CN106546427A - 一种新型汽车变速器模拟运行试验台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型汽车变速器模拟运行试验台，台架上层安装有模拟离合器、手动变速器、设有变速器换挡杆、直角传动箱；台架下层对应模拟离合器一端设有驱动电机，驱动电机通过皮带传动机构与模拟离合器连接；台架下层设有后驱动桥，后驱动桥通过直角传动箱与手动变速器传动连接，后驱动桥安装有模拟车轮；台架上层设有自动换挡机构，一侧安装有模拟离合器控制机构，台架下层安装有模拟制动系统。本发明整体结构紧凑、空间占用小，可方便搬运；模拟离合器结构简单、可靠性好、便于操作，可实现离合器的动力中断功能；能实时开展变速器模拟运行试验，可根据需要进行变速器的手动变速或自动变速，可演示变速器换挡时传动系统的工作情况。

Description

一种新型汽车变速器模拟运行试验台

技术领域

本发明属于汽车领域，本发明涉及汽车变速器，尤其涉及一种新型汽车变速器模拟运行试验台。

背景技术

伴随社会的发展，汽车已经进入了千家万户，成为人们出行必不可少的交通工具。而变速器作为汽车传动系统中的重要组成部分之一，其能控制汽车行驶时在各种路况时的车速变化，可以说变速器的性能直接影响到汽车性能的好坏。

汽车变速器是一个结构复杂、使用条件多变、可靠性要求高的重要关键总成，在其变速器的研发、设计与教学过程中通常存在较大的难度。因此，变速器的运行演示往往借助于解剖教具来进行试验，使使用者能直观认识变速器的内部结构，掌握其工作原理。

目前，各企业、高校、科研院所的汽车变速器试验台多采用实物解剖台架，一般都是将变速器壳体解剖，根据不同的结构和作用喷涂上不同的颜色，使使用者能看清变速器内部复杂部件的相对安装位置，从而进行结构设计改进研究或实践教学，但是这种试验台架无法进行变速器换挡工作过程和动力传递的动态演示；一些能进行动态演示的变速器试验台一般无法实时观察其内部结构具体的运行过程，也不具备自动换挡功能；有的变速器试验台体积庞大，占用空间大且搬运不方便；有的变速器试验台现代化程度高，功能丰富，适合规模大、效益高的大型试验部门使用，但造价昂贵。而一些小型企业、科研院所或高校受资金、场地、人员、环境等的影响，不可能采用上述那些要求较高的试验台。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型汽车变速器模拟运行试验台。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：一种新型汽车变速器模拟运行试验台，包括台架，台架上层的一端安装有离合器固定工装，离合器固定工装上安装有模拟离合器，模拟离合器一侧设有变速器固定工装，变速器固定工装上安装手动变速器，手动变速器上设有变速器换挡杆，手动变速器连接直角传动箱；台架下层对应模拟离合器一端设有驱动电机，驱动电机通过皮带传动机构与模拟离合器连接；

所述台架下层设有自带减速、差速功能的后驱动桥，后驱动桥通过直角传动箱与手动变速器传动连接，后驱动桥安装有模拟车轮；

所述台架上层设有自动换挡机构，包括安装在手动变速器上方的自动换挡机构安装框架，自动换挡机构安装框架上安装有横向滚珠丝杆组、纵向滚珠丝杆组，横向滚珠丝杆组、纵向滚珠丝杆组上分别设有步进电机，分别设有控制变速器换挡杆横向、纵向移动的横向运动拨叉、纵向运动拨叉；

所述台架一侧安装有模拟离合器控制机构，包括安装在上层侧边的第一滑轮固定杆，第一滑轮固定杆上安装有第一滑轮，台架下层相应位置设有第二滑轮固定杆，第二滑轮固定杆上安装有第二滑轮，第二滑轮固定杆一侧设有第三滑轮固定杆，第三滑轮固定杆上安装有第三滑轮，所述第一滑轮、第二滑轮平行设置，第三滑轮与第二滑轮垂直设置，离合器踏板通过离合器踏板固定杆安装在台架上，钢丝绳一端连接模拟离合器，另一端通过第一滑轮、第二滑轮、第三滑轮连接至离合器踏板上，踩下离合器踏板，钢丝绳收紧，控制模拟离合器动作；

所述台架下层安装有模拟制动系统，包括安装在所述模拟车轮一侧安装有制动钳固定杆，制动钳固定杆安装有制动钳，制动钳的钳部对应模拟车辆，制动踏板通过制动踏板固定杆安装在台架上，制动踏板后端通过制动控制杆与制动钳连接。

进一步，所述横向滚珠丝杆组、纵向滚珠丝杆组分别包括滚珠丝杆、丝杆螺母，滚珠丝杆通过轴承座安装在自动换挡机构安装框架上，滚珠丝杆一端通过联轴器与步进电机连接，丝杆螺母上分别安装横向运动拔叉、纵向运动拔叉，横向运动拔叉、纵向运动拔叉上设有容纳变速器换挡杆的长通槽，横向运动拔叉、纵向运动拔叉上下叠加设置互不干涉，控制变速器换挡杆前后左右移动。

进一步，所述台架下层安装有自动离合机构，包括离合滚珠丝杆，离合滚珠丝杆上设有离合丝杆螺母，离合滚珠丝杆一端通过联轴器连接步进电机，离合丝杆螺母上安装有钢丝绳拔叉，钢丝绳拔叉横向移动拉动钢丝绳收紧。

进一步，所述模拟离合器包括模拟离合器外壳，模拟离合器外壳内安装有模拟离合器主动轴、模拟离合器从动轴，模拟离合器主动轴、模拟离合器从动轴同轴接触设置，模拟离合器主动轴、模拟离合器从动轴的接触端分别设有模拟离合器主动盘、模拟离合器从动盘，所述模拟离合器从动轴与模拟离合器外壳连接处设有从动轴滑动轴承，模拟离合器从动轴能够沿轴线方向移动和绕轴线旋转，模拟离合器从动轴安装模拟离合器从动盘一侧安装有分离轴承，分离轴承与滑动轴承之间安装有压紧弹簧，分离轴承连接有离合控制杆。

进一步，所述直角传动箱包括主动锥齿轮、从动锥齿轮，主动锥齿轮、从动锥齿轮分别安装在直角传动箱主动轴、直角传动箱从动轴上，主动锥齿轮、从动锥齿轮相啮合，布置角度为90度，齿数比为1：1。

本发明的有益效果是：

1、该试验台整体结构紧凑、空间占用小，可方便搬运；

2、该试验台具有一种模拟离合器，其结构简单、可靠性好、便于操作，可实现离合器的动力中断功能；

3、能实时开展变速器模拟运行试验，可根据需要进行变速器的手动变速或自动变速；

4、该变速器试验台安装有传动轴、驱动后桥与模拟车轮，可演示变速器换挡时传动系统的工作情况。

5、模拟制动系统可以实现两轮差速运行。

附图说明

图1为新型汽车变速器模拟运行试验台正面轴测示意图；

图2为新型汽车变速器模拟运行试验台背面轴测示意图；

图3为本台架变速器自动换挡机构示意图；

图4为本台架模拟离合器自动离合机构示意图；

图5为本台架模拟离合器的内部结构示意图；

图6为本台架直角传动箱的内部结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1、2所示，本发明的新型汽车变速器模拟运行试验台安装在一分为上、下两层的可移动的台架1上，台架1上层的一端安装有离合器固定工装11，模拟离合器10安装在离合器固定工装11上；台架1的中部、位于模拟离合器10一侧安装有变速器固定工装9，变速器固定工装9上安装有手动变速器8，手动变速器8自带有变速器换挡杆5；在台架1后端、手动变速器8后侧安装有直角传动箱31；台架1下层安装有自带减速、差速功能的后驱动桥28，后驱动桥28通过直角传动箱31与手动变速器8传动连接，后驱动桥28左右两侧分别安装有第一模拟车轮24与第二模拟车轮70。

如图1、2、5、6所示，在台架1下层前端安装有驱动电机15，驱动电机15输出轴安装有第二皮带轮14，驱动电机15旋转，可带动第二皮带轮14旋转，并通过驱动皮带13将动力传递给第一皮带轮12，第一皮带轮12安装在模拟离合器10的模拟离合器主动轴61从离合器固定工装11伸出的一端上，这样第一皮带轮12可带动模拟离合器10工作，由模拟离合器10通过花键轴连接将动力传递给手动变速器8，手动变速器8的变速器输出轴通过花键轴连接将动力传递给直角传动箱主动轴76，直角传动箱31将动力通过其直角传动箱从动轴67，通过万向节30将动力传递给传动轴29，由传动轴29将动力传递给后驱动桥28，后驱动桥28将动力传递给其左右两侧的第一模拟车轮24与第二模拟车轮70，实现整个变速器传动系统的模拟运行。

如图2所示，在台架1下层后端左侧、第一模拟车轮24旁安装有制动钳固定杆27，制动钳固定杆27上安装有制动钳26，制动钳26的钳部可夹住到第一模拟车轮24。制动踏板25通过制动踏板固定杆80安装在台架1上，制动踏板25后端通过制动控制杆81与制动钳26连接，使用者踩下制动踏板25，可通过制动控制杆81使得制动钳26夹住第一模拟车轮24，这样当动力传递到后驱动桥28时，可使得第一模拟车轮24与第二模拟车轮70在后驱动桥28内差速器的作用下模拟轮间差速的功能。

如图1、3所示，所述台架上层设有自动换挡机构，包括在台架1与手动变速器8上端安装的自动换挡机构安装框架2，在自动换挡机构安装框架2上安装有换挡杆横向滚珠丝杆组4，纵向滚珠丝杆组6。

横向滚珠丝杆组4包括横向离合步进电机32、横向离合联轴器3、横向丝杆纵向轴承座34、横向滚珠丝杆35、横向丝杆螺母36，以及与其相对变速器换挡杆5平行布置的横向光轴支撑座44、横向滑块45、横向光轴46。其中：横向离合步进电机32的输出轴通过横向离合联轴器33与横向滚珠丝杆35相连接，而横向滚珠丝杆35通过横向丝杆纵向轴承座34安装在自动换挡机构安装框架2上；与横向滚珠丝杆35平行的横向光轴46通过横向光轴支撑座44安装在自动换挡机构安装框架2上。横向滚珠丝杆35上安装有横向丝杆螺母36，横向光轴46上安装有横向滑块45，横向丝杆螺母36与横向滑块45之间安装有换挡杆横向运动拨叉3，当横向离合步进电机32工作时，能控制横向丝杆螺母36横向左右运动，从而控制换挡杆横向运动拨叉3左右运动，同时也使横向滑块45在横向光轴46上横向左右运动，由此换挡杆横向运动拨叉3即可使得变速器换挡杆5实现左右摆动。

纵向滚珠丝杆组6的零部件包含了纵向丝杆纵向轴承座38、纵向滚珠丝杆39、纵向丝杆螺母40、纵向联轴器42、纵向步进电机43，以及与其相对变速器换挡杆5平行布置的纵向光轴支撑座48、纵向滑块49、纵向光轴50。其中：纵向步进电机43的输出轴通过纵向联轴器42与纵向滚珠丝杆39相连接，而纵向滚珠丝杆39通过纵向丝杆纵向轴承座38安装在自动换挡机构安装框架2上；与纵向滚珠丝杆39平行的纵向光轴50通过纵向光轴支撑座48安装在自动换挡机构安装框架2上。纵向滚珠丝杆39上安装有纵向丝杆螺母40，纵向光轴50上安装有纵向滑块49，纵向丝杆螺母40与纵向滑块49之间安装有换挡杆纵向运动拨叉7，当纵向步进电机43工作时，能控制纵向丝杆螺母40纵向前后运动，从而换挡杆纵向运动拨叉7前后运动，同时也使纵向滑块49在纵向光轴50上纵向前后运动，由此换挡杆纵向运动拨叉7即可使得变速器换挡杆5实现前后摆动。

横向滚珠丝杆组4与控制换挡杆横向运动拨叉3位于纵向滚珠丝杆组6与换挡杆纵向运动拨叉7上方，两个滚珠丝杆组的运动相互不会干涉，可通过配合，使得变速器换挡杆5实现前后左右摆动，以挂入相应的变速器档位中。如若要进行人工手动变速，只要将变速器换挡杆横向运动拨叉3与换挡杆纵向运动拨叉7从移开变速器换挡杆5上移开，即可人工操作变速器换挡杆5。这里换挡杆横向运动拨叉3与横向滑块45、横向丝杆螺母36，换挡杆纵向运动拨叉7与纵向滑块49、纵向丝杆螺母40均采用插销连接，如若要进行手动换挡，换挡杆横向运动拨叉3与换挡杆纵向运动拨叉7均可拆卸移开。

如图4所示，自动离合机构安装在台架1下层前端，其包含了：离合步进电机52、离合联轴器53、离合轴承座54、离合滚珠丝杆55、离合丝杆螺母56、钢丝绳拨叉22。其中：离合步进电机52的输出轴通过离合联轴器53与离合滚珠丝杆55相连接，而离合滚珠丝杆55通过离合轴承座54安装在台架1上。当离合步进电机52工作时，其通过离合联轴器53使离合滚珠丝杆55转动，从而使离合滚珠丝杆55上的离合丝杆螺母56横向运动并带动固定在其上的钢丝绳拨叉22运动拉动钢丝绳19，从而控制模拟离合器10工作。

上述自动换挡机构、自动离合机构相互配合即可实现该手动变速器8的自动换挡。如要进行手动换挡，则可以采用人工踩踏离合器踏板21的方式来控制模拟离合器10的工作状态。

如图5所示，模拟离合器10其结构包含了模拟离合器从动轴58、离合控制杆59、模拟离合器壳体60、模拟离合器主动轴61、模拟离合器主动盘62、模拟离合器从动盘63、分离轴承64、模拟离合器从动轴滑动轴承72、模拟离合器主动轴轴承73。其中：模拟离合器主动轴轴承73、模拟离合器从动轴滑动轴承72分别安装在模拟离合器壳体60的输入、输出端；模拟离合器主动轴61通过模拟离合器主动轴轴承73安装在模拟离合器壳体60上；模拟离合器从动轴58通过模拟离合器从动轴滑动轴承72安装在模拟离合器壳体60上，且模拟离合器从动轴58可在模拟离合器从动轴滑动轴承72内前、后滑动，也可以旋转滚动；模拟离合器从动轴58在模拟离合器从动轴滑动轴承72壳体内一侧固定安装有压紧弹簧68，压紧弹簧68与分离轴承64的内圈后侧相连接，压紧弹簧68与分离轴承64的内圈均是空套在模拟离合器从动轴58上；分离轴承64的内圈上还安装有离合控制杆59；模拟离合器从动轴58在分离轴承64前侧位置固接安装有模拟离合器从动盘63，且模拟离合器从动盘63仅与分离轴承64的外圈相连接，但与分离轴承64的内圈不接触，分离轴承64的内圈与外圈之间有滚珠，是可以相互转动的。

上述结构的工作原理是：当自动离合机构未工作时，动力从模拟离合器主动轴61传到模拟离合器主动盘62，此时压紧弹簧68通过分离轴承64将模拟离合器从动盘63压紧到模拟离合器主动盘62上，模拟离合器主动盘62通过摩擦力作用带动模拟离合器从动盘63旋转，动力通过模拟离合器从动盘63传递给模拟离合器从动轴58，模拟离合器从动轴58将动力传递给手动变速器8的输入轴。当自动离合机构工作时，使用者踩下离合器踏板21，离合器踏板21通过钢丝绳19控制离合控制杆59向模拟离合器10的输出端方向运动，从而控制分离轴承64克服压紧弹簧68的弹力向模拟离合器10的输出端方向运动，使得与分离轴承64外缘相连接的模拟离合器从动盘63与模拟离合器主动盘62分离，实现动力中断。若使用者松开离合器踏板21，模拟离合器从动盘63会在压紧弹簧68与分离轴承64的作用下重新压紧到模拟离合器主动盘62上，恢复动力传递。

上述模拟离合器从动轴58与手动变速器8的输入轴图中未示出，采用花键连接，其中手动变速器8的输入轴连接端是花键轴结构，而模拟离合器从动轴58的连接端是花键套结构，模拟离合器从动轴58的连接端套在手动变速器8的输入轴连接端上。手动变速器8的输入轴与模拟离合器从动轴58是同轴安装，且模拟离合器从动轴58可以相对手动变速器8的输入轴前后滑动，但花键部分仍然保持连接。

上述模拟离合器主动盘62、模拟离合器从动盘63结合面表面均采用了摩擦力较大的阻尼处理。

如图6所示，直角传动箱31包括主动锥齿轮65、从动锥齿轮66、直角传动箱主动轴76、直角传动箱从动轴67、直角传动箱主动轴轴承77、直角传动箱从动轴轴承78。其结构与工作方式是：变速器输出轴17与直角传动箱主动轴76采用花键连接，其中变速器输出轴17的连接端是花键轴结构，而直角传动箱主动轴76的连接端是花键套结构，直角传动箱主动轴76的连接端套在变速器输出轴17的连接端上；直角传动箱主动轴76通过直角传动箱主动轴轴承77安装在直角传动箱31内，而直角传动箱主动轴76在直角传动箱31内的端部安装有主动锥齿轮65；直角传动箱从动轴67通过直角传动箱从动轴轴承78安装在直角传动箱31内，而直角传动箱从动轴67在直角传动箱31内的端部安装有从动锥齿轮66，从动锥齿轮66与主动锥齿轮65相啮合，布置角度为90度，两个锥齿轮的齿数比为1：1。动力从变速器输出轴17传递给直角传动箱主动轴76，再经由主动锥齿轮65与从动锥齿轮66的啮合把动力传到直角传动箱从动轴67，进而实现动力传递路线的90度改变，并保证转速不变。

所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (5)

1.一种新型汽车变速器模拟运行试验台，其特征在于，包括台架，台架上层的一端安装有离合器固定工装，离合器固定工装上安装有模拟离合器，模拟离合器一侧设有变速器固定工装，变速器固定工装上安装手动变速器，手动变速器上设有变速器换挡杆，手动变速器连接直角传动箱；台架下层对应模拟离合器一端设有驱动电机，驱动电机通过皮带传动机构与模拟离合器连接；

所述台架下层设有自带减速、差速功能的后驱动桥，后驱动桥通过直角传动箱与手动变速器传动连接，后驱动桥安装有模拟车轮；

所述台架上层设有自动换挡机构，包括安装在手动变速器上方的自动换挡机构安装框架，自动换挡机构安装框架上安装有横向滚珠丝杆组、纵向滚珠丝杆组，横向滚珠丝杆组、纵向滚珠丝杆组上分别设有步进电机，分别设有控制变速器换挡杆横向、纵向移动的横向运动拨叉、纵向运动拨叉；

所述台架一侧安装有模拟离合器控制机构，包括安装在上层侧边的第一滑轮固定杆，第一滑轮固定杆上安装有第一滑轮，台架下层相应位置设有第二滑轮固定杆，第二滑轮固定杆上安装有第二滑轮，第二滑轮固定杆一侧设有第三滑轮固定杆，第三滑轮固定杆上安装有第三滑轮，所述第一滑轮、第二滑轮平行设置，第三滑轮与第二滑轮垂直设置，离合器踏板通过离合器踏板固定杆安装在台架上，钢丝绳一端连接模拟离合器，另一端通过第一滑轮、第二滑轮、第三滑轮连接至离合器踏板上，踩下离合器踏板，钢丝绳收紧，控制模拟离合器动作；

所述台架下层安装有模拟制动系统，包括安装在所述模拟车轮一侧安装有制动钳固定杆，制动钳固定杆安装有制动钳，制动钳的钳部对应模拟车辆，制动踏板通过制动踏板固定杆安装在台架上，制动踏板后端通过制动控制杆与制动钳连接。

2.根据权利要求1所述的新型汽车变速器模拟运行试验台，其特征在于，所述横向滚珠丝杆组、纵向滚珠丝杆组分别包括滚珠丝杆、丝杆螺母，滚珠丝杆通过轴承座安装在自动换挡机构安装框架上，滚珠丝杆一端通过联轴器与步进电机连接，丝杆螺母上分别安装横向运动拔叉、纵向运动拔叉，横向运动拔叉、纵向运动拔叉上设有容纳变速器换挡杆的长通槽，横向运动拔叉、纵向运动拔叉上下叠加设置互不干涉，控制变速器换挡杆前后左右移动。

3.根据权利要求1所述的新型汽车变速器模拟运行试验台，其特征在于，所述台架下层安装有自动离合机构，包括离合滚珠丝杆，离合滚珠丝杆上设有离合丝杆螺母，离合滚珠丝杆一端通过联轴器连接步进电机，离合丝杆螺母上安装有钢丝绳拔叉，钢丝绳拔叉横向移动拉动钢丝绳收紧。

4.根据权利要求1所述的新型汽车变速器模拟运行试验台，其特征在于，所述模拟离合器包括模拟离合器外壳，模拟离合器外壳内安装有模拟离合器主动轴、模拟离合器从动轴，模拟离合器主动轴、模拟离合器从动轴同轴接触设置，模拟离合器主动轴、模拟离合器从动轴的接触端分别设有模拟离合器主动盘、模拟离合器从动盘，所述模拟离合器从动轴与模拟离合器外壳连接处设有从动轴滑动轴承，模拟离合器从动轴能够沿轴线方向移动和绕轴线旋转，模拟离合器从动轴安装模拟离合器从动盘一侧安装有分离轴承，分离轴承与滑动轴承之间安装有压紧弹簧，分离轴承连接有离合控制杆。

5.根据权利要求1所述的新型汽车变速器模拟运行试验台，其特征在于，所述直角传动箱包括主动锥齿轮、从动锥齿轮，主动锥齿轮、从动锥齿轮分别安装在直角传动箱主动轴、直角传动箱从动轴上，主动锥齿轮、从动锥齿轮相啮合，布置角度为90度，齿数比为1：1。