式变速器闭式试验台结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图。

图3是图1的K向视图。

附图标记说明：1-左连接齿轮箱；2-右连接齿轮箱；3-加载器；4-陪试变速器；5-被试变速器；6-转矩转速传感器；7-电动机；8-螺旋花键轴；9-加载齿轮；10-平面轴承；11-固定楔块；12-滑动轴承；13-活动楔块；14-推力杆；15-油缸。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。

如图1所示，其为本发明实施例一种机械式变速器闭式试验台的工作原理图及其结构示意图。该汽车变速器闭式试验台，包括电动机7、左连接齿轮箱1、右连接齿轮箱2、转矩转速传感器6、被试变速器5、陪试变速器4和加载器3。所述电动机7与左连接齿轮箱1连接，为整个闭式试验台提供转动动力；所述被试变速器5和陪试变速器4背靠背连接，被试变速器5通过转矩转速传感器6与左连接齿轮箱1连接，陪试变速器4直接与右连接齿轮箱2连接；所述加载器3设置于右连接齿轮箱2上，用于为整个闭式试验台提供不同的载荷。

在具体应用实施例中，左连接齿轮箱1和右连接齿轮箱2中的三个齿轮的参数完全一样,传动比相同,左连接齿轮箱1和右连接齿轮箱2以及万向传动轴将试验台连为一体，实现闭式传动。转矩转速传感器6可以测量变速器的转矩和转速。被试变速器5和陪试变速器4挂相同的档位时，整个闭式试验台的传动比为1。电动机7提供整个闭式试验台转动的动力，在电动机7的带动下，左连接齿轮箱1中的齿轮开始传动，通过中间的转矩转速传感器6以及被试变速器5、陪试变速器4，带动右连接齿轮箱2中的齿轮也开始传动，同时，左连接齿轮箱1和右连接齿轮箱2还通过万向传动轴连接，实现功率封闭，使动力循环回左连接齿轮箱1，这样就实现了整个闭式试验台的功率循环传动，完成闭式试验台的耐久及疲劳试验。

加载器3可采用不同形式，只要能够使试验台的轴产生变形实现对变速器加载即可。本发明中提供了一种加载器3的优选实现方式：

如图2和3所示：加载器3包括平面轴承10、滑动轴承12、固定楔块11、活动楔块13、推力杆14和油缸15，还包括右连接齿轮箱2中本身设有的螺旋花键轴8和加载齿轮9。所述的固定楔块11与连接齿轮箱2的壳体固定连接，活动楔块13紧贴固定楔块11设置且通过滑动轴承12空套在螺旋花键轴8上；所述推力杆14与活动楔块13固定连接，并与油缸15的输出端铰接，用于推动活动楔块13周向旋转使活动楔块13产生轴向位移。加载齿轮9的轮毂为内螺旋花键，与螺旋花键轴8上的外螺旋花键相连接。平面轴承10两个端面分别连接加载齿轮9与活动楔块13，减少两者间的滑动阻力。

通过以上设置的汽车变速器闭式试验台，使用闭式试验台的汽车变速器试验方法为：无需加载时，油缸15不工作，由电动机7提供整个闭式试验台转动的动力，而此时推力杆14处于初始位置时，活动楔块13和固定楔块11的相邻端面完全契合，活动楔块13的左端面与固定楔块11的右端面间距离最小。当需要加载时，油缸15开始工作，通过推力杆14推动活动楔块13周向旋转，在两个楔面的作用下，使得活动楔块13向左移动，继而推动加载齿轮9向左移动。由于螺旋花键轴8与加载齿轮9轮毂通过螺旋花键实现传动，加载齿轮9移动的同时，使螺旋花键轴8相对加载齿轮9扭转一定的角度，使试验台的螺旋花键轴8产生变形，此变形产生的载荷作用到被试变速器5和陪试变速器4，改变油缸15的推力即可改变载荷大小。由于而推力杆14不随试验台转动，从而实现动态加载。此载荷随电机的转动在闭式试验台中进行循环，提供整个闭式试验台不同的载荷。转矩转速传感器6可以在试验过程中测量被试变速器的转矩和转速。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种机械式变速器闭式试验台，其特征在于，包括电动机(7)、左连接齿轮箱(1)、右连接齿轮箱(2)、转矩转速传感器(6)、被试变速器(5)、陪试变速器(4)和加载器(3)；所述电动机(7)与左连接齿轮箱(1)连接，为整个闭式试验台提供转动动力；所述被试变速器(5)和陪试变速器(4)背靠背连接，被试变速器(5)通过转矩转速传感器(6)与左连接齿轮箱(1)连接，陪试变速器(4)直接与右连接齿轮箱(2)连接；所述加载器(3)设置于右连接齿轮箱(2)上，用于为整个闭式试验台提供不同的载荷。

2.根据权利要求1所述的一种机械式变速器闭式试验台，其特征在于，所述加载器(3)包括平面轴承(10)、滑动轴承(12)、固定楔块(11)、活动楔块(13)、推力杆(14)、油缸(15)以及右连接齿轮箱(2)中的螺旋花键轴(8)和加载齿轮(9)；所述的固定楔块(11)与连接齿轮箱(2)的壳体固定连接，活动楔块(13)紧贴固定楔块(11)设置且通过滑动轴承(12)空套在螺旋花键轴(8)上；所述推力杆(14)与活动楔块(13)固定连接，并与油缸(15)的输出端铰接；所述加载齿轮(9)的轮毂为内螺旋花键，与螺旋花键轴(8)上的外螺旋花键相连接；所述平面轴承(10)位于加载齿轮(9)与活动楔块(13)之间。

3.根据权利要求1所述的一种机械式变速器闭式试验台，其特征在于，所述左连接齿轮箱(1)和右连接齿轮箱(2)中的三个齿轮的参数完全一样，传动比相同；左连接齿轮箱(1)和右连接齿轮箱(2)还通过万向传动轴连接，实现传动封闭。

4.一种使用如权利要求1所述试验台的机械式变速器闭式试验方法，其特征在于，步骤如下：无需加载时，油缸(15)不工作，由电动机(7)提供整个闭式试验台转动的动力；当需要加载时，油缸(15)开始工作，通过推力杆(14)推动活动楔块(13)周向旋转，在两楔面的作用下使得活动楔块(13)向左移动，继而推动加载齿轮(9)向左移动的同时，使螺旋花键轴(8)相对加载齿轮(9)扭转一定的角度，使试验台的螺旋花键轴(8)产生变形，此变形产生的载荷作用到被试变速器(5)和陪试变速器(4)，改变油缸推力即可改变载荷大小，而推力杆(14)不随试验台转动，从而实现动态加载；此载荷在闭式试验台中随电机的转动不断循环，提供整个闭式试验台不同的载荷；在试验过程中通过转矩转速传感器(6)测量被试变速器的转矩和转速。