CN106289769A - 手动变速箱齿轮侧隙的测试装置及其测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种手动变速箱齿轮侧隙的测试装置，所述的变速箱(8)包括变速箱箱体(16)、变速箱输入轴(10)、变速箱输出轴(11)，所述的测试装置设有固定机构(18)、驱动机构(17)和测量机构(19)。本发明还公开了该测试装置的测试方法的技术方案。采用上述技术方案，直接在变速箱总成上测量，避免了拆卸变速箱的麻烦以及拆箱导致的误差，更加方便、快捷、准确地检测出手动变速箱齿轮副间的侧隙，避免了理论计算法以及单独齿轮副测量方法对手动变速箱齿轮侧隙测试带来的误差；对于装配后的手动变速箱齿轮副测试更加直接和准确，降低工时成本以及人工成本。
Description
技术领域
本发明属于汽车检测技术工艺装备的技术领域，涉及手动变速箱的检测装置。更具体地，本发明涉及一种手动变速箱齿轮侧隙的测试装置。另外，本发明还涉及该测试装置采用的测试方法。
本发明涉及手动变速箱齿轮设计与开发以及变速箱NVH性能开发，尤其涉及齿轮轮系侧隙检测装置以及齿轮侧隙检测方法。
背景技术
所谓齿轮侧隙，即在装配好的齿轮副中，当一个齿轮固定时，另一个齿轮的圆周晃动量。
侧隙的存在既能存储润滑油产生油膜，又能弥补热膨胀产生的齿轮变形的影响。但是，在高速旋转的变速箱中齿轮副侧隙过大，会导致空载齿轮副间来回敲击，从而产生振动与噪声，影响变速箱的使用寿命以及产生噪声污染。研究发现，齿轮侧隙是影响手动变速箱敲击噪声(Rattle)的主要因素，因此对变速箱齿轮侧隙的控制至关重要。
现阶段齿轮侧隙的测试方法有很多种，包括单点法、单啮法和双啮法，目前的这些方法对啮合齿轮副检测非常精确，但是对于变速箱总成的齿轮副进行检测却无能为力。
为了保证齿轮副始终呈单面啮合的正常运转，工作齿面间需要油膜进行润滑，而非工作齿面要考虑到温度升高齿轮变形的影响，因此齿轮副的共振齿面与非工作齿面间应该有一定的侧隙。现阶段齿轮侧隙的测试方法有很多种包括单点法、单啮法和双啮法，目前的这些方法对啮合齿轮副检测非常精确，但是对于变速箱装配后的齿轮副进行检测却无能为力。
发明内容
本发明提供一种手动变速箱齿轮侧隙的测试装置，其目的是对装配完成后的变速箱进行齿轮侧隙的检测。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
本发明的手动变速箱齿轮侧隙的测试装置，所述的变速箱包括变速箱箱体、变速箱输入轴、变速箱输出轴，所述的测试装置设有固定机构、驱动机构和测量机构。
所述的固定机构设有齿轮固定螺栓，所述的齿轮固定螺栓通过螺纹配合与所述的变速箱箱体连接；所述的齿轮固定螺栓的前端卡在所述的变速箱输出轴上的待测档位从动齿轮的齿槽中；
所述的驱动机构设有固定套筒、扭矩扳手；所述的固定套筒通过调节螺母及紧固螺柱固定在变速箱输入轴的端部；
所述的测量机构设有测量标尺和百分表，所述的测量标尺设有刻度尺。
所述的百分表通过百分表支架固定在变速箱箱体上。
所述的刻度尺通过轴径调节与固定装置固定在所述的变速箱输入轴上。
所述的固定套筒通过内孔与变速箱输入轴端部的花键轴配合；所述的紧固螺柱卡在所述的花键轴的槽内。
所述的测量标尺通过圆环结构固定在离变速箱输入轴的端部35mm±5mm处。
所述的扭矩扳手设定的力矩为25N·m±5N·m。
为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了以上所述的手动变速箱齿轮侧隙的测试装置的测试方法，其技术方案包括以下步骤：
1、变速箱箱体固定在水平地面上，变速箱档位挂入空挡；
2、待测档位主动齿轮分度圆直径在测试标尺上标注；
3、拖动扭矩扳手缓慢的对输入轴施加顺、逆时针力矩且保持力矩在25N·m±5N·m，分别记下来回行程，测量10次后将固定螺栓松开，完成一次测试；
4、转动变速箱输入轴至30度，再次固定并测试，重复步骤3三次后，对测试数据取平均值进行分析。
具体地：
首先，将从动轮待测齿轮用固定螺栓固定，再将百分表通过百分表支架固定在变速箱箱体上；
将测量标尺的圆环套在变速箱输入轴伸出变速箱箱体的柱体上，用轴径调节与固定装置的螺钉将测量标尺固定在变速箱输入轴上；
将驱动机构的固定套筒套在变速箱输入轴的伸出端上，并用调节螺母将固定套筒固定在变速箱输入轴上；
将百分表表头正对测量标尺上的刻度尺并接触，其表头的方向是待测档位主动齿轮分度圆的切向；其位置是待测档位主动齿轮分度圆半径所对应的刻度尺位置；
调整百分表零点；
将变速箱档位挂入空挡，通过驱动机构上的扭矩扳手，对变速箱输入轴缓慢施加顺、逆时针力矩，且保持力矩在25N·m±5N·m，分别记下10次来回行程；上述施加顺、逆时针力矩的过程重复3次以上，求平均值，即为变速箱该待测档位的齿轮侧隙。
本发明采用上述技术方案，直接在变速箱总成上测量，避免了拆卸变速箱的麻烦以及拆箱导致的误差，更加方便、快捷、准确地检测出手动变速箱齿轮副间的侧隙，避免了理论计算法以及单独齿轮副测量方法对手动变速箱齿轮侧隙测试带来的误差；对于装配后的手动变速箱齿轮副测试更加直接和准确，降低工时成本以及人工成本。
附图说明
附图及图中标记说明如下：
图1为本发明的变速箱齿轮侧隙测试装置的示意图；
图2为本发明中的驱动机构的结构示意图；
图3为本发明中的驱动机构固定套筒剖面图；
图4是本发明测试装置中的测试标尺结构示意图。
附图标记为：
1、扭矩扳手，2、固定套筒，3、测量标尺，4、百分表，5、百分表支架，6、齿轮固定螺栓，7、待测档位从动齿轮，8、变速箱，9、待测档位主动齿轮，10、变速箱输入轴，11、变速箱输出轴，12、调节螺母，13、紧固螺柱，14、刻度尺，15、轴径调节与固定装置，16、变速箱箱体，17、驱动机构，18、固定机构，19、测量机构。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
如图1所示的结构，为一种手动变速箱齿轮侧隙的测试装置，所述的变速箱8包括变速箱箱体16、变速箱输入轴10、变速箱输出轴11。
本发明提出了一种能够在变速箱总成上进行检测出手动变速箱齿轮副间的侧隙的检测装置和检测方法。本发明的手动变速箱齿轮侧隙的测试装置包括：变速箱箱体16、固定螺栓6、百分表4、百分表支架5、测量标尺3、扭矩扳手1以及固定套筒2。
为了克服现有技术的缺陷，实现对装配完成后的变速箱进行齿轮侧隙的检测的发明目的，本发明采取的技术方案为：
如图1至图4所示，本发明的手动变速箱齿轮侧隙的测试装置，所述的测试装置设有固定机构18、驱动机构17和测量机构19。
本发明能够更加方便、快捷、准确的检测出手动变速箱齿轮副间的侧隙，避免了理论计算法以及单独齿轮副测量方法对手动变速箱齿轮侧隙测试带来的误差。考虑到现阶段手动变速箱齿轮侧隙大多存在测量误差大，检测装置贵，使用复杂等问题，通过分析验证本发明对于装箱的手动变速箱齿轮副测试更加直接，准确，时间成本以及人工成本更低。
所述的固定机构18设有齿轮固定螺栓6，所述的齿轮固定螺栓6通过螺纹配合与所述的变速箱箱体16连接；所述的齿轮固定螺栓6的前端卡在所述的变速箱输出轴11上的待测档位从动齿轮7的齿槽中；固定螺栓6卡在从动齿轮7两齿轮间隙间，力矩为30Nm左右。
固定机构18通过高强度以及大刚度的螺柱6将待测齿轮副输出轴端的待测档位从动齿轮7固定于变速箱箱体16。
所述的驱动机构17设有固定套筒2、扭矩扳手1；所述的固定套筒2通过调节螺母12及紧固螺柱13固定在变速箱输入轴10的端部；固定套筒2安装在输入轴10顶部。扭矩扳手1通过固定套筒2顶部方孔固定。
驱动机构17由扭矩扳手1、固定套筒2以及调节螺栓12组成，如图2所示，通过调节螺栓12将紧固螺栓13卡在输入轴11花键槽内，图3为固定套筒剖面图。通过该装置调节紧固螺栓13可以使本发明驱动结构适应于不同轴径的变速箱输入轴11；在使用过程中，通过扭矩扳手1以固定力矩带动手动变速箱驱动轮系的被驱动部分运动。
所述的测量机构19设有测量标尺3和百分表4，所述的测量标尺3设有刻度尺14。
所述的百分表4通过百分表支架5固定在变速箱箱体16上。
调节百分表4固定螺母使指针顶在测量标尺上，百分表4位置固定后对百分表4调零。
测量装置由标尺以及轴径调节固定装置焊接而成，扭动该按钮将测量标尺固定在变速箱输入轴花键槽内；再将固定套筒安装在输入轴顶端，旋转调节螺母将螺柱卡在输入轴花键槽，并将扭矩扳手安装在套筒顶部；由固定螺栓将待测从动齿轮与变速箱箱体固定；将以上各部件连接好后，可准确测量变速箱总成各档位齿轮副侧隙。该方法具有：直接在变速箱总成上测量，避免了拆卸变速箱的麻烦以及拆箱导致的误差；能够方便、准确、低成本的测量出手动变速箱的齿轮侧隙等优点。
测量机构19包括测试标尺3、百分表固定支架5、百分表4(如图4所示)，其中测试标尺由轴径调节与固定装置15以及刻度尺14焊接而成，通过调节轴径调节旋钮将测试标尺3固定在输入轴10上。
其中，测量标尺3由刻度尺14以及轴径调节与固定装置15组成；扭矩扳手1通过键槽与套筒2连接，其中调节螺母12将紧固螺柱13固定在输出轴10花键槽内，紧固螺栓6将输出轴11上待测齿轮副从动齿7固定在变速箱箱体16上，并调节扭矩扳手来控制力矩。
所述的刻度尺14通过轴径调节与固定装置15固定在所述的变速箱输入轴10上。
所述的固定套筒2通过内孔与变速箱输入轴10端部的花键轴配合；所述的紧固螺柱13卡在所述的花键轴的槽内。
所述的测量标尺3通过圆环结构固定在离变速箱输入轴10的端部35mm±5mm处。具体地，测量标尺3固定在离输入轴10顶部35mm处。
所述的扭矩扳手1设定的力矩为25N·m±5N·m。具体地，扭矩扳手1设定的力矩为25N·m。
为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了以上所述的手动变速箱齿轮侧隙的测试装置的测试方法，其技术方案是该方法的步骤是：
1、变速箱箱体16固定在水平地面上，变速箱档位挂入空挡；
2、待测档位主动齿轮9分度圆直径在测试标尺14上标注；
3、拖动扭矩扳手1缓慢的对输入轴10施加顺、逆时针力矩且保持力矩在25N·m±5N·m，分别记下来回行程，测量10次后将固定螺栓6松开，完成一次测试；
4、转动变速箱输入轴10至30度，再次固定并测试，重复步骤3三次后，对测试数据取平均值进行分析。
具体地：
首先，将从动轮待测齿轮7用固定螺栓6固定，再将百分表4通过百分表支架5固定在变速箱箱体16上；
将测量标尺3的圆环套在变速箱输入轴10伸出变速箱箱体16的柱体上，用轴径调节与固定装置15的螺钉将测量标尺3固定在变速箱输入轴10上；
将驱动机构17的固定套筒2套在变速箱输入轴10的伸出端上，并用调节螺母12将固定套筒2固定在变速箱输入轴10上；
将百分表4表头正对测量标尺3上的刻度尺14并接触，其表头的方向是待测档位主动齿轮9分度圆的切向；其位置是待测档位主动齿轮9分度圆半径所对应的刻度尺位置；
调整百分表零点；
将变速箱8档位挂入空挡，通过驱动机构17上的扭矩扳手1，对变速箱输入轴10缓慢施加顺、逆时针力矩，且保持力矩在25N·m±5N·m，分别记下10次来回行程；上述施加顺、逆时针力矩的过程重复3次以上，求平均值，即为变速箱该待测档位的齿轮侧隙。
本发明针对手动变速箱齿轮侧隙的检测装置。通过该装置能够快速、准确的得到啮合的档位齿轮的侧隙。
其主要的实施方案为：
首先根据齿轮档位齿齿轮副的参数分别记下输入轴各档位分度圆半径，再将特制的测量标尺3固定在变速箱输入轴10上(如图4所示)，并将各档位分度圆半径分别在刻度尺14上标注；
在被测试齿轮副从动齿轮7与变速箱箱体16对应位置打孔并攻螺纹，以便通过固定螺栓6固定从动齿轮7，用力矩扳手将大刚度固定螺栓66卡在对应待测档位齿齿轮7上，力矩为30N.m左右；
然后将百分表4固定在变速箱箱体16上；将百分表4的表头正对待测档位输入轴齿轮分度圆半径所对应的刻度尺位置；
调整百分表零点；
同时将力矩扳手1固定在输入轴固定套筒2上；
最后，将变速箱档位挂入空挡，对变速箱输入轴10缓慢施加顺、逆时针力矩，且保持力矩在25N.m左右，分别记下来回行程分别为Ln1以及Ln2，则侧隙Ln＝│Ln1-Ln2│，测量10次后松开固定螺栓，转动输入轴使其转动一定角度后再次固定并测量，重复以上测量程序三次，对其求平均即可得到待测档位齿轮副侧隙L。
考虑到现阶段手动变速箱齿轮侧隙大多存在测量误差大，检测装置贵，使用复杂等问题，通过分析验证本发明对于装箱的手动变速箱齿轮副测试更加直接和准确，降低工时成本以及人工成本。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种手动变速箱齿轮侧隙的测试装置，所述的变速箱(8)包括变速箱箱体(16)、变速箱输入轴(10)、变速箱输出轴(11)，其特征在于：所述的测试装置设有固定机构(18)、驱动机构(17)和测量机构(19)。
2.按照权利要求1所述的手动变速箱齿轮侧隙的测试装置，其特征在于：
所述的固定机构(18)设有齿轮固定螺栓(6)，所述的齿轮固定螺栓(6)通过螺纹配合与所述的变速箱箱体(16)连接；所述的齿轮固定螺栓(6)的前端卡在所述的变速箱输出轴(11)上的待测档位从动齿轮(7)的齿槽中；
所述的驱动机构(17)设有固定套筒(2)、扭矩扳手(1)；所述的固定套筒(2)通过调节螺母(12)及紧固螺柱(13)固定在变速箱输入轴(10)的端部；
所述的测量机构(19)设有测量标尺(3)和百分表(4)，所述的测量标尺(3)设有刻度尺(14)。
3.按照权利要求2所述的手动变速箱齿轮侧隙的测试装置，其特征在于：所述的百分表(4)通过百分表支架(5)固定在变速箱箱体(16)上。
4.按照权利要求2所述的手动变速箱齿轮侧隙的测试装置，其特征在于：所述的刻度尺(14)通过轴径调节与固定装置(15)固定在所述的变速箱输入轴(10)上。
5.按照权利要求2所述的手动变速箱齿轮侧隙的测试装置，其特征在于：所述的固定套筒(2)通过内孔与变速箱输入轴(10)端部的花键轴配合；所述的紧固螺柱(13)卡在所述的花键轴的槽内。
6.按照权利要求2所述的手动变速箱齿轮侧隙的测试装置，其特征在于：所述的测量标尺(3)通过圆环结构固定在离变速箱输入轴(10)的端部35mm±5mm处。
7.按照权利要求2所述的手动变速箱齿轮侧隙的测试装置，其特征在于：所述的扭矩扳手(1)设定的力矩为25N·m±5N·m。
8.按照权利要求1至7所述的手动变速箱齿轮侧隙的测试装置的测试方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
1)、变速箱箱体(16)固定在水平地面上，变速箱档位挂入空挡；
2)、待测档位主动齿轮(9)分度圆直径在测试标尺(14)上标注；
3)、拖动扭矩扳手(1)缓慢的对输入轴(10)施加顺、逆时针力矩且保持力矩在25N·m±5N·m，分别记下来回行程，测量10次后将固定螺栓(6)松开，完成一次测试；
4)、转动变速箱输入轴(10)至30度，再次固定并测试，重复步骤3)三次后，对测试数据取平均值进行分析。
9.按照权利要求1至7所述的手动变速箱齿轮侧隙的测试装置的及其测试方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
首先，将从动轮待测齿轮(7)用固定螺栓(6)固定，再将百分表(4)通过百分表支架(5)固定在变速箱箱体(16)上；
将测量标尺(3)的圆环套在变速箱输入轴(10)伸出变速箱箱体(16)的柱体上，用轴径调节与固定装置(15)的螺钉将测量标尺(3)固定在变速箱输入轴(10)上；
将驱动机构(17)的固定套筒(2)套在变速箱输入轴(10)的伸出端上，并用调节螺母(12)将固定套筒(2)固定在变速箱输入轴(10)上；
将百分表(4)表头正对测量标尺(3)上的刻度尺(14)并接触，其表头的方向是待测档位主动齿轮(9)分度圆的切向；其位置是待测档位主动齿轮(9)分度圆半径所对应的刻度尺位置；
调整百分表零点；
将变速箱(8)档位挂入空挡，通过驱动机构(17)上的扭矩扳手(1)，对变速箱输入轴(10)缓慢施加顺、逆时针力矩，且保持力矩在25N·m±5N·m，分别记下10次来回行程；上述施加顺、逆时针力矩的过程重复3次以上，求平均值，即为变速箱该待测档位的齿轮侧隙。
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